Nghiên cứu các kĩ thuật quản lý hàng đợi trong mạng IP

ỏn tt nghip i hc
Th Thanh Huyn-D2001 VT
Mc lc
Trang
Thut ng vit tt
....................................................................................
iii

Li núi u
...............................................................................................
1

CHNG 1: GII THIU CHUNG V QoS
...........................................
3

1.1 Khỏi nim QoS .........................................................................................
3

1.1.1 Gii thiu chung
............................................................................................... 3
1.1.2 Kin trỳc c bn ca QoS
................................................................................ 5
1.1.3 Cỏc tham s ca QoS
....................................................................................... 6
1.1.4 Cỏc mc QoS
.................................................................................................... 9
1.2 iu khin tc nghn ...............................................................................
18

1.2.1 Khỏi nim

........................................................................................................ 18
1.2.2 Cỏc k thut c s dng trong qun lý tc nghn
................................... 20
1.2.3 iu khin tc nghn v trỏnh tc nghn trong mng TCP
........................ 20
1.3 Tng kt chng .....................................................................................
23

CHNG 2: CU TRC CQS TRONG ROUTER
.................................
24

2.1 Cu trỳc Router .......................................................................................
24

2.1.1 Cu trỳc router
............................................................................................... 24
2.1.2 Chc nng ca router
.................................................................................... 26
2.2 Cu trỳc CQS ..........................................................................................
29

2.2.1 Phõn loi (Classification)
............................................................................... 29
2.2.2 Qun lý hng i (Queue management)
........................................................ 35
2.2.3 Lp lch (Schedular)
........................................................................................ 36
2.3 Hot ng ca cỏc router biờn v router lừi trong mng ...........................
38

2.3.1 Router biờn (edge router)
............................................................................... 40
2.3.2 Router lừi (core router)
................................................................................... 42
2.4 Tng kt chng .....................................................................................
45

CHNG 3: QUN Lí HNG I V CC THUT TON
...............
46

3.1 Cỏc k thut hng i ...............................................................................
46

3.1.1 Gii thiu hng i trong Router
................................................................... 46
3.1.2 Hng i FIFO (First In First Out)
............................................................... 49
3.1.3 Hng i u tiờn PQ (Priority Queue)
.......................................................... 50
3.1.4 Hng i cõn bng FQ (Fair Queue)
............................................................. 52
3.1.5 Hng i cõn bng cú trng s WFQ (Weighted Fair Queue)
.................... 52
3.1.6 So sỏnh cỏc k thut hng i
......................................................................... 55
3.2 Cỏc k thut liờn quan ti hng i ..........................................................
56

3.2.1 Bt gi v ỏnh du gúi tin
............................................................................ 57
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
ỏn tt nghip i hc Thut ng vit tt
Th Thanh Huyn-D2001 VT
3.2.2 Gim chim gi hng i
............................................................................... 58
3.3 Cỏc phng phỏp qun lý hng i .........................................................
60

3.3.1 K thut Tail Drop
........................................................................................... 60
3.3.2 Thut toỏn Blue
............................................................................................... 62
3.3.3 Thut toỏn RED
............................................................................................... 63
3.3.4 Phỏt hin sm ngu nhiờn cú trng s WRED
.............................................. 70
3.3.5 Phỏt hin sm ngu nhiờn thớch nghi ARED
................................................. 75
3.3.6 RED vi cỏc cng vo ra (RIO-RED with In/Out)
........................................ 79
3.3.7 Thut toỏn RIO thớch ng (ARIO)
.................................................................. 84
3.3.8 Phỏt hin sm ngu nhiờn cõn bng FRED
.................................................. 87
3.4 So sỏnh cỏc k thut qun lý b m ........................................................
88

3.4.1 So sỏnh RED v Tail Drop

............................................................................. 88
3.4.2 So sỏnh thut toỏn RED v thut toỏn Blue
................................................. 90
3.4.3 So sỏnh cỏc thut toỏn RED
........................................................................... 90
3.5 Tng kt chng ......................................................................................
90

Kt lun ................................................................................................
92

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
ỏn tt nghip i hc Thut ng vit tt
Th Thanh Huyn-D2001 VT
Thut ng vit tt
ACL Access Control List Danh sỏch iu khin cp
phộp
AQM Adaptive Queue
Management
Qun lý hng i tng
thớch
ARED Adaptive Random Early
Detection
Phỏt hin sm ngu nhiờn
tng thớch
ARIO Adaptive Random Early
Detection with In/Out put
RED vúi cỏc cng vo ra
tng thớch
ATM Asynchronous Transfer

Mode
Kiu truyn khụng ng b
BA Behavior Aggregate Tp hp cỏc hot ng
BGP Border Gateway Protocol Giao Thc cng biờn
Bootp Boot Trap Protocol Giao thc Bootp
CBQ Class Based Queue Hng i trờn c s lp
CBWFQ Class Base Weighted Fair
Queue
Hng i cõn bng cú
trng lng trờn cú s lp
CoS Class of Service Lp dch v
CQ Custom Queue Hng i t iu chnh
CQS Classification, Queue,
Schedular
Kin trỳc phõnloi, xp
hng, lp lch
CU Currently Unused Khụng s dng
DRR Deficit Round Robin Thut toỏn Round Robin
tng minh
DS Differentiated Service Dch v phõn bit
DSCP Differentiated Service
Code Point
im mó dch v phõn bit
ECN Explicit Congestion
Notification
Thụng bỏo tc nghn rừ
rng
ECT ECN Capable Transport Bớt ECT
EGP Exterior Gateway Protocol Giao thc cng ngoi
FIB Forwarding Information

Base
C s thụng tin nh tuyn
FIFO First In First Out Hng i phc v theo
kiu vo trc ra trc
FRED Fair Random Early
Detection
Phỏt hin sm ngu nhiờn
cõn bng
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
ỏn tt nghip i hc Thut ng vit tt
Th Thanh Huyn-D2001 VT
ICMP Internet Control Message
Protocol
Giao thc bn tin iu
khin Internet
IGP Interior Gateway Protocol Giao thc cng ngoi
IP Internet Protocol Giao thc Internet
IS Intergrated Service Dch v tớch hp
ISP Internet Service Provider Nh cung cp dch v
Internet
LAN Local Area Network Mng ni vựng
LDP
MMF
MIB Management Information
Base
C s thụng tin qun lý
mng
MPLS Multi Protocol Lable
Swiching
Chuyn mch nhón a giao

thc
MTU Maximum Transport Unit n v truyn ln nht
NAT Network Address
Translator
Biờn dch a ch mng
NP Network Performent Hiu nng mng
OSPF Open Shortest Path First Giao thc nh tuyn
OSPF
PHB Per Hop Behavior Cỏch hot ng trờn tng
chng
PMTU Path Maximum Transport
Unit
n v truyn ln nht ca
mt ng
PQ Priority Queue Hng i u tiờn
PPP Point to Point Protocol Giao thc im -im
RED Random Early Detection Phỏt hin sm ngu nhiờn
RIO RED with In/Out put RED vi cỏc cng vo ra
RIP Realtime Internet Protocol Giao thc bỏo hiu IP thi
gian thc
RR Round Robin Thut toỏn Round Robin
RSVP Resource Reservation
Protocol
Giao thc dnh trc ti
nguyờn
RTP Realtime Protocol Giao thc thi gian thc
SLA Service Level Agreement Tho thun mc dch v
gia nh cung cp dch v
v khỏch hng
SNMP Simple Network Giao thc qun lý mng

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
Đỗ Thị Thanh Huyền-D2001 VT
Management Protocol đơn giản
TCA Traffic Conditioning
Agreement
Thoả thuận điều phối lưu
lượng
TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển
truyền tải
TFTP Trivial File Transfer
Protocol
Giao thức truyền file đơn
giản
TOS Type Of Service Loại dịch vụ
UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người sử
dụng
WAN Wide Erea Network Mạng diện rộng
WFQ Weighted Fair Queue Hàng đợi cân bằng có
trọng số
WRED Weighted RED RED có trọng số





THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT

Lời nói đầu

Internet đã làm một cuộc cách mạng thay đổi nhiều khía cạnh trong cuộc sống
của chúng ta. Nó làm thay đổi hẳn các hoạt động mang tính truyền thống của con
người. Bằng cách sử dụng Internet nó cho phép con người có thể tiếp nhận thơng tin từ
xa như : có thể xem một bộ phim đang chiếu ở đâu đó, nói truyện với người ở rất xa,
hay theo học trực tuyến tới một khố học nào đó ngồi nước….Bên cạnh đó mạng
Internet còn rẻ hơn nhiều so với các lợi hình dịch vụ khác, do đó nó được phát triển
rộng khắp ở mọi nước trên thế giới.
Có thể xem xét q trình phát triển của Internet như sau. Sự phát triển các giao
thức cho Internet (IP) bắt đầu từ những năm 1970, nhưng thực sự phát triển vào những
năm 1980 và phát triển mạnh vào những năm sau đó. Năm 1995 mạng Internet đã kết
nối khoảng 100 triệu máy tính và cho tới ngày nay số lượng này đã tăng lên rất nhiều.
Qua đó ta thấy được sự bùng nổ về nhu cầu sử dụng Internet và sự gia tăng của lưu
lượng thơng tin. Song song với việc quan tâm tới chất lượng dịch vụ thì mạng thơng
tin này cần thiết phải thích nghi với các tính năng như tốc độ cao, băng thơng, đa
phương tiện và phải thiết lập được mạng thơng tin có thể thoả mãn được tất cả các u
cầu của khách hàng. Mạng IP ra đời thoả mãn được các u cầu cả về kĩ thuật lẫn chất
lượng dịch vụ. Tuy nhiên để nâng cao chất lượng dịch vụ, đáp ứng được các u cầu của
người sử dụng là một vấn đề thực sự khó khăn cho các nhà quản lý mạng, đặc biệt là
trong hồn cảnh hiện nay khi các luồng thơng tin ngày càng đa dạng về chủng loại, đặc
tính, mà u cầu chất lượng sử dụng thơng tin thì ngày càng khắt khe. Việc u cầu chất
lượng dịch vụ của người sử dụng cũng tạo ra sự cạnh tranh khắc nghiệt giữa các nhà
cung cấp dịch vụ, u cầu các nhà cung cấp dịch vụ phải tìm ra các giải pháp mới để
nâng cao chất lượng dịch vụ và tăng doanh thu cho mình.
Vậy giải pháp đưa ra là gì?. Các nhà xây dựng mạng đã khéo léo đưa ra các mơ
hình mạng mới như mơ hình mạng dịch vụ phân biệt DiffServ và mạng dịch vụ tích
hợp IntServ đồng thời kết các mơ hình mạng với nhau để lợi dụng ưu điểm của từng
mạng và hạn chế nhược điểm của chúng. Bên cạnh đó các nhà thiết kế còn đi sâu vào
tìm hiểu và thiết kế các phương pháp quản lý, giám sát các tiến trình truyền tin ngay

bên trong bản thân của các thành phần nhỏ của mạng như router, chuyển mạch….Điển
hình là các router được thiết kế theo cấu trúc CQS đã phần nào đơn giản hố việc
truyền tin và nâng cao chất lượng dịch vụ. Một trong những phương pháp đưa ra ở các
router để cải thiện chất lượng dich vụ trong mạng IP thơng dụng nhất là phương pháp
quản lý hàng đợi (Queue Management)


THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời nói đầu
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
Trong thời gian qua được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các thầy cơ trong
khoa viễn thơng, đặc biệt là thầy giáo ThS Nguyễn Văn Đát em đã hồn thành đồ án
tốt nghiệp “Nghiên cứu các kĩ thuật quản lý hàng đợi trong mạng IP ”. Nội dung của
đồ án gồm 3 chương :
Chương 1 : Giới thiệu chung về QoS
Chương 2 : Kiến trúc CQS trong router
Chương 3 : Quản lý hàng đợi và các thuật tốn
Do lĩnh vực của đề tài này tương đối rộng, và bản thân kiến thức còn có nhiều hạn
chế nên đồ án khơng tránh khỏi nhiều sai sót. Em mong được sự góp ý và chỉ bảo của
các thầy cơ và các bạn sinh viên để nội dung đồ án được hồn thiện và phong phú hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo trong khoa Viễn Thơng,
đặc biệt là thầy giáo ThS Nguyễn Văn Đát đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo giúp em hồn
thành đồ án.


Hà Nội ngày 25 tháng 10 năm 2005

Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Thanh Huyền

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QoS

Hiện nay lưu lượng trong mạng rất phong phú và đa dạng, mỗi kiểu lưu lượng
lại có một yêu cầu riêng về băng thông, độ trễ, mất gói và độ tin cậy. Bên cạnh đó
mạng IP best-effort có giao thức IP được thiết kế một cách tin cậy, không để ý đến thời
gian truyền, chỉ thích hợp trong mạng có độ tin cậy cao, do đó trong các mạng phức
tạp sẽ không đảm bảo được chất lượng dịch vụ. Với sự bùng nổ của Internet và sự
bùng nổ của mạng NGN cùng hầu hết các lưu lượng mạng đều dựa trên cơ sở IP thì
việc đảm bảo QoS cho các loại lưu lượng khác nhau là một vấn đề lớn. Do đó việc
nghiên cứu về QoS là điều cần thiết cho nhà quản lý dịch vụ.
1.1 Khái niệm QoS
1.1.1 Giới thiệu chung
Theo khuyến nghị E800 của ITU QoS được xem như: “Chất lượng dịch vụ viễn
thông là kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể hiện ở mức độ hài lòng của đối
tượng sử dụng dịch vụ đó”. Dịch vụ viễn thông là các hoạt động trực tiếp hoặc gián
tiếp của các doanh nghiệp cung cấp cho khác hàng khả năng truyền, đưa và nhận các
loại các thông tin thông qua mạng lưới viễn thông công cộng
Theo cisco thì: QoS là khả năng của mạng để cung cấp dịch vụ tốt hơn cho lưu
lượng mạng xác định qua nhiều công nghệ mạng lớp dưới như Frame Relay, ATM,
IP…và các mạng định tuyến. Nói cách khác, nó là đặc tính của mạng cho phép phân
biệt giữa các lớp lưu lượng khác nhau và xử lý chúng một cách khác nhau.
Về cơ bản, QoS cho phép cung cấp tốt hơn các dịch vụ đối với các luồng.Việc
này được thực hiện bằng việc tăng độ ưu tiên của luồng này và giới hạn độ ưu tiên của
luồng khác. Khi sử dụng các phương pháp điều khiển tắc nghẽn, ta có thể cố gắng làm
tăng độ ưu tiên của luồng bằng cách sử dụng hàng đợi và các hàng đợi phục vụ theo
nhiều cách. Phương pháp hàng đợi được sử dụng để tránh tắc nghẽn, tăng độ ưu tiên
bằng việc loại bỏ các luồng có độ ưu tiên thấp hơn. Bắt giữ và định dạng cung cấp độ

ưu tiên cho một luồng bằng việc giới hạn độ thông qua của luồng khác. Phương pháp
này giới hạn các luồng lớn, ưu tiên xử lý các luồng nhỏ.





A
NP

QoS
NET NET
CEQ
CEQ
NP NP
B
Hình 1.1: Mô hình tổng quan QoS

THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
Trong mô hình có cả chất lượng của từng mạng (NP) trên đường truyền từ đầu
cuối này tới đầu cuối kia. Ta không nên nhầm lẫn hai khái niệm chất lượng dịch vụ và
chất lượng mạng.
QoS giúp cho các dịch vụ viễn thông và nhà cung cấp mạng đáp ứng được các
nhu cầu dịch vụ của khách hàng. Còn NP được đo trực tiếp hiệu năng trên mạng không
chịu ảnh hưởng của khách hàng và các thiết bị đầu cuối. Thêm nữa các giá trị của QoS
đo được rất khác so với các giá trị NP đo được do một kết nối từ đầu cuối A đến đầu
cuối B có thể phải chuyển qua nhiều kết nối trong mạng, hay phải qua rất nhiều mạng
và các thiết bị đầu cuối. Do đó để đo được QoS là rất khó. Việc đo đạc NP đơn giản

hơn nhiều.
So sánh giữa QoS và NP:
QoS được xác định bằng các chỉ tiêu định tính và định lượng. Chỉ tiêu định tính
thể hiện sự cảm nhận của khách hàng còn chỉ tiêu định lượng được thực hiện bằng các
số liệu đo 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, được kéo dài từ điểm truy nhập tới thiết bị đầu cuối của khách hàng. Do đó
đánh giá chất lượng của mạng chính là đánh 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 đó. Theo quan điểm của khách hàng thì họ mong muốn được cung cấp các
dịch vụ đảm bảo chất lượng, còn trên quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ thì khái
niệm chất lượng mạng là một chuỗi các tham số mạng có thể được xác định, được đo
đạc và điều chỉnh để có thể đạt được mức độ 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 để có thể vừa đảm 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 đến
nhà cung cấp dịch vụ chứ không quan tâm tới các thành phần của mạng. NP yêu cầu
phải được 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 đưa vào trễ, tổn thất hoặc
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
ỏn tt nghip i hc Chng 1: Gii thiu v QoS
Thanh Huyn-D2001 VT
li do vic ghộp kờnh, chuyn mch hoc truyn dn, nờn nú nh hng ti truyn dn.

Do ú QoS trong mng ph thuc vo nhiu yu t: cỏc thnh phn mng, c ch x lý
ti u cui, c ch iu khin trong mng.
1.1.2 Kin trỳc c bn ca QoS
Kin trỳc c bn ca QoS gm 3 mng c bn:
nh dng QoS v k thut ỏnh du cho phộp phi hp QoS t im u
ti im cui gia tng thnh phn mng.
QoS trong tng thnh phn mng n(cỏc cụng c hng i nh dng,lp
lch, nh dng lu lng)
Cỏch gii quyt, iu khin QoS, cỏc chc nng tớnh toỏn iu khin v
giỏm sỏt lu lng u cui qua mng.
Client node
3. Policy,management,accounting
2. QoS signaling
Connected Network
Connected Network
User
Host node
1.QoS ti mt node
(hng i,nh dng)


Hỡnh 1.2: Ba thnh phn ca kin trỳc QoS c bn.
1.1.2.1 nh dng QoS v quỏ trỡnh ỏnh du
cung cp cỏc dch v u tiờn cho tng loi lu lng, u tiờn phi nh
dng c lu lng. Th hai lung phi c ỏnh du hoc khụng. Nu gúi ch
c nh dng m khụng ỏnh du thỡ phõn loi c xem nh xy ra trờn tng
chng. Khi s phõn loi gn lin vi thit b nú tớch hp trờn thỡ gúi khụng c
chuyn ti node k tip. Cũn nu gúi c ỏnh du s dng cho mng din rng thỡ
cỏc bit cho phộp truyn trc precedence c thit lp.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
1.1.2.2 QoS trong thành phần mạng đơn
• Quản lý tắc nghẽn:
Do lưu lượng video, voice, data có dạng bó, thỉnh thoảng có một số lượng vượt
quá tốc độ cho phép lúc này router sẽ làm gì? Nó sẽ chuyển các gói đến đầu tiên ra
trước trong một hàng đợi đơn hay đưa các gói vào trong các hàng đợi khác nhau và
phục vụ từng hàng lần lượt? Để giải quyết vần đề này ta sử dụng các công cụ: hàng đợi
ưu tiên (PQ), hàng đợi đặt trước (CQ), hàng đợi cân bằng trọng số (WFQ) và hàng đợi
cân bằng trọng số trên cơ sở lớp (CBWFQ)
• Quản lý hàng đợi
Do kích thước của hàng đợi là giới hạn nên chúng có thể bị đầy và tràn hàng
đợi. Do đó khi hàng đợi đầy thì bất kì một gói truyền thông nào đến đều không thể vào
trong hàng đợi và nó sẽ bị loại bỏ. Việc loại bỏ này là loại bỏ đằng đuôi, điều này có
nghĩa là bất kì gói nào đến (thậm chí các gói có độ ưu tiên cao) đến khi hàng đợi đã
đầy đều bị loại bỏ. Do đó cơ chế này cần 2 yếu tố:
+ Luôn chắc chắn rằng hàng đợi không bao giờ đầy để có đủ chỗ cho các gói có
độ ưu tiên cao.
+ Phải có cơ chế loại bỏ các gói có độ ưu tiên thấp trước các gói có độ ưu tiên cao.
Phát hiện sớm ngẫu nhiên (RED) cung cấp đủ hai cơ chế này
• Định dạng và bắt giữ lưu lượng
+ Định dạng: được sử dụng để giới hạn tiềm năng băng thông của luồng.
Điều này được sử dụng rất nhiều lần để ngăn chặn vấn đề tràn luồng. Có thể tăng hoặc
giảm tốc độ của lưu lượng đến để phù hợp với hiện trạng của mạng.
+ Bắt giữ: cũng tương tự như định dạng, nó chỉ khác là nếu lưu lượng vượt
quá tốc độ cấu hình thì nó không dược đưa vào bộ đêm và có thể bị loại bỏ.
1.1.3 Các tham số của QoS
• Latency : Độ trễ khi truyền một gói tin qua mạng
• Loss : Độ mất gói
• Jitter : Giá thay đổi của gói tin

• Throughput: Thông lượng của mạng
• Availabily : Độ khả dụng của mạng.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
ỏn tt nghip i hc Chng 1: Gii thiu v QoS
Thanh Huyn-D2001 VT
1.1.3.1 Latency
Tr v latency thuc cựng mt nhúm ch s thi gian truyn ti mt bit qua
mng t ngun ti ớch. Hay núi theo cỏch khỏc thỡ latency l thi gian m mng lu
gi gúi tin khi truyn nú. H thng cú th ch l thit b n nh mt Router, hay l tp
hp cỏc router v cỏc ng truyn. Tr c to ra do khong cỏch truyn, cỏc li, li
khụi phc, tc nghn, kh nng x lý ca mng bao gm truyn dn v cỏc nhõn t
khỏc. Túm li latency u cui l s kt hp ca tr truyn dn thụng qua mi kt ni
v tr x lý ti mi router.
Cú nhiu dch v, c bit l dch v thi gian thc nh truyn thụng thoi b
nh hng rt nhiu bi tr. Truyn thụng tng tỏc gp khú khn khi tr vt quỏ
100-150 ms vỡ khi tr vt quỏ 200 ms, ngi s dng s thy ngt quóng v ỏnh giỏ
cht lng thoi mc thp. Cú rt nhiu thnh phn gõy tr trong mng cn c tỡm
hiu: tr úng gúi, tr hng i v tr lan truyn.
Tr úng gúi:
L lng thi gian thc hin mó hoỏ /gii mó chuyn i hai chiu gia
tng t v s, thi gian thc hin úng gúi v m gúi (x lý tớn hiu s thnh gúi v
ngc li).
Tr lan truyn:
L lng thi gian thụng tin truyn trờn liờn kt l dõy ng, si quang hay
khụng dõy. Nú cng l hm ca tc ỏnh sỏng.
Tr hng i:
c ỏp t vo cỏc gúi cỏc im nghn trong lỳc nú phi ch i cho ti khi
c x lý trong khi nhng gúi khỏc c chuyn qua chuyn mch hay dõy dn. Hay
núi cỏch khỏc õy l thi gian gúi tin ch trong hng i i n lt mỡnh c x lý.

Hỡnh 1.3: Mụ t latency qua mỏy o
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
1.1.3.2 Mất gói(loss)
Khi các gói truyền trong mạng không đến được phía thu, ta gọi đó là hiện tượng
mất gói. Đây cũng là một tham số quan trọng của QoS. Nó thường xảy ra khi xuất hiện
tắc nghẽn trên đường truyền các gói, làm cho bộ đệm của router bị tràn. Việc mất gói
này gây ra mất mát thông tin phía thu, tạo ra trễ khi phải truyền lại các gói bị mất hay
truyền thông tin thông báo, điều này làm giảm giá trị của các ứng dụng đa phương tiện
và thậm chí gây tắc nghẽn trong mạng. Thường thì độ mất gói ảnh hưởng nhiều tới
dịch vụ IP telephony/VoIP hơn là các dịch vụ dữ liệu. Do trong khi truyền thoại thì
việc mất nhiều bit hay gói gây ra hiện tượng nhảy thoại gây khó chịu cho người sử
dụng. Trong truyền dữ liệu việc mất nhiều bit hay gói gây ra hiện tượng không đều
nhất thời trên màn hình song hình ảnh (video) sẽ nhanh chóng được xử lý như trước.
Tuy nhiên nếu việc mất gói xảy ra theo dây truyền thì chất lượng của việc truyền dẫn
sẽ xuống cấp. Tỉ lệ mất gói nhỏ hơn 5% cho chất lượng tối thiểu và nhỏ hơn 1% cho
chất lượng liên đài.
1.1.3.3 Jitter
Jitter là sự khác biệt về trễ của các gói khác nhau cùng trong một dòng lưu
lượng. Biến động trễ có tần số cao gọi là jitter còn biến động trễ có tần số thấp gọi là
wander. Jitter chủ yếu là do thời gian xếp hàng của các gói liên tiếp trong trong một
luồng và là vấn đề quan trọng nhất của QoS. Các loại lưu lượng thời gian thực (như
thoại) thường chịu được jitter. Khác biệt trong thời gian đến của gói gây ra sự lên
xưống của thoại. Tất cả các hệ thống truyền tải đều có jitter. Khi jitter nằm trong
khoảng dung sai được định nghĩa trước thì nó không ảnh hưởng tới chất lượng dịch
vụ. Khi jitter quá nhiều thì có thể được xử lý bằng bộ đệm, song nó lại làm tăng trễ
bộ đệm. Jitter phải nhỏ hơn 60 ms (cho chất lượng trung bình) 20 ms cho chất lượng
trung kế.

Hình 1.4 : Mô tả hiện tượng jitter qua máy đo
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
ỏn tt nghip i hc Chng 1: Gii thiu v QoS
Thanh Huyn-D2001 VT
1.1.3.4 Throughput (kh nng thụng qua ca mng)
L tc lung thụng tin qua mng (tớnh bng KB/s; MB/s). Bỡnh thng
trong mụi trng mng LAN bng thụng cng ln cng tt. i vi tng loi mng
khỏc nhau cho phộp tc lung thụng qua v kớch thc gúi tin khỏc nhau.
1.1.3.5 Availability

L t l thi gian mng hot ng. kh dng t c thụng qua s kt hp
ca tin cy thit b vi kh nng sng ca mng. kh dng l mt tớnh toỏn xỏc
sut
1.1.4 Cỏc mc QoS
Núi n cỏc mc dch v l núi n kh nng thc t ca QoS u cui. iu
ny cú ngha l kh nng ca mng cung cp cỏc dch v cn thit bi lu lng
mng c bit t u cui ti u cui hoc t biờn ti biờn.Cỏc dch v ny khỏc nhau
theo cỏc tham s ca QoS nh: bng thụng tr, jitter
Cỏc mc dch v:
Dch v best effort: l kt ni c s khụng m bo,nú c c trng bi
s sp xp vo hng i FIFO,v khụng cú s khỏc nhau gia cỏc lung
Dch v phõn bit (QoS mm): mt s loi lu lng c i x tt hn
bỡnh thng(tc x lý nhanh hn,bng thụng trung bỡnh ln hn,tc
mt gúi trung bỡnh nh). õy l s u tiờn thng kờ, c cung cp bi vic
phõn loi lu lng v cỏc cụng c nh: PQ,CQ, WFQ, WRED
Dch v m bo(QoS cng): õy ch thun tuý l s t trc ti nguyờn
mng cho cỏc dch v c bit. c cung cp thụng qua QoS vi cỏc cụng
c: RSVP,CBWFQ

Hỡnh 1.5: Ba mc dch v ca QoS u cui









Best effort
Differentiated
Quaranteed
Solved-IP internet
Ubiquitous
connectivity
Best effort
(IP, IPX, apple talk)
Differentiated
(first,bussiness,
coach class)
Guaranteed
(banwidth, delay,

jitter)
Some traffic is
more important
than the rest
Certain applications
require specific
network resource

The network
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
ỏn tt nghip i hc Chng 1: Gii thiu v QoS
Thanh Huyn-D2001 VT
1.1.4.1 Cỏc dch v phõn bit
a. Cỏc thut ng:
T cỏc nm v trc,nn cụng nghip ó chuyn hng sang kiu dch v phõn
bit cung cp cỏc cỏch i x vi lp dch v ca lung IP. Dch v phõn bit c
xem nh l s phỏt trin ca vic s dng cỏc trng TOS trong cỏc gúi IP. Dch v
phõn bit l mt kiu CoS (lp dch v) nhm nõng cao cht lng ca cỏc dch v
best effort trong mng
Nú phõn bit lu lng bi ngi s dng, cỏc yờu cu dch v v cỏc tiờu
chun khỏc nhau, sau ú nú ỏnh du cỏc gúi do vy m cỏc node mng cú th cung
cp cỏc mc dch v khỏc nhau thụng qua hng i u tiờn hoc phõn phi bng tn,
hay bng vic chn la cỏc router chuyờn dng cho cỏc lung lu lng c bit. H
thng qun lý hot ng iu khin vic phõn phi dch v.kiu dch v best effort
truyn thng ca Internet khụng th phõn bit gia cỏc lung c to ra bi cỏc Host
khỏc nhau. Khi cỏc lung thay i thỡ mng cung cp dch v tt nht m nú cú th
nhng khụng cú s iu khin bo tn cỏc mc dch v cao hn cho mt s lung
ny m khụng phi l cỏc lung khỏc. Dch v Diff-Serv ó lm gỡ cung cp cỏc
mc dch v tt hn trong mụi trng best effort. Dch vu Diff-Serv mang n cỏch
tip cn khụng trng thỏi iu ny ti thiu hoỏ s cn thit ca cỏc node trong mng

Internet nh bt kỡ iu gỡ v cỏc lung. Nú khụng tt trong vic cung cp QoS nh
trong cỏch tip cn cú trng thỏi nhng nú thc t hn khi truyn trờn mng Internet.
Cỏc thit b Diff-Serv ti biờn ca mng ỏnh du cỏc gúi theo mt cỏch nh ú cú th
mụ t mc dch v m chỳng nhn. Cỏc thnh phn ca mng ỏp li cỏc ỏnh du
mt cỏch n gin m khụng cn thng lng ng dn hay nh cỏc thụng tin trng
thỏi cho mi lung. Thờm vo ú cỏc ng dng khụng cn yờu cu mc dch v c
bit hay cung cp tớnh nng thụng bỏo v hnh trỡnh ca lung.
Mt s c im ca Diff-Serv:
Diff-Serv nh ngha trng DS mi trong tiờu ca gúi tin IP thay th
cho trng TOS. Cỏc bit mu trong trng ch ra loi dch v v cỏch c x
tip theo trong cỏc node mng. Gm hai trng DSCP (im mó dch v
phõn bit) v bit CU ch th trng thỏi s dng.

