Đồ Án Chuyên Nghành QoS MPLS

Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
LỜI CẢM ƠN
Trước hết em xin cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Đức Quang, người đã
tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian thực
hiện đồ án này.
Mặc dù đã hết sức cố gắng xong chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót.
Em rất mong nhận được sự thông cảm.
TP.HCM, ngày 3 tháng 5 năm 2013.
SVTH : Lê Sơn Trang 1
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
MỤC TIÊU ĐỒ ÁN
 Tìm hiểu tổng quan về công nghệ MPLS
 Tìm hiểu về dịch vụ QoS
 Tìm hiểu về QoS trong mạng MPLS
 Tiến hành cấu hình cho 2 loại dữ liệu Voice, HTTP
 Mô phỏng mạng IP sử dụng DiffServ
SVTH : Lê Sơn Trang 2
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
CẤU TRÚC ĐỒ ÁN
Đồ án này gồm 4 chương :
 Chương 1: Tổng quan về MPLS
o Chương này sẽ giới thiệu tổng quát về công nghệ chuyển mạch nhãn đa
giao thức MPLS, về nguyên lý hoạt động, các giao thức sử dụng cũng
như các điểm ưu việc của công nghệ này.
 Chương 2: Chất lượng dịch vụ(QoS)
o Trong chương này sẽ đề cập đến tầm quan trọng của chất lượng dịch vụ,
một số giải pháp tăng QoS và đi sâu vào kiến trúc DiffServ cũng như
cách thức hoạt động của nó
 Chương 3: Sự kết hợp giữa DiffServ và MPLS
o Đi vào tìm hiều một số thủ tục cần thiết khi thiết lập DiffServ vào trong
một mạng MPLS

 Chương 4: Chương trình và kết quả mô phỏng kết hợp DiffServ và MPLS
o Sẽ mô phỏng mạng IP sử dụng DiffServ.
 Chương trình mô phỏng hoạt động dựa trên nền tảng hoạt động
thực tế của mạng IP và MPLS.
SVTH : Lê Sơn Trang 3
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
TỪ NGỮ CHUYÊN NGÀNH
MPLS: Multiple Protocol Lable
Switching
QoS: Quality of service
LSR: Label Switch Router
LSP: Label Switch Path
EXP: Experimemtal
TTL: Time-to-live
LDP: Label distribution protocol
TDP: Tag distribution protocol
FIB: Forwarding information based
LFIB: Label Forwarding Information
Based
PVC: Permanent virtual circuit
GFC: Generic Flow Control
VPI: Virtual Path Identifier
VCI: Virtual Channel Identifier
PT: Payload Type
CLP: Cell Loss Priority
HEC: Header error check
LIB: Label Information Base
TIB: Tag Information Base
RSVP: Resource Reservation Protocol
GS: Guaranteed Service

CL: Controlled Load
DS: DiffServ
PHB: Per-hop behavior
BA: Behavior Aggregate
SLA:
Service
Level Agreement
ATM: Asynchronous Transfer Mode
DSCP: Differentiated Services Code
Point
LLQ: low-latency queuing
CBWFQ: class-based weighted fair
queuing
WRED: weight random early detection
RED: Random Early Detection
FIFO: First In First
Out
WFQ: Weighted Fair
Queuing
CQ: Custom
Queuing
PQ: Priority
Queuing
SVTH : Lê Sơn Trang 4
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Nhãn MPLS …………………………………………… 11
Hình 1.2: Nhãn của stack …………………………………………… 11
Hình 1.3: Nhãn lớp 2…………………………………………… 12
Hình 1.4: Chuyển tiếp IP …………………………………………… 13

Hình 1.5: Chuyển tiếp MPLS …………………………………………… 13
Hình 1.6: Bảng tra FIB vả LFIB …………………………………………… 14
Hình 1.7: Mặt phẳng của MPLS …………………………………………… 16
Hình 1.8: Mạng MPLS …………………………………………… 19
Hình 2.1 : Các kỹ thuật QoS trong mạng IP………………………………………… 21
Hình 2.2: Mô hình mạng IntServ …………………………………………… 23
Hình 2.3: Mô hình dịch vụ IntServ.…………………………………………… 23
Hình 2.4 : Sơ đồ khối kiến trúc DiffServ …………………………………………… 25
Hình 2.5: Mô tả cấu trúc bit trong trường
DSCP
……………………………… 26
Hình 2.6: Sơ đồ cơ chế phân loại và điều hoà đến lưu
lượng
…………………… 28
Hình 3.1 : Cấu trúc của trường header IP ………………………………………… 32
Hình 3.2 : Cấu trúc trường ToS…………………………………………… 33
Hình 3.3: Cấu trúc trường ToS …………………………………………… 33
Hình 3.4: Cấu trúc nhãn.…………………………………………… 35
Hình 3.5: Cơ chế hoạt động của
WRED
…………………………………………… 37
Hình 3.6: Cơ chế hoạt động của
PQ
…………………………………………… 39
Hình 3.7: Tiến trình gởi gói tin của WFQ………………………………………… 40
Hình 3.8: Tiến trình gởi gói tin của CBWFQ …………………………………… 42
Hình 3.9: Cơ chế đường hầm …………………………………………… 44
Hình 3.10: Ba mô hình đường hầm.…………………………………………… 46
Hình 3.11: Khôi phục gói tin trong mạng VPN MPLS cho mô hình Pipe và Short Pipe
…………………………………………… 47

SVTH : Lê Sơn Trang 5
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Hình 3.12: Khôi phục một gói tin trong mạng VPN MPLS đối với uniform model
…………………………………………… 48
LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, Internet đã trở thành phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta.
Internet đã mở ra một chân trời mới đối với nhân loại. Khi mạng Internet phát triển và
mở rộng, lưu lượng Internet bùng nổ thì việc đáp ứng nhu cầu cho người sử dụng về
chất lượng dịch vụ ngày càng cao, đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ ISP luôn đứng
trước thử thách. Các ISP xử lý bằng cách tăng dung lượng các kết nối và nâng cấp
router nhưng vẫn không tránh khỏi nghẽn mạch. Lý do là các giao thức định tuyến
thường hướng lưu lượng vào cùng một số các kết nối nhất định dẫn đến kết nối này bị
quá tải trong khi một số tài nguyên khác không được sử dụng. Vì vậy, việc tìm ra giải
pháp mới thỏa mãn được các nhu cầu của người dùng là vấn đề cấp bách và đang
được ưu tiên hiện nay.
SVTH : Lê Sơn Trang 6
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MPLS
1.1 Giới thiệu Multiple Protocol Lable Switching(MPLS)
Multiple Protocol Lable Switching MPLS những năm gần đây đã và đang được
triển khai ngày càng qui mô và rộng lớn trên nhiều quốc gia. Thậm chí đối với những
đất nước nơi mà nền công nghệ thông tin phát triển sau các nước tiên tiến trên thế giới
đang cân nhắc để họ có thể bỏ qua bước xây dựng các cơ sở hạ tầng phục vụ cho
truyền tải lớp 2 truyền thống như các nước tiên tiến đã sử dụng như ATM hay Frame
Relay để tiến thẳng đến xây dựng một cơ sở hạ tầng MPLS. Vậy MPLS là gì và dựa
trên những lợi ích to lớn nào mà nó có thể dần dần thay thế các công nghệ cũ trước
đó?
MPLS nói chung là một công nghệ chuyển mạch không dựa vào IP mà dựa vào
một khái niệm mới gọi là nhãn (label). Nhãn được thêm vào gói IP và được quảng bá

