nghiên cứu ứng dụng của kĩ thuật lập lịch trong mạng ip và định hướng cho mạng viễn thông trong tương lai

KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Mc Lc
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
i
MC LC
THUT NG VIT TT
v
LI NểI U
1

CHNG 1: TNG QUAN V QoS
2

1. 1. Gii thiu chung
2

1. 1. 1 Cht lng dch v ca ATM
3

1. 1. 2 Nhng dch v QoS ca h ủiu hnh liờn mng Cisco
5

1. 1. 3 Cht lng dch v (QoS) trờn Internet v Intranet
7

1. 1. 4 Cht lng dch v trong vin cnh ng dng
8

1. 2. Khỏi nim
9

1. 2. 1 Phõn cp QoS
11

1. 2. 2 Bo ủm QoS
12

1. 2. 3 Cỏc tham s QoS
14

1. 2. 3. 1 Bng thụng
14

1. 2. 3. 2. Tr
15

1. 2. 3. 3. Jitter
16

1. 2. 3. 4. Loss
17

1. 2. 3. 5. kh dng
19

1. 2. 3. 6. Bo mt
20

1. 3. Kin trỳc QoS
21

1. 3. 1 QoS nhn dng v ủỏnh du
22

1. 3. 2 QoS trong mt thit b mng
22

1. 3. 2. 1 Qun lý tc nghn
22

1. 3. 2. 2 Qun lý hng ủi
23

1. 3. 2. 3 Hiu sut liờn kt
23

1. 3. 2. 4 Chớnh sỏch v ủnh hỡnh lu lng
23

1. 3. 3 Cỏc mc QoS
24

1. 4 B xung QoS vo mng IP
25

1. 4. 1 Cỏc giao thc v thut toỏn s dng ủ thờm QoS vo mng IP
27

1. 4. 1. 1 Tc ủ truy nhp cam kt.
27

1. 4. 1. 2 Xp hng trờn c s lp
27


THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Mục Lục
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
ii
1. 4. 1. 3 Lớp dịch vụ
28

1. 4. 1. 4 Các dịch vụ phân biệt
28

1. 4. 1. 5 Quyền ưu tiên IP
28

1. 4. 1. 6 Chuyển mạch nhãn ña giao thức
29

1. 4. 1. 7 Xếp hàng theo VC.
29

1. 4. 1. 8 Định tuyến theo chính sách.
29

1. 4. 1. 9 Các hàng QoS.
30

1. 4. 1. 10 Loại bỏ sớm ngẫu nhiên.
30

1. 4. 1. 11 Giao thức dự trữ tài nguyên
30

1. 4. 1. 12 Trường dịch vụ
33

1. 4. 1. 13 Định hình lưu lượng
33

1. 4. 1. 14 Xếp hàng hợp lý theo trọng số
33

1. 4. 1. 15 Quản lý băng thông mạng con
34

1. 4. 2 Báo hiệu QoS
35

1. 5. Định tuyến QoS
35

CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC CQS
37

2. 1 Tổng quan về kiến trúc CQS
37

2. 2. Các chức năng của kiến trúc CQS
39

2. 2. 1 Định hình lưu lượng
39

2. 2. 2 Hợp ñồng lưu lượng
41

2. 2. 3 Phân mảnh hàng ñợi
41

2. 3. Đánh dấu và sắp xếp lại
42

2. 4. Các ứng dụng của kiến trúc CQS
43

2. 4. 1. Router nguồn
43

2. 4. 2. Các dịch vụ ứng dụng
45

2. 4. 2. 1 Dịch vụ Best Effort
45

2. 4. 2. 2 Dịch vụ tích hợp IntServ
47

2. 4. 2. 3 Dịch vụ DiffServ
51

2. 4. 2. 4 QoS và tunnel
58

2. 4. 2. 5 QoS và MPLS
58



THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Mc Lc
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
iii
CHNG 3: SCHEDULING
61

3. 1. Khỏi nim
61

3. 1. 1 Gii thiu
61

3. 1. 2. Tc ủ ủnh hỡnh
61

3. 1. 3 Quyn u tiờn cht
62

3. 2. Lp lch gúi
63

3. 2. 1 Tng quan
63

3. 2. 2 Cỏc thut toỏn
64

3. 2. 2. 1 FIFO
64

3. 2. 2. 2 Leaky Buckets
65

3. 2. 2. 3 Round-Robin
66

3. 2. 2. 4 Stop-And-Go
67

3. 2. 2. 5 EDD Phớ sm nht ca ngy
69

3. 2. 2. 6 RCSP u tiờn tc ủ ủiu khin c ủnh
70

3. 2. 2. 7 GPS
72

3. 2. 2. 8 WFQ
74

3. 2. 2. 9 ng h o .
77

3. 2. 2. 10 SCFQ Xp hng hp lý t ủnh gi
79

3. 2. 2. 11 WF
2
Q
81

3. 2. 2. 12 WF
2
Q+
82

3. 2. 2. 13 Thut toỏn trong trng hp nhiu node
83

3. 2. 2. 14 Thut toỏn lp lch khụng lừi
84

CHNG 4: NH HNG PHT TRIN MNG VIN THễNG VIT
NAM
91

4. 1. Mng mc tiờu
91

4. 2. Mng truyn dn
92

4. 3. Mng truy nhp
93

4. 4. S phỏt trin ca cỏc mng lờn NGN
94

4. 4. 1 S hi t cỏc mng
94

4. 4. 2 S tin hoỏ ca cỏc mng lờn NGN
94

4. 4. 3 Cỏc chc nng tin hoỏ
95


THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Mục Lục
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
iv
4. 5. Một số dịch vụ bảo ñảm QoS trong mạng
96

4. 5. 1 Sử dụng các giao thức hỗ trợ
96

4. 5. 2 Sử dụng các mô hình dịch vụ
97

4. 5. 2. 1 Dịch vụ IntServ
97

4. 5. 2. 2 Dịch vụ DiffServ
97

4. 5. 3 Đo kiểm và ñánh giá QoS trong mạng NGN
98

KẾT LUẬN
100

TÀI LIỆU THAM KHẢO


THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
A

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế ñộ truyền tải không ñồng bộ
ACLs Access
Control Lists
Bảng ñiều khiển truy nhập
B
BGP4 Border Gateway Protocol
version 4
Giao thức cổng biên version 4

C
CoS Class of service Lớp dịch vụ
CAC Connection Admission Control Điều khiển thu nhận kết nối
CAR Committed Access Rate Tốc ñộ truy nhập ñược qui ñịnh
CIR Commited Information Rate Tốc ñộ thông tin ñược giao ước
CQ Custom Queuing Hàng ñợi khách
CQS Classification, Queuing,
Scheduling
Phân loại, hàng ñợi, lập lịch
CBQ Class-Base Queuing Xếp hàng trên cơ sở lớp
CBWFQ

Class-Base Weighted Fair
Queuing
Hàng ñợi hợp lý theo trọng số
dựa trên cơ sở lớp
CSSVC Core-Stateless Shaped Virtual
Clock
Đồng hồ ảo ñịnh dạng không lõi
D
DiffServ

Differentiated Services Dịch vụ phân biệt
DSCP Differentiated services
codepoint
ñiểm mã dịch vụ phân biệt
E
EDD Earliest Due Date
Phí sớm nhất của ngày
EIR Excess Information Rate tỷ lệ thông tin vượt quá
F
FEC Forward Error-Correcting Code Mã ñịnh hướng lỗi ñúng
FBI Forwarding Information Base Thông tin ñịnh hướng cơ sở
FIFO First In First Out Vào trước ra trước

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
vi
FCFS First Come First Served Đến trước, phục vụ trước
G
GPS Generalized Processor Sharing Phân chia bộ xử lý chung
I
IntServ Integrated Service Dịch vụ tích hợp
ISP Internet Service Provider Cung cấp dịch vụ mạng
ISDN Integrated Services Digital
Network
Mạng số tích hợp ña dịch vụ
L
LAN Local Area Network Mạng cục bộ

M
MPLS MultiProtocol LabelSwitching Chuyển mạch nhãn ña giao thức
MTU Maximum Transmission Unit Khối truyền dẫn lớn nhất
N
NP Net Performane Mạng thực thi
O
OSPF Open Shortest Path First giao thức tìm ñường dẫn ñầu tiên
ngắn nhất
P
PVC Permanent Virtual Circuit kênh ảo cố ñịnh
PSTN Public Switched Telephone
Network
Mạng ñiện thoại công cộng
PQ Priority Queuing Hàng ñợi ưu tiên PQ
PHB Per-Hop Behavior Xử lý trên từng Hop
Q

