Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM, chương 7 docx

CHƯƠNG 7: ĐIỀU KHIỂN LƯU
LƯNG
1.1 Lưu lượng:
I) Tham số mô tả lưu lượng:

Lưu lượng trên một kết nối ATM tại UNI được mô tả thông
qua một số thông số. Dựa trên các thông số này lớp ATM sẽ
cung cấp các dòch vụ phù hợp đối với tất cả các kết nối được
đấu ghép và thông qua UNI để vào mạng ATM. Việc mô tả các
thông số này phức tạp hơn nhiều so với các thông số như tỉ lệ lỗi
bít (BER) và trễ xảy ra trong các mạng số liệu hiện có. Bên
cạnh nhiều thông số chưa được đònh nghóa, các thông số do
ATM Forum đưa ra bao gồm :
+ Tỷ lệ thất thoát tế bào (CLR_Cell Loss Ratio): là tỷ số
giữa tế bào bò lỗi và tổng số tế bào bò lỗi được gửi đò trên một
kết nối. Mặc dù chưa có giá trò cụ thể nào dùng để đánh giá đối
với các loại dòch vụ khác nhau; tuy nhiên với tỷ số CLR càng
thấp thì chất lượng dòch vụ nhận được của kết nối càng tốt hơn.
+ Tỷ lệ chèn nhầm tế bào (CMR_Cell Misinsertion Ratio):
là tỷ số giữa số tế bào bò chèn nhầm và tổng số tế bào được gửi
đến kết nối. Trước đây thông số này được đònh nghóa là số lượng
tế bào bò chèn nhầm trên một đơn vò thời gian; nhưng do tính
chất thay đổi của các tốc độ bit, ATM Forum khuyến nghò sử
dụng thông số này để thuận tiện hơn trong việc tính toán và so
sánh.
+ Tỷ lệ khối tế bào bò lỗi trầm trọng (SECBR_Severely
Errored Cell Ratio):
là tỷ lệ giữa số lượng các khối tế bào bò
lỗi trầm trọng và tổng số các khối tế bào được gửi đi trong một
khoảng thời gian. Tế bào bò lỗi trầm trọng được ATM Forum
đònh nghóa là tế bào bò mất hoặc bò chèn nhầm; trong khi đó theo

đònh nghóa của ITU thì là tế bào có các lỗi bit trong phần mào
đầu của tế bào. Một khối theo ATM Forum đònh nghóa là số
lượng tế bào được gửi đi giữa hai tế bào OAM liên tiếp , được
khuyến nghi là một lần trong một giây.
+ Tỷ lệ các tế bào lỗi (CER_Cell Errored Ratio): là kết
quả đo thử của tỷ số tế bào lỗi và tổng số tế bào được gửi đi.
CER không được dùng trực tiếp trong quản lý lưu lượng.
+ Trễ truyền tải tế bào trung bình (MCTD_Mean Cell
Transfer Delay):
là giá trò thời gian trung bình tính từ khi gửi bit
thứ nhất của tế bào qua UNI ở đầu phát đến khi nhận được bit
cuối cùng tại UNI ở đầu thu. Giá trò trễ này gồm hai thành phần:
trễ lan truyền và trễ xử lý. Một kết nối thông thường có giá trò
trễ lan truyền cố đònh và trễ xử lý thay đổi do việc xếp hàng tại
các bộ đệm hay tắc nghẽn.
+ Biến thiên độ trễ tế bào (CDV_Cell Delay Variation): là
thành phần giao động của trễ chuyển giao tế bào và nguyên
nhân gây ra chủ yếu là do các thay đổi giá trò của trễ tế bào tại
các nút mạng; các nguyên nhân khác bao gồm việc chờ đợi tại
các phần tử chuyển mạch ATM, sự xếp hàng tại các thiết bò
truyền dẫn và tại các thiết bò thu để phối hợp về tốc độ tế bào.
+ Dung lượng truyền tải tế bào (CTC_Cell Transfer
Capacity):
là số lượng tối đa của số tế bào được truyền tải
thành công trên một kết nối trong một đơn vò thời gian.
+ Tỷ lệ tế bào không hợp lệ: bit CLP trong phần mào đầu
của tế bào tại UNI được dùng để xác đònh mức độ ưu tiên. Lưu
lượng được truyền đi trên kết nối có CLP được thỏa thuận thiết
lập hoặc bằng 0 hoặc bằng 1. Tỷ số tế bào không thích hợp là tỷ
số giữa số lượng tế bào đo được với CLP = 1 và số lượng tế bào

có CLP = 1 đã được thỏa thuận.
II) Quản lý tài nguyên mạng:

