đồ án tốt nghiệp mô hình chất lượng dịch vụ ip trong mpls

MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
MỤC LỤC HÌNH 4
MỤC LỤC BẢNG 6
6
BIỂU TƯỢNG HÌNH VẼ 6
6
Router 6
6
Router chuyển mạch nhãn (RSL) 6
6
ATM-LSR 6
6
Router hỗ trợ thoại 6
6
Vùng mạng trung gian 6
Gói tin 6
6
Gói tin gán nhãn 6
6
PC 6
TỪ VIẾT TẮT 7
LỜI NÓI ĐẦU 9
CHƯƠNG I: 10
TỔNG QUAN CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP 10
1.Tìm hiểu chung về chất lượng dịch vụ QoS 10
1.1.Định nghĩa về QoS 10
1.2.Cấp độ dịch vụ, kiểu dịch vụ, lớp dịch vụ 13
GVHD: Hoàng Trọng Minh 1 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756

MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Cấp độ dịch vụ GoS 13
Kiểu dịch vụ ToS 14
Lớp dịch vụ CoS14
1.3.Các tham số chất lượng dịch vụ 14
Độ tin cậy 14
Băng thông 14
Độ trễ 15
Biến động trễ 15
Tổn thất gói 15
2.Các vấn đề bảo đảm QoS 15
2.1.Cung cấp QoS 16
2.2.Điều khiển QoS 16
2.3.Quản lý QoS 17
3.Vấn đề trong mạng IP hiện nay 17
4.Kết luận chương 18
CHƯƠNG II: 19
CÁC KỸ THUẬT VÀ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP 19
.Kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP 19
1.Các tham số ảnh hưởng tới QoS trong thực tế 19
2.Yêu cầu chức năng chung của QoS IP 22
3.Các kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP 25
3.1.Kỹ thuật đo lưu lượng và màu hóa lưu lượng 25
3.2.Kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực 28
1.Kỹ thuật loại bỏ gói ngẫu nhiên sớm RED 28
2.Kỹ thuật loại bỏ gói ngẫu nhiên sớm theo trọng số WRED 29
3.Thông báo tắc nghẽn hiện ECN 29
3.3.Kỹ thuật lập lịch gói tin 30
Hàng đợi FIFO 30
GVHD: Hoàng Trọng Minh 2 SV: Nguyễn Hồng Hoàng

A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Hàng đợi ưu tiên PQ 30
Hàng đợi cân bằng FQ 31
Hàng đợi quay vòng trọng số WRR 32
Hàng đợi cân bằng trọng số WFQ và hàng đợi dựa theo lớp cân bằng trọng số CBQ 33
3.4.Kỹ thuật chia cắt lưu lượng 33
a.Kỹ thuật chia cắt lưu lượng thuần 33
b.Chia cắt lưu lượng kiểu gáo rò 34
.Mô hình đảm bảo chất lượng dịch vụ IP 35
1.Mô hình tích hợp dịch vụ IntServ 35
1.1.Các yêu cầu của Intserv 35
1.2.Giao thức RSVP 37
2.Mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ 39
2.1.Bộ phân loại gói tin 41
2.2.Tính cước 42
2.3.Gán lớp chuyển tiếp 42
2.4.Hành vi cho mỗi chặng – PHB 42
3.Miền phân biệt dịch vụ DS và điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP 44
.Kết luận chương 45
CHƯƠNG III: 46
CHẤT LƯỢNG IP VÀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO
THỨC MPLS 46
.Động lực và phát triển của MPLS 46
.Mô hình và giải pháp cung cấp QoS trong MPLS 48
1.Kiến trúc của MPLS 48
2.Giải pháp cung cấp QoS trong MPLS 49
.Các Thành phần cơ bản của MPLS 51
1.Các thuật ngữ 51
2.Kiểu của Node MPLS 53

GVHD: Hoàng Trọng Minh 3 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
.Giải pháp định tuyến QoS 54
1.Điều khiển gán nhãn độc lập và theo yêu cầu 55
2.Phát hiện và chống vòng lặp 56
Giao thức phân phối nhãn LDP 57
3.Các thuật toán định tuyến QoS trong MPLS 63
.Giải pháp báo hiệu đảm bảo QoS 65
1.Mô hình IntServ và MPLS 65
2.Mô hình DiffServ và MPLS 71
2.1.E-LSP 73
2.2.L-LSP 73
.Kết luận chương 74
KẾT LUẬN 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO 76
MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1: Các khía cạnh của chất lượng dịch vụ 11
Hình 1.2: Các thành phần cơ cấu đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS 17
Hình 2.1: Các bước phát triển của mô hình QoS 19
Hình 2.2: Băng thông khả dụng 20
Hình 2.3:Trễ tích lũy từ đầu cuối tới đầu cuối 21
Hình 2.4: Trễ xử lý và hàng đợi 22
Hình 2.5: Tổn thất gói và hiện tràn bộ đệm đầu ra 22
Hình 2.6: Các yêu cầu chức năng của bộ định tuyến IP 23
Hình 2.7: Phương pháp phân loại gói theo đa trường chức năng 23
Hình 2.8: Phương pháp phân loại gói theo kết hợp hành vi BA 23
Hình 2.9:Nguyên lý quản lý hàng đợi thụ động 24
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý của lập lịch gói tin 24
Hình 2.11: Gáo C Gáo E và chế độ mù màu srTCM 26

GVHD: Hoàng Trọng Minh 4 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Hình 2.12: Chế độ hoạt động rõ màu srTCM 27
Hình 2.13: Gáo rò C, P và chế độ hoạt động mù màu trTCM 27
Hình 2.14: Chế độ hoạt động rõ màu tr TCM 28
Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của RED 29
Hình 2.16: Hoạt động thông báo tắc nghẽn ECN 30
Hình 2.17: Hàng đợi ưu tiên PQ 31
Hình 2.18: Hàng đợi cân bằng FQ 31
Hình 2.19: Hàng đợi quay vòng theo trọng số WRR 33
Hình 2.20: Chia cắt lưu lượng thuần 34
Hình 2.21: Chia cắt lưu lượng kiểu bùng nổ gáo rò 34
Hình 2.22: Mô hình tích hợp dịch vụ IntServ 35
Hình 2.23: Nguyên lý hoạt động của RSVP 38
Hình 2.24: Mô hình tích hợp dịch vụ sử dụng RSPV 38
Hình 2.25 : Mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ 39
Hình 2.26: Sử lý gói trong mô hình DiffServ 40
Hình 2.27: Xử lý chuyển tiếp nhanh EH PHB 43
Hình 2.28: Dịch vụ phân biệt với PHB và TCA 44
Hình 2.29: Miền phân biệt dịch vụ DS 45
Hình 3.1 : Các mặt bằng điều khiển định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu 48
Hình 3.2: Mô hình MPLS đa thủ tục 48
Hình 3.3: Mô hình đóng gói chồng nhãn MPLS 49
Hình 3.4: Kiến trúc MPLS 51
Hình 3.5: Khuôn dạng gói tin (cho các gói tin không có cầu trúc nhãn) 51
Hình 3.7: Minh họa lớp chuyển tiếp tương tương 53
Hình 3.8: Các kiểu node MPLS 54
Hình 3.13: Điều khiển độc lập 55
Hình 3.14: Điều khiển theo yêu cầu 55