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
R
RED Random Early Detection Phát hiện trước ngẫu nhiên
RSVP Resource Reservation Protocol Giao Thức dự trữ tài nguyên
RSpec Request Specification Mô tả yêu cầu

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
vii
RCSP Rate-Contrlled Static Priority Ưu tiên tốc ñộ ñiều khiển cố ñịnh
S

SVC Switched Virtual Circuit kênh ảo chuyển mạch
SLA Service Level Agreement Thoả thuận mức dịch vụ
SNA System Network Architecture Hệ thống kiến trúc mạng
SBM Subnet Bandweidth
Management
Quản lý băng thông mạng con
SCFQ Self-Clock Fair Queuing Xếp hàng hợp lý tự ñịnh giờ
T
TSpec Traffic Specification Mô tả lưu lượng
TCA Traffic Conditioning Agreement

Điều kiện lưu lượng thoả thuận
ToS Type of Service Trường dịch vụ
U
UDP User Datagram Protocol Gói dữ liệu người dùng
V
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
W
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
WFQ Weighted Fair Queueing Xếp hàng theo trọng số
WRED Weighted Early Random Detect Phát hiện sớm ngẫu nhiên theo
trọng số
WF
2
Q Worst-Case Fair Weighted Fair
Queuing
Hàng ñợi hợp lý theo trọng số
trong trường hợp xấu

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
1
LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay nghành cơng nghiệp viễn thơng đã đạt được những thành tựu to
lớn và trở thành một ngành khơng thể thiếu trong đời sống con người. Nhờ sự
phát triển của kỹ thuật số, kỹ thuật phần cứng và các cơng nghệ phần mềm đã và
đang đem lại cho người sử dụng các dịch vụ mới đa dạng và phong phú.
Mạng IP và các dịch vụ ứng dụng cơng nghệ IP với các ưu điểm như tính
linh hoạt, khả năng mở rộng dễ dàng và đạt hiệu quả cao … đã và đang dần
chiếm ưu thế trên thị trường viễn thơng thế giới. Nhiều nghiên cứu về cơng nghệ
IP đã được thực hiện để đưa ra các giải pháp tiến đến một mạng hội tụ tồn IP.
Tuy nhiên mạng IP hiện nay mới chỉ là mạng “Best Effort” -một mạng nỗ lực tối
đa, mà khơng hề có bất kì một sự bảo đảm nào về chất lượng dịch vụ của mạng.
Đồ án này nghiên cứu về QoS với mong muốn hiểu them về chất lượng dịch vụ
trong mạng IP và đưa QoS vào mạng để có được một mạng IP có QoS chứ khơng
chỉ là mạng “Best Effort”. Đồ án gồm bốn chương :
• Chương 1. Tổng quan về QoS: Trình bày các khái niệm cơ bản, các
tham số QoS, thực trạng QoS trong các mạng viễn thơng hiện nay và cách đưa
QoS vào trong mạng IP bằng cách sử dụng các giao thức và các thuật tốn QoS.
• Chương 2. Kiến trúc CQS:trình bày tổng quan về kiến trúc CQS, đặc
điểm, khái niệm, các ứng dụng và các dịch vụ mạng của kiến trúc CQS.
• Chương 3. Scheduling: Trình bày về bộ lập lịch với các khái niệm các
thuật tốn và ứng dụng của chương trình lập lịch trong việc điều khiển lưu
lượng, điều khiển tắc nghẽn nhằm giăi quyết vấn đề QoS trong mạng IP.
• Chương 4. Định hướng phát triển mạng viễn thơng Việt Nam: Trình
bày mạng Viễn thơng trong tương lai và các ứng dụng để đưa chất lượng dịch vụ
vào trong mạng tương lai.

Em xin chân thành cảm ơn Th. s Nguyễn Văn Đát đã tận tình hướng dẫn
em hồn thành đồ án này. Em xin cảm ơn các thầy, cơ trong bộ mơn Mạng Viễn
Thơng I cùng các anh chị trong trung tâm VTN đã cung cấp tài liệu, cảm ơn
những góp ý q báu của các bạn đã giúp em hồn thành đồ án này.


Ngày 25 tháng 10 năm 2005

Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Huyền

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Tổng quan về QoS
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
2
CHƯƠNG 1
T
ỔNG QUAN VỀ QoS
1. 1. Gii thiu chung
QoS là chất lượng truyền tải các thơng tin trên mạng theo đúng thời gian,
kiểm sốt băng thơng, đặt quyền ưu tiên cho các lưu thơng, cung cấp mức độ an
tồn cao. QoS còn được kết hợp với khả năng chuyển tải các thơng tin phụ thuộc
vào trễ (delay sensitive) như video trực tiếp hay âm thanh mà vẫn có đủ băng thơng
cho các lưu thơng khác dù ở tốc độ thấp hơn. Quyền ưu tiên liên quan đến việc
đánh dấu một số thơng tin để có thể đi qua những mạng đơng đúc trước khi những
những thơng tin khác có độ ưu tiên thấp hơn đi qua.
Quyền ưu tiên được gọi là cấp dịch vụ (class of service) hay còn gọi la CoS.
Cung cấp QoS đòi hỏi cải tiến cơ sở hạ tầng của mạng. Một kỹ thuật để mở
rộng băng thơng là tạo các trục chính trên mạng bằng các bộ chuyển mạch ATM
hoặc Gigabit Ethernet. Điều này cũng có nghĩa là nâng cấp một mạng cục bộ dùng

chung thành một mạng cục bộ chuyển mạch. Hơn nữa, các giao thức mới u cầu
phải quản trị các quyền ưu tiên lưu thơng và băng thơng trên mạng. Ví dụ sau đây
sẽ mơ tả cách thức QoS áp dụng vào thực tế.
Giả sử bạn có cơ hội để thiết kế lại hệ thống đường sá trong trung tâm. Hệ
thống đường sá hiện thời khơng bảo đảm bạn có thể đi đến đích đúng giờ, cũng
khơng cung cấp được những mức độ ưu tiên cho các lưu thơng đặc biệt, như các xe
cấp cứu hoặc có những người sẵn sàng trả tiền để được đi trên các tuyến khơng tắc
nghẽn. Tình huống này cũng tương tự như mơ hình truyền dữ liệu “nỗ lực cao
nhất” (best-effort) trên Internet, mà các gói được ưu tiên như nhau và phải truyền
qua các băng thơng có sẵn.
Việc đầu tiên là phải xác định cách thức cải tiến chất lượng dịch vụ được
cung cấp bởi hệ thống đường sá. Điều này có nghĩa là phải làm giảm hay tránh các
chậm trễ, dự báo các loại hình lưu thơng, và tạo các thứ tự ưu tiên sao cho một số
các lưu thơng có thể truyền tải gấp.
Một giải pháp hiển nhiên là tăng thêm các tuyến, tương đương việc nâng
cao băng thơng bằng cách nâng cấp thành mạng ATM hay mạng Gigabit Ethernet.
Một giải pháp khác là tạo ra thêm các bộ định tuyến trực tiếp tới nơi đến quan
trọng, tương đương việc tạo ra một mơi trường mạng chuyển mạch mà các mạch
chun biệt có thể được thiết lập để nối kết giữa hai hệ thống.
Những quy luật khơng thể tránh khỏi của hệ thống đường sá cũng như các
mạng là các đường truyền mới hoặc việc gia tăng băng thơng sẽ nhanh chóng được

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
3
dựng ht. Trong mụi trng mng, cỏc ng dng multimedia s dựng ht bng
thụng ủc cung cp thờm. Nu m rng bng thụng, bn cng cn phi cú cỏc
dch v qun lý nú. õy l lỳc cỏc giao thc mng QoS ủúng vai trũ ca nú.