6 bit trong trng DSCP cú th nh ngha lờn n 64 loi dch v mng phõn
bit.
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
• PBH (cách cư xử trên từng chặng) đề cập đến cách cư sử hướng đi ngoại lệ
của các gói qua mạng Diff-Serv. Giá trị của trường DSCP chỉ thị PHB sử
dụng.
• PHB có thể thoả mãn các yêu cầu băng thông đặc biệt (ví dụ như hỗ trợ các
dịch vụ thoại thời gian thực) hoặc cung cấp một vài dịch vụ ưu tiên.Các đặc
tính của dịch vụ có thể thiết kế để cải thiện khả năng thông qua, giảm độ trễ,
jitter, và độ mất gói.
• Các dịch vụ phân biệt có thể cung cấp các loại yêu cầu ứng dụng khác nhau
và cho phép các nhà cung cấp dịch vụ đưa ra các giá dịch vụ theo đặc tính
của chúng
• Các dịch vụ Diff-Serv được thiết kế để làm việc bên trong một vùng hay
đầu cuối qua mạng Internet

• Các luật lệ mà xác định dịch vụ là một bộ các lược đồ quản lý trên cơ sở
các chính sách
b. Kiến trúc mạng Diff-Serv:
Mạng Diff-Serv bao gồm rất nhiều thành phần mạng và một vài thuật ngữ đặc
biệt. Tất cả các thành phần này và các cách cư xử liên quan được thiết kế để tách riêng
quản lý lưu lượng và tính năng cung cấp dịch vụ từ các chức năng định hướng được
thực hiện bên trong các node mạng lõi.

Hình 1.6 : Mô tả các thuật ngữ trong mô hình mạng Diff Serv
Các tính năng nổi bật nhất của các mạng Diff-Serv là các miền DS và các node
biên DS. Các miền DS có thể là các mạng Intranet riêng, nhưng điển hình là các mạng
cung cấp dịch vụ tự trị có riêng các chính sách cung cấp dịch vụ và các nhận dạng
PHB. Các node bên trong DS biên dịch các giá trị DSCP và các gói hướng đi. Chúng
có thể thực hiện một số chức năng điều phối lưu lượng và có thể đánh dấu lại các gói.
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
Các miền DS kết nối với các miền khác thông qua các đường biên. Một vùng DS là
một tập các miền DS liền kề cung cấp các dịch vụ phân biệt liên vùng.
Các node đường biên DS tồn tại ở biên của mạng DS cũng giống như các node
lối vào và lối ra. Các node lối vào là quan trọng nhất do nó có nhiệm vụ phân loại và
đưa lưu lượng vào trong mạng.
Thiết lập các bit trong trường IP của các gói tại các biên của mạng. Sử dụng các
bit này để quyết định xem các gói được truyền đi như thế nào bởi các node điều phối
các gói được đánh dấu sao cho phù hợp với các yêu cầu hoặc luật lệ của dịch vụ. Các
yêu cầu hoặc luật lệ của mỗi dịch vụ phải được thiết lập thông qua cơ chế chính sách
quản trị. Một node mạng cung cấp các dịch vụ phân biệt bao gồm bộ phân loại cho
phép lựa chọn các gói dựa trên trường DS trong phần tiêu đề của gói tin đi cùng với nó
là cơ cấu quản lý hàng đợi và lập lịch cho các gói cho phép chuyển các gói theo các
cách cư xử khác nhau tuỳ theo trường DS.

Mô hình bao gồm :
• DS byte : byte xác định trường DS trong trường TOS của IPv4 và trường TC
trong IPv6. Các trường này hi vọng các gói tin được mong đợi nhận được
thuộc lớp dịch vụ nào.
• Các thiết bị biên : nằm tại lối vào hay lối ra của mạng nhằm cung cấp
DiffServ
• Các thiết bị bên trong mạng
• Quản lý cưỡng bức : các công cụ và nhà quản trị mạng giám sát và đo kiểm
đảm bảo SLA giữa các mạng và người dùng.

Hình 1.7 : Mô hình DiffServ tại biên và lõi của mạng
Phân loại đa
byte
Chính
sách
Đánh dấu
gói
Hàng đợi, quản lý,
lập lịch
Phân loại
DS byte
Hàng đợi, quản lý,
lập lịch
Router biên
Router lõi
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
b.1 Cách cư xử từng chặng (PHB) và các điểm mã (codepoints)
PHB được coi là cách phân bố tài nguyên trên cơ sở từng chặng. Trong chuẩn

RFC2473 một tập cách cư xử DS là tập hợp các gói có cùng giá trị DSCP khi qua một
liên kết. Khi tập cách cư xử này đến một node mạng thì node này sẽ đưa ra DSCP cho
các PHB tương ứng,và việc này sẽ chỉ ra node làm thế nào phân phối tài nguyên cho
tập các cư xử.
Các tính năng của PHB:
• Một PHB sẽ đảm bảo việc phân phối băng tần tối thiểu qua kết nốicho một
tập cư xử.
• PHB cũng tương tự như việc biết trước các chức năng thêm vào để có thể
chia xẻ bất kì một băng thông kết nối vào với các tập cư xử khác.
• Một PHB có thể có độ ưu tiên tài nguyên (bộ đệm,băng thông) hơn các PHB
khác.
• Một PHB có độ trễ thấp, và các tham số mất gói.
Một PHB được thực hiện cùng với quản lí hàng đợi và cơ chế lập lịch. Các
router kiểm tra các trường DSCP, phân loại nó theo các quá trình đánh dấu và sau đó
chuyển gói tới các hàng đợi tương ứng. Một kết nối đầu ra đa hàng đợi với các mức độ
ưu tiên khác nhau. Kĩ thuật lập lịch được sử dụng để chuyển các gói ra khỏi hàng đợi
và chuyển tới chặng kế tiếp.
Các PHB được chỉ thị bởi các giá trị đặc biệt trong trường DSCP. Mặc dù mỗi
định nghĩa của PHB đã cung cấp các hiểu biết về một DSCP nhưng DS vẫn cho phép
đa giá trị DSCP được xắp xếp vào cùng PHB.
RFC cung cấp việc lắp đặt các DSCP:
Poo
l
DSCP*
Usage
1
xxxxx0 Assigned by IANA
2
xxxx11 Experimental/local use
3

