Cú hai thành phần quan trọng ảnh hưởng đến QoS mạng IP: phương tiện truyền dẫn và thiết bị chuyển mạch. Đối với mỗi phần, cú cỏc yờu cầu về QoS tương ứng.
Thiết bị khỏch hàng
Kết nối người dựng - người dựng Mạng đầu cuối - đầu cuối (Teleservice QoS) Network section IP Netwwork Cloud Mạng IP NI NI LAN LAN
Network section Network section Customer Installation
TE Terminal Equiment GW
Thiết bị đầu cuối
Gateway Router
Protocol Stack
Chồng giao thức Network Interface NI
TE GW GW ... GW GW ... GW GW TE
19
QoS mạng IP được hiểu là QoS dịch vụ vận chuyển, chỉ được xột từ NI (Network Interface) đến NI, thiết bị khỏch hàng (Customer Installation) chỉ mang tớnh chất tham khảo đối với mụ hỡnh này. Mạng IP cú thể bao gồm nhiều phõn đoạn mạng NS (Network Section), mỗi NS cú những đặc tớnh riờng về giao thức, cấu hỡnh và chớnh sỏch QoS. Mỗi NS tham gia cú thể gõy ra trễ, tổn thất hoặc lỗi. QoS NI-NI là tổng hợp cỏc thụng số QoS của tất cả NS trong mạng.
Tham số QoS trong mạng IP:
IP được sử dụng rộng rói vỡ tớnh đơn giản của nú, dữ liệu được đúng gúi và truyền đi trong mạng với nỗ lực tối đa (Best Effort). Theo khuyến nghị I.380 ITU-T, cỏc tham số đỏnh giỏ hiệu năng truyền gúi tin IP bao gồm:
- Trễ truyền gúi tin IP IPTD (IP Packet Transfer Delay): cũn được gọi là trễ đầu cuối tới đầu cuối (end to end) hoặc trễ mạng, là thời gian 1 gúi tin truyền từ đầu phỏt đến đầu thu. IPTD thường được hiểu là trễ trung bỡnh (mean delay) của cỏc gúi tin truyền qua mạng IP.
- Biến động trễ gúi tin IP IPDV (IP packet Delay Variation): biến động trễ của cỏc gúi tin, được định nghĩa là khoảng chờnh lệch về độ trễ của cỏc gúi tin. Cú nhiều phương phỏp để tớnh IPDV, đơn giản nhất là lấy chờnh lệch giữa độ trễ lớn nhất và độ trễ nhỏ nhất (được dựng để tớnh IPDV trong khoảng thời gian ngắn):
IPDV = IPTDmax – IPTDmin (1.2)
- Tỷ lệ lỗi gúi tin IP IPER (IP Packet Error Ratio): là tham số tớnh theo tỷ lệ cỏc gúi tin IP lỗi trờn tổng số gúi tin IP nhận được:
suc err err N N N IPER (1.3)
Nerr: số lượng gúi tin lỗi
Nsuc: Số lượng gúi tin nhận được thành cụng (successful).
- Tỷ lệ tổn thất gúi IP IPLR (IP Packet Loss Ratio): Tỷ số cỏc gúi tin bị mất trờn tổng cỏc gúi tin đó truyền đi.
tran loss
N N
IPLR (1.4)
Nloss: số gúi tin bị mất (tổn thất) Ntran: số gúi tin truyền đi.
Tỷ lệ tổn thất gúi ảnh hưởng bởi chất lượng kết nối, cỏc ứng dụng trờn IP thường tớnh trờn 3 khớa cạnh ảnh hưởng của tỉ lệ mất gúi: giỏ trị ngưỡng, dung sai và ảnh hưởng của tỉ lệ mất gúi đối với hiệu năng ứng dụng. Gúi tin mất thực tế cũn phụ thuộc vào cỏc yếu tố khỏc như cơ chế sửa lỗi ở phớa trước - FEC hoặc giao thức sửa lỗi lớp trờn.
