Kỹ thuật lập lịch cơ bản sử dụng trong bộ định tuyến gồm có: Hàng đợi FIFO; Hàng đợi ƣu tiên PQ; hàng đợi cân bằng FQ; hàng đợi quay vòng trọng số WRR; hàng đợi cân bằng trọng số WFQ và hàng đợi dựa theo lớp cân bằng trọng số CBQ.
i) Hàng đợi FIFO
Hàng đợi vào trƣớc - ra trƣớc FIFO là kỹ thuật hàng đợi ngầm định, các gói tin đến đƣợc đƣa vào trong một hàng đợi đơn và đƣợc gửi ra đầu ra theo đúng thứ tự. FIFO đối xử với tất cả các gói theo cùng một cách, không cần sử dụng thuật toán điều khiển, vì
vậy nó rất thích hợp với mạng nỗ lực tối đa (Best effort). Mặt khác FIFO không thể cung cấp các dịch vụ phân biệt và tất cả các luồng lƣu lƣợng đều bị suy giảm chất lƣợng khi có tắc nghẽn xảy ra.
ii) Hàng đợi ưu tiên PQ
Trong hàng đợi ƣu tiên PQ, N hàng đợi đƣợc tạo ra với các mức ƣu tiên từ 1 tới N. Thứ tự lập lịch đƣợc xác định bởi thứ tự ƣu tiên và không phụ thuộc vào vị trí của gói tin. Các gói trong hàng đợi thứ j đƣợc xử lý khi không còn gói nào trong hàng đợi có thứ tự cao hơn (các hàng đợi từ 1 tới (j-1)).
Hình 2.20. Hàng đợi ưu tiên PQ
Hàng đợi ƣu tiên có ƣu điểm là cung cấp phƣơng tiện đơn giản nhất để phân biệt lớp lƣu lƣợng. Nhƣợc điểm của hàng đợi ƣu tiên là luôn hƣớng tới xử lý mức ƣu tiên cao, nên các hàng đợi có mức ƣu tiên thấp có thể không có cơ hội để gửi gói đi.
iii) Hàng đợi cân bằng FQ
Trong hàng đợi cân bằng FQ các gói tin đến đƣợc phân loại thành N hàng đợi. Mỗi một hàng đợi nhận 1/N băng thông đầu ra. Bộ lập lịch kiểm tra các hàng đợi theo chu kỳ và bỏ qua các hàng đợi rỗng. Mỗi khi bộ lập lịch tới một hàng đợi, một gói tin đƣợc truyền ra khỏi hàng đợi. Nếu một hàng đợi mới đƣợc thêm vào N hàng đợi có trƣớc đó, bộ lập lịch tự động đặt lại băng thông theo thực tế bằng 1/(N+1). Đơn giản chính là ƣu điểm của hàng đợi cân bằng.
Nhƣợc điểm chính của hàng đợi cân bằng là:
Khi băng thông đầu ra đƣợc chia thành N hàng đợi 1/N, nếu các lớp lƣu lƣợng đầu vào có yêu cầu băng thông khác nhau, thì FQ không thể phân bố lại đƣợc băng thông của đầu ra để đáp ứng yêu cầu đầu vào.
Khi kích thƣớc gói không đƣợc quan tâm trong FQ, kích thƣớc các gói sẽ ảnh hƣởng đến phân bố băng thông thực tế, thậm chí bộ lập lịch vẫn hoạt động đúng trên cơ sở công bằng, các hàng đợi có gói kích thƣớc lớn sẽ chiếm nhiều băng thông hơn các hàng đợi khác.
Hình 2.21. Hàng đợi cân bằng FQ
iv) Hàng đợi quay vòng trọng số WRR
Hàng đợi quay vòng theo trọng số WRR chia băng thông cổng đầu ra với các lớp lƣu lƣợng đầu vào phù hợp với băng thông yêu cầu.