Cng tng t nh trong h thng ủng sỏ, khi bn ủt mt ln xe chuyờn
dng chng hn cho nhng xe cn ủi gp v cho xe buýt. Mt ln xe khỏc ủc ủt
riờng cho ngi ủc quyn s dng nú chng hn nh nhng ln xe cú hỡnh thoi
(diamond lanes) cú th ủc s dng bi nhng xe vi hai hoc nhiu hnh khỏch
hn. Trờn mng, ta cú th dnh riờng mt bng thụng v ch cho phộp nhng ngi
s dng ủc cp quyn nh nhng ngi qun lý hoc nh nhng ng dng ủc
bit nh hi tho qua video hoc nh nhng nghi thc ủc bit nh SNA (System
Network Architecture) l nhng nghi thc m phi ủc phõn phi trong mt
khong thi gian nht ủnh ủ ngn chn vic quỏ thi hn.
S cp quyn ny gi ủnh l cú mt ngi no ủú ủang qun lý quyn u
tiờn. Nu cú nhiu ngi hn ủc quyn ủi thỡ k c nhng ln xe hỡnh thoi cng
b tt nghn. Vỡ vy cú l bn mun thit lp mt vi hỡnh thc ủiu khin truy cp
khỏc chng hn nh tr tin s dng khi qua ca thu thu. Do ủú bt c ai sn sng
tr tin ủ ủc ủi trờn nhng ln xe khụng b tc nghn s ủc ủi qua nhng ln
xe ủú. Nu vic s dng tng lờn thỡ phớ s tng lờn theo. Cui cựng, h thng s
cõn bng ớt nht cng trờn lý thuyt. Mt vi ngi cú th truy nhp ủn nhng ln
ủc bit do nhng mi quan h chớnh tr, vic phc v chớnh ph hoc do nhng uy
tớn cú ủc qua vic phc v cng ủng. Nhng ngi ny ủc xỏc ủnh v ủc
cp quyn qua mt h thng mỏy tớnh húa ủ ủiu khin nhng ch ủ u tiờn nh
vy.
Trong mụi trng mng ni b, quyn u tiờn ca ngi s dng ủc thit
lp bi nhng nh qun tr mng trờn mỏy ch da trờn cỏc policy server. Trờn
Internet, quyn u tiờn v bng thụng ủc cung cp trờn nn tng tr tin ủ s
dng. iu ny ngn cn nhng ai s dng quỏ nhiu bng thụng, nhng nú ủũi hi
nhng nh cung cp dch v Internet phi ủng ý vi nhng nh cung cp dch v
Internet khỏc cựng thit lp mt cht lng dch v (QoS) qua Internet v ủũi hi
h cú nhng h thng thanh toỏn ủ tớnh tin khỏch hng
1. 1. 1 Cht lng dch v ca ATM
Cung cp cht lng dch v trờn mng ATM thỡ tng ủi d dng do
nhiu nguyờn nhõn. u tiờn, ATM s dng cỏc cell cú kớch thc c ủnh ủ phõn

phi d liu, trỏi ngc vi nhng khung cú kớch thc bin ủi ủc s dng
trong mụi trng mng cc b. Kớch thc c ủnh s tin li húa vic ủoỏn trc
lu lng v nhng ủũi hi v bng thụng. Gi s bn tỡm cỏch xỏc ủnh cú bao
nhiờu xe c ủi qua mt ủng hm trong mt gi. S d dng nu tt c cỏc xe ủiu

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Tổng quan về QoS
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
4
có cùng kích thước, nhưng nếu chúng là xe con, xe bt và xe tải trung… kích
thước khác nhau sẽ gây khó khăn cho việc xác định trước lưu lượng. Thuận lợi của
những cell có kích thước của mạng ATM là ở chổ những nhà cung cấp dịch vụ có
thể chỉ định trước băng thơng và làm hợp đồng với khách hàng mà đảm bảo được
chất lượng dịch vụ.
Mạng ATM cũng có tính hướng kết nối. Những cell được phân phối qua
những mạch ảo theo thứ tự, một u cầu quan trọng đối với hình ảnh và âm thanh
theo thời gian thực. Trước khi gửi dữ liệu, một mạch ảo phải được thiết lập. Mạch
ảo này có thể được thiết lập trước hoặc cài đặt theo u cầu (bằng cách chuyển
mạch). Trong trường hợp sau, mạng sẽ cung cấp mạch nếu nó có thể đáp ứng đòi
hỏi của người sử dụng. Chất lượng dịch vụ QoS cho những mạng trong văn phòng
được thiết lập dựa trên giải pháp thuộc về quản trị hoặc các giải pháp khác. Nếu
mạng được nối với mạng ATM của nhà truyền thơng thì những thơng số của chất
lượng dịch vụ QoS cũng có thể được chuyển cho mạng đó.
Những ứng dụng vừa mới hình thành có thể đòi hỏi chất lượng dịch vụ
(QoS) của mạng ATM cho những dịch vụ như những mạch mơ phỏng tạo với một
băng thơng cụ thể. Những thơng số của chất lượng dịch vụ mạng ATM thường gặp
bao gồm peak cell rate - tốc độ truyền cell cao nhất (tốc độ truyền cell cao nhất
trong mỗi giây để phân phối dữ liệu tới người sử dụng), minimum cell rate - tốc độ
truyền cell thấp nhất (tốc độ truyền cell thấp nhất có thể chấp nhận được mà mạng

ATM phải cung cấp; nếu mạng khơng thể cung cấp đến mức độ nầy, đòi hỏi về
mạch sẽ bị từ chối), cell loss ratio - tỉ lệ mất cell (cell mất có thể chấp nhận được),
cell transfer delay - sự chậm trễ trong việc chuyển tải các cell (sự trì hỗn có thể
chấp nhận được), cell error ratio - tỉ lệ lỗi của truyền cell (mức độ lỗi có thể chấp
nhận được).
Trong suốt giai đoạn cài đặt, ATM chỉ thi hành một tập các thủ tục gọi là
CAC (connection admission control - điều khiển thu nhận kết nối) để xác định xem
nó có thể cung cấp sự kết nối ATM hay khơng. Q trình thu nhận được xác định
bằng cách tính tốn các u cầu về băng thơng cần để thỏa mãn những đòi hỏi của
người sử dụng về dịch vụ. Nếu mạch được thừa nhận thì mạng sẽ giám sát mạch để
bảo đảm rằng những thơng số được u cầu khơng được vượt q mức cho phép.
Nếu lưu lượng vượt q qua cấp độ đã giao ước cho mạch, thì mạng có thể sẽ bỏ
những gói tin trong mạch đó ra thay vì trong những mạch khác.
Băng thơng và chất lượng dịch vụ QoS trong mạng chuyển tải
Việc có đủ băng thơng ln là một vấn đề trong mơi trường dạng diện rộng
(WAN). Trên những đường truyền th bao với mức cố định, những gói tin bị bỏ
bớt khi lưu lượng vượt q mức đo có thể. Những kỹ thuật dùng cho việc cung cấp

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Tổng quan về QoS
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
5
băng thông theo yêu cầu ñã phần nào giải quyết ñược những vấn ñề này. Nhờ cảm
ứng với việc quá tải, bộ ñịnh tuyến sẽ quay số ñể thêm một hoặc nhiều ñường
truyền khác ñể xử lý việc quá tải.
Mạng chuyển gói dựa trên vật mang như frame relay và ATM ñược thiết kế
ñể xử lý những cao ñiểm tạm thời trong lưu thông. Khách hàng sẽ ký hợp ñồng ñể
nhận một tốc ñộ thông tin ñược giao ước CIR (commited information rate) cụ thể
và tỉ lệ ñó có thể ñược vượt qua nếu có ñủ băng thông và lúc ñó khách hàng sẽ phải

trả thêm tiền.
Một ñiểm nữa, mạng chuyển gói bảo ñảm rằng lưu thông ñược ưu tiên có
thể ñi qua trước, lưu thông không ưu tiên và do ñó lưu thông theo thời gian thực có
thể truyền tải qua mạng kịp lúc. Mạng chuyển gói X. 25 hỗ trợ nhiều loại ñặc ñiểm
chất lượng dịch vụ QoS cần cho việc ñảm bảo sự phân phối. Tuy nhiên, tốc ñộ dữ
liệu trên mạng X. 25 còn thấp. Ngược lại, mạng frame relay không có nhiều ñặc
tính về chất lượng dịch vụ QoS bởi vì những người thiết kế chỉ nhắm vào tốc ñộ.
Ngược lại, mạng ATM ñược thiết kế rất cặn kẽ cho cả tốc ñộ và chất lượng dịch
vụ, như ñã mô tả ở phần trước.
1. 1. 2 Những dịch vụ QoS của hệ ñiều hành liên mạng Cisco
Các dịch vụ của hệ ñiều hành liên mạng của Cisco là nền ñể chuyển giao và
quản lý các dịch vụ mạng. Cisco IOS QoS là tập các mở rộng cung cấp chất lượng
dịch vụ ñầu cuối qua các mạng không ñồng nhất. Các ISP có thể cung cấp chất
lượng dịch vụ qua mạng của họ và tính cước khách hàng theo mức sử dụng.
Những dịch vụ QoS của hệ ñiều hành liên mạng Cisco có thể xử lý tắc
nghẽn; ưu tiên cho lưu thông có ñộ ưu tiên cao hơn; sắp xếp và phân loại các gói
theo các mức dịch vụ hay lớp lưu thông; có khả năng qui ñịnh ñộ rộng của băng
thông và tuân thủ các qui ñịnh ñó; ño lưu thông trên mạng ñể thu cước phí và giám
sát năng suất hoạt ñộng trên mạng; cấp phát tài nguyên dựa trên cổng vật lý, ñịa
chỉ, hoặc những ứng dụng. Một ñặc ñiểm quan trọng khác của những dịch vụ nầy
là chúng hỗ trợ cho những mạng ñược xây dựng với những ñồ hình khác nhau (như
bộ ñịnh tuyến, frame relay, ATM và chuyển thẻ (tag switching)) nhằm phối hợp
trong việc cung cấp QoS cho tất cả người dùng. Các dịch vụ này có những ñặc
ñiểm sau:
Quyền ưu tiên IP (IP Precedence) dùng ñể chia lưu thông thành sáu lớp dịch
vụ. Vì vậy việc xử lý tắc nghẽn và cấp phát băng thông ñược ñiều khiển ở mỗi lớp
dựa trên các danh sách ñiều khiển truy nhập mở rộng ACL (extended access control
list). Quyền ưu tiên này có thể ñược thiết lập bởi khách hàng hoặc bởi các chính sách
ñã ñược xác ñịnh. Những ứng dụng của khách hàng thiết lập loại dịch vụ trong các
gói bằng cách thay ñổi các bit trong trường loại dịch vụ (Type of Service field) của

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Tổng quan về QoS
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
6
tiêu đề IP. Trong các mơi trường khơng thuần nhất nơi mà mạng có các kỹ thuật
khác nhau (frame relay, ATM, chuyển thẻ), quyền ưu tiên có thể được chuyển vào
khung hoặc vào đơn vị truyền (cell) để cung cấp chất lượng dịch vụ QoS. Vì vậy,
quyền ưu tiên có thể được thiết lập khơng cần có tín hiệu từ bên ngồi hoặc khơng
cần những thay đổi quan trọng đối với các ứng dụng.
Mức độ truy nhập được qui định CAR (Committed Access Rate). Những
người quản trị mạng sử dụng CAR để xác lập những qui định và giới hạn về băng
thơng và để xử lý lưu thơng vượt q độ rộng của đường truyền đã xác lập. Giới
hạn của CAR được áp dụng dựa trên địa chỉ IP, cổng hoặc các luồng ứng dụng.
Sự chuyển đổi luồng mạng (Netflow Switching) làm tăng hiệu quả của các
hoạt động trên mạng bằng cách dò tìm gói đầu tiên trong một “luồng” và bắt lấy
thơng tin cần thiết cho việc gởi gói này qua mạng. Những gói gửi sau dựa vào
những thơng tin trên vùng đệm (cache) sẽ làm giảm q trình xử lý các gói. Luồng
mạng cũng thu thập dữ liệu về các luồng để thanh tốn cước phí và cung cấp bảo
mật.
Sự phát hiện trước ngẫu nhiên RED (Random Early Detection) cho phép
những người điều khiển mạng quản lý lưu thơng trong suốt những khoảng thời
gian tắc nghẽn dựa trên các chính sách. RED sử dụng giao thức TCP để làm giảm
lưu lượng trên mạng sao cho thích hợp với băng thơng đang được sử dụng. WRED
(RED có độ đo) đi với quyền ưu tiên IP để xử lý lưu thơng ưu tiên cho những gói
có độ ưu tiên cao hơn.
Việc xếp hàng theo trọng số WFQ (Weighted Fair Queueing) sẽ cung cấp
một phương pháp để xử lý việc ảnh hưởng bởi sự chậm trễ (delay sensitive), xử lý
lưu thơng có độ ưu tiên cao trong một lối đi nhanh trong khi chia sẻ một cách cơng

bằng phần băng thơng còn lại giữa những lưu thơng có độ ưu tiên thấp hơn.
Ứng dụng có thể u cầu chất lượng dịch vụ QoS xác định thơng qua giao
thức dành riêng tài ngun RSVP (Resource Reservation Protocol). Sau đó những
dịch vụ QoS của Cisco tiếp nhận những u cầu đó và chuyển chúng vào những
gói có độ ưu tiên cao (những gói được đưa qua trục chính của nhà cung cấp dịch vụ
Internet đến bộ định tuyến ở đầu xa). Ở đó, chúng được chuyển trở lại thành những
tín hiệu RSVP. Theo Cisco, phương pháp nầy giữ được lợi ích của RSVP và tránh
được sự lạm dụng nó trên các mạng chính.
Nói chung, dịch vụ QoS của Cisco cung cấp cho những nhà cung cấp dịch
vụ Internet một phương pháp để “sinh lợi bằng cách xác định, đáp ứng khách hàng,
phân phối và thanh tốn cho những dịch vụ mạng-trị giá gia tăng, những dịch vụ
mạng được phân biệt”. Nó cho phép các nhà cung cấp dịch vụ Internet cung cấp

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
7
nhiu mc dch v vi nhng chớnh sỏch giỏ khỏc nhau da trờn mc ủớch, thi
gian s dng, v loi lu thụng.
1. 1. 3 Cht lng dch v (QoS) trờn Internet v Intranet
Cú nhng xu hng ủang cung cp c s h tng mng cho vic phõn phi
truyn thụng ủa phng tin theo thi gian thc qua nhng mng ni b. õy l s
phỏt trin bựng n ca nhng nghi thc Web, ca vic s dng cỏc mng chuyn
ủi l nhng mng gúp phn to ra mng Ethernet, v ca vic s dng nhng trc
mng chớnh tc ủ cao (ATM hoc Gigabit Ethernet). Ngoi ra cng phi k ủn s
bựng n ca nhng giao thc qun lý bng thụng.
Cng ủng Internet ủó s dng RSVP nh mt phng tin ủ cung cp
cht lng dch v QoS trờn Internet v trờn nhng mng intranet. RSVP l mt
giao thc ủi t b ủnh tuyn ny sang b ủnh tuyn khỏc trong ủú mt b ủnh

tuyn yờu cu b ủnh tuyn khỏc dnh riờng mt bng thụng xỏc ủnh cho mt s
truyn ti no ủú. Mi b ủnh tuyn dc theo l trỡnh t ngun ti ủớch b ủũi hi
phi dnh riờng bng thụng. RSVP s ủc bn k trong phn RSVP (Resource
Reservation Protocol)
Mt vi nhúm IETF (Internet Engineering Task Force) ủang lm vic trờn
nhng giao thc mng cú liờn quan ủn cht lng dch v QoS, nh ủc trỡnh
by di ủõy:
Nhúm lm vic IETF v ủnh tuyn QoS (The IETF QoS Routing (qosr)
Working Group) ủang ủnh ngha nhng k thut ủnh tuyn cht lng dch v
cho Internet. Vic ủnh tuyn QoS liờn quan ủn vic tỡm nhng con ủng chuyn
cỏc gúi tin m cung cp cỏc dch v ủc yờu cu. Nhng con ủng ny cú th
khụng phi l nhng con ủng ngn nht theo cỏch ngh thụng thng m l
nhng con ủng m ủỏp ng ủc loi v cht lng dch v theo yờu cu ca
ngi dựng. Nhng k thut x lý gúi mi thỡ rt cn thit cho vic tỡm ra nhng
con ủng cung cp cỏc dch v ny.
Nhúm lm vic IETF v chuyn ti hỡnh nh hay õm thanh (the IETF
Audio/Video Transport (avt) Working Group) ủang phỏt trin nhng giao thc mi
nhm cung cp hỡnh nh v õm thanh qua mng s dng giao thc gúi d liu
ngi dựng UDP (User Datagram Protocol) v IP multicast. Nhúm ny chu trỏch
nhim ủi vi cỏc giao thc vn chuyn theo thi gian thc RTP (Real-time
Transport Protocol) v ủi vi nhng RFC (requests for comment) (l nhng ủũi
hi m xỏc ủnh ủnh dng sc ti ủi vi JPEG, MPEG v nhng chun ca
videoconferencing).

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
8
Nhúm lm vic IETF v cỏc dch v tớch hp (The IETF Integrated Services

(intserv) Working Group) liờn quan ti vic vn chuyn hỡnh nh, õm thanh v
nhng d liu khỏc qua mng Intenet. Nhúm ny ủang ủnh ngha v cung cp t
liu cho nhng dch v s ủc cung cp bi mụ hỡnh dch v mng Internet nõng
cao. Nú cng ủnh ngha giao din ng dng v tp nhng yờu cu ủnh tuyn mi
l nhng yờu cu s bo ủm rng mng Internet cú th h tr mụ hỡnh dch v
mi.
Nhúm lm vic IETF v nhng dch v tớch hp qua nhng lp liờn kt c
th (the Integrated Services over Specific Link Layers (issll) Working Group) ủang
phỏt trin cỏc m rng cho cu trỳc IP l cu trỳc cho phộp nhng ng dng yờu
cu v thu nhn mt cp ủ dch v c th trong liờn mng ủ chuyn õm thanh,
hỡnh nh v d liu trờn ủú. Nhng k thut ủó ủc phỏt trin bao gm nhng
dch v tớch hp qua nhng k thut chia x v chuyn ủi ca mng LAN, mng
ATM.
1. 1. 4 Cht lng dch v trong vin cnh ng dng
Phn ln nhng cụng vic vn ủang ủc thc hin ủ cung cp cht lng
dch v (QoS) trờn nhng mng intranet v Internet. Tuy nhiờn, nhng ng dng
nh Microsoft NetMeeting s cung cp s hiu bit thu ủỏo v cỏch mt ng dng
cú th t ti u hoỏ vic s dng bng thụng. NetMeeting v cn bn l mt gii
phỏp hi tho video hot ủng qua nhng mng cng tỏc v qua Internet. Nú cho
phộp ngi dựng chuyn cỏc tp tin v gi ch trong nhng cuc hi tho
whiteboard (hin th v son tho ủ ha) trong sut cuc hi tho qua video.
Microsoft gi NetMeeting l mt ng dng thụng minh v bng thụng bi
vỡ nú cú nhng k thut to sn cho vựng ủm, nộn v ti u húa quỏ trỡnh truyn
thụng. Cú th ủa ra nhiu gii phỏp ủ gii hn bng thụng ca nhng ng dng
s dng hỡnh nh v õm thanh ủ nhng ngi qun tr mng cú th ngn cn
nhng ng dng s dng nhiu bng thụng.
Trong sut quỏ trỡnh hot ủng ca mt NetMeeting thụng thng, nhng
dũng õm thanh, hỡnh nh v d liu riờng bit ủc truyn qua mng. Nhng dũng
d liu ny cu thnh nhng hi tho whiteboard v thụng tin ủiu khin.
NetMeeting x lý nhng dũng õm thanh vi ủ u tiờn cao nht theo sau ủú l

dũng d liu ri ti dũng hỡnh nh. Bn ch ủ truyn ủc chn 14. 4 Kbits/sec,
28. 8 Kbits/sec, ISDN (Integrated Services Digital Network) v tc ủ ca mng
LAN. Sau ủú NetMeeting s t ủng cõn bng 3 dũng tỏch bit theo ủ u tiờn ca
chỳng v theo bng thụng cú ủc. Trong cu hỡnh cú bng thụng thp nht, hỡnh
nh video cú th xut hin ch yu nh mt hỡnh nh tnh ch thnh thong mi
thay ủi.

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
9
NetMeeting truyn mt khung video ủy ủ trong 15 giõy, sau ủú lm ti
hỡnh nh vi nhng thay ủi khi chỳng xy ra. Nú cng lm gim lng d liu ủi
qua ủng truyn. Chng hn, thụng tin ủ ha cú th lu trỳ trong mt hng ủi
tm thi trc khi ủc truyn ủi. Nu nhng phn ca bc nh ủang ch ủi thay
ủi trong khi nú vn cũn trong hng ủi thỡ ch cú nhng thụng tin mi ủc gi v
thụng tin c b loi b m khụng ủc gi ủi. Sau ủú nú li ủc chng lờn bi
hỡnh nh mi.
1. 2. Khỏi nim
Khuyn ngh ca CCITT, E800 ủa ra mt tớnh cht chung ca QoS:Hiu
ng chung ca ủc tớnh cht lng dch v l xỏc ủnh mc ủ hi lũng ca ngi
s dng ủi vi cht lng dch v.
Khuyn ngh ETR300003 ca ETSI chia v ci tin ủnh ngha ca ITU
thnh cỏc ủnh ngha nh hn, nú phự hp vi cỏc yờu cu v quan ủim ca cỏc
nhúm khỏc nhau trong vin thụng. ú l:
Yờu cu QoS ca ngi s dng
ngh QoS ca nh cung cp dch v
S cm nhn QoS t phớa khỏch hang
Vic thc hin QoS ca nh cung cp dch v

Yờu cu QoS ca nh cung cp dch v
Nh vy mt cỏch tng quan QoS mang ý ngha l Kh nng ca mng
ủm bo v duy trỡ cỏc mc thc hin nht ủnh cho mi ng dng theo nh cỏc
yờu cu ủó ch rừ ca mi ngi s dng. Mt ý trong ủnh ngha ny chớnh l
chỡa khoỏ ủ hiu ủc QoS l gỡ t gúc nhỡn ca nh cung cp dch v mng. Nh
cung cp dch v mng ủm bo QoS cung cp cho ngi s dng v thc hin cỏc
bin phỏp duy trỡ mc QoS khi ủiu kin mng b thay ủi vỡ cỏc nguyờn nhõn nh
nghn, hng húc thit b hay li ủng truyn v. vQoS cn ủc cung cp cho
mi ng dng ủ ngi s dng cú th chy ng dng ủú . Tuy nhiờn ngi s
dng cng cn phi tỡm hiu cỏc thụng tin t ngi qun tr ủ hiu mng phi
cung cp nhng gỡ cn thit cho mi ng dng. Cỏc nh cung cp dch v mng
ủa ra thụng tin ủc t v giỏ tr thc t ca thụng s QoS theo hai cỏch sau:
Vi mụi trng kờnh o c ủnh(PVC : Permanent Virtual Circuit), cỏc
giỏ tr ca cỏc tham s QoS cú th ch ủn gin ủc ghi bng vn bn
v trao li cho ủi din ca nh cung cp dch v mng v khỏch hng
vi nh cung cp dch v tho thun vi nhau v cỏch thc s dng. QoS
cú hiu lc trờn PVC khi PVC sn sng.

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
10
Vi mụi trng kờnh o chuyn mch(SVC: Switched Virtual Circuit),
cỏc giỏ tr ca thụng s QoS ủc gi cho nh cung cp dch v trong
bn tin bỏo hiu thit lp cuc gi, nú l mt phn ca phng thc bỏo
hiu ủc s dng ủ cung cp dch v chuyn mch trờn mng.
C hai phng phỏp ủu ủc s dng trong mng. Phng phỏp PVC cho
phộp QoS ủc cung cp trong mt min ln hn trong khi phng phỏp SVC ủũi
hi QoS trờn mt kt ni cho trc v ủc thit lp liờn tc. Nu mt mng ủc

ti u hon ton cho mt loi dch v thỡ ngi s dng ớt phi xỏc ủnh chi tit cỏc
thụng s QoS. Vớ d, vi mng PSTN ủc ti u cho thoi, khụng cn xỏc ủnh
bng thụng hay tr cn cho mt cuc gi. Tt c cỏc cuc gi ủu ủc ủm bo
QoS nh ủó qui ủnh trong cỏc chun liờn quan cho ủin thoi .

Hỡnh 1. 1: Mụ hỡnh QoS tng quan
Trong mụ hỡnh cú c cht lng ca tng mng (NP-Net perfomane) trờn
ủng truyn t ủu cui ny ti ủu cui kia. Ta khụng nờn nhm ln hai khỏi
nim cht lng dch v v cht lng mng.
QoS giỳp cho cỏc dch v vin thụng v nh cung cp mng ủỏp ng
ủc cỏc nhu cu dch v ca khỏch hng. Cũn NP ủc ủo trc tip hiu nng
trờn mng khụng chu nh hng ca khỏch hng v cỏc thit b ủu cui. Thờm
na cỏc giỏ tr ca QoS ủo ủc rt khỏc so vi cỏc giỏ tr NP ủo ủc do mt kt
ni t ủu cui A ủn ủu cui B cú th phi chuyn qua nhiu kt ni trong mng,
hay phi qua rt nhiu mng v cỏc thit b ủu cui. Do ủú ủ ủo ủc QoS l rt
khú. Vic ủo ủc NP ủn gin hn nhiu.
Ta cú th so sỏnh QoS v NP nh sau:
Theo khuyn ngh E800 ca ITU QoS cũn ủc xem nh : cht lng dch
v vin thụng l kt qu tng hp ca cỏc ch tiờu dch v, th hin mc ủ hi
lũng ca ủi tng s dng dch v ủú . Dch v vin thụng l cỏc hot ủng trc
tip hoc giỏn tip ca cỏc doanh nghip cung cp cho khỏc hng kh nng truyn,
ủa v nhn cỏc loi cỏc thụng tin thụng qua mng li vin thụng cụng cng.
A

B

NET
NET
CE
Q

CE
Q

NP

NP

NP



QoS


THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Tổng quan về QoS
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
11
QoS dược xác ñịnh bằng các chỉ tiêu ñịnh tính và ñịnh lượng. Chỉ tiêu ñịnh
tính thể hiện sự cảm nhận của khách hàng còn chỉ tiêu ñịnh lượng ñược thực hiện
bằng các số liệu ño cụ thể.
Theo khuyến nghị E800 của ITU : NP là năng lực của mạng(hoặc một
phần của mạng) cung cấp các chức năng liên quan tới truyền thông tin giữa những
người sử dụng.
Mạng viễn thông bao gồm các hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn, mạng
cáp ngoại vi, ñược kéo dài từ ñiểm truy nhập tới thiết bị ñầu cuối của khách hàng.
Do ñó ñánh giá chất lượng của mạng chính là ñánh giá các chỉ tiêu, các thông số kĩ
thuật có liên quan tới khả năng truyền thông tin của mạng cùng các chủng loại thiết
bị bên trong mạng ñó. Theo quan ñiểm của khách hàng thì họ mong muốn ñược

cung cấp các dịch vụ ñảm bảo chất lượng, còn trên quan ñiểm của nhà cung cấp
dịch vụ thì khái niệm chất lượng mạng là một chuỗi các tham số mạng có thể ñược
xác ñịnh, ñược ño ñạc và ñiều chỉnh ñể có thể ñạt ñược mức ñộ hài lòng của khách
hàng về dịch vụ. Nhà cung cấp dịch vụ có trách nhiệm phải tổ hợp các tham số chất
lượng mạng khác nhau thành tập hợp các tiêu chuẩn ñể có thể vừa ñảm bảo lợi ích
kinh tế của mình vừa thoả mãn tốt nhất yêu cầu của người sử dụng. Khi sử dụng
dịch vụ, khách hàng chỉ biết ñến nhà cung cấp dịch vụ chứ không quan tâm tới các
thành phần của mạng. NP yêu cầu phải ñược hỗ trợ các khả năng:
 Khả năng truy nhập dịch vụ
 Khả năng khai thác
 Khả năng duy trì
 Khả năng tích hợp dịch vụ
Mô hình tham khảo cho QoS end to end thường có một hoặc vài mạng tham
gia, mỗi mạng lại có nhiều node. Mỗi mạng tham gia có thể ñưa vào trễ, tổn thất
hoặc lỗi do việc ghép kênh, chuyển mạch hoặc truyền dẫn, nên nó ảnh hưởng tới
truyền dẫn. Do ñó QoS trong mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố:các thành phần
mạng, cơ chế xử lý tại ñầu cuối, cơ chế ñiều khiển trong mạng.
1. 2. 1 Phân cấp QoS
Một cách tự nhiên, có nhiều mức QoS khác nhau cũng giống như là có
nhiều ứng dụng vậy. Các ứng dụng lại thay ñổi rất lớn thậm chí cả với những yêu
cầu ñơn giản về băng thông. Tín hiệu thoại có thể yêu cầu bất kì số liệu nào trong
khoảng từ 8 ñến 64 Mb/s. Truy nhập Web và truyền tập tin sử dụng băng thông
càng nhiều càng tốt trong phạm vi có thể, nhưng lại không cần liên tục…Tuy
nhiên, băng thông trên PSTN và của mạng dữ liệu nhận ñược từ các ñường thuê
riêng dựa trên PSTN lại chỉ phục vụ giới hạn tại tốc ñộ 64 kb/s hoặc là bỏ phí 28

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Tổng quan về QoS
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT

12
kb/s trong 128 kb/s. Đây là mặt hạn chế của các mạng chuyển mạch kênh. Một
mạng chuyển mạch gói có thể chia băng thơng thành nhiều thành phần thích hợp
cho các ứng dụng dữ liệu bùng nổ, nhưng đó khơng phải là tất cả. Một mạng cần
phải có khả năng cung cấp QoS u cầu cho mỗi ứng dụng, khơng cần biết băng
thơng cần thiết có cố định hay khơng. Khả năng về phía mạng cấp cho các ứng
dụng các bảo đảm về QoS ví dụ như là bảo đảm về băng thơng, được xem như là
phân cấp QoS của mạng. Phân cấp là một khía cạnh quan trọng khác của QoS.
Phân cấp xác định các thơng số QoS tốt đến mức nào mà người sử dụng có thể
định rõ cho các ứng dụng cụ thể. Nếu mạng cung cấp QoS khơng đủ tiêu chuẩn thì
nó có thể giới hạn người sử dụng truy nhập vào mạng. Ví dụ đơn giản, xét một nhà
cung cấp dịch vụ mạng thiết lập nhiều loại lớp dịch vụ cho các ứng dụng của người
sử dụng . Có nhiều lúc lớp dịch vụ được dùng với đầy đủ các tham số của QoS, nhà
cung cấp có thể đưa ra một lớp dịch vụ thoại trên một mạng gói mà nó đảm bảo
băng thơng 64kb/sử dụng giữa các đầu cuối và trễ 100ms với jitter nhỏ hơn 10 ms.
Điều này tốt miễn là tất cả người sử dụng thoại đều cần 64kb/s. Nhưng nếu một
ứng dụng thoại chỉ u cầu 8kb/s thơi thì sao?Hay thậm chí là chỉ 4kb/s. Bởi vì
người sử dụng được đảm bảo ở 64kb/sử dụng nên lượng băng thơng này nói chung
là phải được chia ra từ tồn bộ băng thơng trên mạng. Tuy nhiên mạng có thể sẽ
khơng bao giờ chỉ ra được khi nào 64kb/s có thể được u cầu. Theo đó người sử
dụng khơng sử dụng và nhà cung cấp dịch vụ dự trữ băng thơng có thể cung cấp nó
cho những người sử dụng khác.
Phân cấp tơt QoS sẽ cho phép người sử dụng thậm chí trong cùng một lớp
dịch vụ xác định băng thơng họ u cầu chính xác hơn. Sự chính xác này muốn đạt
được thì phải trả giá bằng độ phức tạp của mạng, đây là lý do chính trong việc giới
hạn các tham số QoS và đặt ra các lớp dịch vụ trong giai đoạn đầu.
1. 2. 2 Bảo đảm QoS
Thực hiện 3 vấn đề sau:
 Các cơ chế đảm bảo chất lượng dịch vụ tại các nút mạng: Các thuật tốn
xếp hàng (queueing), cơ chế định hình lưu lượng (traffic shapping), các

cơ chế tối ưu hố đường truyền, các thuật tốn dự đốn và tránh tắc
nghẽn….
 Phương thức báo hiệu QoS giữa các nút mạng để phối hợp hoạt động
đảm bảo chất lượng dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối.
 Chính sách QoS và các chức năng tính cước, quản lý để điều khiển và
phân phát QoS cho các lưu lượng đi qua tồn mạng.

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
13
iu gỡ s xy ra nu mng khụng thnh cụng trong vic bo ủm v duy trỡ
QoS chớnh xỏc cho mt ng dng cho trc? iu ny tu thuc vo s tho thun
gia ngi s dng v nh cung cp dch v trong trng hp dch v ủc qun lớ
bi hp ủng hay l gia nh cung cp dch v v b phn ủiu chnh trong trng
hp dch v bng giỏ. m bo QoS cng l phn quan trng ca hp ủng cho cỏc
dch v mng gia khỏch hng v nh cung cp dch v . Thụng thng thỡ hng
thỏng khỏch hng phi tr tin cho nh cung cp dch v . m bo QoS cú th
thit lp mt h thng pht di hỡnh thc gim bt giỏ tin dch v hng thỏng
nu nh cung cp khụng cung cp ủỳng cht lng yờu cu ca thỏng ủú. Trong
nhng trng hp nghiờm trng, nu vn ủ v mng xy ra trong ton b thỏng ủú
thỡ khỏch hng cú th nhn ủc dch v min phớ.
m bo cht lng mng trong mt mụi trng dch v hp ủng thng
ủc biu hin theo hỡnh thc tho thun mc dch v (SLA: Service Level
Agreement) ủc thit lp gia khỏch hng v nh cung cp dch v. SLA cú th l
mt phn ca hp ủng dch v hay l mt ti liu ủc lp hon ton . SLA ủa ra
cỏc yờu cu ca khỏch hng v cỏc hỡnh pht ủi vi nh cung cp khi gp phi s
c. SLA cng cung cp mt phng tin thun tin cho khỏch hng ủ so sỏnh cỏc
dch v do cỏc nh cung cp khỏc nhau ủa ra. Vy trong phõn cp dch v, ủm

bo cht lng v SLA, ủiu no phi ủc thc hin cỏc dch v thi gian thc
trờn mụi trng IP?. Tuy rng bo ủm v ủiu chnh QoS tr thnh mt lnh vc
kho sỏt tớch cc gia cỏc nh cung cp dch v mng cụng cng nhng Internet
nhỡn chung vn tng ủi khụng b nh hng bi QoS bi bn cht ủnh hng IP
l mt mng n lc ti ủa, do ủú khụng tin cy khi yờu cu nú ủm bo v QoS,
thm chớ nu tt c cỏc ISP (Internet Service Provider) ủt ngt quan tõm ti QoS
thỡ cng khụng d gỡ thờm QoS vo mt mng IP ti mt mc IP.
Cỏch tip cn gn nht ủ cỏc nh cung cp dch v IP cú th ủm bo QoS
hay SLA gia khỏch hng v ISP l mng IP ủc qun lý. Thut ng qun lý
ủõy l bt c cỏi gỡ m nh cung cp dch v qun ký thay mt cho khỏch hng .
Vy cỏi gỡ ủang thc s ủc qun lý trờn mng IP? ú l QoS m mng cung cp
. iu ny ủc thc hin bng cỏch cỏch ly cỏc b ủnh tuyn, cỏc liờn kt . s
dng ủ cung cp dch v IP cho mt khỏch hng c th v s dng cỏc ti nguyờn
ny trờn mt nn tng dnh riờng mt phn phc v cho mỡnh khỏch hng ủú.
Trong vi trng hp cỏc b ủnh tuyn v cỏc liờn kt cn ủc chia s nhng ch
gia nhng khỏch hng chung vn cú hp ủng cho qun lý dch v IP.
Hu ht cỏc nh cung cp dch v Internet (ISP) ln ủa ra c kt ni
Internet cụng cng dựng chung v dch v IP ủc qun lý. Phn IP ủc qun lý
ca cỏc ISP thng s dng ủ kt ni ủa ch vi cỏc v trớ ủc ủiu khin bi
khỏch hng . Khụng ai cú th d dng ủm bo bng thụng hay bt k mt thụng s

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Tổng quan về QoS
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
14
QoS nào khác trên mạng Internet cơng cộng, nó cơ bản bao gồm các “đám mây”
ISP liên kết của băng thơng và tài ngun biến đổi trong phạm vi lớn. Chỉ có thể
giới hạn các kết nối đến một ISP thì ISP mới có thể đưa ra thực tế một dịch vụ IP
được quản lý. Các liên kết đến một mạng Internet tồn cầu có thể được cung cấp

như một phần của dịch vụ IP được quản lý, nhưng tất nhiên là đảm QoS khơng
xuất hiện trong phần này của mạng. Tuy nhiên, liên kết giới hạn đặc trưng bởi các
dịch vụ IP được quản lý này vẫn có thể được sử dụng đem lại lợi ích cho khách
hàng . Ví dụ mạng riêng ảo (VPN:Virtual Private Network) thực sự được lợi từ
việc bảo đảm QoS và hạn chế các kết nối và đây chính là dấu hiệu xác nhận chất
lượng của các dịch vụ mạng IP được quản lý .
Vấn đề ở đây là ngày càng có nhiều ứng dụng như thoại và video hoạt động
trên Internet và Web tồn cầu, do đó các đảm bảo QoS thực sự là cần thiết. Mặc dù
vậy, Internet ngày nay lại có rất ít các đảm bảo QoS có chăng chỉ là các ngoại lệ
của các dịch vụ mạng IP được quản lý .
1. 2. 3 Các tham số QoS
QoS có 6 tham số cơ bản sau:
Bảng 1. 1 Các tham số QoS
1. 2. 3. 1 Băng thơng (nhỏ nhất)
Băng thơng chỉ đơn giản là thước đo số lượng bít trên giây mà mạng sẵn
sàng cung cấp cho các ứng dụng . Các ứng dụng bùng nổ trên mạng chuyển mạch
gói có thể chiếm tất cả băng thơng của mạng nếu khơng có ứng dụng nào khác
bùng nổ cùng với nó. Khi điều này xảy ra, các “bùng nổ” phải được đệm lại và xếp
hàng chờ truyền đi độ trễ đó tạo ra trễ trên mạng. Khi được sử dụng như là một
tham số QoS băng thơng là yếu tố tối thiểu mà một ứng dụng cần để hoạt động. Ví
Thơng số QoS Các giá trị ví dụ
Băng thơng (nhỏ nhất) 64kb/s, 1. 5Mb/s, 45Mb/s
Trễ(Lớn nhất) 50ms trễ vòng, 150ms trễ vòng
Jitter (Biến động trễ) 10%của trễ lớn nhất, 5ms biến động
Loss (Mất thơng tin)-các ảnh
hưởng của lỗi
1 trong 1000 gói chưa chuyển giao
Tính sẵn sàng (tin cậy) 99. 99%
Bảo mật
Mã hố và nhận thực trên tất cả các luồng lưu

lượng

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
15
d, thoi PCM cn bng thụng l 64kb/s . iu ny khụng to ra khỏc bit khi
mng xng sng cú kt ni 45Mb/s gia cỏc nỳt mng ln. Bng thụng cn thit
ủc xỏc ủnh bi bng thụng nh nht sn cú trờn mng. Nu truy nhp mng
thụng qua mt MODEM V. 34 h tr ch 33, 6 kb/s thỡ mng xng sng 45mb/s
s lm cho ng dng thoi 64kb/s hot ủng ủc. Bng thụng nh nht phi sn
sng ti tt c cỏc ủim gia cỏc ngi s dng .
Cỏc ng dng d liu ủc li nht t vic ủt ủc bng thụng cao hn.
iu ny ủc gi l cỏc ng dng gii hn bng thụng, bi vỡ hiu qu ca ng
dng d liu trc tip liờn quan ti lng nh nht ca bng thụng sn sng trờn
mng. Mt khỏc, cỏc ng dng thoi nh thoi PCM 64kb/s ủc gi l cỏc ng
dng gii hn tr . Thoi PCM 64kb/s ny s khụng hot ủng tt hn nu cú bng
thụng 128kb/s. Loi thoi ny ph thuc hon ton vo thụng s tr QoS ủ mng
cú th hot ủng hiu qu.
1. 2. 3. 2. Tr
Tr liờn quan cht ch vi bng thụng . Vi cỏc ng dng gii hn bng
thụng thỡ bng thụng cng ln tr s cng nh. i vi cỏc ng dng gii hn tr
nh l tớn hiu thoi 64kb/s, tham s QoS tr ln nht cỏc bit gp phi khi truyn
qua mng. Tt nhiờn l cỏc bit cú th ủn vi ủ tr nh hn. . Mi quan h gia
bng thụng v tr trong mng ủc ch ra trong hỡnh v sau:

Hỡnh 1. 2 (a)Tr v (b) bng thụng trong mng
Trong phn (a), t2 t1 = s giõy tr. Trong phn (b), X bit/( t2 t1)=bit/s
bng thụng. Nu cú nhiu bng thụng hn tc l cú nhiu bit ủn hn trong mt

ủn v thi gian thỡ tr tng th nh hn.
Khung = X bit
"ống bit"

t1 = bit đầu tiên vào t1 = bit đầu tiên ra
(a)

(b)

Khung = X bit
"ống bit"

t1 = bit cuối cùng ra
t1 = bit đầu tiên ra

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
Đồ án tốt nghiệp Chương 1. Tổng quan về QoS
Nguyễn Thị Thu Huyền - Lớp D2001VT
16
Băng thơng và trễ của mạng có mối quan hệ với nhau và có thể tính tốn tại
nhiều nơi trong mạng, thậm chí từ đầu cuối tới đầu cuối. Thơng tin truyền đi dưới
dạng một chuỗi các khung truyền (gói tin IP cũng có thể sử dụng cho mục đích
này), khoảng thời gian trơi qua kể từ khi bit đầu tiên của một khung đi vào mạng
cho đến khi bit đầu tiên ra khỏi mạng gọi là trễ. Vì con đường của khung qua cả bộ
chuyển mạch và bộ định tuyến, nên trễ có thể biến đổi, có các giá trị lớn nhất, nhỏ
nhất, trung bình, độ lệch chuẩn….
Băng thơng được định nghĩa là số bit của một khung chia cho thời gian trơi
qua kể từ khi bit đầu tiên rời khỏi mạng cho tới khi bit cuối cùng rời khỏi mạng.
Trên thực tế, đây chỉ là một trong số những cách đo có thể. Vì các khung có đường

truyền đi từ liên kết truy nhập tới mạng xương sống nên băng thơng mà khung
truyền đi biến đổi đáng kể. Các mạng chuyển mạch gói cung cấp cho các ứng dụng
các băng thơng biến đổi phụ thuộc vào hoạt động và sự bùng nổ của ứng dụng .
Băng thơng biến đổi tức là trễ cũng biến đổi trên mạng . Các nút mạng được nhóm
với nhau cũng có thể đóng góp vào sự thay đổi của trễ. Tại các nút mạng đều có
q trình xếp hàng. Trễ xảy ra do cần thời gian để chuyển gói tới hàng đợi đầu ra
(output queue) và trễ do gói bị giữ trong hàng đợi. Tuy nhiên với các thuật tốn
xếp hàng có ưu tiên có thể giảm trễ xuống dưới 10ms. Ngồi ra cũng có thể kể đến
trễ khi các bridge, switch và router chuyển dữ liệu, nó phụ thuộc vào tốc độ của hệ
thống mạch, CPU cũng như kiến trúc bên trong các thiết bị mạng. Tham số QoS trễ
chỉ xác định được trễ lớn nhất mà khơng đặt bất kì một giới hạn nhỏ hơn nào cho
trễ của mạng.
1. 2. 3. 3. Jitter (Biến động trễ)
Thơng số QoS jitter thiết lập giới hạn lên lượng biến đổi của trễ mà một
ứng dụng có thể gặp trên mạng. Một cách đúng đắn hơn thì jitter được xem như là
biến động trễ, bởi vì thuật ngữ jitter cũng được sử dụng trong mạng với nghĩa là sự
khác biệt thời gian mức thấp trong kỹ thuật mã đường dây. Tuy nhiên, sử dụng
thuật ngữ jitter đồng nghĩa với biến động trễ cũng là phổ biến, và ngữ cảnh sẽ phân
biệt nghĩa nào đang được đề cập. Jitter khơng đặt một giới hạn nào cho các giá trị
tuyệt đối của trễ, nó có thể tương đối thấp hoặc cao phụ thuộc vào giá trị của thơng
số trễ.
Jitter theo lí thuyết có thể là một giá trị mạng tương đối hay tuyệt đối. Ví dụ,
nếu trễ mạng cho một ứng dụng được thiết lập là 100ms, jitter có thể đặt là cộng
hoặc trừ 10% của giá trị này. Theo đó nếu mạng có trễ trong khoảng từ 90 đến
110ms thì vẫn đạt được u cầu về jitter (trong trường hợp này rõ ràng trễ khơng
phải là lớn nhất). Nếu trễ là 200ms, thì 10% giá trị jitter sẽ cho phép bất kỳ giá trị
trễ nào trong khoảng 180 đến 220ms. Mặt khác jitter tuyệt đối giới hạn cộng trừ

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
KILOBOOKS.COM

ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS
Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
17
5ms s gii hn jitter cỏc vớ d trờn trong khong t 95 ủn 105ms v t 195 ti
205ms.
Cỏc ng dng nhy cm nht ủi vi cỏc gii hn ca jitter l cỏc ng dng
thi gian thc nh thoi hay video. Nhng ủi vi cỏc trang Web hay vi truyn tp
tin qua mng thỡ li ớt quan tõm hn ủn jitter. Internet l gc ca mng d liu cú ớt
khuyn ngh v jitter. Cỏc bin ủi ca tr tip tc l vn ủ gõy bc mỡnh nht gp
phi ủi vi cỏc ng dng video v thoi da trờn Internet.
Jitter xy ra do s thay ủi khong thi gian gia hai ln gúi ủn:

Hỡnh 1. 3 S thay ủi thi ủim gúi ủn
Jitter l vn ủ c hu trong cỏc mng chuyn mch gúi. Nguyờn nhõn t c
ch x lý lu gi v chuyn gúi ti cỏc nỳt mng. Ngoi ra, cũn do cỏc gúi ủi ủn
ủớch theo cỏc ủng truyn khỏc nhau trờn mng. Loi b jitter ủũi hi phi thu
thp cỏc gúi v gi chỳng ủ lõu ủ cho phộp cỏc gúi chm nht ủn ủớch ủ ủc
phỏt li ủỳng th t, ủiu ny lm cho tng ủ tr tng lờn.
Ngay c khi tr tuyt ủi cú th gim nh ti thiu, mt s thay ủi ủ tr t
gúi ny ủn gúi sau cng lm gim cht lng dch v . kh jitter ngi ta dung
mt b ủm gi l jitter buffer, ủú cú th l mt hng ủi ủng vi kớch thc thay
ủi ph thuc vo khong thi gian gia hai ln gúi ủn ca cỏc gúi trc vỡ b
ủm c ủnh nu quỏ ln thỡ lm tng tr nu quỏ nh thỡ lm mt gúi.
1. 2. 3. 4. Loss (Mt thụng tin)
Mt thụng tin l mt tham s QoS khụng ủc ủ cp thng xuyờn nh l
bng thụng v tr ủc bit l ủi vi Internet, ủ tr bn cht t nhiờn ca mng
Internet l n lc ti ủa. Nu cỏc gúi tin IP khụng ủn ủc ủớch thf Internet
khụng h b ủ li v ủó lm mt chỳng. iu ny khụng cú ngha l ng dng s
tt yu b li, bi vỡ nu cỏc thụng tin b mt vn cc thit ủi vi cỏc ng dng thỡ
nú s phi t yờu cu bờn gi gi li bn sao ca thụng tin b mt. Bn thõn mng

khụng quan tõm giỳp ủ vn ủ ny, bi vỡ bn sao ca thụng tin b mt khụng
ủc lu li ti bt c nỳt no ca mng.
A

B C
Bờn g
i

Bờn nh
n

A

B C
D
2
=D
1
D
3

D
2

D
1

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
KILOBOOKS.COM
ỏn tt nghip Chng 1. Tng quan v QoS

Nguyn Th Thu Huyn - Lp D2001VT
18
Ti sao cỏc mng khụng ch Internet li b mt thụng tin? Thc s l cú
nhiu lớ do, nhng hu ht trong s chỳng cú th truy nguyờn t cỏc nh hng ca
li trờn mng. Vớ d, nu mt kt ni b hng, thỡ tt c cỏc bit ủang truyn trờn
liờn kt ny s khụng th ti ủc ủớch. Nu mt nỳt mng vớ d nh b ủnh tuyn
hng thỡ tt c cỏc bit trong b ủm v ủang ủc x lý ti nỳt ủú s bin mt
khụng ủ li du vt. Do nhng loi h hng ny cú th xy ra trờn mng bt c
lỳc no nờn vic mt vi thụng tin b mt ủ tr li trờn mng l khụng th trỏnh
khi.
Vớ d vic truyn tớn hiu thoi:

Hỡnh 1. 4 Phỏt li gúi cui cựng thay th gúi b mt
Gúi th nht, th hai, th ba ủu ủn ủc ủớch nhng gúi th t b mt trờn
ủng truyn. Sau khi bờn thu ủi mt khong thi gian, nú s dng thut toỏn
che du vớ d bng cỏch phỏt li gúi th 3. Ngi nghe hu nh khụng cm nhn
ủc vỡ tớn hiu thoi b mt ch l 20ms (vớ d). Tuy nhiờn, nu mt gúi liờn tc
hoc t l mt gúi ln thỡ cht lng thoi s b gim vỡ cỏc kiu lm gi gúi thoi
nh vy khụng th kộo di. S tn tht gúi trờn 10% núi chung khụng th chp
nhn ủc.
Tỏc ủng ca mt thụng tin tu thuc vo ng dng . iu khin li trờn
mng l mt quỏ trỡnh gm hai bc : Bc ủu tiờn l xỏc ủnh li. Bc th hai
l khc phc li, nú cú th ủn gin l bờn gi truyn li ủn v b mt thụng tin.
Mt vi ng dng, ủc bit l cỏc ng dng thi gian thc, khụng th ủt hiu qu
khc phc li bng cỏch gi li ủn v thụng tin b li. Cỏc ng dng khụng phi
thi gian thc thỡ thớch hp hn ủi vi cỏch truyn li thụng tin b li, tuy nhiờn
cng cú mt s ngoi l (vớ d cỏc h thng quõn s tn cụng mc tiờu trờn khụng
khụng th s dng hiu qu vi cỏch khc phc li bng truyn li. )
Vỡ nhng lý do ny, tham s QoS Loss khụng nhng nờn ủnh rừ mt gii
hn trờn ủi vi nh hng ca li m cũn nờn cho phộp ngi s dng xỏc ủnh

xem cú la chon cỏch sa li bng vic truyn li hay khụng? Tuy nhiờn, hu ht
cỏc mng (ủc bit l mng IP) ch cung cp phng tin vn chuyn th ủng cũn
Thu
t

to
ỏn

n
ộn

G729

Gúi phỏt li
Gúi mt

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN