Mô hình dịch vụ phân biệt DiffServ phân chia lƣu lƣợng vào trong các lớp và gán tài nguyên cho các lớp này. Sáu bit điểm mã dịch vụ phân biệt (DSCP) đánh dấu lớp của gói tin trong tiêu đề IP. DSCP nằm trong trƣờng ToS của gói tin IP. Sáu bit có thể tạo thành 64 lớp dịch vụ khác nhau.
2.1.3.1. Đối xử theo chặn (PHB)
Nhƣ trong Hình 2.3 dƣới, các thiết bị mạng nằm trên đƣờng gói tin chuyển qua kiểm tra giá trị của trƣờng DSCP và xác định yêu cầu QoS của gói tin. Điều này đƣợc biết đến nhƣ hành vi cho mỗi chặn. Mỗi thiết bị mạng có một bảng tham chiếu giữa DSCP tìm thấy trong một gói tin với PHB để xác định cách gói tin đƣợc xử lý. DSCP là một số hoặc giá trị chứa trong gói tin và PHB xác định hành vi tốt nhất đƣợc áp dụng cho gói tin.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.3. Giá trị của trường DSCP trên PHB
Một tập các gói tin có cùng giá trị DSCP và chuyển qua môi trƣờng mạng theo một hƣớng cụ thể đƣợc gọi là tổng hợp hành vi (BA). PHB đề cập đến việc lập lịch gói tin, hàng đợi, chính sách, định dạng hành vi trên một nút mạng cho gói tin chuyển đến trên một BA.
Bốn PHB chuẩn triển khai trên DiffServ bao gồm:
PHB mặc định
PHB chọn lớp.
PHB chuyển tiếp nhanh (EF)
PHB chuyển tiếp tin cậy (AF)
PHB mặc định
PHB mặc định là kiểu chuyển tiếp gói tin dạng best-effort. Các gói tin đƣợc đánh dấu với giá trị DSCP là 000000 sẽ nhận đƣợc dịch vụ best-effort truyền thống. Nếu một gói tin chuyển đến một nút mạng sử dụng dịch vụ DiffServ và giá trị trƣờng DSCP không ánh xạ với PHB nào thì nó sẽ đƣợc ánh xạ theo PHB mặc định.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Việc triển khai IP QoS sử dụng ƣu tiên gói tin IP do sự đơn giản và dễ thực hiện. Để đảm bảo tính tuơng thích ngƣợc với bảng ƣu tiên gói tin, các giá trị DSCP có dạng xxx000 (trong đó x bằng 0 hoặc 1). PHB kết hợp với một codepoint chọn lớp đƣợc gọi là một PHB chọn lớp.
PHB chuyển tiếp nhanh (EF)
DSCP đánh dấu EF trong việc chuyển tiếp gói tin nhanh với độ trễ tối thiểu và tỷ lệ mất gói thấp. Những gói tin này đƣợc ƣu tiên chuyển tiếp nhanh so với những gói tin khác. PHB chuyển tiếp nhanh trong mô hình DiffServ cung cấp khả năng chuyển tiếp với số gói tin bị mất thấp, độ trễ, độ trƣợt thấp và dịch vụ băng thông đƣợc đảm bảo. EF có thể đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng hàng đợi ƣu tiên, cùng với việc hạn chế tốc độ trên lớp.
Mặc dù EF PHB khi thực hiện trên mạng có DiffServ cung cấp dịch vụ cao nhất, nó cần xác định những ứng dụng quan trọng bởi vì nếu có tắc nghẽn nó cũng không thể xử lý phần lớn lƣu lƣợng với mức ƣu tiên cao.
PHB chuyển tiếp tin cậy (AF):
Cách đánh dấu DSCP trên những gói tin chuyển tiếp tin cậy xác định một lớp AF và loại bỏ mức ƣu tiên cho các gói tin IP. Các gói tin với các mức ƣu tiên loại bỏ khác nhau trong cùng một lớp AF đƣợc loại bỏ dựa trên giá trị ƣu tiên loại bỏ của chúng. RFC 2587 đề nghị chia 12 PHB chuyển tiếp tin cậy thành 4 lớp AF với 3 cấp độ ƣu tiên loại bỏ gói khác nhau.
PHB chuyển tiếp tin cậy xác định một phƣơng pháp với BA có thể đƣa ra các mức độ đảm bảo chuyển tiếp khác nhau. Các PHB AFxy định nghĩa 4 lớp: AF1y, AF2y, AF3y và AF4y. Mỗi lớp đƣợc gán bộ đệm và băng thông xác định phụ thuộc vào SLA của khách hàng với nhà cung cấp dịch vụ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trong mỗi lớp AFx có thể chỉ ra ba mức ƣu tiên loại bỏ gói tin. Nếu có tắt nghẽn trên mạng khi sử dụng DiffServ trên một liên kết cụ thể, các gói tin thuộc lớp AFx đặc biệt cần đƣợc loại bỏ, thứ tự ƣu tiên loại bỏ gói tin nhƣ sau dp(AFx1) <= dp(AFx2)<=dp(AFx3), trong đó dp(AFxy) là xác suất mà các gói tin của lớp AFxy sẽ bị loại bỏ.
Giá trị y trong AFxy chỉ ra thứ tự ƣu tiên loại bỏ trong một lớp AFx. Ví dụ, các gói tin trong AF23 bị loại bỏ trƣớc các gói tin trong AF22 và trƣớc các gói tin trong AF21. Bảng sau cho thấy giá trị DSCP cho mỗi lớp và thứ tự ƣu tiên loại bỏ gói tin.
Ƣu tiên loại
bỏ Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4
Ƣu tiên loại bỏ thấp (AF11) 001010 (AF 21) 010010 (AF31) 011010 (AF41) 100010 Ƣu tiên loại
bỏ trung bình (AF12) 001100 (AF22) 010100 (AF32) 011100 (AF42) 100100 Ƣu tiên loại
bỏ cao (AF13) 001110 (AF23) 010110 (AF33) 011110 (AF43) 100110
Bảng 2.1. Bảng mã chuyển tiếp tin cậy trên mô hình DiffServ 2.1.3.2. Kiến trúc của dịch vụ DiffServ
Các khu vực triển khai dịch vụ DiffServ (DS) bao gồm một hoặc nhiều vùng DS. Mỗi vùng DS lần lƣợt đƣợc cấu hình sử dụng DSCP và các PHB khác nhau. Đƣờng dẫn mà gói tin IP chuyển qua cần phải kích hoạt dịch vụ DiffServ. Một vùng DS tạo ra các nút DS lối vào, DS bên trong lõi và DS lối ra.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nốt mạng DS ở lối vào hoặc lối ra có thể là một nốt mạng DS nằm ở biên của mạng, kết nối hai vùng DS với nhau. Thông thƣờng, nốt mạng DS ở biên làm chức năng điều khiển trạng thái lƣu lƣợng. Nhƣ trong Hình 2-4 bên dƣới, một bộ điều phối lƣu lƣợng thƣờng phân loại các gói dữ liệu đến trong các tập xác định trƣớc dựa trên một số phần trong tiêu đề gói tin, thực hiện đánh giá để kiểm tra việc tuân thủ các thông số lƣu lƣợng hoặc đánh dấu gói tin thích hợp bằng cách viết hoặc viết lại giá trị của trƣờng DSCP và cuối cùng định dạng lại gói tin (có bộ đệm để đạt đƣợc tỷ lệ sử dụng luồng lƣu lƣợng) hoặc loại bỏ gói tin trong trƣờng hợp có tắc nghẽn. Một nút mạng trong vùng DS thực thi các PHB thích hợp bằng cách thực thi chính sách hoặc kỹ thuật định dạng và đánh dấu lại các gói tin phụ thuộc vào chính sách.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.1.3.3. Cơ chế của dịch vụ DiffServ
Mô hình DiffServ chỉ xác định việc sử dụng của DSCP và PHB. Các PHB chỉ đơn giản mô tả hành vi chuyển tiếp của nút mạng tuân theo dịch vụ DiffServ. Mô hình không xác định làm thế nào các PHB có thể đƣợc thực hiện. Một loạt khả năng từ lập hàng đợi, áp dụng chính sách, kiểm tra, và kỹ thuật định dạng có thể đƣợc sử dụng để điều chỉnh trạng thái lƣu lƣợng mong muốn và PHB.
Chính sách lƣu lƣợng
Bảng cam kết tỷ lệ truy cập (CAR) đƣợc sử dụng cho trạng thái lƣu lƣợng và cung cấp PHB cho lớp dịch vụ AF tại lối vào và tại lõi của một vùng DS. Các gói tin đƣợc kiểm tra và thực hiện các hành động khác nhau tuỳ thuộc gói tin đƣợc kiểm tra phù hợp với, vi phạm hoặc vƣợt quá tỷ lệ cấu hình trung bình, cố gắng trong giới hạn (Bc), cố gắng quá giới hạn (Be). Lƣu lƣợng giữa Bc và Be vƣợt quá lƣu lƣợng cần truyền. Lƣu lƣợng nhiều hơn khi Bc+Be sẽ bị loại bỏ. Một gói tin có thể đƣợc truyền, loại bỏ hoặc đánh dấu với giá trị DSCP khác (chuyển gói tin đến lớp AF thấp hơn hoặc thay đổi giá trị ƣu tiên loại bỏ gói tin) phù thuộc vào chính sách đƣợc cấu hình.
Định dạng lại lƣu lƣợng:
Generic Traffic Shaping (GTS) và Frame Relay Traffic Shaping (FRTS) sử dụng bộ đệm cho các gói tin tốt hơn là chỉ loại bỏ gói tin trong trƣờng hợp xẩy ra tắc nghẽn. Điều này có thể thực hiện đƣợc bằng cách cấu hình tỷ lệ trung bình, Bc và Be. FRTS cũng có thể đƣợc thực hiện để làm giảm luồng lƣu lƣợng thấp khi tắc nghẽn xẩy ra.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.1.3.4. Thực thi PHB
PHB đƣợc thi hành trên bộ định tuyến lõi phụ thuộc vào giá trị DSCP đánh dấu gói tin. EF đƣợc thực hiện thông qua hàng đợi có độ trễ thấp (LLQ) và AF có thể thực hiện đƣợc bằng cách kết hợp của CBWFQ (hàng đợi cân bằng dựa trên trọng số) và WRED hoặc CAR.
Hàng đợi có độ trễ thấp cho PHB AF
LLQ cung cấp hàng đợi có độ ƣu tiên cho các luồng lƣu lƣợng có độ trễ thấp nhƣ là VoIP trên đƣờng truyền dữ liệu. LLQ phải đƣợc thực hiện ở mỗi bƣớc nhẩy. Hàng đợi có độ ƣu tiên này đƣợc áp dụng chính sách để đảm bảo rằng những luồng lƣu lƣợng có độ trễ thấp không ảnh hƣởng đến lƣu lƣợng của các lớp lƣu lƣợng khác.
CBWFB và WRED cho PHB AF
CBWFQ cho phép ta chia nhỏ tổng băng thông trong các lớp xác định. Băng thông có thể đƣợc phân bổ cho từng lớp trên cơ sở tuyệt đối hoặc tỷ lệ phần trăm của băng thông mà chính sách đƣợc áp dụng. Trong một lớp AF, các gói tin có thể bị loại bỏ dựa trên lƣợc bảng ƣu tiên loại bỏ gói tin sử dụng WRED.
Chính sách lƣu lƣợng cho PHB AF
CAR có thể đƣợc sử dụng để thực hiện PHB trong lõi cũng nhƣ điều khiển lƣu lƣợng và cung cấp PHB cho lớp AF trong lõi của một cùng DS.
Ngay cả khi gói tin của một lớp đƣợc áp dụng chính sách tại biên của một mạng, tại lõi của mạng sẽ có nhiều luồng lƣu lƣợng của các lớp cụ thể kết hợp từ một số giao diện vào, do đó sẽ cần phải có chính sách để lớp cao hơn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
có tỷ lệ sử dụng lƣu lƣợng cao hơn. Các gói tin đƣợc kiểm tra và thực hiện các hành động khác nhau đƣợc thực hiện tuỳ thuộc vào gói tin có phù hợp với, phạm vi hoặc vƣợt quá tỷ lệ trung bình cấu hình Bc hoặc Be.