đi giữa các router để hình thành nên các ánh xạ giữa nhãn và địa chỉ IP. Lúc này, việc
chuyển mạch các gói tin sẽ không cần thực hiện việc tra cứu vào bảng định tuyến IP
tức dựa trên địa chỉ đích nữa mà hoàn toàn dựa vào bảng ánh xạ nhãn.
Đây không phải là một kỹ thuật xa lạ khi mà Frame Relay và ATM đã áp dụng nó
để vận chuyển frame hoặc cell. Ở mỗi hop trong network, giá trị có thể hiểu là nhãn
như là DLCI hay VPI/VCI sẽ bị thay đổi bởi 1 giá trị nhãn khác và điều này làm nó
khác với cách chuyển mạch IP truyền thống khi địa chỉ đích ở mỗi next hop luôn được
duy trì không đổi. Vậy tại sao phải sử dụng MPLS?
Trước MPLS, ATM và Frame Relay đóng vai trò là những công nghệ WAN chủ
chốt, cung cấp các kết nối và đường truyền riêng cho các dịch vụ lớp 2 với sự riêng tư
và ảo hóa cao, đồng thời hỗ trợ luôn các dịch vụ lớp 3 gọi là các overlay network. Tuy
nhiên, để có thể làm được điều đó, nhà cung cấp dịch vụ phải xây dựng những hạ tầng
riêng cho từng loại lớp dịch vụ và điều này làm học tiêu tốn không ít chi phí.
Ở Việt Nam, hầu hết các mạng WAN đều sử dụng dịch vụ leased line thông qua
các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông với lối hoạt động theo giao thức định tuyến IP
truyền thống khiến cho giá thành trở nên đắt đỏ và chất lượng dịch vụ kém do các
router thường xuyên bị quá tải dẫn đến việc mất lưu lượng hay mất kết nối. Nhưng khi
triển khai MPLS và dịch vụ điển hình của nó là MPLS VPN, các nhược điểm kể trên
hoàn toàn có thể được khắc phục. MPLS với việc chuyển mạch dựa vào nhãn mang lại
nhiều lợi ích to lớn hơn cho các nhà cung cấp dịch vụ khi có thể giúp họ tiết kiệm
được chi phí cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng vì MPLS không chỉ cho phép vận
chuyển các gói lớp 3 bằng giao thức IP thông qua MPLS backbone mà còn cho phép
bất kỳ giao thức giao thức non-IP lớp 2 nào như Frame Relay, ATM, Ethernet, HDLC,
PPP được vận chuyển chỉ trên một cơ sở hạ tầng tích hợp duy nhất. Ngoài ra, nó còn
SVTH : Lê Sơn Trang 7
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
hỗ trợ nhiều ứng dụng hữu ích như định tuyến unicast, multicast, truyền tải dựa vào
QoS và phân luồng giúp giảm thiểu sự quá tải trong các router core.
1.1.1 Lợi ích của MPLS
- Làm việc với hầu hết các công nghệ liên kết dữ liệu như IP, ATM….

- Tương thích với hầu hết các giao thức định tuyến và các công nghệ khác liên
quan đến Internet.
- Hoạt động độc lập với các giao thức định tuyến (routing protocol).
- Tìm đường đi linh hoạt dựa vào nhãn(label) cho trước.
- Hỗ trợ việc cấu hình quản trị và bảo trì hệ thống (OAM)
- Có thể hoạt động trong một mạng phân cấp
- Có tính tương thích cao.
1.1.2 Đặc điểm mạng MPLS
- Không có thành phần giao thức phía host
- MPLS chỉ nằm trên các router
- MPLS là một giao thức độc lập nên có thể hoạt động với các giao thức mạng
khác IP như IPX, ATM, Frame-Relay, PPP hoặc trực tiếp với tầng Data Link.
- Định tuyến trong MPLS được dùng để tạo các luồng băng thông cố định tương
tự như kênh ảo của ATM hay Frame Relay.
- MPLS đơn giản hoá quá trình định tuyến, đồng thời tăng cường tính linh động
với các tầng trung gian.
1.1.3 Một số ứng dụng của MPLS
Internet có ba nhóm ứng dụng chính: voice, data, video với các yêu cầu khác
nhau. Voice yêu cầu độ trễ thấp, cho phép thất thoát dữ liệu để tăng hiếu quả. Video
cho phép thất thoát dữ liệu ở mức chấp nhận được, mang tính thời gian thực
(realtime). Data yêu cầu độ bảo mật và chính xác cao. MPLS giúp khai thác tài
nguyên mạng đạt hiệu quả cao.
Một số ứng dụng đang được triển khai là:
- MPLS VPN: Nhà cung cấp dịch cụ có thể tạo VPN lớp 3 dọc theo mạng đường
trục cho nhiều khách hàng, chỉ dùng một cơ sở hạ tầng công cộng sẵn có, không cần
các ứng dụng encrytion hoặc end-user.
- MPLS Traggic Engineer: Cung cấp khả năng thiết lập một hoặc nhiều đường đi
để điều khiển lưu lượng mạng và các đặc trưng thực thi cho một loại lưu lượng.
- MPLS QoS (Quality of service): Dùng QoS các nhà cung cấp dịch vụ có thể cung
cấp nhiều loại dịch vụ với sự đảm bảo tối đa về QoS cho khách hàng.

SVTH : Lê Sơn Trang 8
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
1.1.4 Điểm vượt trội của MPLS so với các mô hình IP over ATM
Khi hợp nhất với chuyển mạch ATM, chuyển mạch nhãn tận dụng những thuận lợi
của các tế bào ATM - chiều dài thích hợp và chuyển với tốc độ cao. Trong mạng đa
dịch vụ chuyển mạch nhãn cho phép chuyển mạch BPX/MGX nhằm cung cấp dịch vụ
ATM, Frame Replay và IP Internet trên một mặt phẳng đơn trong một đường đi tốc
độ cao. Các mặt phẳng (Platform) công cộng hỗ trợ các dịch vụ này để tiết kiệm chi
phí và đơn giản hóa hoạt động cho nhà cung cấp đa dịch vụ. ISP sử dụng chuyển
mạch ATM trong mạng lõi, chuyển mạch nhãn giúp các các dòng Cisco, BPX8600,
MGX8800, Router chuyển mạch đa dịch vụ 8540 và các chuyển mạch Cisco ATM
giúp quản lí mạng hiệu quả hơn xếp chồng (overlay) lớp IP trên mạng ATM. Chuyển
mạch nhãn tránh những rắc rối gây ra do có nhiều router ngang hàng và hỗ trợ cấu
trúc phân cấp (hierarchical structure) trong một mạng của ISP.
Sự tích hợp:
MPLS xác nhập tính năng của IP và ATM chứ không xếp chồng lớp IP trên ATM.
MPLS giúp cho cơ sở hạ tầng ATM thấy được định tuyến IP và loại bỏ các yêu cầu
ánh xạ giữa các đặc tính IP và ATM. MPLS không cần địa chỉ ATM và kỹ thuật định
tuyến.
Độ tin cậy cao hơn:
Với tốc độ chuyển mạch, MPLS có khả năng cung cấp cho mạng sự an toàn và
nhanh chóng, đảm bảo dữ liệu không bị thất thoát nhiều, ngoài ra còn có các cơ chế và
các mode trong kĩ thuật MPLS giúp bảo mật cho thông tin khách hàng.
Trực tiếp thực thi các loại dịch vụ:
MPLS sử dụng hàng đợi và bộ đếm của ATM để cung cấp nhiều loại dịch vụ khác
nhau. Nó hỗ trợ quyền ưu tiên IP và loại dịch vụ (class of service–cos) trên chuyển
mạch ATM mà không cần chuyển đổi phức tạp sang các lớp ATM Forum Service.
Hỗ trợ hiệu quả cho Mulicast và RSVP:
Khác với MPLS, xếp lớp IP trên ATM nảy sinh nhiều bất lợi, đặc biệt trong việc
hỗ trợ các dịch vụ IP như IP muticast và RSVP( Resource Reservation Protocol -

RSVP). MPLS hỗ trợ các dịch vụ này, kế thừa thời gian và công việc theo các chuẩn
và khuyến khích tạo nên ánh xạ xấp xỉ của các đặc trưng IP&ATM.
Giảm tải trên mạng lõi:
Các dịch vụ VPN hướng dẫn cách MPLS hỗ trợ mọi thông tin định tuyến để phân
cấp. Hơn nữa,có thể tách rời các định tuyến Internet khỏi lõi mạng cung cấp dịch vụ.
Giống như dữ liệu VPN, MPLS chỉ cho phép truy suất bảng định tuyến Internet tại
điểm ra vào của mạng. Với MPLS, kĩ thuật lưu lượng truyền ở biên của AS được gắn
nhãn để liên kết với điểm tương ứng. Sự tách rời của định tuyến nội khỏi định tuyến
Internet đầy đủ cũng giúp hạn chế lỗi, ổn định và tăng tính bảo mật.
SVTH : Lê Sơn Trang 9
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Khả năng điều khiển lưu lượng:
MPLS cung cấp các khả năng điều khiển lưu lượng để sửng dụng hiệu quả tài
nguyên mạng. Kỹ thuật lưu lượng giúp chuyển tải từ các phần quá tải sang các phần
còn rỗi của mạng dựa vào điểm đích, loại lưu lượng, tải, thời gian,…
1.2 Công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
1.2.1 Nhãn MPLS là gì?
Công thức để gán nhãn gói tin là:
Network Layer Packet + MPLS Label
Stack
Không gian nhãn (Label Space): có hai loại. Một là, các giao tiếp dùng chung giá
trị nhãn (per-platform label space). Hai là, mỗi giao tiếp mang giá trị nhãn riêng, (Per-
interface Label Space). Bộ định tuyến chuyển nhãn (LSR – Label Switch Router): ra
quyết định chặng kế tiếp dựa trên nội dung của nhãn, các LSP làm việc ít và hoạt động
gần như Switch.
Con đường chuyển nhãn (LSP – Label Switch Path): xác định đường đi của gói tin
MPLS. Gồm hai loại: Hop by hop signal LSP - xác định đường đi khả thi nhất theo
kiểu best effort và Explicit route signal LSP - xác định đường đi từ nút gốc.
Nhãn là giá trị có chiều dài cố định dùng để nhận diện một FEC nào đó. Sự kết
hợp giữa FEC và nhãn được gọi là ánh xạ nhãn - FEC. MPLS được thiết kế để sử

dụng ở bất kì môi trường và hình thức đóng gói lớp 2 nào, hầu hết các hình thức đóng
gói lớp 2 là dựa trên frame, và MPLS chỉ đơn giản thêm vào nhãn 32 bit giữa mào đầu
lớp 2 và lớp 3, gọi là shim header. Phương thức đóng gói này gọi là Frame-mode
MPLS.
ATM là một trường hợp đặc biệt sử dụng cell có chiều dài cố định. Do đó nhãn
không thể được thêm vào trong mỗi cell. MPLS sử dụng các giá trị VPI/VCI trong
mào đầu ATM để làm nhãn. Phương thức đóng gói này được gọi là Cell-mode MPLS.
Nhãn của gói tin đi ra là nhãn ngõ ra, tương tự cho nhãn của gói tin đi vào là nhãn
ngõ vào. Một gói tin có thể có cả nhãn ngõ ra và ngõ vào, có thể có nhãn ngõ vào mà
không có nhãn ngõ ra hoặc là ngược lại. Thường thường, một gói tin có thể có nhiều
nhãn được gọi là chồng nhãn (lable stack). Các nhãn trong chồng nhãn được tổ chức
theo kiểu chồng nhãn LIFO (last-in, first-out). Một gói tin không có gắn nhãn được
xem là có chiều sâu chồng nhãn bằng 0. Chiều sâu d của chồng nhãn tương ứng với
trình từ của nhãn trong chồng nhãn <1,2,3 ,d-1,d> với nhãn 1 ở đáy chồng nhãn và
nhãn d ở đỉnh của chồng nhãn.
Nhãn MPLS là một sự đột phá, nó dựa trên ý tưởng VPI/VCI của mạng ATM
nhưng cao cấp hơn, gồm 32 bit.
SVTH : Lê Sơn Trang 10
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Hình 1.1: Nhãn MPLS
- Label: Trường này gồm 20 bit, như vậy chúng ta sẽ có hơn 1 tỷ nhãn khác nhau
sử dụng,đâychính là phần quan trọng nhất trong nhãn MPLS nó dùng để chuyển tiếp
gói tin trong mạng.
- Experimemtal (EXP): Trường này gồm 3 bit, nó dùng để mapping với trường
ToS hoặc DSCP trong gói tin tới để thực hiện QoS.
- Stack (S): Chỉ có 1 bit, khi một gói tin đi qua một tunnel, nó sẽ có nhiều hơn 1
nhãn gắn vào, khi đó ta sẽ một stack nhãn, bit S này dung để chỉ ra rằng nhãn này có
nằm đáy Stack không, nếu ở đáy thì S=1, ngược lại S=0.
Hình 1.2: Nhãn của stack
Time-to-live (TTL): Trường này như trường TTL trong IP header, khi chuyển tiếp

gói tin nếu như router không tìm thấy destination mà vẫn cứ chạy trong mạng thì sẽ
xảy ra loop làm nghẽ mạng (congestion). TTL dùng để khắc phục điều này, giá trị ban
đầu của nó là 255, mỗi khi đi qua một router thì giá trị này sẽ giảm đi 1, nếu như giá
trị này đã giảm về 0 mà gói tin vẫn chưa tới đích thì nó sẽ bị rớt (dropped). Khi gói tin
đến router biên thì trường TTL trong IP header sẽ giảm đi một và copy qua trường
TTL trong nhãn MPLS, giá trị này sẽ giảm dần khi đi qua mạng MPLS, khi ra khỏi
mang MPLS thì trường nay lại được copy qua trường TTL trong IP header, nếu giá trị
là 0 thì gói sẽ bị rớt (drop).
Các giá trị qui ước cho trường TTL:
0: Chính nó (Host gởi tin đến chính nó)
1: Trong cùng một subnet
32: Trong cùng một site (Một mạng)
64: Trong cùng một vùng (Có cùng AS)
SVTH : Lê Sơn Trang 11
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
128: Trong cùng một một lục địa
255: Không giới hạn
Các cách đóng gói tin:
Hình 1.3: Nhãn lớp 2
Như vậy: Đối với mạng IP cách đóng gói tin sẽ là Ethernet hay PPP và nhãn là một
shim được chèn vào như trình bày ở trên. Đối mạng Frame-Relay nhãn sẽ là giá trị
DLCI, với mạng ATM thì nhãn sẽ là VPI hoặc VCI.
Các loại nhãn đặc biệt
- Untagged: gói MPLS đến được chuyển thành một gói IP và chuyển tiếp đến đích
- Nhãn Implicit-null hay POP: Nhãn này được gán khi nhãn trên (top label) của gói
MPLS đến bị bóc ra và gói MPLS hay IP được chuyển tiếp tới trạm kế xuôi dòng. Giá
trị của nhãn này là 3 (trường nhãn 20 bit). Nhãn này được dùng trong mạng MPLS
cho những trạm kế cuối
- Nhãn Explicit-null: Chỉ mang giá trị EXP, giá trị nhãn bằng 0, được gán để giữ
giá trị EXP cho nhãn trên (top label) của gói đến. Nhãn trên được hoán đổi với giá trị

0 và chuyển tiếp như một gói MPLS tới trạm kế xuôi dòng. Nhãn này sử dụng khi
thực hiện QoS với MPLS trong mô hình Pipe Mode.
- Nhãn Aggregate: với nhãn này, khi gói MPLS đến nó bị bóc tất cả nhãn trong
chồng nhãn ra để trở thành một gói IP và thực hiện tra cứu trong FIB để xác định giao
tiếp ngõ ra cho nó.
1.2.2 Chuyển tiếp gói tin trong MPLS
- Thực hiện chuyển tiếp dữ liệu với MPLS gồm các bước sau:
- Gán nhãn MPLS (trên LSR).
- Giao thức phân phối nhãn (LDP - label distribution protocol hay TDP - tag
distribution protocol ) thực hiện gán nhãn và trao đổi nhãn giữa các LSR trong miền
MPLS để thiết lập các phiên làm việc (session). Việc gán nhãn có thể gán cục bộ trên
router hoặc trên giao tiếp của router.
- Thiết lập LSP giữa LSR/E_LSR.
- Mặc định trên router sử dụng LDP.
SVTH : Lê Sơn Trang 12
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Trong các mạng thuần túy thì việc chuyển tiếp gói tin được thực hiện bằng cách tra
bảng routing có trong mỗi router, công việc này thực hiện ở layer 3, nó tốn khá nhiều
thời gian cho các router trong việc tra bảng routing nếu như bảng này có kích thước
lớn (trong mạng bình thường bảng này có thể có tới vài trăm ngàn rout).
Trong nguyên lý định tuyến cổ điễn, thì để tìm ra next hop mỗi router phải thực
hiện việc tra bảng routing như sau:
Hình 1.4: Chuyển tiếp IP
Như trên hình vẽ ta thấy: để có được thông tin về mạng 10.0.0.0/8 thì các router
trong mạng phải thường xuyên update cho nhau về tình trạng up hay down của mạng
này, việc update này còn tùy vào kĩ thuật áp dụng cho mạng là Link-state hay
Distance vector, nhưng nói chung nó chiếm một lượng băng thông không mong muốn
trong mạng, sau khi đã có bảng routing thì để gởi gói tin đến đích các router phải tra
bảng routing mỗi khi gói tin tới nó để chuyển tiếp đến next hop.
Vì vậy trong MPLS sẽ không thực hiện như vậy, việc chuyển tiếp nhãn trong

MPLS sẽ thực hiện ở layer 2, nó không phải tra bảng routing nên sẽ rất nhanh chóng
để tìm ra next hop tiếp theo.
Hình 1.5: Chuyển tiếp MPLS
Theo hình vẽ trên, thì việc chuyển tiếp gói tin trong MPLS chỉ thực hiện trên nhãn,
mỗi khi gói tin đến router các router sẽ thực hiện việc gán nhãn (router biên), swap
SVTH : Lê Sơn Trang 13
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
nhãn (router core), và pop nhãn (router biên), việc này thực hiện ở layer 2 rất nhanh
chóng (chúng ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn ở các phần sau).
1.2.3 Các bảng tra FIB và LFIB
Bảng tra FIB (Forwarding information based) sẽ ánh xạ từ một gói tin IP không
nhãn thành gói tin MPLS có nhãn ở ngõ vào của router biên hoặc từ gói tin IP không
nhãn thành gói tin IP không nhãn ở ngõ ra của router biên, bảng này được hình thành
từ bảng routing table, từ giao thức phân phối nhãn LDP và từ bảng tra LFIB.
Hình 1.6: Bảng tra FIB vả LFIB
Bảng tra LFIB (Label Forwarding Information Based) là bảng chứa đựng thông tin
các nhãn đến các mạng đích, một gói tin có nhãn khi đi vào một router nó sẽ sử dụng
bảng tra LFIB để tìm ra hop kế tiếp, ngõ ra của gói tin này có thể là gói tin có nhãn
cũng có thể là gói tin không nhãn.
Hai bảng tra FIB và LFIB có giá trị như bảng routing table trong mạng IP, nhưng
trong mạng IP thì bảng routing table có số entry rất lớn khoảng vài ngàn, còn với FIB
và LFIB số nhãn mà nó nắm giữa rất ít khoảng vài chục là tối đa.
1.3 Cấu trúc MPLS
1.3.1 Hai cơ chế hoạt đông trong MPLS
1.3.1.1 Cơ chế Frame Mode
Cơ chế này được sử dụng với các mạng IP thông thường, trong cơ chế này nhãn
của MPLS là nhãn thực sự được thiết kế và gán cho các gói tin, trong mặt phẳng
Control plane sẽ đảm nhiệm vai trò gán nhãn và phân phối nhãn cho các route giữa
các router chạy MPLS, và trong cơ chế này các router sẽ kết nối trực tiếp với nhau qua
1 giao diện Frame mode như là PPP, các router sẽ sử dụng địa chỉ IP thuần túy để trao

đổi thông tin cho nhau như là: Thông tin về nhãn và bảng định tuyến routing table.
SVTH : Lê Sơn Trang 14
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Còn với mạng ATM hay Frame-relay chúng không có các kết nối trực tiếp giữa
các interface, nghĩa là không thể dùng địa chỉ IP thuần để trao đổi thông tin cho nhau,
vì vậy ta phải thiết lập các kênh ảo giữa chúng (PVC - permanent virtual circuit)
1.3.1.2 Cơ chế cell mode
Thuật ngữ này dùng khi có một mạng gồm các ATM LSR dùng MPLS trong mặt
phẳng điều khiển để trao đổi thông tin VPI/VCI thay vì dùng báo hiệu ATM. Trong
kiểu tế bào, nhãn là trường VPI/VCI của tế bào. Sau khi trao đổi nhãn trong mặt
phẳng điều khiển, ở mặt phẳng chuyển tiếp, router ngõ vào (ingress router) phân tách
gói thành các tế bào ATM, dùng giá trị VCI/CPI tương ứng đã trao đổi trong mặt
phẳng điều khiển và truyền tế bào đi. Các ATM LSR ở phía trong hoạt động như
chuyển mạch ATM – chúng chuyển tiếp một tế bào dựa trên VPI/VCI vào và thông tin
cổng ra tương ứng. Cuối cùng, router ngõ ra (egress router) sắp xếp lại các tế bào
thành một gói.
Trong đó:
- GFC (Generic Flow Control): Điều khiển luồng chung
- VPI (Virtual Path Identifier): nhận dạng đường ảo
- VCI (Virtual Channel Identifier): nhận dạng kênh ảo
- PT (Payload Type): Chỉ thị kiểu trường tin
- CLP (Cell Loss Priority): Chức năng chỉ thị ưu tiên huỷ bỏ tế bào
- HEC (Header error check): Kiểm tra lỗi tiêu đề.
1.3.2 Hai mặt phẳng trong MPLS
1.3.2.1 Control plane (trao đổi thông tin định tuyến và label)
SVTH : Lê Sơn Trang 15
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Hình 1.7: Mặt phẳng của MPLS
Mặt phẳng điều khiển MPLS chịu trách nhiệm tạo ra và lưu trữ LIB (Label
Information Base) hoặc TIB (Tag Information Base). Tất cả các nút MPLS phải chạy

một giao thức định tuyến IP để trao đổi thông tin định tuyến đến các nút MPLS khác
trong mạng. Các thông tin trong bảng định tuyến được trao đổi với các router khác để
xây dựng bảng cơ sở thông tin FIB (Forwarding Information Base).
Các nhãn được trao đổi giữa các nút MPLS kế cận để xây dựng nên LFIB, thông
tin liên kết nhãn chỉ được phân phối giữa các router nối trực tiếp với nhau bằng cách
dùng giao thức phân phối (LDP – Label Distribution Protocol) hoặc TDP (Cisco
proproetary Tag Distribution protocol).
1.3.2.2 Data plane (chuyển tiếp gói tin dựa trên label)
Có nhiệm vụ truyền gói tin dựa trên giá trị nhãn chứa trong LFIB. Mỗi node
MPLS chứa 2 bảng liên quan tới việc forward là LIB và LFIB. LIB chứa những nhãn
được gán tại node đó và việc ánh xạ các nhãn đó với nhãn nhận được từ router láng
giềng, LFIB là tập con của LIB, sử dụng các nhãn đó để chuyển tiếp gói tin.
1.3.3 Các giao thức định tuyến trong MPLS
1.3.3.1 Static route:
Định tuyến tĩnh (static route) là người quản trị mạng phải nhập thông tin về đường
đi cho router. Khi cấu trúc mạng thay đổi, người quản trị mạng phải tự tay xóa hoặc
SVTH : Lê Sơn Trang 16
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
thêm các thông tin về đường đi cho router. Stactic route phù hợp với mô hình mạng
nhỏ, ít có sự thay đổi. Nhưng đối với mô hình mạng lớn thì việc xây dựng cũng như
quản lí bảng định tuyến tĩnh tốn rất nhiều thời gian.
1.3.3.2 Dynamic routing:
Dynamic cho phép network điều chỉnh lại sự thay đổi trong mô hình mạng một
cách tự động không cần đến người quản trị. Đối với dynamic routing, khi link bị fail
hay có một link mới được thêm vào, các router sẽ tự động truyền thông tin mới này.
Phân loại dynamic routing:
Distance vector:
RIP, IGRP. Hoạt động theo nguyên tắc hàng xóm, tức là mỗi router gửi routing
table của nó cho các router được nối trực tiếp với nó. Các router đó sẽ so sánh với
bảng định tuyến của mình, xem route của mình và route mới nhận được, route nào tốt

hơn sẽ được cập nhật. Các routing updates sẽ được gửi theo định kỳ để khi có sự thay
đổi trong mạng, router sẽ biết được link nào bị down.
Ưu điểm:
- Dễ cấu hình.
- Router không phải xử lí nhiềuàCPU và memory còn rảnh để làm việc khác.
Nhược điểm:
- Hệ thống metric đơn giản (như RIP sử dụng hop-count) nên có thể xảy ra việc
con đường tốt nhất chưa phải là tốt nhất.
- Do cập nhật định kỳ nên một lượng bandwidth đáng kể sẽ bị chiếm.
- Thời gian hội tụ chậm, dẫn đến việc sai lệch bảng định tuyếnàrouting loop.
Link-state:
OSPF, IS-IS. Link-state không gửi các routing-update mà chỉ gửi các tình trạng
(state) của các link trong linkstate-database của mình cho các router khác, để tự mỗi
router chạy giải thuật shortest path first, tự xây dựng bảng routing table cho mình. Sau
khi mạng đã hội tụ, link-state protocol sẽ không gửi update định kỳ như distance
vector mà chỉ gửi khi nào có sự thay đổi trong topology network (link bị down).
Ưu điểm:
- Hội tụ nhanh.
- Scalable: thích nghi với nhiều hệ thống, có khả năng mở rộng lớn.
- Không gửi update định kỳ nên tiết kiệm băng thông cho đường mạng.
- Đáp ứng nhanh khi có sự thay đổi.
Nhược điểm:
- Router xử lí nhiềuàtốn CPU và memoryàdelay.
So sánh Distance vector và Link-state:
SVTH : Lê Sơn Trang 17
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
- Với distance vector routing protocol, router dựa vào sự quyết định của neighbors,
router không có hình ảnh tổng thể của mô hình mạng.
- Link-state protocol thì mỗi router lại có hình ảnh tổng thể của mô hình mạng, nó
có thể quyết định 1 cách độc lập dựa trên mô hình mạng chính xác đó.

1.3.3.3 Hybrid protocol:
EIGRP được xem là giao thức lai vì nó kết hợp ưu điểm của giao thức distance
vector và giao thức link state. Những ưu điểm của OSPF như gửi thông tin cập nhật
khi có link down, phát hiện neighbors…nhưng không gửi tất cả router như OSPF.
Ưu điểm của EIGRP:
- Tốc độ hội tụ nhanh.
- Hỗ trợ VLSM.
- Hỗ trợ cho nhiều giao thức mạng khác nhau.
- Sử dụng băng thông hiệu quả: vì nó chỉ gửi thông tin cập nhật một phần chứ
không phải gửi toàn bộ routing table. Điều này tương đương hoạt động cập nhật của
OSPF, nhưng không giống router OSPF, router EIGRP chỉ gửi cho router nào cần
thông tin đó thôi. Các router EIGRP giữ liên lạc bằng cách gửi định kỳ (5s) các gói
hello rất nhỏ nên không chiếm nhiều băng thông.
- Hỗ trợ unequal load balancing.
1.3.3.4 Giao thức BGP:
Như đã biết Internet được tạo bởi rất nhiều các Autonomous System. BGP được sử
dụng để chia sẻ thông tin định tuyến giữa các AS khác nhau. BGP sử dụng giao thức
vận chuyển tin cậy (reliable transport protocol) để trao đổi thông tin định tuyến đó
chính là Transmission Control Protocol (TCP). BGP sử dụng cổng 179 để thiêt lập kết
nối. Điều đáng chú ý về BGP là nó không quan tâm về intra-AS routing, nó tin tưởng
rằng các IGP được sử dụng trong AS sẽ đảm nhiệm intra-AS routing mà nó chỉ đề cập
tới inter-AS routing.
1.3.4 Các giao thức phân phối nhãn trong MPLS
1.3.4.1 TDP (Tag Distribution Protocol):
Trước đây, trong quá trình "thai nghén" ra MPLS, Cisco đưa ra công nghệ tag-
switching và hỗ trợ từ IOS 11.1CT. MPLS được hỗ trợ bởi các router cisco từ IOS
12.1(3)T.
Tag-switching chính là tiền thân của mpls nên rất giống, chỉ có một số khác biệt
như: Giao thức sử dụng phân phối nhãn của tag-switching là TDP - sử dụng tcp/udp
port 711, còn mpls là LDP sử dụng tcp/udp port 646. Để cho phép chuyển mạch nhãn

hoạt động thì IOS 11.1 là tag-switching ip, IOS 12.1 là mpls ip. Cú pháp lệnh tùy vào
IOS
1.3.4.2 LDP (Label Distribution Protocol):
SVTH : Lê Sơn Trang 18
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
MPLS là thế hệ sau của tag-switching, nó sử dụng giao thức LDP để phân phối
nhãn, hoạt động như TDP chỉ khác là nó sử dụng LDP để phân phối nhãn, LDP phải
được cấu hình trên từng interface chạy MPLS, các láng giềng của chúng sẽ tự động
nhận ra các interface có chạy LDP kết nối với chúng. Sử dụng UDP broadcast và
mulicast để tìm ra các láng giềng của chúng.
Trong một miền MPLS, một nhãn gán tới một địa chỉ (FIB) đích được phân phối
tới các láng giềng ngược dòng sau khi thiết lập session. Việc kết nối giữa mạng cụ thể
với nhãn cục bộ và một nhãn trạm kế (nhận từ router xuôi dòng) được lưu trữ trong
LFIB và LIB.
1.3.5 Sự duy trì nhãn MPLS
Có hai chế độ duy trì nhãn:
Chế độ duy trì nhãn tự do (liberal label retention mode): duy trì kết nối giữa nhãn
và mạng đích nhưng không lưu giữ trạm kế cho đích đến đó. LSR có thể chuyển tiếp
gói ngay khi IGP hội tụ và số lượng nhãn lưu giữ rất lớn cho từng đích đến cụ thể nên
tốn bộ nhớ.
Chế độ duy trì nhãn thường xuyên (conservative label retention mode): duy trì
nhãn dựa vào hồi đáp LDP hay TDP của trạm kế. Nó hủy các kết nối từ LSR xuôi
dòng mà không phải trạm kế của đích đến chỉ định nên giảm thiểu được bộ nhớ.
1.3.6 Routing với nhãn
Giả sử ta có một mạng đơn giản như sau trong đó Router A là Ingress router
(router biên ngõ vào), Router C là Egress router (router biên ngõ ra).
Hình 1.8: Mạng MPLS
Ở đây sẽ trình bày cách các router xây dựng bảng FIB và LFIB cho Network X là
mạng mà cần truyền dữ liệu đến.
Phương thức gán và phân tán nhãn gồm những bước như sau:

Step 1: Giao thức định tuyến (OSPF hay IS IS …) xây dựng bảng routing table.
Step 2: Các LSR lần lượt gán 1 nhãn cho một dest-IP trong bảng routing Table một
cách độc lập.
Step 3: LSR lần lượt phân tán nhãn cho tất cả các router LSR kế cận.
Step 4: Tất cả các LSR xây dựng các bảng LIB, LFIB, FIB dựa trên label nhận
được.
SVTH : Lê Sơn Trang 19
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Chương 2: CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS)
2.1 Khái niệm QoS
Chất lượng dịch vụ ( QoS ) là một thuật ngữ được sử dụng rộng dãi trong nhiều
lĩnh vực khác nhau. Hiểu một cách đơn giản QoS là các cơ chế, công cụ đảm bảo cho
các mức dịch vụ khác nhau thỏa mãn các tiêu chuẩn về băng thông và thời gian trễ cần
thiết cho một ứng dụng đặc biệt nào đó.
Vì sao chúng ta lại cần QoS ?
Như trước đây, khi mà nhu cầu sử dụng mạng của con người chưa cao bởi vì sự
mới mẻ, chưa phổ biến và các ứng dụng chưa nhiều thì lưu lượng trên mạng có thể
đáp ứng cho hầu hết các ứng dụng lúc bây giờ, nhưng khi nó trở nên phổ biến số
người dùng nhiều và các ứng dụng cũng tăng lên thì tài nguyên băng thông mạng trở
nên thiếu hụt, điều này sẽ dẫn tới việc mất gói đáng kể khi truyền qua mạng. Để khắc
phục điều này thì QoS ra đời với nhiệm vụ ưu tiên cho các ứng dụng thời gian thực
bằng cách cấp phát thêm băng thông và đặt chúng ở mức ưu tiên cao hơn các ứng
dụng khác. Nếu một mạng không áp dụng QoS thì sẽ xảy ra các trường hợp như sau:
Loại lưu lượng Trường hợp không có QoS
Thoại (Voice) Tín hiệu thoại không rõ ràng
Vỡ và vọng tín hiệu trong đàm thoại
Độ trễ tăng làm cho người nghe bên kia
không biết khi nào cuộc gọi kết thúc.
Cuộc gọi bị ngắt giữa chừng.
Video Hình ảnh bị nhòe, giật không ổn định

Tiếng không khớp với video
Tốc độ video phát chậm hơn bình thường.
Dữ liệu (Data) Dữ liệu đến nhưng không sử dụng được
Dữ liệu đến chậm do độ trễ lớn.
Số lần Tín hiệu trả lời lại cho bên gửi
không ổn định hoặc thất bại.
Bảng 2.1 : Dữ liệu khi không có QoS.
QoS sẽ ảnh hưởng tới các thông số mạng như: Bandwidth (Băng thông), Delay
(trễ), Jitter (Bất ổn định), Loss (độ mất gói).
Các mạng ngày nay đền phải sử dụng QoS để đảm bảo chất lượng dịch vụ, tuy
nhiên với mỗi ứng dụng thì cần có các mức độ QoS khác nhau.
SVTH : Lê Sơn Trang 20
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Băng
thông
Trễ Jitter
Mất
gói
Tương tác Thấp Thấp
Trung
bình/ cao
Thấp
Vận hành Cao Cao Cao Thấp
Thoại Thấp Thấp Thấp Thấp
Video
tương tác
Cao Thấp Thấp Thấp
Video Cao
Trung
bình/ cao

Thấp Thấp
Bảng 2.2 : Mức độ yêu cầu QoS cho các dữ liệu.
Các mô hình dịch vụ QoS:
Một mô hình dịch vụ được gọi là một mức dịch vụ mô tả khả năng thiết lập từ đầu
cuối đến đầu cuối của QoS, đầu cuối đến đầu cuối là khả năng của mạng có thể phục
vụ các yêu cầu đặc biệt tới mạng khác. Kỹ thuật QoS cung cấp ba kiểu mô hình dịch
vụ là : Best-effort, InterServ và Differentiated Services.
Các kĩ thuật QoS trong mạng IP:
Hình 2.1 : Các kỹ thuật QoS trong mạng IP.
SVTH : Lê Sơn Trang 21
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
2.2 Mô hình Best-Effort:
Best-effort là một mô hình dịch vụ đơn và phổ biến trên mạng internet hay mạng
IP nói chung, cho phép ứng dụng gửi dữ liệu bất cứ khi nào với bất cứ khối lượng nào
nó có thể thực hiện và không đòi hỏi sự cho phép hoặc thông tin cơ sở mạng, nghĩa là
mạng phân phối dữ liệu nếu có thể mà không cần sự đảm bảo về độ tin cây, độ trễ
hoặc khả năng thông mạng. QoS đặc tả dịch vụ Best-effort là xếp hàng đợi : firt-in,
firt-out ( FIFO ).
Dịch vụ Best- effort rất phù hợp cho những ứng dụng của mạng dải rộng như
truyền file hoặc email. Cho đến thời điểm này đa phần các dịch vụ được cung cấp bởi
mạng Internet vẫn sử dụng mô hình dịch vụ này.
2.3 Mô hình InterServ
Đứng trước nhu cầu ngày càng tăng trong việc cung cấp dịch vụ thời gian thực
(thoại, video) và băng thông cao (đa phương tiện), dịch vụ tích hợp IntServ đã ra đời.
Đây là sự phát triển của mạng IP nhằm đồng thời cung cấp dịch vụ truyền thống Best
Effort và các dịch vụ thời gian thực. Sau đây là những động lực thúc đẩy sự ra đời của
mô hình này:
- Dịch vụ cố gắng tối đa không còn đủ đáp ứng nữa : Ngày càng có nhiều ứng
dụng khác nhau, các yêu cầu khác nhau về đặc tính lưu lượng được triển khai, đồng
thời người sử dụng cũng yêu cầu chất lượng dịch vụ ngày càng cao hơn. Các ứng

dụng đa phương tiện ngày càng xuất hiện nhiều.
- Các ứng dụng đa phương tiện ngày càng xuất hiện nhiều : Mạng IP phải có khả
năng hỗ trợ không chỉ đơn dịch vụ mà còn hỗ trợ đa dịch vụ của nhiều loại lưu lượng
khác nhau từ thoại, số liệu đến video. Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng và tài
nguyên mạng.
- Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng và tài nguyên mạng : Đảm bảo hiệu quả sử
dụng và đầu tư. Tài nguyên mạng sẽ được dự trữ cho lưu lượng có độ ưu tiên cao hơn,
phần còn lại sẽ dành cho số liệu best effort. Cung cấp dịch vụ tốt nhất.
- Cung cấp dịch vụ tốt nhất : Mô hình IntServ cho phép nhà cung cấp mạng đưa ra
những dịch vụ tốt nhất, khác biệt với các đối thủ cạnh tranh khác.
SVTH : Lê Sơn Trang 22
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
Hình 2.2: Mô hình mạng IntServ.
Mô hình IntServ được IETF giới thiệu vào giữa thập niên 90 với mục đích hỗ trợ
chất lượng dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối. Các ứng dụng nhận được băng thông
đúng yêu cầu và truyền đi trong mạng với độ trễ cho phép.
Hình 2.3: Mô hình dịch vụ IntServ.
Một số thành phần trong mô hình dịch vụ 2.3 như sau :
Giao thức thiết lập Setup : Cho phép các máy chủ và các router dự trữ động tài
nguyên mạng để xử lý các yêu cầu của các luồng lưu lượng riêng. RSVP (Resource
Reservation Protocol) là một trong những giao thức đó.
Đặc tính luồng : Xác định chất lượng dịch vụ QoS sẽ cung cấp cho các luồng xác
định, luồng ở đây được định nghĩa như một luồng gói từ nguồn đến đích có cùng yêu
cầu về QoS như băng tần tối thiểu mà mạng bắt buộc phải cung cấp để đảm bảo QoS
cho các luồng yêu cầu.
Điều khiển lưu lượng : Trong các thiết bị mạng ( máy chủ, rourter, chuyển mạch )
có thành phần điều khiển và quản lý tài nguyên mạng cần thiết để hộ trợ QoS theo yêu
SVTH : Lê Sơn Trang 23
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
cầu. Các thành phần điểu khiển lưu lượng này có thể được khai báo bởi giao thức báo

hiệu RSVP hay nhân công. Thành phần điều khiển lưu lượng bao gồm:
- Điều khiển chấp nhận : Xác định các thiết bị mạng có khả năng hỗ trợ QoS theo
yêu cầu hay không.
- Thiết bị phân lớp (Classifier) : Nhận dạng và lựa chọn lớp dịch vụ trên nội dung
của một số trường nhất định trong mào đầu gói.
- Thiết bị lập lịch và phân phối (Scheduler) : Cung cấp các mức chất lượng dịch vụ
QoS ở kênh đầu ra của thiết bị.
Các mức QoS cung cấp bởi IntServ gồm :
- Dịch vụ đảm bảo GS ( Guaranteed Service )
GS cung cấp các dịch vụ chất lượng cao như : Dành riêng băng thông, giới hạn độ
trễ tối đa và không bị mất gói tin trong hàng đợi. Các ứng dụng có thể đến: Hội nghị
truyền hình chất lượng cao, thanh toán tài chính thời gian thực,….
- Dịch vụ kiểm soát tải CL ( Controlled Load )
CL không đảm bảo về băng tần hay trễ, nhưng với các Best-effort ở điểm không
giảm chất lượng một cách đáng kể khi tải mạng tăng lên. Dich vụ này phù hợp cho các
ứng dụng không nhạy cảm lắm với độ trễ hay mất gói như truyền hình multicast
audio/video chất lượng trung bình.
2.4 Mô hình DiffServ
Việc đưa ra mô hình IntServ có vẻ như giải quyết được nhiều vấn đề liên quan đến
QoS trong mạng IP. Tuy nhiên trong thực tế mô hình này đã không đảm bảo được
QoS xuyên suốt (end to end). Đã có nhiều cố gắng nhằm thay đổi điều này nhằm đạt
một mức QoS cao hơn cho mạng IP, và một trong những cố gắng đó là sự ra đời của
DiffServ (xem hình 2.3). DiffServ sử dụng việc đánh dấu gói và xếp hàng theo loại để
hỗ trợ dịch vụ ưu tiên qua mạng IP. Hiện tại IETF đã có một nhóm nghiên cứu
DiffServ để đưa ra các khuyến cáo RFC về DiffServ.
Nguyên tắc cơ bản của DiffServ như sau :
- Phân loại và đánh dấu các gói riêng biệt tại biên của mạng vào các lớp dịch vụ.
Việc phân loại có thể dựa trên nhiều cách thức như sửa dạng lưu lượng, loại bỏ gói
tin, và cuối cùng là đánh dấu trường DS (DiffServ) trong mào đầu gói tin để chỉ thị
lớp dịch vụ cho gói tin.

- Điều chỉnh lưu lượng này tại biên mạng. DS là mô hình có sự phân biệt dịch vụ
trong mạng có nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cả lưu lượng thời gian thực có thể
được đáp ứng mức dịch vụ của chúng trong khi vẫn có khả năng mở rộng các hoạt
động trong mạng IP lớn. Khả năng mở rộng có thể đạt được bằng:
• Chia nhỏ lưu lượng ra thành nhiều lớp khác nhau.
SVTH : Lê Sơn Trang 24
Báo cáo đồ án chuyên nghành GVHD : Thầy Nguyễn Đức Quang
• Ánh xạ nhiều ứng dụng vào trong các lớp dịch vụ này trên biên mạng. Chức năng
ánh xạ này đựơc gọi là phân loại (classification) và điều hoà (conditioning) lưu lượng.
- Cung cấp các xử lý cố định cho mỗi lớp dịch vụ tại mỗi hop (được gọi là Per-hop
behavior-PHB) tương ứng với các yêu cầu QoS của nó). PHB bao gồm hàng đợi, phân
lịch, và các cơ chế loại bỏ gói tin.
Hình 2.4 : Sơ đồ khối kiến trúc DiffServ.
2.4.1 Trường DS của DiffServ
Trường DS là trường được quá trình điều hoà và phân loại lưu lượng
sử
dụng tại
biên mạng để mã hoá giá trị DSCP. Giá trị này được các
router
DiffServ sử dụng tại
mỗi hop để lựa chọn PHB thích hợp cho mỗi gói
tin.
DSCP là giá trị 6 bit, được mang trong trường ToS của mào đầu gói
tin.
Với 6
bit có thể tạo ra đến 64 lớp dịch vụ. Tuy nhiên, trong thực tế chỉ có
một
số lớp dịch
vụ được triển khai. Giá trị IP Precedence (đạt được từ 3 bit
có

trọng số lớn nhất
trong trường ToS) có thể được ánh xạ đến trường
DSCP,
vừa vặn với các bit
trong trường này. Tập hợp các gói tin có cùng giá
trị
DSCP, và di chuyển qua
mạng theo cùng một hướng được gọi là tập hợp
hành
vi (Behavior Aggregate - BA).
PHB sẽ thực hiện các chức năng của nó
(hàng
đợi, phân lịch, đánh rớt) cho bất kì gói
tin nào thuộc về một
BA
.
2.4.2 Per-hop Behavior trong Diff Serv
Có 4 PHB quan trọng trong khi triển khai DiffServ là:
Default PHB
(PHB
mặc định): Tương ứng với tiến trình chuyển tiếp
gói
tin
best-effort, nó là mặc định trên tất cả các router. Nó chỉ đơn
giản
phân phối càng
nhiều gói tin càng tốt. PHB này không có sự cam kết
về
chất lượng dịch vụ cho gói
tin. Các gói tin được ánh xạ đến PHB này

sẽ
có giá trị DSCP là
0.
Class– selector PHB (PHB lựa chọn theo lớp): Trong một vài triển khai IP
QoS, giá trị
IP
Precedence thường được sử dụng vì tính đơn giản và dễ sử dụng
của
nó. Do đó, để cho tương thích với các giá trị Precedence, các giá
trị
DSCP được
định nghĩa dưới dạng xxx000 (trong đó x có thể là 0
hay
1). Các giá trị đó được
gọi là class – selector codepoint. Giá trị
mặc
định là 0. PHB kết hợp với một class
– selector codepoint được gọi
là
Class – selector PHB. Các PHB này sẽ có cùng
kiểu chuyển tiếp
như
các node sử dụng giá trị IP Precedence. Ví dụ, các gói tin
SVTH : Lê Sơn Trang 25