QoS trong mạng IP NGHIÊN CỨU CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP CHƯƠNG 4_3 doc

QoS trong mạng IP Kết luận
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG MẠNG
Đề tài:

NGHIÊN CỨU CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG
IP

CHƯƠNG IV
CÁC THÀNH PHẦN QoS TRONG MẠNG IP

Bảng 4.1 Mô tả những ứng dụng

Phụ thuộc vào dung sai độ trễ, những ứng dụng có thể vào một trong những
trường hợp của bảng phân loại sau:

Luồng Có tốc độ truyền dẫn dự báo trước và các hằng số truyền dẫn có liên
quan (hằng số tốc độ CBR). Sự ứng dụng trong phân loại có xác
định giới hạn về tốc độ. Ví dụ luồng video thoại trên IP
sự bùng nổ
lưu lượng
Ngược lại với trên là truyền dẫn thay đổi và không dự báo trước của
khối dữ liệu . Nó thì không xác định về miền giới hạn về tốc độ. ví
dụ như truyền file
QoS trong mạng IP Kết luận

Bảng 4.2 Những yêu cầu cần thiết của ứng dụng trong những trường hợp quan
trọng.
Asynchronuos Đây là những ứng dụng mềm dẻo không cần đòi hỏi định
thời ví dụ như :truyền dẫn mail, truyền dẫn file
Synchronuos Đây là những ứng dụng linh hoạt không yêu cầu định thời
thời gian ví dụ Web browsing

Interactive


(sự tương tác)
Những ứng dụng ở đây về chất lượng sử dụng và về khả
năng không phụ thuộc vào sự phân phối thời gian nhưng
thoả mãn người sử dụng ở một số phạm vi (ví dụ: telnet,
Web browsing )
Ioschronuos or
conversational
Chất lượng sử dụng được bị ảnh hưởng bởi trễ ( ví dụ IP
telephony)
Mission-critical
(nhiệm vụ then
chốt)
Chức năng bị thiệt hại nếu độ trễ yêu cầu không tính đến
thời tiết . (ví dụ: toll qualiti IPT)

Dịch vụ tích hợp (IntServ), đứng trước nhu cầu ngày càng tăng trong việc
cung cấp các dịch vụ thời gian thực (thoại, Video), băng thông cao (đa phưng tiện)
dịch vụ tích hợp IntServ đã ra đời. Đây là sự phát triển của mạng IP nhưng đồng
thời cung cấp dịch vụ truyền thống nỗ lực tối đa và các dịch vụ thời gian thực
(minh hoạ trên Hình 4.15). Động lực thúc đẩy mô hình này chủ yếu là một số lý do
cơ bản sau đây:
QoS trong mng IP Kt lun
Dch v n lc ti a khụng cũn tt na: ngy cng cú nhiu ng dng
khỏc nhau cú nhng yờu cu khỏc nhau v c tớnh lu lng c trin khai,
ng thi ngi s dng ngy cng yờu cu cao hn v cht lng dch v.
Cỏc ng dng a phng tin cho gúi ngy cng xut hin nhiu: mng IP phi
cú kh nng h tr khụng ch n dch v m phi h tr tớch hp a dch v

ca nhiu loi lu lng khỏc nhau t thoi, s liu n Video.
Ti u hoỏ hiu sut s dng mng v ti nguyờn mng: m bo hiu qu s
dng v u t. Ti nguyờn mng s c d tr cho lu lng cú u tiờn
cao hn, phn cũn li s dnh cho s liu n lc ti a.
Cung cp dch v tt nht: mụ hỡnh dch v IntServ cho phộp nh cung cp
mng cung cp c dch v tt nht khỏc bit vi cỏc nh cung cp cnh tranh
khỏc.








Hỡnh 4.15 : Mụ hỡnh dch v tớch hp

Trong mụ hỡnh ny cú mt s thnh phn tham gia nh sau:


ứng dụng

Phân loại

Lập lịch
Setup

Data

Setup

Phân loại

Lập lịch

Giao thức định
tuyến/Database

Điều khiển chấp
nhận/ cỡng bức

IP Data

Các bản tin setup đặt trớc

QoS trong mạng IP Kết luận
 Giao thức thiết lập: Setup cho phép các máy chủ và các router dự trữ động tài
nguyên trong mạng để xử lý các yêu cầu của các luồng lưu lượng riêng, RSVP,
Q.2931 là một trong những giao thức đó.
 Đặc tính luồng: xác định chất lượng dịch vụ QoS sẽ cung cấp cho luồng riêng
biệt. Luồng được định nghĩa như một luồng các gói từ nguồn đến đích có cùng
yêu cầu về QoS. Về nguyên tắc có thể hiểu đặc tính luồng như băng tần tối
thiểu mà mạng bắt buộc phải cung cấp để đảm bảo QoS cho luồng yêu cầu.
 Điều khiển lưu lượng: trong các thiết bị mạng (máy chủ, router, chuyển mạch…)
có thành phần điều khiển và quản lý tài nguyên mạng cần thiết để hỗ trợ QoS
theo yêu cầu. Các thành phần điều khiển lưu lượng này có thể được khai báo bởi
giao thức báo hiệu như RSVP hay nhân công. Thành phần điều khiển lưu lượng
bao gồm:
 Điều khiển chấp nhận: xác định thiết bị mạng có khả năng hỗ trợ QoS theo

