III. Cỏc biện phỏp để nõng cao chất lƣợng VoIP
5. Phõn mảnh
Cỏc gúi lớn (MTU-Maximum Transmission Unit-1500 byte) mất rất nhiều thời gian để đi qua cỏc kết nối băng thụng thấp (768 kbit/s hoặc thấp hơn). Phõn mảnh chia cỏc gúi lớn thành cỏc gúi nhỏ hơn. Cú thể thực hiện đƣợc điều này ở tầng 2 hoặc tầng 3 của mụ hỡnh OSI.
Trong nhiều ứng dụng số liệu, trễ do kết nối băng thụng thấp khụng ảnh hƣởng đến ngƣời sử dụng đầu cuối. Tuy nhiờn, trong cỏc ứng dụng thời gian thực điều này cú thể gõy ra nhiều vấn đề(chất lƣợng thoại khụng đồng đều, mất khung, rớt cuộc gọi).
Vớ dụ : Một gúi 1500 byte truyền qua kờnh 56kbit/s sẽ mất 214ms. Khuyến nghị của
ITU-T về trễ thoại đơn hƣớng tốt nhất là (150ms. Do đú một kờnh 56 kbit/s và một gúi 1500 byte sẽ chiếm hết toàn bộ lƣợng trễ VoIP cho phộp.
Một mỡnh phõn mảnh khụng đủ để giải quyết vấn đề nảy sinh do trễ trờn cỏc kờnh băng thụng thấp. Bộ định tuyến cũng phải cú khả năng sắp hàng dựa trờn cỏc mảnh rơi hoặc cỏc gúi nhỏ hơn thay cho cỏc gúi ban đầu(chƣa đƣợc phõn mảnh).
Phân loại Tốc độ cấu trúc Phù hợp Sắp hàng cấu trúc Hàng chờ Các gói ra Các gói vào Phân loại bằng tính năng danh sách truy nhập mỏ rộng Định dạng gói thẻ bài Hỡnh 32: Cụng cụ định dạng GTS Gói thẻ bài
Việc thiết lập mạng VoIP của Cisco Systems cho phộp ngƣời sử dụng thay đổi số mẫu trờn mỗi gúi. Theo mặc định, 2 mẫu thoại 10ms đƣợc đặt trong một khung G.729. Điều này cho phộp mỗi gúi cú độ dài 20ms. Cú nghĩa là cứ 20ms cần truyền một gúi VoIP ra khỏi bộ định tuyến. Khoảng cỏch 20ms mỗi khung cú thể thay đổi dựa trờn số mẫu thoại mà bạn quyết định đặt vào mỗi khung. Con số này cũng rất quan trọng ở chỗ nú cho phộp bạn quyết định quy mụ phõn mảnh cần thiết. Nhƣ mụ tả ở bảng dƣới đõy, bạn cú thể quyết định quy mụ phõn mảnh dựa trờn tốc độ kết nối và số mẫu trong mỗi khung:
Kớch thƣớc khung (byte) Tốc độ kết nối(kb/s) 1 64 128 256 512 1024 1500 56 144s 9ms 18 ms 36 ms 72 ms 144 ms 214 ms 64 125s 8 ms 16 ms 32 ms 64 ms 128 ms 187 ms 128 62,5s 4 ms 8 ms 16 ms 32 ms 64 ms 93 ms 256 31s 2 ms 4 ms 8 ms 16 ms 32 ms 46 ms 512 15,5s 1 ms 2 ms 4 ms 8 ms 16 ms 23 ms 768 10s 640s 4,28 ms 2,56 ms 5,12 ms 10,24 ms 15 ms 1536 5s 320s 640s 1,28 ms 2,56 ms 5,12 ms 7,5 ms
Gói lớn Thoại IP
Giao thức điểm -điểm đa kết nối đa lớp(MCML PPP-Multi-Class Multilink Point-to-Point Protocol)