- Tỷ lệ sắp xếp lại cỏc gúi tin IP IPRR (IP Packet Reordering Ratio): việc sắp xếp lại xảy ra khi cú sự tổn thất gúi tin TCP, IPRR được đưa ra để đỏnh giỏ tổng số gúi bị mất đối với TCP.
Phõn lớp QoS trờn mạng IP:
Tất cả cỏc ứng dụng đều yờu cầu một mức NP nào đú, mỗi ứng dụng đều cú một vài đặc tớnh cơ bản khỏc nhau. Để nhận biết yờu cầu chất lượng dịch vụ, hệ thống thường nhận biết qua cỏc lớp dịch vụ. Cỏc tổ chức chuẩn húa đưa ra cỏc đề xuất phõn lớp dịch vụ khỏc nhau. ETSI chia cỏc dịch vụ thành 4 lớp.
20
Bảng 1.1 Phõn lớp dịch vụ QoS theo đề xuất của ETSI
Lớp QoS Thành phần Cỏc đặc tớnh QoS
Hội thoại thời
gian thực Thoại, audio, video, đa phương tiện
Nhạy cảm với trễ và biến động trễ, cú giới hạn lỗi và tổn thất, tốc độ bit thay đổi hoặc cố định.
Luồng thời gian thực
Audio, video, đa phương tiện
Trễ và biến động trễ cú dung sai nhất định, dung sai nhỏ đối với lỗi và tổn thất, tốc độ bit thay đổi.
Tương tỏc cận
thời gian thực Dữ liệu
Nhạy cảm với trễ, biến động trễ và tổ thất, tốc độ bit thay đổi
Phi thời gian
thực Dữ liệu
Khụng nhạy cảm với trễ và biến động trễ, nhạy cảm với lỗi
Bảng 1.2 Phõn lớp dịch vụ theo ITU-T Y.1541
Lớp QoS Cỏc đặc tớnh QoS
0 Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tỏc cao 1 Thời gian thực, nhạy cảm với jitter, tương tỏc 2 Dữ liệu chuyển giao, tương tỏc cao
3 Dữ liệu chuyển giao, tương tỏc
4 Tổn hao thấp (chuyển giao ngắn, video) 5 Cỏc ứng dụng nguyờn thủy của mạng IP
6 Tốc độ cao, nhạy cảm với mất gúi, nhạy cảm với jitter, thời gian thực, tương tỏc cao. 7 Tốc độ cao, nhạy cảm với mất gúi, nhạy cảm với jitter, thời gian thực, tương tỏc. Từ cỏc lớp dịch vụ này, ITU-T đưa ra phõn lớp QoS cho mạng IP với cỏc yờu cầu cụ thể về QoS IP cho từng lớp dịch vụ.
Bảng 1.3 Lớp QoS và cỏc giỏ trị hiệu năng mạng IP (ITU-T Y.1541)
Tham số NP
QoS Classes
Class 0 Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Unspecified Class 5 Class 6 Class 7 IPTD IP packet Loss Ratio 100 ms 400 ms 100 ms 400 ms 1 s U 100ms 400ms IPDV IP packet Delay Variation 50 ms 50 ms U U U U 50ms 50ms IPLR IP packet Loss Ratio 1 ì 10–3 1 ì 10–3 1 ì 10–3 1 ì 10–3 1 ì 10–3 U 1x10-6 1x10-6 IPER IP packet Error Ratio 1 ì 10–4 U 1 ì 10–4 1 ì 10–4 IPRR IP Packet Recording Ratio U U 1x10-6 1x10-6
U: Unspecial, khụng được chỉ định, cỏc dịch vụ thuộc lớp này khụng cú yờu cầu đặc biệt đối với tham số NP tương ứng.
21
Class 6 và class 7 được xem là cỏc lớp tạm thời, vỡ cỏc yờu cầu của nú khụng thể xỏc định được nếu chưa đặt vào trường hợp thực tế.