yêu cầu hay không;
 Thiết bị phân loại (Classifier): nhận dạng và lựa chọn lớp dịch vụ dựa trên
nội dung của một số trường nhất định trong mào đầu gói;
 Thiết bị lập lịch (Scheduler): cung cấp các mức chất lượng dịch vụ QoS
trên kênh ra của thiết bị mạng.
Đoạn dưới đây là một số nét chính về kiến trúc chi tiết của dịch vụ tích hợp .
4.7.1 Một số mô hình của dịch vụ tích hợp
Trong những nét chính về dịch vụ tích hợp IETF đã định nghĩa hai dịch vụ mạng
thêm vào dịch vụ hỗi trợ tối đa truyền thống , tên của hai dịch vụ đó là:
QoS trong mạng IP Kết luận
 The guaranteed Quality of Service (đảm bảo chất lượng của dịch vụ hay
còn gọi là các dịch vụ đảm bảo). Các ứng dụng cung cấp thuộc loại này có thể kể
đến: hội nghị truyền hình chất lượng cao, thanh toán tài chính thời gian thực,
 the controlled Load Quality of service (chất lượng dịch vụ tải điều khiển còn
gọi là các dịch vụ kiểm soát tải)
Dịch vụ đảm bảo (GS)
Định nghĩa nét chính của dịch vụ tích hợp trong tiêu chuẩn RFC 2212 như sau:
 Dịch vụ đảm bảo cung cấp giới hạn nhất định dựa trên trễ hàng đợi dữ liệu từ
đầu cuối tới đầu cuối. Những dịch vụ này có khả năng cung cấp đảm bảo cả hai
thông số trễ và băng thông…
 Dịch vụ đảm bảo này đảm bảo sự định tuyến dữ liệu đảm bảo sẽ đến trong thời
gian được phân phát và không bị mất gói do bởi luồng bị tràn hàng đợi, nó
được cung cấp luồng lưu lượng với thông số riêng. Dịch vụ này được mong đợi
cho những dịch vụ cần sự đảm bảo nhất định về dữ liệu sẽ đến trong thời gian
qui định nghiêm ngặt cần thiết.
Ứng dụng này cung cấp đặc điểm mong đợi hồ sơ lưu lượng , tính toán mạng,
trễ từ đầu cuối tới đầu cuối của nó được đảm bảo. Nếu trễ này trong giới hạn mong
đợi của ứng dụng, ứng dụng sẽ được chắc chắn rằng gói sẽ được phân chia trên
đường dẫn trong sự tính toán giới hạn trễ.
GS yêu cầu đặc điểm của bản thân ứng dụng tồn tại tròn giới hạn kích cỡ tốc độ

và sự bùng nổ lưu lượng (các thông số của token bucket ). Trễ đầu cuối tới đầu
cuối được tạo bởi sự kết hợp bởi trễ đường dẫn với trễ hàng đợi thông qua tất cả
các NE. Trễ hàng đợi của NE phụ thuộc vào các thông số của gáo token được cung
cấp bởi các úng dụng. Mạng tính toán ngay cả trong trường hợp xấu nhất của trễ,
nó được đảm bảo dựa trên những thuật toán hàng đợi.
QoS trong mạng IP Kết luận
GS không cố gắng vượt giới hạn hay xác định số lượng trễ nhỏ nhất, trễ trung
bình hay biến động trễ- chỉ trong trường hợp trễ xấu nhất được đảm bảo. GS chủ
yếu phù hợp với những ứng dụng yêu cầu thời gian thực. Sự giới hạn trễ trong
trường hợp xấu nhất thì nó giới hạn biến động trễ trong trường hợp xấu nhất (vì lý
do kích thước bên ngoài bộ đệm).
Tải điều khiển
Sự định nghĩa những nét chính của về tải điều khiển được nói rõ trong tiêu
chuẩn RFC 2211 dưới đây:
Cách thức end – to –end đã cung cấp cho ứng dụng bởi một chuỗi các phần tử
mạng, sự cung cấp dịch vụ tải điều khiển chặt chẽ thấy được qua những ứng dụng
dịch vụ hỗi trợ tối đa “dưới điều kiện không tải” từ chuỗi những phần tử mạng.
Ngữ cảnh những điều kiện không tải nghĩa là “không nghẽn hay tải không nặng
nề”.
Như vậy CL cung cấp chỉ dịch vụ rất tốt, nhỏ bé, của đường dẫn hỗi trợ tối đa
không nghẽn có liên quan. RFC 2211 tuôn theo như sau:
 Tỷ lệ cao gói truyền dẫn sẽ được phân phát thành công bởi mạng cho những
node tiếp nhận (tỷ lệ gói phân chia không thành công trong khoảng đóng gần
đúng với tốc độ lỗi gói cơ sở của truyền dẫn trung bình).
 Quá trình trễ truyền dẫn bởi tỷ lệ rất cao của sự phân phối gói sẽ không mong
đợi quá trình trễ truyền dẫn nhỏ nhất bởi bất kỳ gói được phân phối thành công
nào (trễ truyền dẫn nhỏ nhất bao gồm trễ do speed- of –light, quá trình xử lý
trong các router, kết nối các thiết bị dọc theo đường truyền).
Luồng yêu cầu dịch vụ tải điều khiển mong đợi dịch vụ hỗi trợ tối đa thông qua
mạng không tải. Dịch vụ tải điều khiển có thể được cân nhắc dịch vụ hỗi trợ tối đa

