CÁC CÔNG NGHỆ TRONG MẠNG HỘI TU
II.3. Công nghệ đảm bảo chất lượng dịch vụ Để hỗ trợ QoS trong mạng IP, hiện có các công cụ sau
IntServ
DiffServ
Kỹ thuật lưu lượng
MPLS
Quản lý QoS theo chính sách (Policy Based QoS Management – PBQM)
II.3.1. IntServ (Integrated Services)
IntServ sử dụng một giao thức báo hiệu để đặt trước tài nguyên cho từng luồng tin (tín hiệu thoại, video, v.v...). Giao thức báo hiệu được sử dụng bởi IntServ là RSVP. Với IntServ, người sử dụng đưa ra một yêu cầu QoS cụ thể cho một phiên kết nối và RSVP sẽ báo hiệu cho các thiết bị hỗ trợ IntServ trong mạng để dành riêng một lượng tài nguyên (băng thông, bộ đệm) tại các thiết bị này để đảm bảo các gói tin của phiên kết nối này sẽ nhận được chất lượng dịch vụ đúng như yêu cầu. Các router trong mạng IntServ trên tuyến kết nối, khi nhận được bản tin PATH sẽ hiểu đấy là báo hiệu dành trước tài nguyên cho một phiên kết nối mới, và sẽ kiểm tra tài nguyên hiện có trước khi chuyển tiếp bản tin PATH đến router tiếp theo trên tuyến kết nối đo.
Mỗi router hỗ trợ IntServ phải lưu một trạng thái tài nguyên cho kết nối đi qua nó và trạng thái này sẽ được duy trì trong suốt thời gian kết nối. Khi bản tin PATH đến phía người nhận, các tham số lưu lượng trong bản tin sẽ được bên nhận xem xét và nếu bên nhận chấp thuận hoặc cần thay đổi tham số thì bản tin RSVP RESV sẽ đuợc gửi lại cho bên gửi. Vì RSVP chỉ báo hiệu đặt trước tài nguyên cho một chiều, nên quy trình trên phải được thực hiện cho cả hai trước trước khi một kết nối hai chiều được thiết lập. RSVP đảm bảo rằng bản tin RESV sẽ quay lại bên gửi theo đúng tuyến đường mà nó được gửi đi. Router trên tuyến RSVP kiểm tra xem có thể đáp ứng được yêu cầu tài nguyên bản tin RSVP RESV. Nếu có thể đáp ứng được, bản tin sẽ được chuyển tiếp; nếu không thể đáp ứng được, bản tin RSVP PATH_TEAR sẽ được gửi đi để huỷ yêu cầu đặt trước tài nguyên.
II.3.2. Diffserv (Differentiated Services)
DiffServ hỗ trợ QoS bằng việc đưa ra và giám sát thực thi các chính sách trong mạng. để cung cấp SLA giữa các mạng với nhau hoặc giữa mạng và khách hàng (người sử dụng cuối). Kiến trúc DiffServ có những đặc điểm sau:
Mạng được chia ra thành các vùng DiffServ
Nguồn thu phát lưu lượng bên ngoài của một vùng lưu lượng được coi là
“khách hàng” của vùng DiffServ và giữa chúng có một SLS trong đó định nghĩa mức lưu lượng và loại lưu lượng sẽ được trao đổi.
Phía rìa vùng DiffServ gồm các router biên. Các router biên này có nhiệm vụ phân loại, kiểm soát và nắn chỉnh lưu lượng và có các chức năng AC (admission control), đảm bảo các chính sách xử lý lưu lượng. Nói tóm lại, mục đích của router biên là duy trì tính toàn vẹn của mạng DiffServ, đảm bảo thoả thuận dịch vụ giữa mạng và “khách hàng”, nắn chỉnh và đánh dấu lưu lượng trước khi chuyển lưu lượng vào bên trong mạng.
Khác với IntServ, DiffServ không hỗ trợ QoS cho từng luồng thông tin từ khách hàng. DiffServ phân loại lưu lượng ra thành các lớp lưu lượng và có cách thức xử lý các gói tin của các lớp lưu lượng khác nhau.
Phần lừi của vựng DiffServ gồm cỏc router lừi. Nhiệm vụ chớnh của chỳng là chuyển tiếp lưu lượng, xử lý gói tin dựa trên dấu được đánh sẵn bởi router biên.
II.3.3. Kỹ thuật lưu lượng
Bên cạnh các cơ chế báo hiệu hay kiểm soát lưu lượng để giúp đảm bảo chất lượng dịch vụ, một yếu tố khác cũng hết sức quan trọng và có ảnh hưởng gián tiếp đến QoS là việc tổ chức tài nguyên mạng một cách hiệu quả nhằm tăng khả năng đáp ứng yêu cầu của người sử dụng, đồng thời giảm chi phí liên quan. Vai trò đối với QoS là:
Hạ chi phí vận hành các dịch vụ được xây dựng trên mô hình QoS: tối ưu hoá hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng, giảm giá thành tổng.
Có ảnh hưởng đến QoS dịch vụ: trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng, tăng lưu lượng tổng mà mạng có thể đáp ứng mà không làm ảnh hưởng đến trễ đầu cuối đến đầu cuối, v.v…
Với dịch vụ QoS, giao thức mạng truyền thống – dựa trên thuật toán đường ngắn nhất có một số hạn chế sau:
Các link trên đường ngắn nhất bị quá tải: vì khi trọng số của link nhỏ thì nhiều khả năng là sẽ có rất nhiều tuyến kết nối các cặp nút mạng sẽ cùng sử dụng link này, do đó, tăng tải trên link.
Tần suất từ chối dịch vụ cao, hiệu suất sử dụng thấp: chính vì lý do trên mà trong mạng có thể có một số link bị tắc nghẽn trong khi vẫn có thể có các tuyến kết nối khác (“dài” hơn tuyến bị tắc nghẽn) vẫn còn thừa dung lượng.
Qua đó có thể thấy rằng để tối ưu hoá mạng phục vụ dịch vụ QoS, nhà khai thác vận hành mạng cần bổ sung tính năng điều khiển lưu lượng (hướng kết nối cũng như tài nguyên dành cho từng hướng). Kỹ thuật lưu lượng liên quan đến tối ưu hoá hoạt động mạng thông qua cấu hình và kiểm soát luồng, và là một thành phần không thể thiếu trong kiến trúc QoS.
II.3.4. MPLS
MPLS là giao thức chuyển mạch nhãn được sử dụng nhiều trong mạng IP. Một chức năng nổi trội của MPLS là khả năng hỗ trợ kỹ thuật lưu lượng. MPLS được sử dụng để thiếp lập các tuyến chuyển mạch nhãn giữa điểm vào và ra trong mạng (có thể xem như một tunnel cho luồng gói tin có gắn nhãn thích hợp).
Trong quá trình thiếp lập, một tuyến chuyển mạch nhãn có thể được phân một lượng băng thông nhất định. Sau đó, lưu lượng gửi vào tuyến chuyển mạch nhãn sẽ được đảm bảo băng thông đã được phân.
Đây là một công cụ hữu ích cho mạng IP khi cung cấp các dịch vụ cần QoS như dịch vụ VoIP vì khi đó sẽ không cần đặt trước tài nguyên cho từng luồng lưu lượng đi qua tuyến chuyển mạch nhãn.
II.3.5. Quản lý QoS theo chính sách
Chính sách được định nghĩa là một tập mục tiêu, phương thức hành động để hướng dẫn hay xác định một quyết định hiện tại hoặc tương lai. Một chính sách thường được biểu diễn với dạng một tập các quy định cho việc điều hành, quản lý và điều khiển truy nhập tài nguyên mạng. Quản lý theo chính sách đặc biệt hữu ích trong việc quản lý QoS.
Tổ chức IETF đã xây dựng hệ thống quản lý tài nguyên mạng dựa trên COPS (Common Open Policy Service) . COPS là giao thức hỏi đáp để trao đổi thông tin chính sách giữa PDP (Policy Decision Point) và PEP (Policy Enforcement Point) [12]. Nhiệm vụ của PDP là đưa ra quyết định cho nó hoặc các phần tử mạng khác có nhu cầu; và PEP là nơi thực áp dụng các quyết định mà PDP đưa ra.