Quản lý tài nguyên mạng thực hiện việc xác đònh các tài
nguyên của mạng nhằm phân chai các dòng lưu lượng theo các
đặc tính của dòch vụ để duy trì các đặc tính khai thác mạng và
tối ưu hóa việc tận dụng tài nguyên mạng. Chức năng này chủ
yếu liên quan đến việc quản lý các đường ảo nhằm thỏa mãn
các yêu cầu về dòch vụ.
Đường ảo là thành phần quan trọng để điều khiển lưu lượng
và quản lý tài nguyên trong ATM. Trong quan hệ với điều khiển
lưu lượng, đường ào có thể dùng để:
+ Làm đơn giản hóa quá trình điều khiển kết nối.
+ Thực hiện hình thức điều khiển ưu tiên bằng việc phân
tách các loại lưu lượng phụ thuộc theo chất lượng của dòch vụ.
+ Phân phối hiệu quả các thông tin phục vụ cho hoạt động
điều khiển lưu lượng ví dụ dùng để chỉ thò tắc nghẽn trong mạng
bằng việc phân phối mẩu tin đơn chung cho tất cả các kết nối
kênh ảo (VCC) nằm trong cùng một đường ảo (VPC).
+ Kết hợp các dòch vụ khách hàng- khách hàng nhằm thực
hiện việc tổ hợp lưu lượng bao gồm cả điều khiển tham số
khách hàng và điều khiển tham số mạng.
+ VPC đóng vai trò quan trọng trong quản lý tài nguyên
mạng. Bằng việc lưu trữ dung lượng trong các VPC, quá trình xử
lý cần thiết để thiết lập các VCC riêng rẽ được giảm xuống. Các
VCC có thể thiết lập bằng các quyết chấp nhận kết nối đơn giản
tại các điểm nút mà VPC kết cuối. Kế hoạch dự trữ dung lượng
của các VCC sẽ được xác đònh trên cơ sở cân nhắc giữa giá
thành của việc tăng lưu lượng và giá thành của việc giảm điều
khiển. Các nhà khai thác phải chòu trách nhiệm giải quyết vấn

đề này.
Trong trường hợp các VCC của cùng VPC yêu cầu nhiều loại
dòch vụ khác nhau, chất lượng dòch vụ cung cấp cho VPC phải
phù hợp với đa số VCC có yêu cầu. Ví dụ nếu một VCC thuộc
VPC đòi hỏi xác đònh tốc tốc độ tế bào cao điểm tương ứng với
một tỷ lệ quan trọng trong dung lượng của VPC, khi đó sự thỏa
mãn chất lượng dòch vụ cho các VCC này có thể đòi hỏi tất cả
các VCC khác trong VPC cũng phải có dung lượng cực đại.
Phương pháp giải quyết vấn đề này hiện đang được nghiên cứu.
Tuy nhiên, việc sử dụng bit ưu tiên loại bỏ tế bào (CLP) có thể
được dùng để phân biệt hai mức loại bỏ tế bào trong một VPC;
ảnh hưởng của vấn đề bit ưu tiên loại bỏ tế bào trong việc điều
khiển dung lượng của VPC hiện đang tiếp tục được nghiên cứu.
Có ba hình thức ứng dụng của đường ảo: ứng dụng khách
hàng tới khách hàng, ứng dụng khách hàng tới mạng và ứng
dụng mạng-mạng. Trong ứng VPC khách hàng–khách hàng
mạng sẽ không có thông tin về chất lượng dòch vụ của các VCC
thuộc VPC mà khách hàng chòu trách nhiệm xác đònh chất lượng
dòch vụ của VPC phụ thuộc vào khả năng mà mạng cung cấp.
Trong hai trường hợp kia mạng có thông tin về chất lượng dòch
vụ của các VCC nằm trong VPC và cung cấp chất lượng dòch vụ
phù hợp với yêu cầu.
III) Hợp đồng lưu lượng:
1 Khái niệm:
Hợp đồng lưu lượng là một là một thỏa thuận giữa một
người dùng và mạng thông qua giao tiếp người dùng (User) và
mạng (UNI). Hợp đồng lưu lượng được thiết lập khi User tham
gia một phiên làm việc trên mạng ATM. Mỗi một kết nối đường
ảo (VPC) hoặc kết nối kênh ảo (VCC) có một hợp đồng lưu
lượng riêng. Hợp đồng lưu lượng là sự thống nhất giữa User và

mạng thông qua các vấn đề sau:
+ Chất lượng dòch vụ mà mạng cung cấp.
+ Các thông số về lưu lượng xác đònh đặc tính của luồng cell.
+ Nguyên tắc kiểm tra sự tuân thủ của luồng cell.
+ Đònh nghóa của mạng về một kết nối tuân thủ.
Trong các phần tiếp theo ta sẽ đề cập đến các vấn đề trong
hợp đồng lưu lượng bao gồm: cấu hình tham khảo đầu cuối
tương đương, các thông số chất lượng dòch vụ (QoS), các thông
số mô tả lưu lượng và giải thuật thùng rò rỉ (Leaky Bucket) để
kiểm tra sự tuân thủ của luồng cell.
Trước hết ta khảo sát một yếu tố cơ bản của hợp đồng lưu
lượng đó là cấu hình tham khảo đầu cuối tương đương.
2 Cấu hình tham khảo đầu cuối tương đương:
Cấu trúc của nó được mô tả ở hình trang bên. Một đầu cuối
tương đương (Equivalent Terminal) không hẳn là một thiết bò mà
có thể là một tập các thiết bò. Mỗi thiết bò này là một nguồn lưu
lượng, các nguồn lưu lượng này được ghép kênh với nhau tạo
thành luồng tế bào ATM bởi bộ ghép kênh (MUX). Trong thực
tế các thiết bò này có thể là các trạm làm việc (Workstation)
trong một mạng cụa bộ mà mỗi Workstation này có một kết nối
VPC hoặc VCC riêng; còn bộ ghép kênh có thể là chuyển mạch
ATM, Router hoặc Hub. Kết hợp với chức năng ghép kênh là
một bộ điều chỉnh lưu lượng (Shaper), mục đích của việc điều
chỉnh lưu lượng là để đảm bảo sao cho luồng cell phù hợp với
một tập các thông số lưu lượng xác đònh bởi một giải thuật kiểm
tra sự phù hợp đặc biệt. Đầu ra của bộ điều chỉnh là điểm truy
xuất dòch vụ của lớp vật lý (PHY-SAP) trong mô hình giao thức
của ATM.

Sau chức năng điều chỉnh, một vài chức năng của lớp vật lý

có thể làm thay đổi luồng cell phát qua giao diện User- Network
ATM (ATM UNI) hoặc điểm tham khảo S
b
đến nổi nó có thể
không còn phù hợp với những thông số lưu lượng. Luồng tế bào
ATM này sau đó được chuyển qua các thiết bò mạng khách hàng
CPE (Customer Premise Equipment) khác, ví dụ như mạng
xương sống ATM (ATM backbone Network) trước khi đưa tới
UNI ATM công cộng (hoặc điểm tham chiếu T
b
).
Nguồn lưu
lượng 1
Nguồn lưu
lượng n
Điều
chỉnh
lưu
lượng
Chức
năng
lớp vật
lý
MUX UPC
Các
hoạt
động
làm biền
đổi lưu
lượng

Lớp vật lý
Lớp ATM
PHY-SAP
Điểm cuối
kết nối
Đầu cuối tương đương
CPE khác
Biến đổi
lưu lượng
UNI
riêng
UNI
công cộng
S