QoS trong mạng IP Kết luận
riêng và có hiệu lực tối đa cho sự cho phép những luồng ứng dụng khác chia sẻ
mạng trong khi cưỡng ép sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa chúng.
So sánh giữa hai dịch vụ
Sự giống nhau giữa hai dịch vụ:
Cả hai dịch vụ này đều được cung cấp điều khiển trễ và mất gói, dành trước tài
nguyên giả định và được gọi là những kỹ thuật điều khiển xác nhận sử dụng mô tả
lưu lượng gáo token .
Sự khác nhau cơ bản giữa hai dịch vụ mang này là:
Dịch vụ chất lượng đảm bảo cung cấp chính xác giới hạn trên trễ lớn nhất và
không mất gói cho việc kết nối. Chú ý rằng nó cũng không xác định trễ tối thiểu
hay giá trị độ lớn biến động trễ tối thiểu. Về ý nghĩa lý thuyết giới hạn trên của trễ
lớn nhất nó được đảm bảo thông qua việc cấp phát băng thông. Sự đảm bảo chất
lượng của nhân tố mạng yêu cầu chính xác gọi là điều khiển xác nhận nó được
thực hiện dựa trên sự sử dụng cung cấp gáo token hay còn gọi là gáo rò.
Một cách khác đưa ra cho dịch vụ dảm bảo chất lượng trên tất cả nhân tố mạng
ngay lập tức theo các đường liên kết phải hỗi trợ dịch vụ này. Ngoài ra bộ phận hỗi
trợ dịch vụ có thể hoạt động tốt hơn. Ví dụ khi sảy ra tắc nghẽn trên đường dây thì
trong quá trình sảy ra tắc nghẽn nó sẽ được hỗi trợ trong khi việc cung cấp thêm
đường liên kết chưa được thực hiện.
Nhân tố mạng tải điều khiển đưa ra tương đương một dịch vụ ảo của mạng
không tải đưa ra. Chú ý rằng sự định nghĩa không chứa một sự chính xác đặc biệt
nào về chất lượng dịch vụ; do đó những sự riêng biệt thì chỉ rất đơn giản . Những
yêu cầu ứng dụng của tải điều khiển đưa ra có thể mong đợi:
 Do ảo nên không bị mất
QoS trong mạng IP Kết luận
 Trễ trên mạng là nhỏ nhất, biến động trễ là rất thấp
Tương tự cho việc đảm bảo chất lượng dịch vụ chính xác gọi là xác nhận cần
thiết. cơ sở cho điều khiển xác nhận là mô tả lưu lượng gáo dò.
4.7.2 Một số vấn đề liên quan trong Inserv

Kiểm soát lưu lượng
Theo điều khiển xác nhận, nếu sự kết nối đăng nhập vào trong hệ thống mà lưu
lượng của nó là nằm trong bản đàm phán về các đặc điểm và gía trị lưu lượng, thì
mạng phải cung cấp QoS đàm phán cho liên kết đó. Các router biên giới mạng
thực hiện giám sát khuân dạng lưu lượng người sử dụng như xác thực của người
sử dụng cho sự dành trước tài nguyên. Những chức năng này gọi là kiểm soát lưu
lượng .
Hầu hết đối tượng thông thường của kiểm soát lưu lượng là giới hạn tốc độ lớn
nhất của sự truyền tải hay tiếp nhận lưu lượng trên giao diện cho việc thiết lập
quản lý băng thông thông qua giới hạn lớn nhất về tốc độ. Sự kiểm soát này hầu
hết được thực hiện bắt buộc tại biên của mạng. Lưu lượng truyền dẫn với tham số
tốc độ vượt quá ngưỡng thì nó sẽ bị cắt hay truyền với một độ ưu tiên khác.
Hầu hết bộ điều chỉnh lưu lượng thông thường là “token bucket” hay gáo rò
(Hình 4.16) “token bucket ”được mô tả bởi ba tham số :tốc độ thẻ , độ dài gáo thẻ
, tốc độ luồng. Luồng được đồng ý với p>>r , khi giả thuyết là vô hạn. hiện nay nó
cũng có thể sử dụng “token bucket ” cho điều chỉnh lưu lượng phụ thuộc vào các
tham số, hoặc bị loại, đánh dấu hay thay đổi độ ưu tiên về lưu lượng dựa trên cơ sở
bản hợp đồng . Token bucket được mô tả ở Hình 4.17 dưới đây.
QoS trong mạng IP Kết luận