Hình 2.22. Hàng đợi quay vòng theo trọng số WRR
Các luồng lƣu lƣợng đầu vào đƣợc nhóm thành m lớp tƣơng ứng với trọng số đƣợc xác định bởi băng thông yêu cầu. Tổng các trọng số của các lớp bằng 100%.
m i i = 1
W100%
(2.4)
Trong đó, m là số lớp lƣu lƣợng; Wi là % trọng số của lớp i.
Các luồng lƣu lƣợng riêng đƣợc lập lịch theo nguyên tắc hàng đợi cân bằng FQ đối với một lớp. Đặt số lƣợng các hàng đợi FQ trong lớp i là Ni, tổng số hàng đợi FQ trong lƣợc đồ WRR đƣợc tính theo công thức 2.5 sau đây:
1 WRR m i i TotalFQ N (2.5)
Hàng đợi quay vòng theo trọng số WRR gồm hai lớp lập lịch quay vòng: Bộ lập lịch thứ nhất chỉ tới các lớp trong khoảng từ lớp 1 đến lớp m.
Khi bộ lập lịch dừng lại tại một lớp, bộ lập lịch quay vòng thứ 2 sẽ quay vòng trong các hàng đợi FQ.
Băng thông cổng đầu ra tính theo % đƣợc gán vào lớp i, trọng số của lớp i (Wi) thể hiện lƣợng thời gian tiêu tốn của bộ lập lịch cho lớp i. Ví dụ, Wi=20% có nghĩa là bộ lập lịch sẽ tiêu tốn 20% chu kỳ thời gian quay vòng cho lớp i. Với các hàng đợi FQ trong lớp i, thời gian cho các hàng đợi là cân bằng, vì vậy lƣợng thời gian cho một hàng đợi trong Ni hàng đợi là (1/Ni). Trọng số cho mỗi một hàng đợi FQ đƣợc tính nhƣ sau:
ij i i
W = W * (1/N ) (2.6)
trong đó Wij là trọng số của hàng đợi thứ j trong lớp i; Wi là trọng số lớp i. Từ (2.6), ta có thể viết lại Wi = Wij * Ni, hay:
i (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
N j = 1
W = W (2.7)
Trọng số của lớp i sẽ đƣợc tính bằng tổng các yêu cầu lƣu lƣợng trong lớp i. WRR sử dụng Wi thay cho 1/m nhƣ trong trƣờng hợp FQ, tạo ra m lớp lƣu lƣợng khác nhau tại các cổng đầu ra. Đây chính là cải thiện của WRR so với FQ nhằm tránh nhƣợc điểm đầu của FQ.
v) Hàng đợi cân bằng trọng số WFQ và hàng đợi cân bằng trọng số phân lớp
CBWFQ
Mặc dù WRR đã chỉ ra đƣợc cách khắc phục nhƣợc điểm thứ nhất của hàng đợi cân bằng FQ nhƣng WRR chƣa giải quyết đƣợc ảnh hƣởng của kích thƣớc gói tin đối với băng thông chia sẻ. Tiếp cận hàng đợi cân bằng trọng số WFQ cũng nhằm cải thiện nhƣợc điểm thứ hai của hàng đợi FQ. Giống nhƣ hàng đợi FQ, lƣu lƣợng đầu vào đƣợc nhóm m hàng đợi. Tuy nhiên, băng thông cổng đầu ra đƣợc phân bổ tới m hàng đợi theo trọng số đƣợc xác định bởi các yêu cầu băng thông của lớp lƣu lƣợng thay vì chia đều.
Hàng đợi cân bằng trọng số phân lớp CB-WFQ tƣơng tự nhƣ hàng đợi quay vòng theo trọng số WRR, sự khác biệt cơ bản của CB-WFQ so với WRR là cách sử dụng cơ chế cân bằng theo trọng số tại các lớp i thay vì sử dụng cơ chế hàng đợi cân bằng. Tiếp cận này theo hƣớng mềm hoá hơn nữa đối với các yêu cầu băng thông không đồng nhất.