Tại thời điểm này, cơ chế mở rộng MCML PPP đa kết nối đang ở trong giai đoạn thử nghiệm. PPP đa kết nối đó cú cơ chế phõn mảnh cho phộp cỏc gúi đƣợc gửi xuống 2 kờnh vật lý khỏc nhau và đƣợc hợp lại tại đầu thu. Tuy nhiờn, cần phải cú một phƣơng thức sử dụng PPP đa kết nối trờn một phƣơng tiện vật lý và ỏp dụng cỏc hàng khỏc nhau, điều này cho phộp cỏc gúi đƣợc giải xếp hàng dựa trờn mảnh rơi chƣ khụng dựa trờn toàn bộ gúi. MCML PPP vẫn đũi hỏi cỏc mảnh rơi phải đƣợc ƣu tiờn IP, RSVP phõn loại và đƣợc WFQ sắp hàng, nhƣ mụ tả ở hỡnh sau:
Hỡnh 33: PPP đa kết nối, đa lớp
Diễn đàn Frame Relay FRF.12 (Frame Relay Forum 12)
FRF.12 là một tiờu chuẩn của Uỷ ban kỹ thuật diễn đàn Frame Relay. Tiờu chuẩn này cho phộp cỏc mạng Frame Relay mở tƣơng tự nhƣ MCML PPP. Bởi vỡ phõn mảnh này diễn ra tại tầng Data Link, cỏc giao thức lớp trờn khụng nhận thức đƣợc sự phõn mảnh này.
Với MCML PPP nú cho phộp cỏc gúi đƣợc phõn mảnh tại lối vào mạng WAN và đƣợc hợp lại khi bộ định tuyến đớch nhận đƣợc chỳng
FRF.12 quy định cỏc tƣơng tỏc giữa Frame Relay và ATM. Điều này cho phộp cỏc gúi đƣợc phõn mảnh bằng FRF.12 trờn quy mụ kờnh Frame Relay và đƣợc hợp lại trờn quy mụ kờnh ATM. Các gói vào + Phân loại WFQ Hàng chờ Các gói ra Phân mảnh gói lớn: Kích th-ớc phân mảnh phụ thuộc vào độ trễ yêu cầu
IP MTU và MTU
Trờn cỏc giao diện WAN khụng hỗ trợ MCML PPP hoặc FRF.12, cú thể thiết lập giao thức giao diện MTU ở một giỏ trị thấp hơn để buộc thực hiện phõn mảnh. Với FRF.12 và MCML PPP, cú thể thay đổi quy mụ gúi thực tế gửi trờn giao diện mà khụng ảnh hƣởng đến luồng gúi hiện tại. Khi bạn giảm quy mụ MTU hoặc IP MTU, gúi sẽ thay đổi thời gian hành trỡnh.
Tuy nhiờn, việc thay đổi kớch thƣớc gúi IP trờn toàn bộ hành trỡnh của nú sẽ nảy sinh rất nhiều vấn đề nhƣ toàn bộ hiệu suất của đầu thu sẽ bị ảnh hƣởng, vỡ xử lý nhiều gúi nhỏ sẽ chậm hơn một gúi lớn và lƣợng mào đầu cần phải đƣợc nhõn đụi cho từng mảnh rơi. Vớ dụ : xột một gúi 1500 byte chứa một mào đầu 40 byte. Nếu bạn phõn mảnh 1460 byte tải tin thành cỏc khung 100 byte bạn sẽ đƣợc 14 gúi 100 byte và một gúi 60 byte. Mỗi gúi đều đƣợc đặt thờm một mào đầu 40 byte. Nhƣ thế, bạn sẽ tăng kớch thƣớc mào đầu từ 40 byte lờn 600 byte.
Một vấn đề nữa với kớch thƣớc IP MTU và MTU là nếu đặt bit khụng thể phõn mảnh(DNF-Do Not Fragment) vào một gúi, gúi đú sẽ bị loại bỏ. Nhiều ứng dụng dựng bit này ngăn chặn cỏc thiết bị trung gian(cỏc bộ định tuyến và cỏc thành phần mạng khỏc) chia nhỏ gúi của chỳng, nhằm mục đớch là giữ cho đầu thu khỏi phải làm quỏ nhiều việc nhƣ đƣa cỏc mảnh rơi trở lại đỳng chỗ của chỳng.[7]