Hình 4.16: leaky and token bucket







Hình 4.17: Đồ thị lưu lượng trong token bucket
Điều khiển lưu lượng

Trong yếu tố mạng vấn đề cải thiện chất lượng dịch vụ là một vấn đề luôn luôn
được đặt ra, điều khiển lưu lượng hợp lý cũng cải thiện đáng kể QoS. Về cơ bản
bất cứ kỹ thuật định tuyến nào cũng đảm bảo hai vấn đề :
 Thiết lập tối ưu trên cơ sở thước đo nhất định
 Xem xét băng tần khả dụng trên trường kênh riêng.
Token bucket

(dữ liệu đầu vào)
Leaky bucket
độ sâu
của gói
n
ướ
c
chả y
v
à
o

luồng nước chảy ra
(tốc độ qua gáo)
P


b

tokens
r = token rate

p= peak rate >= r

b= token bucket length (max )
r
traffic
b


t
QoS trong mạng IP Kết luận
Trong kỹ thuật lưu lượng thì mục tiêu của nó được chia ra làm hai mục tiêu
chính:
 Các mục tiêu định hướng lưu lượng: nâng cao chất lượng QoS bằng giảm thiểu
thất thoát gói, trễ; tăng tối đa băng thông cung cấp cho nó; và bắt buộc thực thi
SLA.
 Các mục tiêu định hướng nguồn tài nguyên: Tối ưu hóa sử dụng nguồn tài
nguyên. Trong đó băng thông được coi là một thông số quan trong nhất của tài
nguyên mạng. Như vậy mục đích chính của định hướng nguồn tài nguyên là
giảm thiểu tối đa tắc nghẽn.
Như vậy điều khiển lưu lượng thực chất là một giải pháp thông qua QoS được
cung cấp, trong các phần tử mạng. Các thành phần của điều khiển lưu lượng gồm
có:
 Lập lịch gói
 Phân loại gói
QoS trong mạng IP Kết luận
 Đánh dấu gói
Hình 4.18: Node dịch vụ tích hợp
Những chức năng điều khiển xác nhận mô tả tổng quan bởi Hình 4.18
Lập lịch
Hoạt động của lập lịch gói là một quy tắc quan trọng trong tất cả chất lượng
dịch vụ mạng , từ đây nó cung cấp phương thức định quyền ưu tiên trong các các
gói khác nhau đang chờ để được phân loại quyền ưu tiên . Mô hình lý tưởng làm

cơ sở của những dịch vụ mạng tích hợp là lập lịch hàng đợi với trọng số phù hợp
(WFQ) , nó là công cụ dẫn xuất gói của lập lịch chia sẻ xử lý tổng quát (GPS).
Những bộ lập lịch GPS tin cậy mức cao của của phân tách lưu lượng, phân phối
và phân chia lại nguồn tài nguyên tốc độ cơ sở khi có khả năng hệ thống bị vượt
quá. Những tham số khi mô tả lưu lượng bằng “token bucket” (r
i
, b
i
) i= 1 N và
khả năng dịch vụ của C, mỗi luồng lưu lượng được đảm bảo giới hạn trễ trong
trường hợp xấu nhất


NiriCbiDi 1;*/*  và mất sẽ bằng không nếu bộ đệm
được phân của chúng


NibiBi 1;  và hệ thống ổn định giá trị



 Crj xem

QoS trong mạng IP Kết luận
hình [3.7.4]. Trong viễn cảnh chung một trọng số được đăng kí cho mỗi một hàng
đợi tách biệt



, nó quyết định tới sự chia sẻ tài nguyên băng thông của kết nối.

Nó rất quan trọng cho việc hiểu, dịch vụ tích hợp trong những yêu cầu chung về
tỉ lệ mức luồng làm bộ đệm trong node (xem Hình 4.19). Từ đó định lượng cho
trường hợp xấu nhất về quyền sở hữu khi cân nhắc trong mạng đường trục.
Giao thức dành trước tài nguyên
Giao thức dành trước tài nguyên (RSVP) nó là một giao thức báo hiệu cuối-tới-
cuối cho việc quản lý tài nguyên. Nó có thể thao tác riêng lẻ hoặc lọc định dạng
luồng thiết lập một con đường dành trước tài nguyên gốc từ ngoài tiếp nhận; có
hỗi trợ điểm đa điểm “multicash” và yêu cầu dành trước tài nguyên hợp lại hiệu
quả cho cây phân loại điểm đa điểm .






Hình 4.19: Bộ lập lịch trọng số phù hợp
Mặc dù RSVP xây dựng một cách dành trước tài nguyên, cả hai nhóm có thể
được bắt đầu song song, và độc lập với nhau. RSVP lằm ở (transport layer) lớp
giao vận, khi miêu tả tuy nhiên nó không diễn tả dữ liệu ứng dụng nhưng lại quản
lý tài nguyên của ứng dụng. Thỉnh thoảng RSVP được giả định cho những đường
liên kết điều khiển rất tốt, mặc dù RSVP độc lập những giao thức định tuyến

1

2

3

N

C




QoS trong mạng IP Kết luận
người sử dụng, do đó nó dễ nhận thấy định tuyến biến đổi thông qua những đường
dẫn.
RSVP duy trì dành trước tài nguyên, nó phụ thuộc vào mô hình trạng thái
mềm, … nó ưu tiên những trạng thái dành trước tài nguyên đã cập nhật . Nó liên
hệ với phương pháp tiếp cận với không liên kết của IP. Nếu cho bất kì nguyên
nhân nào cập nhật dành trước được huỷ bỏ, sự dành trước tài nguyên được tự động
tách ra trong những nhân tố mạng. Theo lẽ tự nhiên, ở đây nó cũng là bản tin tín
hiệu rõ ràng cho tách ra dành trước tài nguyên cốt để không chờ đến ngoài thời
gian .
RSVP và khả năng mở rộng
RSVP khởi đầu được thiết kế để hỗ trợ dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng
dụng riêng và đây là nhiệm vụ và về những thách thức khả năng mở rộng của nó.
Nói chung thuật ngữ này được sử dụng để chỉ giới hạn sử dụng tài nguyên, và sử

dụng tài nguyên như thế nào khi mạng tăng lên.
Dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng dụng riêng rõ ràng ảnh hưởng xấu đến khả
năng mở rộng. Chúng ta có thể cho rằng mỗi người sử dụng sẽ dự trữ tài nguyên tại
một vài tốc độ trung bình, vì thế số tài nguyên dự trữ được tạo ra qua mạng lớn có
khả năng tăng nhanh bằng số người sử dụng mạng. Điều này sẽ dẫn đến chi phí lớn
nếu mỗi bộ định tuyến phải lưu trữ trạng thái tài nguyên dự trữ cho luồng ứng dụng
riêng.
Chính xác hơn nếu nói rằng mức dự trữ tài nguyên cho các luông ứng dụng là
kém hơn so với RSVP. Sự khác nhau này đặc biệt quan trọng khi chúng ta xem xét
rằng RSVP không những đòi hỏi cho việc dự trữ tài nguyên cho các luồng ứng
dụng riêng mà còn dự trữ tài nguyên cho lưu lượng tổng hợp.
QoS trong mạng IP Kết luận
4.8 Dịch vụ khác biệt
4.8.1 Khái niệm về dịch vụ DiffServ
Việc đưa ra mô hình IntServ đã có vẻ như giải quyết được nhiều vấn đề liên
quan đến QoS trong mạng IP. Tuy nhiên trên thực tế, mô hình này không thực sự
đảm bảo được QoS xuyên suốt (End-to-end). Đã có nhiều cố gắng để thay đổi điều
này nhằm đạt được một mức QoS cao hơn cho mạng IP và một trong những cố
gắng đó là sự ra đời của DiffServ. DiffServ sử dụng việc đánh dấu gói và xếp hàng
theo loại để hỗ trợ các dịch vụ ưu tiên qua mạng IP. Hiện tại IETF đã có một
nhóm làm việc DiffServ để đưa ra các tiêu chuẩn RFC về DiffServ.
4.8.2 Một số nguyên tắc cơ bản của DiffServ như sau
 Định nghĩa một số lượng nhỏ các lớp dịch vụ hay mức ưu tiên. Một lớp dịch
vụ có thể liên quan đến đặc tính lưu lượng (băng tần min - max, kích cỡ burst,
thời gian kéo dài burst ).
 Phân loại và đánh dấu các gói riêng biệt tại biên của mạng vào các lớp dịch
vụ.
 Các thiết bị chuyển mạch, router trong mạng lõi sẽ phục vụ các gói theo nội
dung của các bít đã được đánh dấu trong mào đầu của gói.
 Với nguyên tắc này, DiffServ có nhiều lợi thế hơn so với IntServ.

 Không yêu cầu báo hiệu cho từng luồng.
 Dịch vụ ưu tiên có thể áp dụng cho một số luồng riêng biệt cùng một lớp dịch
vụ. Điều này cho phép nhà cung cấp dịch vụ dễ dàng cung cấp một số lượng
nhỏ các mức dịch vụ khác nhau cho khách hàng có nhu cầu.
 Không yêu cầu thay đổi tại các máy chủ hay các ứng dụng để hỗ trợ dịch vụ
ưu tiên. Đây là công việc của thiết bị biên.
QoS trong mạng IP Kết luận
 Hỗ trợ rất tốt dịch vụ VPN.
 Tuy nhiên có thể nhận thấy DiffServ cần vượt qua một số vấn đề như:
 Không có khả năng cung cấp băng tần và độ trễ đảm bảo như GS của
IntServ hay ATM;
 Thiết bị biên vẫn yêu cầu bộ Classifier chất lượng cao cho từng gói giống
như trong mô hình IntServ;
 Vấn đề quản lý trạng thái classifier của một số lượng lớn các thiết bị biên là
một vấn đề không nhỏ cần quan tâm;
 Chính sách khuyến khích khách hàng trên cơ sở giá cước cho dịch vụ cung
cấp cũng ảnh hưởng đến giá trị của DiffServ.
4.8.3 Mô hình DiffServ
Mô hình DiffServ bao gồm một số thành phần như sau:
 DS-Byte: byte xác định DiffServ là thành phần TOS của IPv4 và trường loại
lưu lượng IPv6. Các bít trong byte này thông báo gói tin được mong đợi nhận
được thuộc dịch vụ nào.
 Các thiết bị biên (router biên): nằm tại lối vào hay lối ra của mạng cung cấp
DiffServ.
 Các thiết bị bên trong mạng DiffServ.
 Quản lý cưỡng bức: các công cụ và nhà quản trị mạng giám sát và đo kiểm
đảm bảo SLA giữa mạng và người dùng.
Kiến trúc của Diffserv:
Kiến trúc của dịch vụ khác biệt làm cơ sở cho mô hình đơn giản, lưu lượng
nhập vào mạng đã được phân loại và điều kiện có thể thì từ biên giới của mạng, và

QoS trong mạng IP Kết luận
được đăng nhập cho khối kết hợp cách thức khác biệt (diffirent behavior
aggregates Bas) với mỗi Bas được nhận biết bằng mã trọng điểm của mỗi dịch vụ
khác biệt single Difserv Code-Point (DSCP) (Hình 4.20). Trong lõi của mạng,
những gói được tìm phụ thuộc vào cách thức từng trạng, per- hop behavior (
PBH), liên hệ với DSCP.

Hình 4.20: Dịch vụ khác biệt tập trung đơn giản sự phức tạp định tuyến lõi
Khối tự trị nhỏ nhất của dịch vụ khác biệt được gọi là miền dịch vụ khác biệt,
những dịch vụ được xác định chắc chắn bởi các nguyên lý nhận biết. Miền bao
gồm hai loại node :
 những bộ định tuyến biên
 những bộ định tuyến lõi
Những node lõi chỉ chuyển tiếp gói, nó không tham gia vào phần tín hiệu,
kiến trúc này hoàn thành khả năng định lượng bởi sự thực hiện những chức năng
phân loại và điều kiện phức tạp, chỉ ở biên giới của mạng, và những bộ định
tuyến lõi không lưu trữ thông tin về những luồng riêng biệt. Trường dịch vụ khác
biệt trong tất cả phần tiêu đề gói chứa thông tin cần thiết cho sự nhận biết hàng
đợi ưu tiên, kỹ thuật lập lịch và loại bỏ, nó được gọi là cách thức xử lý từng trạng
QoS trong mạng IP Kết luận
(PBH). Mặc PBHs xác định thông số QoS, những khách hàng chỉ đựơc quan tâm
trong những dịch vụ đưa ra. Do đó khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ phải thoả
thuận với nhau về từng khía cạnh của dịch vụ cụ thể. Bản hợp đồng này được gọi
là sự thoả thuận mức dịch vụ (SLAs : service level agreements). Bên cạnh SLAs
là một công nghệ rành riêng nó được gọi là mức dịch vụ đặc biệt ( SLS :service
level speciffication ), chứa những khía cạnh khác như chi phí cho một số kỹ
thuật, khoảng thời gian …Từ những điểm chính của công nghệ có lẽ phần quan
trọng nhất của SLS là điều kiện riêng để lưu lượng qua (TCS : Traffic Condition
Speciffication) nó tổng hợp chi tiết thông số mức dịch vụ như giá trị luồng vào
mong đợi, tỉ lệ mất hay trễ; hồ sơ lưu lượng cho những yêu dịch vụ có thể được

cung cấp và những thao tác bên ngoài hồ sơ lưu lượng “out of profile” .
Một cách khác cung cấp dịch vụ cuối tới cuối, những miền dịch vụ khác biệt
riêng biệt cần cho sự hợp tác, miền đầu tiên phải nói đến là thoả thuận với khách
hàng trong khi tất cả các miền kế tiếp thực hiện thoả thuận với những khách hàng
khác. Như thiết lập miền dịch vụ gọi là khác biệt. Một ví dụ về dịch vụ khác biệt
Hình 4.21
iMac


QoS trong mạng IP Kết luận
Hình 4.21: Kiến trúc dịch vụ khác biệt
Theo như ở trên bắt đầu của một dịch vụ, cũng giống như trạm những tổng đài
cuối hay những bộ định tuyến biên giới nối vào cổng nó đánh dấu những gói của
luồng trong những trường dịch vụ khác biệt phụ thuộc vào sự đồng ý của nó.
Nhóm làm việc về dịch vụ khác biệt IETF đã định nghĩa trường DS cho cả hai
loại gói IPv4 hình 1.12 và IPv6 1.14. Trong IPv4 ToS (type of service ) được sử
dụng cho mục đích này. Trong IPv6 byte Traffic Class được định nghĩa bao gồm
trường DS. Sáu bít của trường được sử dụng cho điểm mã dịch vụ khác biệt
(DSCP :Diffserv code-point) trong khi hai bít còn lại để trống dành quyền sử dụng
cho mục đích này, với IPv6, byte loại lưu lượng được định nghĩa bao gồm trường
DS. Sáu bít của trường được sử dụng cho DSCP trong khi hai bít còn lại chưa
được sử dụng. DSCP cũng duy trì khả năng backwark với trường của IPv4 truyền
thống .
4.8.4 Một số vấn đề liên quan
Điều kiện và phân loại lưu lượng
Một bản SLS đã có sự thoả thuận, dịch vụ cung cấp phải cấu hình những điều
kiện lưu lượng. Ở giữa các Router biên giới giữa bất kì hai mạng bao gồm “host ”
cuối riêng rẽ cũng vậy. Điều khiển lưu lượng là cần thiết cho sự phân chia độ ưu
tiên mạng và cho việc bảo vệ những dịch vụ của quá tải hoặc lưu lượng không
thực hiện. Lập chính sách phân loại lưu lượng định nghĩa tập con của lưu lượng,

nó có thể tiếp nhận dịch vụ khác bằng các điều kiện và sơ đồ cho một hay nhiều
hơn một cách thức khối kết hợp trong miền dịch vụ khác biệt. Bộ phân loại gói lựa
chọn những gói trong luồng lưu lượng trên cơ sở nội dung của một số phần của
tiêu đề gói. Hai loại của bộ phân loại đã được định nghĩa.
QoS trong mạng IP Kết luận
 Bộ phân loại BA phân loại gói dựa trên cơ sở chỉ duy nhất những điểm cốt yếu
của một trường tiêu đề của dịch vụ khác biệt .
 Bộ phân loại đa trường MF(multi - field) thì ngược lại nó phân loại dựa trên
một hay nhiều hơn một trường tiêu đề, như địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, trường
DS, giao thức ID, số lượng cổng nguồn…và các thông tin khác như giao diện
đến.



Hình 4.22 : Điều khiển lưu lượng ở một node dịch vụ khác biệt
Những bộ phân loại phân loại gói được sử dụng cho điều khiển lộ trình gói phù
hợp một số quy tắc cho sự xử lý sau này. Điều khiển lưu lượng thực hiện sự ghi lại ,
tạo khuôn dạng, kiểm soát và đánh dấu lại cho sự chắc chắn rằng lưu lượng đăng
nhập miền DS thực hiện cho một số điều chỉnh đặc biệt về lưu lượng trong TCS xem
Hình 4.22. Trên cơ sở điều kiện lưu lượng được phân loại cũng như bên trong “in-
profile” hay ngoài “out – profile”. Những gói bên ngoài của profile có thể đựợc xếp
hàng cho đến khi vào trong hồ sơ in-profile (định hướng ), loại bỏ (kiểm soát ), đánh
dấu lại với code-point (re-maked), hoặc chuyển đổi. Xa hơn thế, các gói out- of -
profile có thể được lộ trình hoá một hay nhiều hơn một tổ hợp tổ hợp cách thức.
QoS trong mạng IP Kết luận

Quản lý bộ đệm và lập lịch của dịch vụ khác biệt
Không giống như dịch vụ khác biệt về cách tiếp cận khung dịch tích hợp vì cách
tiếp cận của dịch vụ khác biệt không xác định rõ cấu trúc lập lịch nhưng chỉ yêu
cầu tương đối sự phân loại lưu lượng khác nhau. Sự thực thi được hình thành đã

loại bỏ sự sản xuốt phần cứng. Đến nay vẫn có kiến trúc hàng đợi có tên là hàng
đợi cơ sở phân loại (CBQ: Class Base Queueing), nó dường như là ứng cử viên
sáng giá cho lập lịch khác biệt phổ biến. CBG có thể được cân nhắc theo thứ bậc,
ưu tiên trọng số trên bộ lập lịch WFQ (xem Hình 4.19). Sự vận hành dựa trên sự
tập hợp phân loại lưu lượng. Với CBQ, phân cấp phân loại lưu lượng đa mức một
là có thể được cấu trúc ưu tiên hay cấu trúc trọng số, cơ sở ưu thế của phân loại
này được thiết lập. Mỗi loại của nhóm phân loại có thể tối đa về băng thông truy
nhập hay cho phép mượn từ nhóm khác. Hình 4.23 trình diễn ví dụ cho những lưu
lượng Video, audio và hỗi trợ tối đa giống như FTP hay telnet.










Hàng đợi cơ sở phân loại (CBQ)
Class A

ftp

telnet
vidio

audio

50%

30%
20%
10%
20%
10%
10%

Class

B

vidio

audio

5%
15%

Class
vidi
o
o

30
QoS trong mạng IP Kết luận

Hình 4.23 Hàng đợi cơ sở phân loại
Một chú ý rằng ,những loại lưu lượng giống như …audio, có thể xuốt hiện ở
phân loại lập lịch khác biệt với điều kiện chất lượng phải khác nhau.

Phân chia các dịch vụ khác biệt
Trong miền dịch vụ đưa ra có thể được nhóm lại cho việc định lượng hay đặc
tính chất lượng. Sự phân tích định lượng dịch vụ đưa ra đảm bảo là khó khăn nó
có thể xác nhận bởi thước đo phù hợp không tương thích bất kì những dịch vụ tồn
tại song song khác. Định tính chất lượng dịch vụ trên phương thức khác thì không
cung cấp sự đảm bảo chính xác nhưng hơn thế tương quan với quyền ưu tiên phụ
thuộc vào những dịch vụ rất nhiều . Ở đây, sự xác nhận các dịch vụ chỉ có thể
được thực hiện tương đối giữa nhiều thành phần dịch vụ. Một cách khác của dịch
vụ khác biệt được thể hiện qua phương thức lựa chọn dựa trên QoS được cung
cấp.
Những tiêu chuẩn của dịch vụ
Có những tiêu chuẩn về dịch vụ được IETF đưa ra .
(i) Mặc định (best-effort) PHB
(ii) Nhóm bộ lựa chọn phân loại cho IP tương thích với quyền ưu tiên.
(iii) Nhóm PHB chuyển đổi giả định
(iv) tiến hành chuyển đổi PHB
Sự mặc định PBH (i) phải có hiệu lực trong tất cả các node thụôc dịch vụ khác
biệt. Cho ví dụ như code-point ‘000000’ cho toàn bộ cách thức mặc định. Ngoài
ra, không một gói nào DSCPs không biết có thể được vạch ra cho PHB mặc định.
Nhóm bộ phân loại PHB
QoS trong mạng IP Kết luận
(ii) thiết lập khả năng backwark cho những khái định nghĩa trường ToS. Cách
viết khác, phụ thuộc vào code – point với giá trị ‘xxx000’ có thể được lược đồ hoá
cho những PHB nó tương hợp tốt nhất với mã quyền ưu tiên IP cá biệt. Tám mã
code- points thiết lập mô hình khác biệt dịch vụ tương ứng.
(iii) nhóm PHB chuyển đổi giả định có hai tham số (x) được dùng để xác định
thứ tự quyền ưu tiên. (y) được sử dụng để định nghĩa cho sự xác định cấp bậc mức
độ quan trọng để loại bỏ gói. Ví dụ: cho AF11 và AF12 vào hàng xếp cho bộ đệm
giống nhau tuy nhiên AF12 có khả năng bị loại bỏ khỏi bộ đệm cao hơn trong
trường hợp xảy ra tắc nghẽn. Chú ý rằng có thể thấy rõ rằng ta có thể sử dụng bộ

đệm khác nhau cho AF11 và AF12, tuy nhiên phải tránh sự sắp xếp lại gói. Giá trị
12AF code- points được phân chia vào trong 4 phân loại AF và 3 thứ tự mức ưu
tiên loại bỏ trong mỗi phân loại AF.
(iv) cung cấp dịch vụ định lượng với sự đảm bảo hà khắc, đó là mất gói thấp,
sự tiềm tàng phải nhỏ, biến động trễ thấp và cấp cho tốc độ đỉnh tuỳ theo bản thoả
thuận quyết định tốc độ bit. Dịch vụ này xuốt hiện như đường dây thuê riêng ảo
‘virtual leased line’ cho khách hàng. Nếu quyền ưu tiên không giới hạn của lưu
lượng EF được cho phép trong hệ thống sau khi sử dụng tài nguyên của tầng phân
loại EF phải có giới hạn cốt để tránh sự thiếu thốn của lưu lượng ưu tiên bị giảm
xuống.
Thu hồi băng thông
Những phần tử thu hồi băng thông (BB: Bandwidth Brokering) thực hiện quản
lý mềm dẻo nguồn tài nguyên trong mạng dịch vụ khác biệt (ví dụ: Call admission
control, cấu hình của router, tín hiệu phân chia tài nguyên, sự nhận thực). BBs
không chỉ chịu trách nhiệm cho quản lý tài nguyên, chúng cũng điều khiển sự liên
lạc miền liên kết cốt để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho lưu lượng đa miền. Từ vẻ
bề ngoài này, BBs có thể được quan tâm các tác nhân nguồn tài nguyên, chúng
QoS trong mạng IP Kết luận
tiếp nhận yêu cầu người sử dụng và quyết định có hay không chia sẻ giá trị nguồn
tài nguyên giữa những người sử dụng cho những yêu cầu của chúng. Nếu câu trả
lời là có, chúng để dành những yêu cầu tổng số của nguồn tài nguyên cho những
yêu cầu sử dụng bởi cấu hình những node mạng phụ thuộc vào những dịch vụ đã
được xác định rõ. BBs được đăng ký cho những miền.
Kết luận chương
Chương IV trình bày cụ thể từng kỹ thuật trong mạng IP có tham gia vào quá
trình xử lý luồng, các giải pháp, cơ chế hay nguyên lý hoạt động trong các kỹ
thuật. Trong quá trình xử lý một số vấn đề phát sinh như nghẽn mạng … đòi hỏi
phải có những phương thức xử lý thích hợp, Ở chuơng này đưa ra những giải pháp
đó.
Từ đó thấy được mối quan hệ tương quan cụ thể tới QoS trong mạng. Cách thức

xử lý, quản lý để nâng cao chất lượng dịch vụ mạng.