xxxx01 Experimental/local/IANA
Bít được đánh dấu có thể là bit 1 hoặc bit 0.
Trường DSCP trong trường DS có khả năng phân biệt 64 điểm mã riêng biệt.
Không gian điểm mã chia ra thành 3 vùng cho mục đích quản trị và ấn định điểm mã.
Pool 1 có 32 điểm mã dược dành trước cho các PHB được định nghĩa rõ ràng. Pool 2
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
dùng cho các ứng dụng nội hạt (EXP/LU). Pool 3 cũng tương tự như pool 2, nó được
sử dụng khi các giá trị của pool 1 đã cạn kiệt.
1.1.4.2 Dịch vụ tích hợp (Integrated Service)
a. Khái niệm
Mục đích của bất kì mạng nào là tối đa hố hiệu năng của các ứng dụng hay nói
cách khác là phải thoả mãn được các u cầu dịch vụ. Để có thể hỗ trợ được các ứng
dụng mới như: voice, video thì mạng phải hỗ trợ được các ứng dụng đa phương tiện
mới bằng việc đảm bảo được các u cầu của dịch vụ. Nếu mạng chỉ cung cấp được một
lớp dịch vụ best effort thì thật khó để đáp ứng được các u cầu của các dịch vụ, do đo
mạng phải cung cấp được đa lớp dịch vụ thì mới hỗ trợ được các dịch vụ này tốt được.
Việc trộn giữa các lớp dịch vụ với các ứng dụng phải dựa trên u cầu của dịch vụ.
Nếu mạng hồn tồn lựa chọn một lớp dịch vụ để phụ thuộc ứng dụng thì ta chỉ
cần hỗ trợ một lớp dịch vụ giới hạn. Để có các ứng dụng u cầu dịch vụ mà nó thực
hiện một cách rõ ràng thì mạng phải có lựa chọn được lớp dịch vụ. Ngồi ra việc quyết
định xem trong mạng có hỗ trợ điều khiển cấp phép hay khơng cũng là một câu hỏi
khó. Nếu khơng có chỉ định cấp phép thì chúng khơng thể phân định rõ được các dịch
vụ và mạng khơng thể chỉ rõ được các u cầu ứng dụng được cung cấp. Điều khiển
cấp phép được u cầu hiệu năng của các dịch vụ thời gian thực phải được sử dụng tối
đa bằng việc loại bỏ đi các u cầu cũ của luồng lưu lượng mới. Do đó các dịch vụ
Internet mở rộng phải phục vụ được các ứng dụng nhạy với độ trễ bằng việc cung cấp
đa lớp dịch vụ và việc đảm bảo các tham số bởi điều khiển cấp phép.
Đứng trước nhu cầu ngày càng tăng trong việc cung cấp các dịch vụ thời gian

thực (thoại, video) va băng thơng 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
nỗ lực tối đa và các dịch vụ thời gian thực. Các lý do thúc đẩy mơ hình này:
• Dịch vụ nỗ lực tối đa khơng còn đủ tốt nữa, ngày càng có nhiều ứng dụng
khác nhau có những u cầu khác nhau về đặc tính lưu lượng được triển
khai, đồng thời người sử dụng ngày càng u cầu cao hơn về chất lượng
dịch vụ.
• Các ứng dụng đa phương tiện cả gói ngày càng xuất hiện nhiều : mạng IP
phải có khả năng hỗ trợ khơng chỉ đơn dịch vụ mà phải hỗ trợ tích hợp đa
dịch vụ của nhiều loại lưu lượng khác nhau.
• Tối ưu hố hiệu suất sử dụng mạng và tài ngun mạng : tài ngun mạng
sẽ được dự trữ cho lưu lượng có độ ưu tiên cao, phần còn lại dành cho số
liệu nỗ lực tối đa.
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
ỏn tt nghip i hc Chng 1: Gii thiu v QoS
Thanh Huyn-D2001 VT
Cung cp dch v tt nht : mụ hỡnh IntServ cho phộp nh cung cp mng
cung cp c dch v tt nht khỏc bit vi cỏc nh cung cp khỏc.
a1. Cỏc yờu cu ca kiu mng tớch hp:
Ti nguyờn phi c qun lý rừ rng tho món cỏc yờu cu ca dch v
Dch v m bo cho dch v thi gian thc khụng th thc hin c m
khụng cú s t trc.
Mc dự cú cỏc ng dng cú th thớch nghi ng vi s thay i ca mng thỡ
vn phi thit lp biờn cho tr u cui.
Vic chia x ti nguyờn thng kờ gia lu lng cú tớnh thi gian thc vi
lu lng phi thi gian thc cựng c thc hin thụng qua c s hn tng
ca mng thi gian thc. Núi cỏch khỏc thỡ mng Internet c s dng nh
c s h tng cho cho vic truyn dn c cỏc dch v cú tớnh thi gian thc
ln phi thi gian thc.
a2. Cỏc yờu cu QoS i vi cỏc dch v IS:

Kiu dch v mng lừi liờn quan phn ln ti thi gian truyn gúi. Hiu nng
dch v ph thuc vo tr thp bin i trong khong rng. Cỏc ng dng thi gian
thc l mt loi ng dng yờu cu thi gian kht khe, ch cn gúi thi gian thc n
mun hn thi gian cho phộp l gúi ú khụng cũn giỏ tr v cú th b loi b. Cũn cỏc
ng dng n hi thỡ luụn ch cho cỏc gúi n.
Cỏc ng dng thi gian thc:
Chia cỏc ng dng thi gian thc thnh 2 nhúm:
+ ng dng thi gian thc cú tr khụng chp nhn : cú hiu nng cao nu
a ra ng biờn tr cao hn ỏng tin cy. h tr cỏc ng dng thi gian thc kht
khe ny thỡ phi m bo mt ng biờn tr ỏng tin cy.
+ ng dng thi gian thc tng thớch tr (cú tr chp nhn c): khụng
yờu cu mt ng biờn tr ỏng tin cy. Nú cú th chnh sa phự hp vi s thay
i ca tr.Cỏc ng dng ny c gi l cỏc ng dng tng thớch. Da trờn cỏc
ng dng ny ta cú th chia ra thnh 2 loi:
- Dch v c m bo: a ra cỏc dch v cú ng biờn tr ỏng tin cy
cao trong cỏc tr. Dch v ny khụng ch cung cp m bo cho tr u cui m
cũn c bng thụng. mụ t mt lung s dng thut toỏn gỏo rũ.Da vo vic mụ t
cỏc luụng mng cú th tớnh toỏn cỏc tham s thay i mụ t cỏch nú x lý nh th no
i vi mt luũng, v phi hp cỏc tham s, tớnh toỏn c giỏ tr tr ln nht ca mt
gúi. tr ca mt gúi bao gm hai thnh phn: tr c nh v tr hng i. Tr c
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
định là chức năng của đường được chọn bao gồm cả trễ truyền dẫn, nó được quyết
định dựa vào cơ cấu thiết lập. Trễ hàng đợi được quyết định bởi các dịch vụ đảm bảo,
nó là một chức năng của hai tham số: tốc độ gáo rò và tốc độ dữ liệu mà các ứng dụng
u cầu. Dịch vụ đảm bảo khơng điều khiển trễ trung bình hay trễ nhỏ nhất của
datagram mà chỉ điều khiển trễ hàng đợi. Dịch vu này đảm bảo rằng gói tin sẽ đến
trong thời gian truyền u cầu và khơng bị loại bỏ khi hàng đợi bị đầy, cung cấp các
lưu lượng của luồng giới hạn bởi các tham sơ lưu lượng trên lý thuyết. Một đặc điểm