Hình 3.15: Giao thức LDP với các giao thức khác 58
GVHD: Hoàng Trọng Minh 5 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Hình 3.16: Thủ tục phát hiện LSR lân cận 59
Hình 3.17: Các kịch bản phân phối nhãn 61
Hình 3.18: Thủ tục LSR hướng xuống (downstream) 63
Hình 3.20: Nhãn phân phối trong bảng tin RESV 67
Hình 3.21: Cấu trúc báo hiệu 72
Hình 3.22: Ánh xạ của Diffserv PHB sang bit EXP MPLS 73
MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1: các kiểu dành trước tài nguyên RSPV 39
Bảng 2 : Các loại LSR trong mạng MPLS 54
Bảng 3 : DiffServ PHB ánh xạ tới EXP 73

BIỂU TƯỢNG HÌNH VẼ
Router Router chuyển mạch nhãn (RSL)
ATM-LSR
Router hỗ trợ thoại
Vùng mạng trung gian
Gói tin
Gói tin gán nhãn

PC
GVHD: Hoàng Trọng Minh 6 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756

IP
L
IP

MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Giải nghĩa tiếng anh Giải nghĩa tiếng việt
AF Assured Forwarding Chuyển tiếp đảm bảo
AQM Active Queue Management Quản lý hàng đợi hoạt động
ATM Asychronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng bộ
BA Behavior Aggressive Kết hợp hành vi
B-ISDN Broadband ISDN Mạng tích hợp dịch vụ băng rộng
CBR Constant Bit Rate Tốc độ bít cố định
CBS Committed Burst Size Kích thước bùng nổ cam kết
CIR Committed Information Rate Tốc độ thông tin cam kết
CoS Class of Service Lớp dịch vụ
DiffServ Differential Service Dịch vụ phân biệt
DLL Data Link Layer Lớp liên kết dữ liệu
DS Different Service Dịch vụ phân biệt
DSCP Differential Service Code Point Điểm mã dịch vụ phân biệt
ECN Explicit Congestion Notification Thông báo tắc nghẽn
EF Expedited Forwarding Chuyển tiếp nhanh
FIFO First In First Out Hàng đợi vào trước ra trước
FQ Fair Queueing Hàng đợi ngang bằng
GoS Grade of Seviche Cấp độ dịch vụ
IETF Internet Engineering Task Force Ủy ban kỹ thuật thực thi Internet
IntServ Intergrated Service Dịch vụ tích hợp
IPLR IP Loss Rate Tỷ lệ tổn thất gói tin IP
IPTD IP Packet Transfer Delay Truyền tải gói tin IP
IPER IP Error Rate Tỷ lệ lỗi gói tin IP
ISO International Standard Organization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
GVHD: Hoàng Trọng Minh 7 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS

ITU-T International Telecommunication
Union
Hiệp hội viễn thông quốc tế
MF Multi Fields Phân loại đa đường
MoS Mean of Score Giá trị trung bình
MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
NL Network Layer Lớp mạng
NNI Network Node Interface Giao diện node mạng
PBS Packet Burst Size Kích thước bùng nổ gói
PHB Per Hop Behavior Hành vi kế tiếp
PIR Peak Information Rate Tốc độ thông tin đỉnh
PQ Priority Queueing Hàng đợi ưu tiên
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RED Random Early Discardin Loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên
RFC Request For Comments Các yêu cầu cần trả lời
RSVP Resource reservation protocol Giao thức dành trước tài nguyên
RSVP-TE RSVP- Traffic Engineering RSVP- lưu lượng
SLA Service Level Argreement Thoa thuận dịch vụ
srTCM Single rate Three Color Marker Bộ đánh dấu 3 màu tốc độ đơn
TCA Traffic Conditioning Agreement Thỏa thuận điều kiện lưu lượng
ToS Type of Service Kiểu dịch vụ
trTCM Two rate Three Color Marker Bộ đánh dấu 3 màu hai tốc độ
WFQ Weighted Fair Queueing Hàng đợi cân bằng trọng số
WRED Weighted Random Early Discard Loại bỏ gói sớm theo trọng số
WRR Weighted Round Robin Quay vòng theo trọng số
GVHD: Hoàng Trọng Minh 8 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, Viễn thông phát triển nhanh chóng và không ngừng. Hàng loạt các công

nghệ mới được ra đời nhằm nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ mạng, đây là vấn đề
luôn được quan tâm của cả người sử dụng và cả nhà cung cấp dịch vụ. Việc đảm bảo
chất lượng dịch vụ mạng luôn được đặt lên làm tiêu chí hàng đầu của nhà cung dịch vụ
mạng đồng thời với đó sự phát triển mạnh mẽ của đa dịch vụ trên nền IP. Yêu cầu
càng lớn hơn cho nhà cung cấp dịch vụ cần có các giải pháp kỹ thuật để cải thiện chất
lượng dịch vụ được ưu tiên hàng đầu.
Đảm bảo chất lượng dịch vụ là điều quan trọng trong việc cung cấp dịch vụ mạng
giữa nhà cung cấp với người sử dụng. Ứng dụng trong công nghệ mới với sự ra đời
của các mô hình ứng dụng đã giải quyết được bài toán đa dịch vụ nhưng vẫn đảm bảo
được yêu cầu về chất lượng dịch vụ đề ra.
MPLS là một trong những công nghệ mới được phát triển tại Việt Nam. Trong giới
hạn chuyên đề này em xin được trình bày phần mô hình chất lượng dịch vụ IP trong
MPLS dưới các mô hình ứng dụng và các giải pháp cũng như các kỹ thuật để đảm bảo
tốt nhất chất lượng dịch vụ trên công nghệ MPLS.
Chuyên đề bao gồm 3 chương chính:
Chương 1: Tổng quan về chất lượng dịch vụ QoS IP. Chương này trình bày một
cách khái quát và đơn giản nhất về chất lượng dịch vụ IP.
Chương 2: Các kỹ thuật và mô hình đảm chất lượng dich vụ. Chương này trình
bày các kỹ thuật, mô hình để đảm bảo và nâng cao chất lượng dịch vụ trong môi
trường truyền.
Chương 3: Chất lượng dịch vụ IP trên nền MPLS. Chương này trình bày khái
quát nhất về công nghệ MPLS, ứng dụng mô hình dịch vụ IP trong MPLS. Các giải
pháp, cung cấp, hỗ trợ để nâng cao chất lượng mạng trong MPLS.
Thực hiên chuyên đề này em xin cám ơn thầy Hoàng Trọng Minh hướng dẫn và các
bạn đã giúp đỡ em để em hoàn thành chuyên đề này.
Do thời gian ngắn nên chuyên đề khó tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận
được sự góp ý của thầy và các bạn để bản chuyên đề này hoàn thiện hơn.
GVHD: Hoàng Trọng Minh 9 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP
Chương này giới thiệu các vấn đề tổng quan về chất lượn dịch vụ QoS. Các thuật
ngữ, định nghĩa, yêu cầu, các vấn đề cơ bản của chất lượng dịch vụ tới các mô hình và
cơ cấu khung làm việc của chất lượng dịch vụ và chất lượng dịch IP hiên nay. Các
vấn đề được nói dưới đây sẽ được trình bày chi tiết trong các chương tiếp theo.
1. Tìm hiểu chung về chất lượng dịch vụ QoS
1.1. Định nghĩa về QoS
Chất lượng dịch vụ QoS được hiểu và nhìn nhận nhiều hướng khác nhau. Tùy theo
đứng trên từng phương diện khác nhau thì chất lượng dịch vụ được hiểu theo các cách
khác nhau.
Theo E800 ITU-T chất lượng dịch vụ là “Một tập các khía cạnh của hiệu năng dịch
vụ nhằm xác định cấp độ thỏa mãn của người sử dụng đối với các dịch vụ”. Theo ISO
lại định nghĩa chất lượng dịch vụ như sau: ”Chất lượng dịch vụ là cấp độ của một tập
hợp các đặc tính vấn có đáp ứng đầy đủ các yêu cầu”. Trong khi đó Internet
Engineering Task Force (IETF) nhìn nhận chất lượng dịch vụ là khả năng phân biệt
luồng lưu lượng để mạng co các ứng sử phân biệt đối với các kiểu luồng lưu lượng,
chất lượng dịch vụ nó bao gồm cả phân hoá dịch vụ và hiệu năng tổng thể các mạng
cho mỗi dịch vụ.
Nhưng nhìn một các chung về chất lượng dịch vụ là: “Hiệu ứng chung của chất
lượng dịch vụ là xác định mức độ hài lòng của người”. Ngoài ra, QoS mang một ý
nghĩa là “khả năng của mạng đảm bảo và duy trì các mức thực hiện nhất định cho mỗi
ứng dụng theo như các yêu cầu đã được chỉ rõ của mỗi người sử dụng”. Chất lượng
dịch vụ QoS được nhìn dưới hai góc độ người sử dụng và người cung cấp dịch vụ hay
về phía mạng.
Nhìn từ khía cạnh của người sử dụng chất lượng dịch vụ QoS là mức độ hài lòng
dịch vụ của người sử dụng và được đánh giá trên thang điểm đánh giá trung bình MoS
(Mean of Score). Mỗi ứng dụng của người sử dụng đòi hỏi một một mức QoS xác định
để cho ứng dụng của mình hoạt động tốt. Tuy nhiên người sử dụng không thể biết phải
làm thế nào để mạng cung cấp những ứng dụng tốt nhất tốt nhất cho mình, người sử

dụng đưa ra các thông tin để người quản trị mạng để phục vụ tốt nhất cho người sử
dụng. Căn cứ vào các MoS (MoS gồm có 5 mức từ 1 đến 5, mức 1 là chất lượng thấp
GVHD: Hoàng Trọng Minh 10 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
nhất, mức 5 là tốt nhất) các nhà cung cấp dịch vụ mạng dựa vào MoS của người sử
dụng chọn đưa ra chất lượng dịch vụ phù hợp với những yêu cầu của người sử dụng.
Để đánh giá chất lượng dịch vụ thoại trên nền IP người ta đánh giá qua tốc độ
truyền dẫn R (Transmission Rating Factor). Giá trị R càng cao chất lượng dịch vụ càng
tốt. Những yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ truyền dẫn R là độ trễ, nhiễu, mất gói, loại mã
hóa, thuật toán mã hóa thông tin.
Nhìn từ khía cạnh mạng hay nhà cung cấp, QoS liên quan đến năng lực cung cấp
các yêu cầu chất lượng dịch vụ cho người sử dụng. Có hai kiểu năng lực mạng để cung
cấp chất lượng dịch vụ trong chuyển mạch gói.
• Chuyển mạch gói phải có khả năng phân biệt các lớp dịch vụ.
• Một khi mạng có các lớp dịch vụ khác nhau, mạnh phải có cơ chế ứng sử khác
nhau với các lớp bằng cách cung cấp các đảm bảo tài nguyên và phân biệt dịch vụ
trong mạng.
Đây là các đặc điểm cơ bản của chất lượng dịch vụ:
Hình 1.1: Các khía cạnh của chất lượng dịch vụ
Các phương pháp cơ bản để xác định chất lượng dịch vụ mạng bao gồm quá trình
phân tích lưu lượng và các điều kiện của mạng, thông qua các bài toán được mô hình
hóa hoặc đo kiểm trực tiếp các thông số mạng để đánh giá các tiêu chuẩn khách quan.
Mức độ chấp nhận dịch vụ từ phía người sử dụng có thể đánh giá kiểm tra thông qua
thông số mạng như khả năng tổn thất gói tin, độ trễ và xác suất tắc nghẽn. Chất lượng
phụ thuộc rất lớn vào các thông số và cơ cấu mạng cung cấp dịch vụ.
Một khung làm viêc chung của kiến trúc chất lượng dịch vụ QoS được nhìn từ phía
nhà cung cấp mạng gồm có:
• Các phương pháp để yêu cầu và nhận các mức dịch vụ qua các hình thức thỏa
thuân mức dịch vụ SLA ( Service Level Agreements). Một SLA là định dạng yêu

GVHD: Hoàng Trọng Minh 11 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
cầu các mức dịch vụ gổm các tham số QoS như băng thông, độ trễ. Các thỏa thuận
này được thỏa thuận giữa nhà cung cấp với khách hàng.
• Báo hiệu phân phối bộ đệm và quản lý bộ đệm cho phép đáp ứng yêu cầu các
mức dịch vụ thông qua các giao thức dành trước tài nguyên cho ứng dụng.
• Điều khiển những ứng thiết lập các mức dịch vụ thông qua quá trình phân loại
lưu lượng, hướng tới chính sách quản lý và thực thi đối với từng luồng lưu lượng
nhằm xác định kỹ thuật điều khiển lưu lượng phù hợp. Phân loại lưu lượng có thể
sử dụng ở lớp liên kết, lớp mạng và lớp truyền tải hoặc các lớp cao hơn. Phương
pháp sắp xếp cho luồng lưu lượng qua mạng thông qua một chừng mực nào đó mà
có thể đảm bảo thỏa thuận các mức dịch vụ sử dụng, bằng các phương pháp định
tuyến trên nền tảng QoS.
• Các phương pháp sử lý tắc nghẽn quản lý tắc nghẽn và thiết lập. Quản lý tắc
nghẽn nhằm xác định thứ tự các gói tin được truyền đi trong mạng dựa vào các
quyền ưu tiên. Tạo ra hàng đợi nhằm chỉ định và thiết lập gói tin tới hàng đợi.
Quản lý tắc nghẽn không phải là cơ chế phòng ngừa tắc nghẽn mà là tác động vào
cơ chế phát sinh trong mạng gây nên tắc nghẽn. Sử dụng hàng loạt các thuật toán
để nhằm ngăn ngừa tắc nghẽn như là RED (Random Early Detection).
o Quản lý tắc nghẽn: Quản lý tắc nghẽn cho phép các thành phần mạng để
điều khiển tắc nghẽn bằng cách xác định thứ tự trong các gói được truyền đi
dựa vào các quyền ưu tiên hoặc là các mức dịch vụ gán cho các gói tin đó. Nó
cần tạo ra hàng đợi, chỉ định các gói tin tới hàng đợi và thiết lập các gói tin
trong hàng đợi. Quản lý tắc nghẽn không phải là cơ chế phòng ngừa mà tìm ra
các điều kiện tắc nghẽn phát sinh trong mạng. Quản lý hàng đợi là tập trung ở
cơ chế này và một số ví dụ của các chính sách hàng đợi là vào trước ra trước
(first-in-first-out – FIFO) hàng đợi, hàng đợi có trọng số (weighted fair
queuing - WFQ), tùy chỉnh (custom) hàng đợi, ưu tiên hàng đợi.
o Ngăn ngừa tắc nghẽn: Ngăn ngừa tắc nghẽn để tránh tắc nghẽn từ việc hình

thành bên trong các mạng. Ngăn ngừa bằng cách cắt giảm gói tin. Cắt giảm và
dò tìm ngẫu nghiên (Random Early Detection - RED) là một trong các kỹ
thuật để ngăn ngừa tắc nghẽn. Thuật toán RED tận dụng các tính năng tác
động lại tắc nghẽn của TCP và rất phù hợp tới mạng TCP/IP. Các tác động lại
TCP tiến tới việc cắt giảm lưu lượng bởi tốc độ đường truyền chậm. Tận dụng
các tính năng này, thuật toán RED thực hiện cắt giảm các gói tin ngẫu nhiên
thậm chí trước khi sự tắc nghẽn xảy ra. Có một số RED khác nhau như trọng
số RED (weighted RED - WRED), RED vào/ra (RED in/out - RIO).
GVHD: Hoàng Trọng Minh 12 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
• Thiết lập chính sách quản lý liên quan đến các hoạt động của thiết bị từ đó đưa ra
mức thỏa thuận dịch vụ SLA.
• Khái niệm chất lượng dịch vụ QoS là một khái niệm rộng và có nhiều cách tiếp
cận. Trong mô hình OSI có thể khái quát như sau:
o Đối với lớp ứng dụng (Application Layer): Chất lượng dịch vụ QoS được
sử dụng là “mức độ dịch vụ”. Khái niệm này rất khó được định lượng chính
xác, chủ yếu dựa vào đánh giá của con người, mức độ hài lòng đối với dịch vụ
đó.
o Đối với lớp truyền tải (Transport Layer): Chất lượng dịch vụ được thực
hiện ở hình thái “định tuyến đảm bảo QoS”, tìm đường thông trên mạng tùy
thuộc vào các yêu cầu về chất lượng dịch vụ.
o Đối với lớp mạng (Network layer): Được thể hiện bằng hình thái QoS,
tương đối dễ hiểu vì giống với khái niệm QoS ta vẫn thường gặp, được biểu
diễn thông qua các đại lượng toán học như: tỷ số, giá trị trung bình, giá trị lớn
nhất…. của các tham số như trễ, mất gói tin, chi phí… của luồng gói/tế bào.
o Lớp liên kất dữ liệu DLL (Data Link Layer): Chất lượng dịch vụ thể hiện
thông qua tham số truyền dẫn, tỉ lệ lỗi gói tin, các hiện tượng tắc nghẽn và
hỏng hóc các tuyến liên kết.
1.2. Cấp độ dịch vụ, kiểu dịch vụ, lớp dịch vụ

Cấp độ dịch vụ GoS
Cấp độ dịch vụ được xác định thông qua các tham số kỹ thuật có thể là như băng
thông, độ trễ. GoS (Grade of Service) được định nghĩa như sau:
• Khi hiện tượng tắc nghẽn sảy ra thì thông tin được tạo ra bị giới hạn độ thông
qua. Các giới hạn này làm ảnh hưởng đến dịch vụ cung cấp tới khách hàng, và cấp
độ giới hạn này được giải thích bằng thông số GoS.
• GoS xác định khả năng tắc nghẽn hoặc trễ của cuộc gọi trong một khoảng thời
gian. Các yếu tố ảnh hưởng tới GoS là do cấu trúc trường chuyển mạch, kiến trúc
điều khiển của hệ thống chuyển mạch
GoS phụ thuộc rất nhiều vào kiến trúc trường chuyển mạch đồng thời phụ thuộc vào
mẫu lưu lượng của hệ thống. Tùy vào những yếu tố khác nhau ta có các cấp độ dịch vụ
khác nhau.
GVHD: Hoàng Trọng Minh 13 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Kiểu dịch vụ ToS
Kiểu dịch vụ ToS (Type of Service) xác định thứ tự ưu tiên theo mục tiêu chất
lượng dịch vụ tương ứng với: Độ thông qua T (Throughtput), độ trễ D (Delay), độ tin
cậy R (Reliability). Các tham số này ở mức bình thường đều được đặt ở mức (0) còn ở
mức (1) thì độ ưu tiên tốt nhất.
Lớp dịch vụ CoS
Lớp dịch vụ xác định một mức yêu cầu của chất lượng dịch vụ. Để xác định được
lớp dịch vụ nó có một số yếu tố: Kiểu dịch vụ (ToS) và thứ tự ưu tiên của dịch vụ.
Sau này CoS khi kết hợp với mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ nó sẽ thay thế
trường thứ tự ưu tiên bằng giá trị điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP.
1.3. Các tham số chất lượng dịch vụ
Chất lượng dịch vụ thường được thể hiện thông qua các tham số QoS như là: băng
thông, độ trễ, mất gói… Các tham số sử dụng tính toán phụ thuộc kiểu mạng và các
tham số nói trên thường được sử dụng trong mạng IP, còn trong mạng ATM là: sự
biến đổi tốc độ tế bào, tỉ lệ mất tế bào và trễ chuyển giao. Trong khi các mạng không

dây các tham số chủ yếu là băng thông, nhiễu, suy hao, độ tin cậy. Có 3 dạng tham số
chính:
• Các tham số tính cộng.
• Các tham số tính nhân.
• Các tham số tính lõm.
Độ tin cậy
Để xác định độ ổn định của hệ thống người ta thương xác định độ khả dụng của hệ
thống hay nói cách khác là xác định độ tin cậy của hệ thống. Độ tin cậy của hệ thống
càng cao thì độ tịn cậy của hệ thống càng lớn. Độ tin cậy của hệ thống được tính dựa
trên thời gian ngừng hoạt động và tổng số thời gian hoạt động của hệ thống.
Băng thông
Băng thông thể hiện tốc độ truyền cực đại gữa điểm đầu tới điểm cuối. Khi truyền
từ hai node khác nhau nó tạo ra hai đặc tính: dung lượng của đường liên kết và lưu
lượng thực tế. Kết nối gữa hai node được gọi là khả dụng khi băng thông dư phải lớn
hơn băng thông yêu cầu, khi đó liên kết mới được hình thành. Băng thông là tốc độ
truyền thông tin được tính theo (bit/s).
GVHD: Hoàng Trọng Minh 14 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Độ trễ
Là khoảng thời gian chênh lệch giữa thiết bị thu và thiết bị phát. Trễ tổng thể là thời
gian trễ từ đầu cuối phát tới đầu cuối thu tin hiệu. Các thành phần chủ yếu gây ra trễ
là:
• Trễ hàng đợi: Là thời gian một gói phải trải qua trong một hàng đợi khi nó phải
đợi để được truyền đi trong một liên kết khác, hay thời gian cần thiết phải đợi để
thực hiện quyết định định tuyến trong một bộ định tuyến.
• Trễ truyền lan: Là thời gian cần thiết để môi trường vật lý truyền dữ liệu.
• Trễ chuyển tiếp: Thời gian sử dụng để chuyển tiếp gói tin từ tuyến này sang
tuyến khác, hay thời gian được yêu cầu để sử lý các gói đã đến trong một node.
• Trễ truyền dẫn: Thời gian được yêu cầu để truyền tất cả các bit trong gói qua

liên kết, trễ truyền dẫn được xác định dựa trên thực tế của băng thông liên kết.
Biến động trễ
Biến động trễ khác biệt về trễ. Biến động trễ có tần số cao gọi là jitter, tần số thấp
được gọi là wander. Biến động trễ là do sự sai khác về thời gian xếp hàng của các gói
tin liên tiếp trong một luồng gây ra và là vấn đề quan trọng nhất của QoS. Nếu biến
động quá lớn sẽ gây ra đứt mạng.
Tổn thất gói
Có thể sảy ra theo từng cụm hoặc chu kỳ do mạng bị tắc nghẽn liên tục hoặc xảy ra
trên trường chuyển mạch gói. Xác suất mất gói là giá trị được nhân lên từ xác suất mất
gói kỳ vọng ở mỗi một trong các node trung gian giữa một cặp nguồn đích. Khi kết nối
yều cầu truyền dữ liệu theo thứ tự, thì tổn thất gói là nguyên nhân của quá trình truyền
lại. Những điều này làm giảm quá trình sử lý truyền tin và làm giảm QoS nhận được.
2. Các vấn đề bảo đảm QoS
Các vấn đề cơ bản nhằm đảm bảo QoS ta xét một khung làm việc của cơ chế đảm
bảo chất lượng dịch vụ gồm ba phần:
• Cung cấp QoS đưa ra và quản lý hàng loạt các kỹ thuật nhằm thiết lập luồng và
các giai đoạn thỏa thuận tài nguyên nhằm đảm bảo QoS từ đầu tới cuối.
• Điều khiển QoS đưa ra hàng loạt các hành vi điều khiển như lập lịch chia gói, lập
chính sách, điều khiển luồng.
• Quản lý QoS nhằm giám sát, điều chỉnh lại tài nguyên và duy trì các điều kiện
đảm bảo QoS.
GVHD: Hoàng Trọng Minh 15 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
2.1. Cung cấp QoS
Bao gồm ánh xạ QoS, kiểm tra quản lý và dành trước tài nguyên.
• Module ánh xạ QoS thực hiện các chức năng biên dịch giữa các thể hiên QoS
sang các mức hệ thống khác nhau, liên qua đến các tham số như băng thông, tốc độ
trung bình, trễ mất gói, và các yêu cầu về trễ. Biên dịch chúng thành các lớp dịch
vụ để sử dụng cho mục đích dành trước tài nguyên.

• Module kiểm tra quản lý QoS chụi trách nhiệm kiểm tra độ khả dụng của nguồn
tài nguyên so với các yêu cầu và ra quyết định có cho phép các yêu cầu mới hoặc
không. Một khi yêu cầu đảm bảo QoS từ đầu cuối tới đầu cuối cần tài nguyên tổng
thể, các nguồn tài nguyên được phục vụ dựa trên quyết định điều khiển quản lý
nhưng chúng được cam kết khi kiểm tra điều khiển quản lý thành công.
2.2. Điều khiển QoS
Thành phần điều khiển QoS hoạt động theo mức độ thời gian tại các tốc độ truyền
thông tin, thành phần này cung cấp điều khiển lưu lượng thời gian thực dựa trên các
yêu cầu mức QoS từ giai đoạn cung cấp QoS. Bao gồm các thành phần sau:
• Module lập lịch luồng quản lý các luồng chuyển tiếp theo cùng một cách thức ở
cả hệ thống kết cuối mạng.
• Module định hướng luồng điều chỉnh các luồng lưu lượng dựa trên các mức yếu
cầu về QoS, bao gồm các thuật toán để phân tích và định hướng các luồng tập hợp
tại biên mạng và lập lịch trong mạng để cung cấp hiệu năng cao nhất.
• Module chính sách thường được sử dụng trong điều kiện lưu lượng người dùng
chuyển qua cùng biên quản lý và cần loại bỏ giám sát. Chính sách được sử dụng
theo dõi khi nào nhà cung cáp duy trì các điều kiện QoS hoặc không.
• Module đồng bộ luồng được yêu cầu để điều khiển các sự kiện tương tác đa
phương tiện theo trình tự và thời gian chính xác.
GVHD: Hoàng Trọng Minh 16 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Hình 1.2: Các thành phần cơ cấu đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS
2.3. Quản lý QoS
Các thành phần quản lý QoS là để duy trì các mức QoS thỏa thuận gồm các module:
• Module kiểm tra QoS là phương tiện để theo dõi các mức QoS đầu ra sẽ được
cung cấp hoặc sẽ được sử dụng, là cơ sở tính toán tối ưu hiệu mạng.
• Module khả dụng QoS cho phép các ứng dụng chỉ rõ tham số QoS giám sát và
phản hồi để nhận ra hiệu năng cần thiết.
• Module quản lý QoS cho phép so sánh mức QoS kiểm tra tới hiệu năng mong

muốn và điều khiển tối ưu các mức chất lượng dịch vụ. Module này cũng đảm
trách các vấn đề liên quan đến sử lý và khôi phục lỗi trên liên kết và tại các node.
Để duy trì các mức QoS cung cấp cần sử dụng các phương pháp đo lưu lượng
nhằm giám sát và điều khiển lưu lượng mạng.
• Module phân mức QoS gồm các phép đo gia tăng sự phân mức cho kiến trúc
QoS, các ứng dụng đa phương tiện cần có các phân biệt nhằm thỏa mãn các yêu
cầu băng thông và đòi hỏi khác nhau. Bao gồm: bộ lọc QoS, tập hợp và kiến trúc
phân lớp QoS.
3. Vấn đề trong mạng IP hiện nay
Hiện nay lưu lượng IP được định tuyến và hướng đi trên Internet sử dụng các giao
thức định tuyến IP. Chẳng hạn với IGP (Interior Gateway Protocol): OSPF, RIP sử
dụng một AS hay giao thức định tuyến sử dụng giữa các AS là BGP.
• Các giao thức định tuyến nói trên chỉ hoạt động tốt trong cấu trúc mạng đơn giản,
còn với mô hình mạng phức tạp sẽ gây ra mất cân bằng tải.
• Thiếu quản lý lưu lượng : Tất cả các lưu lượng nhận dịch vụ best-effort và không
có cách nào đoán trước và đảm bảo QoS mà sẽ cung cấp cho một luồng lưu lượng
riêng. IntServ dựa trên RSVP được phát triển như một giải pháp cung cấp báo hiệu
GVHD: Hoàng Trọng Minh 17 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
theo từng luồng và hỗ trợ quản lý lưu lượng. Tuy nhiên IntServ mắc phải vấn đề về
khả năng mở rộng mạng do các yêu cầu “làm mới” theo chu kỳ.
• Phần tài nguyên dự trữ cho tất cả các luồng và cơ chế báo hiệu cồng kềnh.
DiffServ ra đời gần đây bởi IETF không duy trì báo hiệu từng luồng trong mạng
mà có cơ chế tập hợp luồng và khả năng cung cấp các lớp dịch vụ QoS theo yêu
cầu nhờ vào luồng nhờ trường DSCP.
• Các giao thức định tuyến ít hoặc không có khả năng điều khiển luồng. Không có
thông báo, hay kết hợp chặt chẽ tài nguyên mạng khả dụng hoặc đã sử dụng.
• Các thuật toán định tuyến sử dụng cho các giao thức trên có xu hướng hội tụ lưu
lượng trên cùng các liên kết hay giao tiếp mạng, dẫn đến không có sự điều phối cân

bằng và sự tắc nghẽn tải.
• Thiếu sự điều khiển trên hệ thống định tuyến động làm cho các nhà khai thác
mạng nói chung và các nhà cung cấp lớn nói riêng có ít khả năng dự tính trước lưu
lượng và thực thi trong mạng. Khó khăn cho các nhà quản lý mạng để thực hiện
hiệu quả các chính sách giải quyết các vấn đề thực thi mạng. Kỹ thuật điều khiển
luồng với QoS hạn chế, kém hiệu quả trong quản lý tài nguyên mạng ngày nay.
Việc sử dụng lược đồ địa chỉ hóa trực giao giữa IP và ATM tách rời các bộ định
tuyến IP với các mạng chuyển mạch ATM. Theo lý thuyết, một mạng IP/ATM gồm có
mối quan hệ logical IP subnets (LISs) bởi các bộ định tuyến. ATM Forum đã phát
triển đa dịch vụ trên các chuyển mạch ATM-MOPA nhưng mang tính chất độc quyền.
4. Kết luận chương
Chương này đã trình bày cơ bản về chất lượng dịch vụ như thuật ngữ, định nghĩa,
các mô hình cơ bản. Khung làm việc chất lượng dịch vụ nhằm có một cách nhìn tổng
quát nhất để tiếp cận tới các vấn đề khác nhau của QoS. Chương 2 sẽ thể hiện rõ về
các kỹ thuật nâng cao chất lượng dịch vụ và các mô hình ứng dụng đảm bảo chất
lượng dịch vụ IP.
GVHD: Hoàng Trọng Minh 18 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
CHƯƠNG II:
CÁC KỸ THUẬT VÀ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO CHẤT
LƯỢNG DỊCH VỤ IP
Các kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP và hai mô hình ứng dụng đảm bảo QoS
IP: Mô hình tích hợp dịch vụ IntServ và mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ sẽ được
trình bày trong chương này. Sự phát triển của các mô hình dịch vụ, các tham sốảnh
hướng đến chất lượng dịch vụ IP trong thực tế. Các kỹ thuật sẽ được trình bày từ góc
nhìn của bộ định tuyến IP.
. Kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP
1. Các tham số ảnh hưởng tới QoS trong thực tế
Với sự phát triển của các mô hình QoS từ mô hình mạng nỗ lực tối đa đến các mô

hình dịch vụ phân biệt phức tạp khác nhau:
Hình 2.1: Các bước phát triển của mô hình QoS
Nhằm nâng cao sức hoạt động và chất lượng dịch vụ IP vào năm 1994 do RFC 1933
của IETF đưa ra mô hình tích hợp dịch vụ IntServ (Intergrated Sevices) tập chung vào
giao thức RSVP (Resource Revervation Protocol). RSVP là giao thức dành trước tài
nguyên dự trữ tại các node, nó yêu cầu băng thông, về trễ cho các phiên riêng biệt dọc
theo tuyến truyền dẫn trên các node. Nhưng nó gặp phải sự cản trở khi hoạt động trên
mạng rộng lớn vì số lượng các bộ định tuyến, máy chủ, thiết bị chuyển mạch lớn và đa
dạng.
Để giải quyết vấn đề này người ta đưa ra mô hình phân biệt dịch vụ DiffServ. Mô tả
các hành vi tại các node. Mô hình DiffServ định nghĩa các kỹ thuật đánh dấu gói, thứ
GVHD: Hoàng Trọng Minh 19 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
tự ưu tiên IPP (IP precendence), các điểm mã phân biệt dịch vụ DSCP (Differentiated
Service Code Point) phù hợp với bước hành vi kế tiếp PHB (per-hop behaviors) cho
các kiểu lưu lượng.
Các công nghệ QoS ngày càng đưa ra các mục tiêu quản lý chất lượng dịch vụ IP ở
những cấu hình phức tạp. Nhưng các nhà quản trị có xu hướng càng đơn giản càng tốt,
thậm chí phát triển QoS theo hướng công cụ bảo mật hệ thống.
Các tham số đánh hiệu hiệu năng truyền gói tin IP:
• Trễ truyền gói IP IPTD (IP Transfer Delay): là trễ của một datagram hoặc một
phân đoạn cuối giữa hai điểm tham khảo. Thường được gọi là trễ đầu cuối tới đầu
cuối hoặc trễ mạng.
• Tỷ lệ lỗi gói tin IP IPER (IP packet Error Ratio): Tham số tính theo tỷ lệ của gói
tin IP lỗi trên tổng số gói tin IP nhận được.
• Tỷ lệ tổn thất gói IP IPLR (IP Loss Ratio): Tỷ lệ gói tin tổn thất trên tỷ lệ gói tin
IP truyền.
Để đánh giá chất lượng dịch vụ người ta thường nhìn dưới góc độ các tham số ảnh
hưởng đến QoS. Với người sử dụng thì nhìn nhận dưới các tham số như là : ứng dụng

chậm, chất lượng thấp không đảm bảo, thời gian truyền lâu… Dưới góc độ mạng thì
thì các tham số đó là: Băng thông, trễ, trượt mất gói và điều khiển quản lý.
Băng thông:
Là một trong những tham số quan trọng nhất của chất lượng dịch vụ mạng. Sự
thiếu hụt băng thông sảy ra do nhiều nguyên nhân nhưng nguyên nhân chính là do
thiếu hụt về băng thông hoặc là các lưu lượng cùng tranh chấp một tài nguyên.
Hình 2.2: Băng thông khả dụng
Băng thông lớn nhất là giá trị băng thông lớn nhất của một đợn liên kết. Băng thông
khả dụng được tính tương đối qua giá tri băng thông lớn nhất và lượng băng thông của
luồng lưu lượng.
GVHD: Hoàng Trọng Minh 20 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Một số giải pháp làm tăng vấn đề sử dụng băng thông như là:
• Tăng dung lượng liên kết phù hợp với tất cả các ứng dụng và người sử dụng một
số lượng băng thông dư.
• Sử dụng phân loại lưu lượng thành các lớp QoS và sắp xếp thứ tự ưu tiên của các
luồng lưu lượng quan trọng.
• Nén các khung tải tin nhằm tăng băng thông khả dụng của liên kết.
• Tối ưu đường liên kết.
Độ trễ:
Trễ gồm có các loại trễ như là: trễ truyền lan, và trễ xử lý, hàng đợi.
Trễ tích lũy là gồm tất cả các thành phần trễ trên đem cộng lại.
Hình 2.3:Trễ tích lũy từ đầu cuối tới đầu cuối
Trễ truyền lan: là tham số cố định phụ thuộc vao phương tiện truyền. Là thời gian
truyền một gói tin qua liên kết.
Trễ xử lý: là khoảng thời gian cần thiết để bộ định tuyến để truyền một gói tin từ
giao diện đầu vào tới hàng đợi đầu ra.
Trễ hàng đợi là khoảng thời gian của gói tin nằm chờ tại hàng đợi trong một bộ định
tuyến.

Một số giải pháp cải thiên trễ:
• Tăng băng thông của hệ thống nhưng nó cũng làm cho giá thành của hệ thống
khi nâng cấp.
• Sử dụng kỹ thuật hàng đợi hợp lý, chủ yếu là các hàng đợi ưu tiên.
• Nén gói tin nhưng đồng nghĩa với mất thêm khoảng thời gian nén.
GVHD: Hoàng Trọng Minh 21 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Hình 2.4: Trễ xử lý và hàng đợi
Tổn thất gói:
Tổn thất gói tin thường sảy ra khi bộ đệm bị tràn không gian đệm, khi đó các gói tin
mới đến sẽ bị loại bỏ.
Hình 2.5: Tổn thất gói và hiện tràn bộ đệm đầu ra
Một số nguyên nhân là: bộ xử lý tắc nghẽn, bộ đệm đầu ra đầy, bộ đệm quá tải
không thể sử lý được.
Một số giải pháp giảm độ tổn thất gói:
• Đảm bảo dung lượng tăng không gian đệm để tương thích với các ứng dụng có
độ bùng nổ lưu lượng cao.
• Sử dụng kỹ thuật loại bỏ gói sớm để tránh tắc nghẽn.
• Chia cắt lưu lượng và trễ lưu lượng.
• Chính sách lưu lượng để cung cấp chất lượng dịch vụ tốt nhất.
2. Yêu cầu chức năng chung của QoS IP
Các yêu cầu chức năng được thực hiện trong bộ định tuyến IP. Các gói tin IP được
đưa vào từ các cổng đầu vào của bộ định tuyến tới các khối chức năng đánh dấu gói và
phân loại gói hai khối chức năng này nó thực hiện việc phân biệt các luồng lưu lượng,
các kiểu dịch vụ để người sử dụng đưa ra các ứng dụng vào các lớp hoặc các luồng lưu
lượng phân biệt với các ứng dụng khác. Sau đó tới các khối chức năng như là: chính
sách lưu lượng, quản lý hàng đợi tích cực, lập lịch, chia cắt lưu lượng thực hiện phân
biệt các lớp lưu lượng bằng các tài nguyên và các ứng sử dịch vụ khác nhau trong một
mạng.

GVHD: Hoàng Trọng Minh 22 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
Hình 2.6: Các yêu cầu chức năng của bộ định tuyến IP
• Đánh dấu gói tin IP: là chức năng đầu tiên của bộ định tuyến IP áp dụng cho
người sử dụng. Đặt các bit nhị phân vào các trường chức năng đặc biệt của tiêu đề
gói tin IP để phân biệt kiểu của gói tin IP với các gói tin IP khác. Các gói tin IP đến
một cổng đầu vào có thể được đánh dấu hoặc không đánh dấu. Nếu đã được đánh
dấu thì nó có thể đánh dấu lại để chỉ ra các đặc điểm vi phạm chính sách của bộ
định tuyến đang được thực hiện chuyển gói và các gói tin chưa được đánh dấu sẽ
được đánh dấu để nhận các giá trị phù hợp với chính sách của bộ định tuyến.
• Phân loại gói tin IP: Nhằm nhóm các gói tin IP theo luật phân lớp dịch vụ. Có
hai phương pháp phân loại gói tin:
o Phân loại đa đường MF (Multi-Field): Dựa trên tổ hợp các giá trị của một
hoặc nhiều trường chức năng trong tiêu đề IP.
Hình 2.7: Phương pháp phân loại gói theo đa trường chức năng
o Phân loại kết hợp hành vi BA (Behavior Aggregate): Dựa trên các trường
chứa giá trị điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP.
Hình 2.8: Phương pháp phân loại gói theo kết hợp hành vi BA
GVHD: Hoàng Trọng Minh 23 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
• Chính sách lưu lượng: Kiểm tra các luồng lưu lượng gói tin IP đến trên các cổng
vào của bộ định tuyến có phù hợp với các tốc độ lưu lượng đã được thỏa thuận và
xác định hay không. Nó có thể đánh dấu gói tin lại hoặc bị loại nếu không phù hợp
với lưu lượng đầu ra. Kiểm tra và tham số trường lưu lượng: tốc độ cam kết CIR
(Committed Information Rate), tốc độ thông tin đỉnh PIR (Peak Information Rate),
kích thước bùng nổ PBS (Peak Burst Size), kích thước bùng nổ cam kết CBS
(Committed Burst Size), kich thước bùng nổ cam kết EBS (Excess Burst Size).
• Quản lý hàng đợi: Là một kỹ thuật điều khiển chống tắc nghẽn, ý tưởng chính

của kỹ thuật hàng đợi tích cực AQM (Active Queue Management) dự doán trước
khả năng tắc nghẽn và dựa vào một số hoạt động điều khiển để chống lại hoặc
giảm thiểu khả năng tắc nghẽn. Có 3 kỹ thuật cơ bản: loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên
RED, loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên có trọng số WRED, thống báo tắc nghẽn hiện
ECN.
Hình 2.9:Nguyên lý quản lý hàng đợi thụ động
• Lập lịch gói tin: Đây là cách lập thứ tự cho gói tin ra khỏi hàng đợi, dựa trên các
đặc tính của cổng đầu ra, các gói tin sẽ được phân bố và chuyển tới đầu ra theo
luật. Mấu chột của kỹ thuật này là thước đo công nghệ giữa các nhà cung cấp khác
nhau.
Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý của lập lịch gói tin
• Chia cắt lưu lượng: để thay đổi tốc độ luồng lưu lượng đến nhằm điều hòa lưu
lượng đầu ra. Nếu sảy hiện tượng bùng nổ lưu lượng thì lưu lượng cần phải đệm để
GVHD: Hoàng Trọng Minh 24 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756
MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IP TRONG MPLS
đầu ra bớt bùng nổ và mền hơn. Có hai dạng chia cắt lưu lượng thường được sử
dụng: chia cắt lưu lượng thuần, chia cắt lưu lượng gáo rò.
3. Các kỹ thuật đảm bảo chất lượng dịch vụ IP
Phần trên thể hiện chức năng của bộ định tuyến được nhìn từ dưới góc độ chất
lượng dịch vụ, các kỹ thuật thương được áp ụng để đảm bảo QoS như là:
3.1. Kỹ thuật đo lưu lượng và màu hóa lưu lượng
Bộ định tuyến sử dụng kỹ thuật đo lưu lượng nhằm xác định tốc độ lưu lượng đầu
vào có phù hợp với tốc độ thực tế hay không. Đối với đo lưu lượng thường sử dụng
mô hình toán gọi là gáo rò token để xác định và hạn chế tốc độ lưu lượng. Mô hình
gáo rò gồm hai thành phần: token và gáo rò. Có hai dạng đo lưu lượng và màu hóa lưu
lượng: Đánh dấu 3 màu tốc độ đơn srTCM (single rate Three Color marker) và đánh
dấu 3 màu hai tốc độ trTCM (two rate Three Color marker).
Đánh dấu 3 màu tốc độ đơn
Kỹ thuật đánh dấu 3 màu tốc độ đơn được định ngĩa trong RFC 2696 [6], sử dụng

để đặt chính sách cho một luồng đơn tốc độ và cùng CIR. Đo tốc độ lưu lượng và dựa
trên kết quả đánh dấu các gói theo 3 màu hoặc các cấp độ. Ba màu xanh, vàng và đỏ
thể hiện cấp độ tương thích lưu lượng theo thứ tự giảm dần.
SrTCM có hai chế độ điều hành: chế độ mù màu và chế độ rõ màu. Chế độ mù màu
là chế độ các gói tin đến chưa được đánh dấu màu, chế độ rõ màu là các gói tin đến
được đánh dấuu màu từ thực thể trước.
Với mục tiêu là đảm bảo tốc độ lưu lượng trung bình dài hạn của người sử dụng
trong tốc độ thông tin cam kết CIR.
SrTCM gồm hai kiểu gáo rò token, gáo rò token C và gáo giò token E. Độ sâu của
gáo giò C là kích thước bùng nổ cam kết CBS, được khởi tạo đầy với số lượng token
Tc=CBS. Độ sâu của gáo giò E là kích thước bùng nổ quá hạn EBS, được khởi tạo
khởi tạo đầy với số lượng Te=EBS. Token C và E được cập nhật tại tốc độ CIR
GVHD: Hoàng Trọng Minh 25 SV: Nguyễn Hồng Hoàng
A07756