CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ MPLS VÀ MẠNG MPLS-VPN
3.4. KỊCH BẢN 2: THỰC THI QoS TRONG MẠNG MPLS-VPN DÙNG
3.4.3. Thực hiện và kết quả
Thực hiện phát đồng thời 3 luồng lưu lượng vào mạng: Video Streaming, một luồng UDP với tốc độ bits 7 Mbit/s và một luồng TCP. Nhƣ vậy, tổng lưu lượng phát vào mạng có tốc độ bit lớn hơn băng thông thực tế của kết nối giữa PE2 và CE2.
a. Khi chưa áp dụng chính sách QoS
Kết quả tại đầu thu cho hỡnh ảnh video nhũe, giật, khụng rừ hỡnh nhƣ hỡnh 3.17; tiếng khụng rừ, hay bị ngắt quóng.
Hình 3.17 Hình ảnh video tại đầu thu khi chưa thực hiện QoS
Hình 3.18 minh họa số liệu về tốc độ bit các luồng dữ liệu tại đầu thu.
Tốc độ luồng UDP (khoảng 6500Kbits/s) gấp nhiều lần tốc độ luồng TCP (khoảng 100Kbits/s). Điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết, vì khi xảy ra tranh chấp băng thông do tắc nghẽn thì lưu lượng dùng giao thức UDP chiếm ưu thế so với lưu lượng dùng TCP. Thực hiện tăng tốc độ luồng UDP lên 8Mbits/s tại đầu phát thì phiên TCP bị mất kết nối.
Hình 3.18 Lưu lượng TCP và UDP nhận tại đầu thu khi chưa thực hiện QoS Dựa vào hiển thị JPerf trên máy thu, ƣớc lƣợng đƣợc tỷ lệ mất gói của lưu lượng luồng UDP là 7.1%.
b. Khi áp dụng chính sách QoS
Khi áp dụng QoS, chất lƣợng hình ảnh và âm thanh tốt trở lại nhƣ trên hình 3.19 tương đương với trường hợp trên mạng chỉ phát video streaming
Hình 3.19 Hình ảnh video tại đầu thu khi thực hiện QoS
Hình 3.20 Lưu lượng TCP và UDP nhận tại đầu thu khi thực hiện QoS
Sau khi thực hiện QoS, tỷ số giữa tốc độ luồng TCP và UDP minh họa trên hình 3.20 là 1.5 (4260/2872). Phù hợp với trọng số khai báo cho hàng đợi CBWFQ tương ứng là 15 và 10.
Dựa vào hiển thị JPerf trên máy thu, ƣớc lƣợng đƣợc tỷ lệ mất gói của lưu lượng UDP là 60% lớn hơn nhiều so với số liệu tương ứng là 7.1% khi
chưa áp dụng QoS. Điều này là phù hợp với đặc điểm của lưu lượng TCP, UDP và kịch bản chính sách QoS ban đầu, số gói bị đánh rớt khi tắc nghẽn chủ yếu là lưu lượng luồng UDP.
Hình 3.21 Băng thông tại card mạng đầu thu.
Trong thời gian mô phỏng, băng thông chiếm dụng trên card mạng đầu thu luôn chiếm khoảng 10% tương đương với tốc độ bit 10Mbits/s. Đồng nghĩa với việc hiệu quả sử dụng băng thông trên kết nối giữa PE2 và CE2 luôn đạt 100%.
c. Nhận xét, đánh giá và một số điều chỉnh
Luận văn đã thực hiện thành công cấu hình QoS đúng với kịch bản ban đầu. Trong tình trạng tắc nghẽn 100%, băng thông cấp cho luồng Video Streaming đảm bảo cho ứng dụng Video hoạt động bình thường, luồng TCP vẫn duy trì phát và nhận lưu lượng. Các thông số về tỷ số chiếm dụng băng thông giữa các luồng và tỷ lệ mất gói của luồng UDP đúng nhƣ kịch bản đề ra.
Một số hạn chế và cấu hình điều chỉnh
Do đặc điểm của giao thức TCP không khống chế đƣợc tốc độ bit luồng dữ liệu phát nên dẫn tới tình trạng băng thông trong mạng luôn bị chiếm dụng 100% (hình 3.22). Điều này có thể gây ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ các luồng lưu lượng khác.
Hình 3.22 Tốc độ bit tại đầu thu khi chỉ có lưu lượng TCP trong mạng Mặt khác, với lưu lượng RTP (ở đây là Video Streaming) dùng cơ chế hàng đợi LLQ, nếu tốc độ dữ liệu RTP lớn hơn tốc độ băng thông khai báo trong trường hợp tắc nghẽn, chất lượng của luồng RTP cũng bị suy giảm.
Do vậy, để phù hợp với lưu lượng thực tế, cần điều chỉnh cấu hình khống chế tốc độ dữ liệu của luồng TCP và giới hạn băng thông chiếm dụng của luồng Video Streaming.
Cấu hình đề xuất nhƣ sau:
policy-map policy_ Policy_QoS class rtp_class
priority 5200
police 5200000 conform-action transmit exceed-action drop class tcp_class
bandwidth percent 15 shape average 1500000
Điều chỉnh cấu hình để biểu diễn các tham số QoS bằng đồ thị
Khai báo tại CE1 các interface loopback1 có địa chỉ 1.1.1.1/32 và loopback2 có địa chỉ 2.2.2.2/32 và thực hiện khai báo phân loại và đánh dấu cho lưu lượng dạng icmp với địa chỉ IP nguồn là 1.1.1.1 và 2.2.2.2 tương ứng vào các lớp lưu lượng RTP (Video Streaming) và UDP.
Host1 phát cho Host2 hai luồng lưu lượng: Video streaming và UDP.
Tốc độ bit của luồng UDP đƣợc cho biến đổi: Bắt đầu từ 5000Kbits/s và mỗi lần tăng thêm 500Kbits/s. Ứng với mỗi lần Host1 thay đổi tốc độ bit luồng UDP, Host2 thực hiện ping 100 gói đến 2 địa chỉ 1.1.1.1 và 2.2.2.2. Xử lý các kết quả này, vẽ đƣợc đồ thị hình 3.23.
Hình 3.23 Đồ thị các tham số QoS
5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000
UDP 4 7.1 10 26 61 72 76
RTP 2.67 2.74 3.41 4.32 4.85 4.86 5.05 0
20 40 60 80
Delay (ms)
Tốc độ bit luồng UDP (Kbits/s)
Trễ (Delay)
5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 UDP 2.95 7.1 9.3 19.5 17.7 15 5.9 RTP 1.02 0.85 1.06 1.17 0.84 0.78 0.82
0 5 1015 2025
Jitter (ms)
Tốc độ bit luồng UDP (Kbits/s)
Biến động trễ (Jitter)
5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000
UDP 0 0 4 9 24 48 69
RTP 0 0 0 0 0 0 0
100 2030 4050 6070
Phần trăm (%)
Tốc độ bit luồng UDP (Kbits/s)
Tỷ lệ mất gói (Packet loss)