của dịch vụ này là khơng tối thiểu hố trễ jitter nhưng điều khiển trễ hàng đợi lớn nhất.
Từ khi đường biên trễ được đảm bảo thì độ u cầu về độ trễ đủ thoả mãn cả những
hàng đợi dài nhất.
- Dịch vụ tải được điều khiển: cung cấp đọ tin cậy cơng bằng cho mọi độ trễ
tuy nhiên khơng hồn tồn là tin cậy. Các dịch vụ này khơng cố gắng giới hạn độ trễ
của mỗi gói, nhưng lại quan tâm tới sự phân bố trễ. Nó cung cấp hiệu năng tốt hơn so
với các dịch vụ best effort. Nó gần giống như hoạt động đầu cuối được cung cấp cho
các dịch vụ best effort trong trường hợp dưới mức phi tải. Lý thuyết cho rằng bên dưới
điều kiện phi tải thì tỉ lệ các gói được truyền đến phía đầu cuối bên kia là rất cao, và độ
trễ truyền dẫn thì khơng chênh lệch nhiều so với độ trễ truyền nhỏ nhất. Dịch vụ tải
điều khiển này có mục đích hỗ trợ cho các lớp dịch vụ thời gian thực tương thích với
trễ. Các dịch vụ này làm việc tốt trong mơi trường phi tải nhưng bị suy thối nhanh
chóng dưới điều kiện tràn tải. Mạng phải đảm bảo rằng tài ngun băng thơng và tiến
trình xử lý gói phải có giá trị để xử lý các mức dịch vụ u cầu. Các dịch vụ tải được
điều khiển khơng bắt buộc sử dụng các giá trị tham số cho mục đích đặc biệt như: độ
trễ, độ mất gói. Việc chấp nhận dịch vụ tải được điều khiển chỉ đơn thuần là một cam
kết để cung cấp các luồng có dịch vụ gần như tương đương với việc cung cấp cho lưu
lượng khơng điều khiển được bên dưới điều kiện có tải nhẹ. Luồng dịch vụ tải được
điều khiển có thể có ít hoặc khơng có trễ hàng đợi gói trung bình.
• Các ứng dụng đàn hồi:
Các ứng dụng đàn hồi ln ln chờ các gói đến. Đặc điểm chính của các ứng
dụng này là chúng sử dụng dữ liệu ngay lập tức chứ khơng để chờ trong bộ đệm,và
ln chờ gói đến để xử lý chứ khơng bắt đầu q trình khi khơng có gói. Nhìn chung
đối với việc phân phối trễ được đưa ra thì các ứng dụng này phụ thuộc nhiều vào độ trễ
trung bình
b.Mơ hình dịch vụ IntSer
• Giao thức thiết lập : setup cho phép máy chủ và các router dự trữ động tài
ngun trong mạng để xử lý các u cầu của các luồng lưu lượng riêng.
• Đặc tính luồng : xác định chất lượng dịch vụ QoS sẽ cung cấp cho các
luồng riêng biệt.

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
• Điều khiển lưu lượng : trong các thiết bị mạng (máy chủ, router, chuyển
mạch..) có thành phần điều khiển và quản lý tài nguyên mạng cần thiết để
hỗ trợ QoS theo yêu cầu. Các thành phần điều khiển lưu lượng này có thể
được khai báo bởi giao thức báo hiệu như RSVP hay nhân công. Thành
phần này bao gồm :
 Điều khiển chấp nhận : xác định thiết bị mạng có khả năng hỗ trợ
QoS theo yêu cầu hay không
 Thiết bị phân loại : nhận dạng và lựa chọn lớp dịch vụ dựa trên nội
dung của một số trường trong nhất định trong phần mào đầu của gói
tin
 Thiết lập lập lịch : cung cấp các mức chất lượng dịch vụ QoS trên
kênh ra của thiết bị mạng.
Hình 1. 8 : Mô hình dịch vụ tích hợp
1.1.4.3 Các dịch vụ Best effort
Đây là kiểu mạng hiện hành đang được sử dụng. Hầu hết các ứng dụng dữ liệu
đều được vận hành theo cách này. Chúng đợi dữ liệu đến và xử lý chúng càng sớm
càng tốt ngay khi nhận được. Lớp dịch vụ này sẽ hỗ trợ thêm cho lớp lưu lượng thời
gian thực. Các ứng dụng có thể lựa chọn sử dụng một trong các lớp dịch vụ đó, và khi
chúng thấy không thể chấp nhận được độ trễ đó thì có thể sử dụng một trong các lớp
dịch vụ khác. Lớp dịch vụ best effort thì không có TSpec hoặc RSpec, không có đảm
bảo từ mạng và mạng không thực hiện bất kì điều khiển cấp phép nào. Các mạng kiểu
này không cung cấp bất kì một tính năng đặc biệt nào để khôi phục lại các gói bị mất
hoặc bị hỏng. Các dịch vụ được cung cấp bởi các hệ thống đầu cuối.
Trong chồng giao thức TCP/IP thì TCP cung cấp các dịch vụ đảm bảo trong khi
IP cung cấp kiểu truyền Best effort (không có đảm bảo), nó sẽ cố gắng truyền các gói
ứng dụng
Phân loại

Setup

Lập lịch
Setup
Giao thức
định tuyến/
database
Phân
loại
Lập lịch
điều khiển chấp
nhận
Các bản tin setup đặt trước
IP Data
Data
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Giới thiệu về QoS
Đỗ Thanh Huyền-D2001 VT
đến đích nhưng không có chức năng khôi phục lại các gói bị mất hay truyền sai. Bộ
giao thức Internet trước đây chỉ bao gồm giao thức TCP/IP. Trong quá trình phát triển
thì các nhà thiết kế đã nhận ra tầm quan trọng của thời gian truyền hơn là độ tin cậy
truyền. Nói cách khác là quan tâm tới tốc độ hơn là việc khối phục các gói. Trong kiểu
truyền voice, video thời gian thực thì một số góí bị mất có thể bỏ qua được bởi việc
khôi phục lại có thể tạo ra phần tiêu đề quá lớn làm giảm hiệu năng của mạng. Để
cung cấp loại lưu lượng thì TCP đã được tổ chức lại trong TCP, IP, UDP. Các dịch vụ
chuyển gói và đánh địa chỉ cơ bản trong lớp mạng được thực hiện bởi IP. TCP,UDP
nằm ở lớp truyền tải, phía trên của IP. Tất cả đều sử dụng dịch vụ của IP, UDP là một
phiên bản của TCP chấp nhận các dịch vụ Best effort của IP. Các ứng dụng có thể sử
dụng UDP khi không cần các dịch vụ của TCP. Đối với các dịch vụ Best effort việc loại
bỏ các gói có thể chấp nhân được do việc khôi phục được xử lý bởi các dịch vụ khác.

Trong lớp vật lý hoặc lớp mạng các Frame có thể bị loại bỏ, trong lớp mạng các
router bị tắc nghẽn có thể loại bỏ các gói.
TCP là một dịch vụ truyền dữ liệu tin cậy được các hệ thống đầu cuối sử dụng để
khôi phục lại các gói đã bị loại bỏ trong mạng trong trường hợp có tắc nghẽn xảy ra, hay
bị loại bỏ bởi chính nó khi bộ đệm bị đầy. Trong mạng các gói cũng có thể bị loại bỏ
nhằm mục đích báo hiệu tắc nghẽn cho phía người gửi biết. Khi có gói bị mất trong
mạng thì phía thu sẽ gửi bản tin thông báo không nhận được gói đó cho phía gửi biết để
gửi lại gói. Cơ chế này gọi là cơ chế điều khiển tắc nghẽn, cơ chế điều khiển luồng.
1.2 Điều khiển tắc nghẽn
1.2.1 Khái niệm
Trong các mạng chuyển mạch gói, các gói tin đi vào và đi ra các bộ đệm, hàng
đợi hay thiết bị chuyển mạch giống như khi nó được chuyển qua mạng. Một đặc điểm
quan trọng của mạng là các gói tin đến dưới dạng bó từ một hoặc nhiều nguồn khác
nhau. Các bộ đệm sẽ giúp các router thu hút các bó cho đến khi chúng nhận được. Khi
các bó đến vượt quá kích thước bộ đệm thì các gói đến sau sẽ bị loại bỏ. Việc tăng bộ
đệm không phải là giải pháp do nếu kích thước bộ đệm quá lớn thì sẽ tạo ra trễ lớn.
Tắc nghẽn xảy ra khi lưu lượng từ nhiều tuyến đổ dồn về một tuyến và tuyến này
không có khả năng xử lý hết được. Tắc nghẽn cũng xảy ra ngay bên trong bản thân
router tại mạng lõi của mạng khi các node nhận được nhiều lưu lượng hơn so với thiết
kế của nó. Khi mạng xảy ra tắc nghẽn nếu không được xử lý kịp thời sẽ gây ra các hậu
quả nghiêm trọng: các gói tin không được xử lý, không chuyển được đến đầu cuối
người nhận sẽ ùn tắc trong mạng,mạng không hoạt động được trong thời gian dài sẽ
khong thể truyền tải được dữ liệu,các thành phần có thể bị hư hỏng. Do đó vần đề quan
trọng cần phải là phải điều khiển đuợc tắc nghẽn trong mạng. Đó có thể hành động
THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN
ỏn tt nghip i hc Chng 1: Gii thiu v QoS
Thanh Huyn-D2001 VT
iu khin ngay khi cú tc nghn phũng trỏnh tc nghn v cng cú th l iu
khin tc nghn khi nú ó xy ra.
Cỏc tớnh nng ca iu khin tc nghn cho phộp iu khin bng vic sp xp

li cỏc gúi c gi ra giao din trờn c s n nh cỏc u tiờn cho cỏc gúi. Qun lý
cỏc gúi yờu cu phi a ra cỏc loi hng i, n inh cỏc gúi vo hng i bng vic
phõn lp cỏc gúi, sau ú lp lch cỏc gúi v a ra ng truyn. Tớnh nng qun lý
hng i trong QoS cung cp 4 loi giao thc hng i khỏc nhau, chỳng sp xp cỏc
loi lu lng cú mc khỏc nhau c gi i. Trong cỏc chu k ca lu lng nu
khụng cú tc nghn thỡ cỏc gúi s c gi i vi tc nh khi nú n, nu xy ra tc
nghn thỡ cỏc gúi s n vi tc ln hn tc truyn nú giao din u ra. Nu ta
dựng cỏc chc nng qun lý tc nghn thỡ cỏc gúi b ng ti giao din s c sp
xp vo hng i gi i cho n khi giao din rng. Sau ú c lp lch gi i
tu theo u tiờn c n nh cho tng gúi v c cu hng i c thit k cho
tng giao din. Router thc hin trỡnh t truyn dn ca cỏc gúi bng vic iu khin
xem gúi no c t trong hng i no v hng i ú c phc v nh th no
vi s nh hng ca hng i khỏc.
Trong cỏc mng hn tp bao gm nhiu cỏc giao thc khỏc nhau c s dng
bi nhiu ng dng thỡ iu qua trng l phi u tiờn hoỏ cỏc lu lng cú th va
truyn c cỏc lu lng yờu cu tớnh thi gian thc cao va truyn c cỏc lu
lng khụng yờu cu thi gian thc. Cỏc loi lu lng khỏc nhau cựng chia x mt
ng truyn d liu cú th nh hng ln nhau khi chỳng c gng th hin cỏc ng
dng ca mỡnh. Nu mng c thit k h tr cỏc loi lu lng khỏc nhau cựng
chia x mt ng truyn d liu gia cỏc router thỡ cú th s dng cỏc k thut iu
khin tc nghn chc chn rng mi i x vi cỏc gúi khỏc nhau l cụng bng.
Mt s lu ý trong qun lý tc nghn:
S u tiờn lu lng c bit quan trng i vi cỏc ng dng nhy vi
tr v da trờn c s giao dch tng quan,tuy nhiờn vic s dng hng i
WFQ m bo rng tt c lu lng u c i x nh nhau
S u tiờn c s dng hiu qu nht trong cỏc kt ni WAN ni m s
phi hp gia lu lng dng bú v cỏc lung d liu cú tc thp hn cú
th gõy ra tc nghn tm thi.
Tu thuc vo kớch thc gúi trung bỡnh m s u tiờn cng hiu qu hn
khi c gi ti cỏc kt ni cú tc bng lung T1/E1 hoc thp hn.

THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN
ỏn tt nghip i hc Chng 1: Gii thiu v QoS
Thanh Huyn-D2001 VT
1.2.2 Cỏc k thut c s dng trong qun lý tc nghn
iu khin lung phớa u cui: õy khụng phi lc iu khin tc
nghn nhng cng l cỏch trỏnh trng hp phớa phỏt gi quỏ nhiu lu
lng vt quỏ c khụng gian b m phớa thu.
iu khin tc nghn mng: trong lc ny, cỏc h thng u cui gim
tc ca lung lu lng trỏnh tc nghn trong mng, c ch ny
tng t nh iu khin lung u cui, nhng mc ớch chớnh l gim
tc nghn trong mng ch khụng phi phớa thu.
Trỏnh tc nghn trờn c s mng: trong lc ny, router s c gng dũ
tỡm ra tc nghn khi nú cú kh nng xy ra, v c gng gim tc ca
lung u vo trc khi hng i hng i y.
Phõn phi ti nguyờn: k thut bao gm tin trỡnh lp lch cú s dng cỏc
mch vt lý hoc cỏc ngun ti nguyờn khỏc. Mt mch o c xõy dng
qua nhiu chuyn mch cựng vi bng thụng m bo cng l mt loi
phõn phi ti nguyờn. K thut ny rt khú nhng nú cú kh nng loi tr
tc nghn trong mng bng vic khoỏ cỏc lu lng vt quỏ kh nng ca
mng.
Mt gii phỏp quan trng nht trong iu khin tc nghn ú l s dng hng
i. Cỏc b m trong cỏc thit b mng c qun lý bi rt nhiu k thut hng i.
Núi ỳng ra qun lý hng i cú th ti thiu hoỏ vic mt gúi trong mng v tc
nghn xy ra cng nh lci thin c hiu nng ca mng. Mt k thut hng i c
bn nht l FIFO, cỏc gúi c x lý theo trt t m chỳng n hng i, cũn hng i
u tiờn s dng cu trỳc a hng i vi cỏc mc u tiờn khỏc nhau s u tiờn x lý
cỏc gúi quan trng nht v truyn ti cỏc node k tip.
Mt k thut hng i quan trng na l t n nh cỏc lung cho chớnh bn
thõn cỏc hng i. Vi cỏc lung khỏc nhau thỡ u tiờn cng c khỏc nhau, v
mi lung u c x lý chc chn rng chỳng khụng lm trn hng i. Vic tỏch

ri cỏc hng i theo cỏch ny m bo rng cỏc hng i s ch cha cỏc gúi t mt
ngun n l.
1.2.3 iu khin tc nghn v trỏnh tc nghn trong mng TCP
Trong nhng nm 1980 Internet d xy ra hin tng sp tc nghn,do cú
quỏ ớt chc nng iu khin qun lý mng. Cỏc kt ni n l s dng iu khin
lung gia ngi gi v ngi nhn trỏnh phớa gi lm trn lu lng ti phớa nhn.
Nhng vic iu khin lung trong thi im ú mi ch trỏnh trn lt lu
lng ti cỏc b m phớa thu ch cha gii quyt c ti cỏc b m phớa trong cỏc
node mng. Tuy nhiờn lu lng s dng trờn mng Internet ngy ú cha ln v nú
THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN