Điều khiển lưu lượng và tắc nghẽn trong mạng ATM, chương 8 ppsx

Chương 8: Chất lượng dòch vụ (QoS)
Chất lượng phục vụ được đònh nghóa theo các thông số đặc
trưng cho các cell phù hợp với hợp đồng lưu lượng. Nói cách
khác, chất lượng dòch vụ của một kết nối được xác đònh thông
qua các thông số của luồng cell truyền trên kết nối đó và yêu
cầu của User đối với một chất lượng dòch vụ nào đó. Sau đây sẽ
trình bày về các thông số chất lượng dòch vụ và các loại dòch vụ
ATM.
a) Các thông số chất lượng dòch vụ (QoS):
Thông số dòch vụ được đònh nghóa trên cơ sở kết nối từ
đấu cuối đến đầu cuối; đầu cuối có thể là trạm làm việc, mạng
khách hàng, một UNI ATM riêng hoặc một UNI ATM công
cộng. Hơn nữa, QoS được đònh nghóa theo những điều kiện của
một trong số các kết quả đo trên các cell được phát từ User
nguồn đến User đích như sau:
+ Số cell được phát từ User nguồn.
+ Số cell được phát thành công tới User đích.
+ Số cell bò mất không tới được User đích.
+ Số cell tới đích nhưng bò lỗi nhưng bò lỗi trong Payload.
+ Số cell chèn nhầm tới đích nhưng không được gửi bởi
nguồn. Điều này có thể xảy ra do lỗi không phát hiện được
trong header của tế bào hoặc do lỗi cấu hình.
Các thông số chất lượng dòch vụ được đònh nghóa theo các kết
quả đo lường ở trên như sau:
+ Tỷ lệ mất cell: bằng số cell mất trên số cell được phát.
+ Tỷ lệ cell sai: bằng số cell sai trên số cell chuyển thành
công cộng với số cell sai.
+ Tỷ lệ khối cell sai nghiêm trọng: bằng số khối cell sai
nghiêm trọng trên tổng khối cell phát.
Chất lượng dòch vụ còn được xác đònh dựa vào độ trễ truyền
cell. Độ trễ bao gồm những thành phần sau:

+ Độ trễ do mả hóa (T11) và do giải mả (T12).
+ Độ trễ do sự phân đoạn ở lớp AAL phía gửi (T21) và do sự
tái hợp đoạn ở lớp AAL phía nhận (T22).
+ Trễ chuyển cell gồm trễ truyền dẫn ở các nút ATM trung
gian (T31) và tổng trì hoãn do xử lý ở các nút ATM (T32) do
xếp hàng, chuyển mạch và đònh tuyến.
Các nguồn trễ có thể mô tả trong cấu trúc sau:
Sự trì hoãn truyền cell trung bình là trung bình của thành
phần ngẫu nhiên T32 và độ trễ lan truyền cố đònh T31.
Biến thiên độ trễ tế bào (CDV) có thể tính tại một điểm trên
mạng dựa vào khoảng cách danh đònh giữa các cell hoặc từ một
lối vào tới một lối ra.
Tóm lại, để xác đònh chất lượng của một kết nối VPC hoặc
VCC ta có thể dựa vào các thông số chất lượng dòch vụ như: độ
trì hoản trung bình, biến thiên độ trễ cell, độ mất cell trên những
cell có CLP = 0, độ mất cell trên những cell có CLP = 1, và tỷ lệ
lỗi.
Queue
X
Switch
T32
?
Route
?
Route
X
SwitchQueue
T32
AAL
SAR

Coding
T11 T21
AAL
SAR
De-coding
T22 T12
Nút ATM
A
Nút ATM
B
Đầu cuối
gửi
Đầu cuối
nhận
b) Các lớp chất lượng dòch vụ:
Để tạo dễ dàng cho người dùng một số lớp QoS đã được đònh
nghóa. Mỗi lớp QoS có những giá trò riêng biệt của các thông số
đã được đònh nghóa ở trên và chúng được ấn đònh trước bởi mạng
cho mỗi kết nối VPC và VCC.
Đặc tả giao tiếp người dùng và mạng phiên bản 3.0 trong
diễn đàn ATM đã đònh nghóa 5 lớp chất lượng dòch vụ như bảng
trang 29.
Một lớp QoS được đònh nghóa bởi ít nhất các thông số sau:
+ Tỷ lệ mất cell đối với luồng cell có bit CLP = 0.
+ Tỷ lệ mất cell đối với các luồng cell có bit CLP = 1.
+ Sự biến đổi trì hoản cell cho toàn bộ luồng cell có bit CLP
= 0+1.
+ Độ trễ trung bình cho toàn bộ luồng cell có bit CLP = 0+1.
Với các luồng có CLP = 0 thì các bit CLP trong header được
đặt là 0 và các luồng có CLP = 1 được đặt là 1. Luồng CLP =

0+1 liên quan đến tất cả các cell trong kết nối ảo.
i) Lớp QoS ấn đònh:
Đó là những lớp QoS được ấn đònh rõ bởi một tập con các
thông số đặc trưng ATM cho kết nối VPC hoặc VCC. Nói cách
khác, đối với mỗi lớp QoS có một giá trò mục tiêu được ấn đònh
rõ cho mỗi thông số thực hiện trên một kết nối ảo ATM. Theo
khuyến nghò I.362 của ITU-T, những nhà cung cấp mạng nên
Lớp QoS Các thông số QoS Ứng dụng
0
1
2
3
4
Không ấn đònh
Ấn đònh
Ấn đònh
Ấn đònh
Ấn đònh
Dòch vụ tối ưu, tốc độ bit không xác đònh
Mô phỏng kenh, tốc độ bit xác đònh
Video/Audio có tốc độ bit thay đổi
Dữ liệu đònh hướng có liên kết
Dữ liệu không liên kết
đònh nghóa những thông số thực hiện ATM cho ít nhất những loại
dòch vụ sau:
+ Lớp dòch vụ loại A: các dòch vụ mô phỏng mạch (Circuit
Emulation) và có tốc độ bit không đổi.
+ lớp dòch vụ loại B: video và audio có tốc độ bit thay đổi.
+ Lớp dòch vụ loại C: truyền các dữ liệu đònh hướng có liên
kết.

+ Lớp dòch vụ loại D: truyền các dữ liệu không liên kết.
Trong tương lai có thể có nhiều lớp QoS được đònh nghóa cho
những lớp dòch vụ trên. Hiện tại ATM Forum đònh nghóa các lớp
QoS như sau:
+ Lớp QoS ấn đònh 1: hổ trợ cho một QoS để thỏa mãn các
yêu cầu hoạt động của lớp dòch vụ loại A. Lớp này có thể so
sánh với hoạt động của các dòng số rieng biệt.
+ Lớp QoS ấn đònh 2: hổ trợ cho một QoS để thỏa mãn các
yêu cầu hoạt động của lớp dòch vụ loại B. Lớp này hổ trợ cho
việc đóng gói tín hiệu video và audio trong dòch vụ hội nghi
truyền hình và các ứng dụng truyền thông đa phương tiện.
+ Lớp QoS ấn đònh 3: hổ trợ cho một QoS để thỏa mãn các
yêu cầu hoạt động của lớp dòch vụ loại C. Lớp này cói khuynh
hướng hỗ trợ cho sự tương tác của các giao thức đònh hướng có
liên kết như Frame Relay.
+ Lớp QoS ấn đònh loại 4: hổ trợ cho một QoS để thỏa mãn
các yêu cầu hoạt động của lớp dòch vụ loại D. Lớp này có
khuynh hướng hỗ trợ cho sự tương tác của các giao thức hướng
không liên kết như IP (Internet Protocol) hoặc SMDS (Switched
Mutimegabit Data Service).
ii) Lớp QoS không ấn đònh:
Trong lớp này không có quy ước về thông số hoạt động của
mạng. Những dòch vụ dùng lớp QoS không ấn đònh có thể có
những thông số lưu lượng được ấn đònh một cách không rõ ràng.
Một ví dụ ứng dụng của lớp QoS này là sự hổ trợ cho dòch vụ
“best effort”. Những kết nối của dòch vụ loại này không có một
sự đảm bảo về QoS và không có những thông số lưu lượng được
ấn đònh rõ ràng từ mạng và như vậy sự lưu thông được coi như là
có rủi ro. Trong trường hợp này, về phía mạng chấp nhận sự lưu
thông này và cho phép nó sử dụng những tài nguyên chưa được

sử dụng bởi những kết nối có ấn đònh thông số lưu thông và lớp
QoS; về phía người dùng không chỉ ra bất kỳ thông số lưu thông
nào và không trông chờ một sự cam kết thực hiện nào từ mạng.
4 Sự mô tả lưu lượng nguồn:
Tập hợp các thông số về lưu lượng được nêu ra trong một
hợp đồng lưu lượng được gọi là mô tả lưu lượng nguồn. ATM
Forum đònh nghóa các thông số sau:
a) Tốc độ đỉnh (PCR_Peak Cell Rate): xác đònh theo công
thức sau:

T
1
PCR  (cell/s)
Trong đó, T là khoảng cách nhỏ nhất giữa hai tế bào liên tiếp
tính bằng giây. T đựơc xác đònh từ bit đầu tiên của một tế bào
đến bit đầu tiên của tế bào tiếp theo. T còn được đònh nghóa là
thời gian tối thiểu giữa hai lệnh yêu cầu chuyển tế bào ATM tại
một điểm truy nhập dòch vụ lớp vật lý (PHY-SAP).
b) Biến động trễ (CDV_Cell Delay Variation): do có nhiều
kết nối được ghép vào một kênh vật lý tại giao diện UNI; hơn
nữa phải chèn các thông tin OAM vào dòng tế bào nên tốc độ tế
bào trên kênh vật lý không chính xác bằng tốc độ tế bào tại giao
diện giữa lớp vật lý và lớp ATM nên gây ra biến động trễ.
Biến động trễ là độ biến động lớn nhất về khoảng cách thời
gian giừa hai tế bào trên một kết nối. CDV được ký hiệu là
ح và
đơn vò tính là giây. Thông số này được mạng quy đònh.
c) Tốc độ tế bào cho phép (SCR_Sustainable Cell Rate): SCR
được đònh nghóa là giới hạn trên của tốc độ trung bình. Dó nhiên
tốc độ này nhỏ hơn PCR. Khi điều kiện trên mạng không còn tối

ưu mạng chỉ cần duy trì tốc độ SCR vẫn đảm bảo được tỷ lệ mất
tế bào cho phép. Khái niệm SCR được mô tả trong hình sau:
Trong đó MBS là kích thước chùm cực đại của tế bào, T
I
là
khoảng cách giữa hai chùm tế bào. Khi đó:
i
T
MBS
SCR 

d) Khích thước chùm cực đại (MBS_Maximum Burst Size):
MBS là số tế bào tối đa được chuyển tiếp ở tốc độ tối đa
(PRC).
T
MBS
MBS
MBS
T
I
Time