Giải pháp CUNG Cấp chất lượng dịch vụ trên INTERNET

Giải pháp CUNG Cấp chất lượng dịch
vụ trên INTERNET
Tác giả
Nguyễn Tài Hưng
Lớp: CH DTVT 99
Kính gửi
Bộ môn Kỹ Thuật Thông Tin
Khoa Điện Tử Viễn Thông
Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Đồ án tốt nghiệp cao học
Tháng 9, năm 2001.
Tóm tắt
Cung cấp chất lượng dịch vụ trên Internet
tác giả
Nguyễn Tài Hưng
Đồ án này trình bày các cơ chế nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho các
dịch vụ trên mạng Internet. Các cơ chế đó bao gồm: định hướng lưu lượng và
cân bằng tải ở lớp ứng dụng, phân loại dịch vụ (Diffserv) ở lớp vận chuyển, kỹ
thuật lưu lượng và định tuyến lại ở lớp mạng. Định hướng lưu lượng là nhằm tận
dụng các phần mạng hiệu suất cao và tránh sử dụng các phần mạng hiệu suất
thấp. Cân bằng tải là phép phân phối các yêu cầu từ máy trạm đến nhiều máy
chủ khác nhau nhằm tăng tính sẵn sàng của dịch vụ và giảm thời gian đáp ứng.
Đồ án mô tả tóm tắt một số phương pháp tiếp cận nhằm định hướng lưu lượng
và cân bằng tải. Diffserv là mô hình cho phép phân chia lưu lượng trong mạng
thành các loại khác nhau và có các xử lý khác nhau đối với chúng, đặc biệt trong
trường hợp tài nguyên của mạng hạn chế. Đồ án cũng trình bày các cơ chế thực
hiện mô hình Diffserv này ở 2 phần, phần ngoài (edge) và phần chính (core) của
mạng. Mục đích của các cơ chế này là để đạt được các phép xử lý khác nhau
đối với từng chặng (PHBs) trên dọc tuyến đường đi của lưu lượng. Bằng cách
kết hợp tất cả các PHBs đó với nhau, có thể cung cấp được một mức chất lượng
dịch vụ (QoS) nào đó trên phạm vi từ thiết bị đầu cuối đến thiết bị đầu cuối.

Ngoài ra đồ án cũng mô tả các xung đột xảy ra giữa mô hình Diffserv và giao
thức TCP và đưa ra các giải pháp giải quyết các xung đột đó.
Kỹ thuật lưu lượng là thuật ngữ mô tả quá trình lặp đi lặp lại công việc lập kế
hoạch và tối ưu hoá mạng. Lập kế hoạch mạng là nhằm cải tiến kiến trúc (cấu
hình và dung lượng kết nối) của mạng về mặt hệ thống để dễ dàng vận hành
mạng và làm cho mạng trở nên đơn giản và có thể hiệu chỉnh. Tối ưu hoá mạng
là nhằm điều khiển việc ánh xạ và phân phối lưu lượng trên cơ sở hạ tầng mạng
hiện có để tránh hoặc giảm bớt hiện tượng tắc nghẽn và do đó tối ưu hoá hiệu
suất sử dụng tài nguyên mạng. Đồ án này mô tả tóm tắt các hệ thống kỹ thuật
lưu lượng đang được nghiên cứu và áp dụng hiện nay sau đó trình bày chi tiết
hệ thống kỹ thuật lưu lượng sử dụng giao thức chuyển mạch nhãn đa giao thức
(MPLS) và đánh giá hiệu suất của nó. Dựa trên các kết quả nghiên cứu và thực
hiện hệ thống này, đồ án sau đó đưa ra một thủ tục chung cho các hệ thống kỹ
thuật lưu lượng ở mức mạng lớn (phạm vi quốc gia, quốc tế). Sau đó đồ án mô
tả việc thực hiện kỹ thuật lưu lượng giữa các miền (domain) với nhau dưới dạng
định lượng. Trong đồ án tôi cũng đưa ra một thuật toán định tuyến cưỡng bức
(constraint-based routing) để tính toán các đường LSPs cho hệ thống MPLS, và
mô tả phương pháp thực hiện mô hình Diffserv trong môi trường MPLS. Cuối
cùng đồ án trình bày 2 công nghệ nổi bật liên quan đến kỹ thuật lưu lượng là,
giao thức định tuyến lambda đa giao thức (MPLmS) và giao thức định tuyến lại
nhanh (fast reroute).
Định tuyến cưỡng bức là một trong các công cụ quan trong nhất đối với kỹ thuật
lưu lượng. Do đó đồ án trình bày một cách chi tiết các vấn đề liên quan đến định
tuyến cưỡng bức bao gồm các phép toán lặp để tính toán các tuyến đường đi với
một độ trễ cho trước và để thực hiện định tuyến chất lượng dịch vụ trên các
mạng ảo được xây dựng trong quá trình kỹ thuật lưu lượng. Để giảm độ phức
tạp tính toán trong phép định tuyến cưỡng bức, đồ án đưa ra một thuật toán
nhằm giảm "chi phí" tính toán bảng định tuyến cho thuật toán OSPF.
Tóm lại, đồ án này không chỉ thảo luận tất cả các vấn đề liên quan đến chất
lượng dịch vụ mà còn trình bày một cách tiếp cận có hệ thống nhằm cung cấp

chất lượng dịch vụ cho các dịch vụ trên Internet.
Tháng 9, 2001
Tác giả
Nguyễn Tài Hưng
Lời Tựa
Trong qúa trình thực hiện luận văn này tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ
và hổ trợ từ rất nhiều người. Đầu tiên, tôi xin trân trọng nói lời cảm ơn tới người
hướng dẫn đồ án của tôi, PGS. TS. Phạm Minh Hà, người luôn luôn chú ý,
hướng dẫn và đưa ra những lời khuyên bất cứ khi nào tôi cần. Cô Hà là người
đã giúp đỡ và dẫn dắt tôi khi tôi mới bắt đầu tham gia vào lĩnh vực nghiên cứu
các kỹ thuật và công nghệ truyền thông với dự án "Nghiên cứu thiết kế phần
mềm lập kế hoạch và tối ưu hoá mạng đường trục ATM". Không có sự hướng
dẫn và dìu dắt của cô tôi không thể nào hoàn thành được dự án nghiên cứu nêu
trên và càng không thể trưởng thành trong công tác nghiên cứu khoa học như
ngày hôm nay. Khi tôi đã có được những kỹ năng cơ bản trong việc nghiên cứu,
Tiến sĩ Hà đã để tôi tự do làm việc trong môi trường thực tế tại các công ty sản
xuất thiết bị viễn thông và các nhà khai thác mạng trong quá trình hoàn thành
luận văn cao học này. Trong môi trường thực tế của nghành công nghiệp thông
tin và viễn thông, tôi đã cố gắng nghiên cứu và triển khai các cơ chế cung cấp
chất lượng dịch vụ, và thử nghiệm một hệ thống MPLS cở nhỏ trong phòng thí
nghiệm. Với những kinh nghiệm thực tế này, luận văn cao học của tôi sẽ mang
tính chuyên sâu và thuyết phục hơn.
Tôi cũng bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới các nghiên cứu sinh: Nguyễn Hữu
Thanh (nghiên cứu sinh tiến sĩ ở Đức), Nguyễn Chấn Hùng (nghiên cứu sinh tiến
sĩ ở Tây Ban Nha), các khoa viện và các giảng viên, cán bộ của trường ĐHBK-
HN đã có những lời khuyên, giúp đỡ hết sức quý báu cũng như cung cấp cho tôi
rất nhiều các tài liệu tham khảo quan trọng giúp tôi phát triển kiến thức và kỹ
năng nghiên cứu của mình.
Ngoài ra tôi cũng xin chân thành cảm ơn anh Vũ Thanh Hải (văn phòng đại diện
Siemens tại Việt nam), kỹ sư Nguyễn Xuân Phương (công ty Điện Toán và

Truyền Số Liệu), ông SHMUEL WIDER (công ty ECI Telecom/Israel) và anh
Anuchit Vasinonta (Tom) (văn phòng châu á thái bình dương của Redback
Networks tại Thái lan). Họ đã cố vấn, tin tưởng cho phép tôi thực hiện các thử
nghiệm một hệ thống MPLS nhỏ trên các thiết bị của ECI Telecom và Redback
Networks. Họ cũng đã hướng dẫn và giúp sữa bản thảo luận văn trong suốt quá
trình hoàn thành luận văn.
Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, tôi muốn nói lời cảm ơn chân
thành tới tất cả bạn bè, đồng nghiệp của tôi, đặc biệt anh Phạm Văn Tiến (người
bạn tốt và cũng là đồng nghiệp của tôi tại bộ môn kỹ thuật thông tin, khoa điện tử
viễn thông, trường ĐHBK-HN) đã giúp đỡ và hổ trợ tôi rất nhiều với tinh thần bạn
bè trong sáng và vô tư.
Xin chân thành cảm ơn tất cả!
Chương 1 Giới thiệu: Những xu hướng phát triển và
vấn đề tồn tại của mạng Internet.
Không có gì làm thay đổi thế giới này nhanh như Internet [1]. Ngày nay Internet
đã trở thành một trong các công cụ vẩn chuyển thông tin quan trọng nhất. Con
người bắt đầu sử dụng Internet để học tập, nghiên cứu, mua bán hàng hoá và
thực hiện các giao dịch ngân hàng và thị trường chứng khoán. Vì Internet ngày
càng trở nên quan trọng nên các yêu cầu đối với nó cũng ngày càng đòi hỏi cao
hơn. Bị thúc ép bởi các yêu cầu về băng thông, chất lượng dịch vụ (QoS) và tính
bảo mật, mạng Internet ngày càng được nghiên cứu phát triển để trở nên tinh vi
hơn, thông minh hơn và an toàn hơn [2][3]. Chương này sẽ trình bày tóm tắt một
số xu hướng phát triển và các vấn đề liên quan của mạng Internet.
1.1Internet, nhìn toàn cảnh
Mạng Internet bao gồm các mạng LAN (Local Area Networks) và mạng MAN
(Metropolitan Area Networks) được liên kết với nhau bởi một mạng đường trục
tốc độ cao. Các mạng LANs và MANs ở đây có thể mạng của các trường đại
học, các công ty, tổ chức, hoặc các nhà cung cấp dịch vụ khu vực, quốc gia, vv...
. Mạng Internet đường trục bao gồm một số mạng của các nhà cung cấp dịch vụ
Internet (ISPs) quốc gia và quốc tế như AT&T WorldNet, Global Crossing, Sprint,

UUNET (Mỹ), SingTel (Singapore), Dustch Telecom (Đức), VDC (Việt nam). Các
mạng này chúng thường chống lấn nhau về mặt địa lý. Các mạng ISPs được liên
kết với nhau qua các điểm chuyển mạch công cộng gọi là NAPs (Network
Access Points). Để tránh tắc nghẽn xảy ra ở các NAPs, các mạng ISP cũng
thường được kết nối bằng các kết nối thuê riêng khác. Một mạng ISP bao gồm
nhiều điểm cung cấp dịch vụ POPs (Point of Presence) và các kết nối liên kết các
POP với nhau. Hình 1-1 trình bày ví dụ về một mạng ISP điển hình. Nói một
cách đơn giản, một POP bao gồm sự kết hợp của một hay nhiều bộ định tuyến
truy nhập ARs (Access Router) kết nối tới các khách hàng ở xa, các bộ định
tuyến biên BRs (Border Router) kết nối tới mạng của các ISP khác, các bộ định
tuyến chủ HRs (Hosting Router) kết nối tới các máy chủ phục vụ Web của các
ICP (Internet Content Provider) như Yahoo, Vnn, Fpt, và các bộ định tuyến chính
CRs (Core Router) kết nối tới các POP khác. Lưu lượng từ các ARs, BRs và
HRs trước hết phải được gửi tới CR. CR sau đó sẽ chuyển tiếp lưu lượng tới các
CR khác, cho đến khi tới POP cuối cùng (điểm đích).
Kiến trúc của các POP thường là đối xứng (như trong hình 1-1). Các POP khác
nhau thường được kết nôi theo cấu hình vòng để tăng độ tin cậy. Một mạng ISP
lớn có thể có trên 50 POPs (mạng của VDC hiện có khoảng 28-30 POPs tại Hà
nội, TP HCM và các tỉnh).
Hình 1-1. Ví dụ về một mạng ISP
1.2Các xu hướng và tồn tại trong mạng
Internet đường trục
Phần này sẽ thảo luận các xu hướng và vấn đề tồn tại trong các mạng Internet
đường trục.
1.2.1 Kết nối tốc độ cao
Trong vài năm trở lại đây, các liên kết đường trục đã được nâng cấp từ các
đường DS-3 (45Mbps) lên OC-12c (622Mbps) trên thế giới, còn ở Việt nam hiện
các kết nối đường trục của VDC chủ yếu là các đường E1 (2,048Mbps) hoặc
thấp hơn, 521kbps, 256kbps, 128kbps hoặc thậm chí 64kbps. Tuy nhiên xu
hướng chung là các kết nối đường trục phải được nâng cấp tốc độ cao hơn nữa.

Trên thế giới, các ISPs lớn như Global Crossing, Qwest, MCI WorldCom (Mỹ),
SingTel (Singapore) đang phát triển các kết nối OC-48c (2.5Gbps) và thậm chí
OC-192c (10Gbps).
Có 2 yếu tốc dẫn đến việc phát triển các kết nối tốc độ cao trong mạng Internet
đường trục. Thứ nhất là sự gia tăng đến chóng mặt lưu lượng trên mạng
Internet, mà theo các số liệu thông kế thì tỉ lệ tăng là gấp đôi mỗi sáu tháng. Với
xu thế áp dụng các công nghệ đường thuê bao băng rộng như xDSL, cáp đồng
trục kết nối thuê bao với nhà cung cấp dịch vụ và ngày càng xuất hiện nhiều các
ứng dụng đa phương tiện (multi-media) trên Web, thì lưu lượng trên Internet
được dự báo là sẽ còn gia tăng mạnh trong tương lai. Do đó, các ISP phải cung
cấp đủ băng thông để đáp ứng các yêu cầu gia tăng về lưu lượng đó. Yếu tố thứ
2 dẫn đến việc phát triển các liên kết cao tốc liên quan đến chi phí và tính hiệu
quả. Ví dụ, chi phí cho một kết nối OC-12c (622Mbps) sẽ không lớn gấp 4 lần chi
phí cho một kết nối OC-3c (155Mbps). Nói cách chi phí trên một đơn vị băng
thông của các kết nối tốc độ cao thấp hơn của các kết nối tốc độ thấp. Ngoài ra,
xét về mặt vận hành và bảo dưỡng mạng thì việc quản lý một đường OC-12c sẽ
đơn giản hơn quản lý 4 đường OC-3c.
Các vấn đề liên quan đến các kết nối tốc độ cao bao gồm:
 Trễ truyền lan trở nên một vấn đề trọng yếu: Trễ truyền lan là thời gian
cần thiết để tín hiệu di chuyển từ nguồn tới đích, thường là với tốc độ ánh
sáng. Tuỳ thuộc vào phương tiện truyền dẫn, tuy nhiên nói chung ánh
sáng cần khoảng 8ms để truyền trên một khoảng cách 1000 dặm
(1852km). Điều này có nghĩa là trễ truyền lan một chiều giữa Hà nội và TP
HCM (2000 km) khoảng 11ms. Với các bộ chuyển mạch / bộ định tuyến
và các kết nối tốc độ cao, trễ hàng đợi trong các bộ chuyển mạch / bộ
định tuyến trong trường hợp bình thường thường dưới 1ms. Giả sử lưu
lượng phải được chuyển qua 10 bộ định tuyến / bộ chuyển mạch, thì trễ
truyền lan xấp xĩ 2/3 lượng trễ tổng cộng. Điều này có ảnh hưởng trực tiếp
đến phương pháp cung cấp chất lượng dịch vụ trên Internet. Điều này có
nghĩa là khi đó các cơ chế phức tạp để giảm trễ hàng đợi không còn quan

trọng lắm, trừ khi mạng có tắc nghẽn xảy ra làm cho trễ hàng đợi trở nên
rất lớn. Mà khi đó việc điều khiển phân chia lưu lượng để tránh tắc nghẽn
xảy ra trở nên hiệu quả hơn. Vì trễ truyền lan đối với một kết nối là không
đổi nên các kết nối có tốc độ cao hơn thì có lượng dữ liệu đang trên
đường truyền (data on-the-fly) lớn hơn. Ví dụ, lượng dữ liệu đang trên
đường truyền của một kết nối OC-3c từ Hà nội vào TP HCM là 155Mbps x
11ms = 0,213 MB. Còn với kết nối OC-192c thì lượng dữ liệu trên đường
truyền là 13,75MB. Điều này tự bản thân nó thì không có vấn đề gì, nhưng
nếu trường hợp có sự cố xảy ra đối với kết nối thì lượng dữ liệu cần phải
nhớ đệm sẽ nhiều hơn, nếu không sẽ mất dữ liệu. Điều này cần được
xem xét khi thiết kế các hệ thống nhớ đệm trong các bộ chuyển mạch và
định tuyến tốc độ cao.
 Tính sẵn sàng của mạng trở nên rất quan trọng: Độ sẵn sàng là khả năng
của mạng để tiếp tục hoạt động với một mức chất lượng nhất định khi
đường truyền hoặc các bộ định tuyến có sự cố xảy ra. Với trường hợp tốc
độ cao điều này càng quan trọng. Phương pháp truyền thống đảm bảo
tính sẵn sàng cao là cung cấp các bộ định tuyến và kết nối dự phòng, ví
dụ phương thức APS (automatic protection switching) trong thông tin
quang (SONET/SDH) và trong các mạng ATM [4]. Trong đó nếu một bộ
định tuyến hoặc kết nối xảy ra sự cố thì lưu lượng sẽ được chuyển sang
bộ định tuyến hoặc kết nối dự phòng trong vòng 50ms. ở đây APS là
phương thức cung cấp độ sẵn sàng cao cho mạng ở lớp vật lý (lớp 1). Độ
sẵn sàng cũng có thể được cung cấp ở lớp mạng. Vì các bộ định tuyến
được kết nối theo cấu hình vòng nên sẽ có nhiều đường đi giữa mỗi cặp
nguồn và đích. Do đó, nếu có bất kỳ sự cố nào xảy ra đối với bộ định
tuyến / kết nối trên tuyến đường đang hoạt động thì lưu lượng có thể
được chuyển sang các đường đi khác. Tuy nhiên phương pháp tiếp cận
cung cấp độ sẵn sàng cao cho mạng theo kiểu này có một vấn đề là khi có
sự cố xảy ra các giao thức định tuyến IGPs (Interior Gateway Protocols)
như OSPF hay IS-IS để truyền thông tin về sự cố cho các bộ định tuyến

khác để tính toán lại các tuyến đường của chúng. Tuỳ thuộc vào kích
thước của mạng mà việc định tuyến lại này sẽ cần từ vài giây đến vài
phút. Trong khoảng thời gian này, lưu lượng gửi qua tuyến đường bị ảnh
hưởng này có thể bị mất do các bộ định tuyến trung gian không thể nhớ
đệm một số lượng lớn số liệu như vậy. Để giải quyết vấn đề này, cần phải
có một cơ chế định tuyến lại mới để giảm bớt thời gian tính toán lại các
bảng định tuyến khi có sự cố xảy ra, một trong các cơ chế được đưa ra đó
là cơ chế định tuyến lại nhanh (Fast Reroute). Cơ chế này sẽ thực hiện
việc khắc phục tạm thời tuyến đường bị ảnh hưởng bởi sự cố để nó có thể
tiếp tục vận chuyển dữ liệu, và đồng thời thông báo cho các nguồn bị ảnh
hưởng để tính toán lại các tuyến đường mới để chuyển tiếp lưu lượng của
chúng. Cơ chế định tuyến lại nhanh sẽ được thảo luận chi tiết ở chương
4.
1.2.2 Chất lượng dịch vụ - QoS
Từ trước tới nay, mạng Internet chỉ có thể cung cấp các dịch vụ dạng “best-
effort”. Trong đó, lưu lượng được xử lý (chuyển tiếp) với tốc độ nhanh có thể
nhưng không có bất kỳ sự đảm bảo nào về thưòi gian xử lý cũng như độ tin cậy
của việc vận chuyển lưu lượng đến đích. Tuy nhiên, ngày nay với sự phát triển ồ
ạt các dịch vụ thương mại điện tử (e-commerce), vấn đề đảm bảo chất lượng
dịch vụ cho các ứng dụng trên mạng Internet trở nên cần thiết hơn bao giờ hết.
Nhìn chung có 2 nhân tố cơ bản dẫn đến yêu cầu về chất lượng dịch vụ. Thứ
nhất, với các công ty thực hiện việc kinh doanh trên Web, họ cần chất lượng dịch
vụ để cải thiện và nâng cao chất lượng vận chuyển các thông tin và dịch vụ của
họ đến khánh hàng như một yếu tố để thu hút ngày càng nhiều khách hàng. Thứ
2 các nhà cung cấp dịch vụ Internet - ISPs cần thêm nhiều các dịch vụ giá trị gia
tăng trên mạng của họ để tăng lợi nhuận. Hiện nay có hai mô hình cho phép
cung cấp chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng trên mạng Internet là Mô hình
tích hợp dịch vụ – Intserv (Integrated services) và Mô hình phân chia dịch vụ –
Diffserv (Differentiated services). Thực chất của mô hình Intserv là nó thực hiện
việc dành trước các tài nguyên (băng thông đường truyền và không gian bộ

đệm) cho mỗi phiên làm việc để có thể đảm bảo chất lượng cho các dịch vụ khi
cần thiết. Còn đối với Diffserv thì nó thực hiện việc phân chia lưu lượng thành
các loại khác nhau cung cấp cho chúng các xử lý khác nhau [2].
Để cung cấp chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng trên Internet, cần phải sử
dụng một số cơ chế có thể ở lớp vận chuyển (lớp 4) hoặc lớp mạng (lớp 3).
Phương pháp và cách thức cung cấp chất lượng dịch vụ trên Internet là chủ đề
của luận văn này. Gần đây có một số viện nghiên cứu, trường đại học và các
công ty công nghệ đưa ra một số cơ chế cung cấp QoS ở lớp ứng dụng, do đó
luận văn dành một phần nhỏ để trình bày vắn tắt các cơ chế đó. Bên cạnh các
cơ chế (thuật toán) cung cấp QoS thì việc điều khiển (monitoring), quản lý và tính
cước (accounting & billing) cũng là các vấn đề quan trọng liên quan đến QoS. Cả
khắch hàng lẫn nhà cung cấp chất lượng đều cần phải biết được liệu chất lượng
dịch vụ đã thoả thuận giữa họ có được đảm bảo hay không, và đồng thời các
nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISPs) cũng cần có phương pháp để tính toán hoá
đơn mới cho khách hàng. Để thực hiện thêm các chức năng này, các thiết bị
biên (edge devices) sau này cần phải có các tính năng phần mềm phong phú và
tiên tiến và khả năng đo lường lưu lượng để cho phép các ứng dụng tính cước
tạo các báo cáo dựa trên các số liệu thu thập được bởi các thiết bị biên đó [23].
1.2.3 Kỹ thuật lưu lượng với các mạng IP
Ban đầu và suốt một thời gian dài mạng Internet đường trục chỉ bao gồm các bộ
định tuyến chạy giao thức IP. Tuy nhiên, vài năm gần đây, một số nhà cung cấp
dịch vụ (ISPs) trên thế giới đã đưa các bộ chuyển mạch ATM vào phần mạng
đường trục của họ. Theo cách đó các bộ định tuyến IP được sử dụng ở biên của
mạng và được kết nối tới các chuyển mạch ATM (được nối từng đôi một) ở phần
trung tâm của mạng. Thông qua các ATM PVCs (Permanent virtual circuits), các
bộ định tuyến có thể được coi là được kết nối một cách đầy đủ từng đôi một [6]
[7]. Sau đây là những lý do mà người ta đã sử dụng các bộ chuyển mạch ATM
trong phần chính của mạng:
 Tại thời điểm đó các bộ chuyển mạch ATM có tốc độ nhanh hơn nhiều
các bộ định tuyến IP

 Hai là các mạng ATM tự nó đã có khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ
và kỹ thuật lưu lượng.
Tuy nhiên ATM cũng tồn tại một số các nhược điểm như:
 Chức năng SAR (Segmentation and reassembly) rất khó thực hiện ở tốc
cao; Do đơn vị truyền dẫn trong mạng ATM là các tế bào có kích thước 53
bytes, nên các gói IP phải được chia nhỏ thành các tế bảo ở đầu vào của
mạng ATM. Và tất nhiên ở đầu ra của mạng ATM, các tế bảo lại phải
được ghép lại thành các gói IP ban đầu. Vì các tế bào được ghép một
cách luân phiên nên SAR phải thực hiện nhớ đệm (queuing) và lập lịch
(scheduling) cho một số lượng lớn các VCs. Do đó rất khó thực hiện SAR
ở tốc độ OC-48 hoặc cao hơn.
 Thứ 2 là công nghệ ATM có phần thông tin tiêu đề (vô ích) khá cao; Trong
tổng số 53 bytes của một tế bào ATM có 5 bytes được sử dụng cho phần
tiêu đề. Điều này làm cho phần trăm thông tin tiêu đề của mạng ATM
tương đối cao.
Vì hai nhược điểm trên và cũng vì các bộ định tuyến IP ngày nay đã có thể đạt
được tốc độ của các bộ chuyển mạch ATM và thậm chí còn cao hơn, nên các
ISPs có xu hướng chuyển các mạng của họ từ ATM trở lại thành IP. Tuy nhiên,
bất kể là trong mạng ATM hay mạng IP, các kỹ thuật lưu lượng vẫn rất hữu ích.
Trong các mạng IP thông thường, lưu lượng luôn luôn được chuyển đi trên các
tuyến đường ngắn nhất. Điều này có thể gây ra tắc nghẽn trên một số kết nối
trong khi một số kết nối khác lại có lượng tải qúa thấp. Kỹ thuật lưu lượng là việc
thực hiện một cách lặp đi lặp lại quá trình lập kế hoạch và tối ưu hoá mạng. Mục
đích của kỹ thuật lưu lượng là nhằm tối ưu hoá hiệu quả sử dụng tài nguyên và
hiệu suất mạng [8][9][10].
Để có thể thực hiện kỹ thuật lưu lượng một cách hiệu quả trong các mạng IP,
người quản trị mạng phải có thể điều khiển được đường đi của các gói. Điều này
làm nảy sinh một cái gì đó tương tự một kết nối trong các mạng IP hoạt động
theo phương thức không kết nối (phát quảng bá).Giao thức chuyển mạch nhãn
đa giao thức, MPLS (Multi-protocol lable switching)[11] có thể cung cấp các kết

nối như vậy bằng các LSPs (label switched paths) của nó. Đó là một trong những
lý do làm cho MPLS trở nên rất hữu ích cho các mạng IP.
1.2.4 Bảo mật
Do ngày càng nhiều các công ty tiến hành công việc kinh doanh của họ trên
mạng Internet, cũng như ngày càng nhiều các dữ liệu quan trọng được truyền
qua mạng Internet, vấn đề bảo mật thông tin đã trở nên hết sức quan trọng. Bảo
mật thông tin trên Internet là thực hiện việc mã hoá/giải mã dữ liệu cần truyền,
lọc gói, nhận thực người dùng và quản lý các nguồn tài nguyên [12].
1.2.5 Chuyển mạch quang
Ngày nay, lưu lượng đang được truyền dưới dạng sóng ánh sáng bên trong các
kết nối vật lý. Tuy nhiên tại các nút trung gian tín hiệu ánh sáng phải được
chuyển đổi thành tín hiệu số, sau đó mới được định tuyến và chuyển mạch. Đối
với những lưu lượng còn phải đi tiếp (transit trafffic) thì tín hiệu số lại được
chuyển đổi thành tín hiệu quang trước khi truyền đi. Phương thức này có 2
nhược điểm. Thứ nhất, nếu chức năng định tuyến và chuyển mạch của nút
không hoạt động, thì dữ liệu chuyển tiếp sẽ bị ảnh hưởng. Thứ 2, thiết bị chuyển
đổi từ quang sang điện rồi lại từ điện sang quang (O-E-O) rất phức tạp và nó
cuối cùng lại trở thành điểm gây ra tắc nghẽn trong mạng. Do đó, cần thiết phải
thực hiện việc chuyển mạch các kênh thông tin trưch tiếp dưới dạng quang, bỏ
qua quá trình chuyển đổi O - E - O. Phương thức đó gọi là kỹ thuật chuyển
mạch quang. Thiết bị thực hiện việc chuyển mạch quang gọi là các bộ đấu chéo
quang (OXCs). Trong đó, chỉ những lưu lượng dành cho bộ định tuyến / hay bộ
chuyển mạch này mới được chuyển thành tín hiệu số và được xử lý. Xu hướng
trong những năm tới là tích hợp chặt chẽ các OXCs vào các bộ định tuyến. Và
chúng sẽ trở thành phần trung tâm của mạng Internet [13][14][15].
Chương 4 sẽ trình bày chi tiết hơn về vấn đề chuyển mạch quang.
1.3Tổ chức của luận văn
Luận văn này thảo luận các giải pháp và cơ chế cung cấp chất lượng dịch vụ cho
các ứng dụng trên Internet. Trong đó tập trung vào các phương pháp tiếp cận và
cơ chế tương ứng cần để thực hiện các cách tiếp cận đó trong các mạng đường

trục Internet, tức các mạng ISP. Các phương pháp tiếp cận được nhóm lại thành
một số nhóm dựa trên lớp (trong mô hình phân lớp OSI) mà chúng được thực
hiện. Và các phương pháp tiếp cận trong luận văn này chỉ tập trung chủ yếu ở 2
lớp là lớp mạng và lớp vận chuyển. Tuy nhiên để mang tính tổng thể luận văn
cũng đề cập đến một số phương pháp tiếp cận nhằm cung cấp QoS ở lớp ứng
dụng. Chương 2 của luận văn trình bày một đoạn giới thiệu ngắn về QoS và đưa
ra danh sách những việc cần thực hiện để cung cấp QoS trong mạng Internet.
Chương 3 trình bày hai mô hình cung cấp QoS phổ biến là mô hình tích hợp dịch
vụ Intserv và mô hình phân chia dịch vụ Diffserv, và tập trung vào các cơ chế cần
thiết trong mô hình Diffserv. Chương 4 nghiên cứu phương pháp tiếp cận quan
trọng nhất để cung cấp QoS là kỹ thuật lưu lượng và trình bày một số các kỹ
thuật lưu lượng là kỹ thuật định tuyến có điều kiện (constraint-based routing),
MPLS, IS-IS cải tiến, và giao thức báo hiệu RSVP. Một ví dụ về việc thiết kế và
thực hiện kỹ thuật lưu lượng cho hệ thống mạng của VDC cũng được trình bày
trong chương này. Mặc dù luận văn này chủ yếu tập trung vào kỹ thuật lưu lượng
cho các mạng quản lý độc lập (intra-domain), nó cũng trình một số khía cạnh hệ
thống của kỹ thuật lưu lượng giữa các mạng với nhau (inter-domain). Hai công
nghệ mới liên quan chặt chẽ đến kỹ thuật lưu lượng là kỹ thuật chuyển mạch
lambda đa giao thức (multi-protocol lambda switching) và kỹ thuật định tuyến lại
nhanh (fast reroute) cũng được thảo luận trong chương này. Chương 5 dành để
mô tả kỹ thuật định tuyến có điều kiện vì đây là công cụ rất quan trọng để thực
hiện các kỹ thuật lưu lượng. Vì định tuyến có điều kiện thường có độ phức tạp
tính toán rất cao nên trong chương này cũng dành một phần để thảo luận việc
giảm chi phí tính toán bằng định tuyến cho giao thức tìm đường ngắn nhất
OSPF. Chương 6 trình bày các cách tiếp cận nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ
ở lớp ứng dụng. Cuối cùng chương 7 là phần kết luận của luận văn.
1.4Tóm tắt một số kết quả đạt được của luận
văn
Kết quả lớn nhất của luận văn này là đã cung cấp được một giải pháp tổng hợp
cung cấo chất lượng dịch vụ trên Internet. Giải pháp bao gồm các mô hình và cơ

chế như: Diffserv, kỹ thuật lưu lượng, định hướng lưu lượng và cân bằng tải.
Đối với mô hình Diffserv, luận văn đã mô tả một cách chi tiết và đầy đủ các cơ
chế thực hiện ở phân biên (edge) và phần chính (core) của mạng. Các cơ chế
đó cũng được sử dụng để đạt được các PHB (per-hop behavior) mong muốn. Do
đó có thể cung cấp được một mức chất lượng dịch vụ nhất định từ đầu cuối đến
đầu cuối bằng cách kết hợp tất cả các PHB đó lại với nhau. Luận văn cũng đã đề
cập và đưa ra giải pháp cho các xung đột xảy ra giữa Diffserv và TCP. Điều này
giải quyết được vấn đề chủ yếu của Internet. Giải pháp ở đây dựa trên giải pháp
đã được đưa ra của IETF [59].
Đối với kỹ thuật lưu lượng thì luận văn trước hết thảo luận các vấn đề thiết kế.
Sau đó trình bày việc thực hiện hệ thống MPLS cho mạng của VDC trên phạm vi
toàn quốc và đánh giá hiệu suất của nó. Luận văn cũng đã mô tả một cách định
lượng phương pháp tiếp cận thực hiện kỹ thuật lưu lượng liên mạng (inter-
domain). Đồng thời luận văn cũng đưa ra một thực hiện thuật toán định tuyến có
điều kiện để tính toán các LSP, và mô tả phương pháp thực hiện mô hình
Diffserv trong một trường MPLS. Sau đó là thuật toán định tuyến lại nhanh và kỹ
thuật chuyển mạch lambda đa giao thức.
Như đã nói ở trên định tuyến có điều kiện (constraint-based routing) là một trong
các công cụ quan trọng nhất để thực hiện một hệ thống kỹ thuật lưu lượng. Do
đó luận văn đã trình bày rất chi tiết các vấn đề có liên quan đến định tuyến có
điều kiện. Sau đó đưa ra các phương pháp lặp (heuristics) để tính toán các tuyến
đường với điều kiện ràng buộc là giá trị trễ truyền cho trước, và thuật toán lặp
cho định tuyến QoS trên các mạng ảo được xây dựng trong quá trình thực hiện
hệ thống kỹ thuật lưu lượng. Luận văn cũng đưa ra một thuật toán giảm chi phí
tính toán bảng định tuyến của thuật toán định tuyến OSPF nhằm làm giảm độ
phức tạp tính toán. Hai kỹ thuật rất hữu ích trong việc cải thiện hiệu suất của lưu
lượng Web là định hướng lưu lượng và cân bằng tải cũng đã được mô tả vắn tắt.
Tóm lại luận văn đã không chỉ trình bày một phân tính tổng hợp về tất cả những
vấn đề chính liên quan đến QoS mà còn đưa ra giải pháp cung cấp chất lượng
dịch vụ cho các ứng dụng trên Internet. Ngoài ra còn đưa ra thiết kế và thực hiện

hệ thống kỹ thuật lưu lượng cho mạng Internet quốc gia của VDC.
Chương 2 Những Nhiệm Vụ Chính Nhằm Cung
Cấp Chất Lượng Dịch Vụ Trên Internet
Chất lượng dịch vụ của một mạng thông tin nói chung và mạng Internet nói riêng
được phản ánh bởi mức độ hài lòng của các thuê bao của nó. Mặc dù còn phụ
thuộc vào kiểu dịch vụ và mức độ chấp nhận của người dùng, mức chất lượng
dịch vụ QoS thường được đo lường bởi độ trễ của gói, biến thiên trễ (jitter), xác
suất mất gói và độ khả thông (throughput) của ứng dụng [6].
Phần đầu chương này chúng tôi dành mô tả hai mô hình cung cấp QoS trên
Internet. Đó là mô hình tích hợp dịch vụ (Intserv) với giao thức báo hiệu RSVP
(resource reservation protocol) và mô hình phân chia dịch vụ (Diffserv). Chúng là
các phương pháp tiếp cận truyền thống để cung cấp chất lượng dịch vụ cho các
ứng dụng trên Internet. Phần tiếp theo trình bày các phân tích để chứng minh
rằng Intserv/Diffserv không thể giải quyết tất cả mọi vấn đề, và rõ ràng cần thiết
phải có các cách tiếp cận khác. Sau đó trình bày một sườn gồm các công việc
chính cần thực hiện để cung cấp QoS bao gồm nhiều cơ chế như định hướng dữ
liệu (traffic directing) và cân bằng tải (load balancing) ở lớp ứng dụng, Diffserv ở
lớp vận chuyển (lớp 4) và lớp mạng (lớp 3), kỹ thuật lưu lượng (traffic
engineering) và định tuyến lại nhanh (fast rerouting) ở lớp mạng.
2.1 Giới thiệu
Chúng ta đều biết mạng Internet ngày nay chỉ có thể cung cấp các dịch với chất
lượng tốt nhất có thể (best effort service). Tuy nhiên với sự chuyển biến nhanh
chóng của mạng Internet trở thành cơ sở hạ tầng cho các giao dịch thương mại,
thì yêu cầu về chất lượng dịch vụ ngày càng cấp thiết. Khi đó mạng Internet phải
có thể cung cấp được một số loại dịch vụ thay vì chỉ một loại như hiện nay. Một
trong các kiểu dịch vụ đó là phải có thể xác định trước được chất lượng dịch vụ
nhằm cho phép các công ty thực hiện công việc kinh doanh trên Web. Những
công ty đó họ sẽ phải trả một mức giá nhất định cho độ tin cậy của dịch vụ mà họ
có được. Kiểu dịch vụ này có thể chỉ là một lớp dịch vụ đơn, hoặc nó có thể bao
gồm nhiều lớp như dịch vụ chất lượng vàng và dịch vụ chất lượng bạc với mức

chất lượng giảm dần.
Một kiểu dịch vụ khác sẽ cung cấp các dịch vụ có độ trễ và Jitter thấp cho các
ứng dụng thời gian thực. Cuối cùng dịch vụ chất lượng tốt nhất có thể vẫn được
duy trì cho những khách hàng chỉ cần kết nối [2].
Mặc dù vẫn còn có những tranh cải về tính cần thiết của các cơ chế cung cấp
chất lượng dịch vụ mà một trong các ý kiến phản bác việc đưa ra các cơ chế đó
cho rằng với các cải tiến vượt bậc trong công nghệ cáp sợi quang và kỹ thuật
ghép bước sóng (DWDM) sẽ làm cho lượng băng tần trở nên dồi dào và chi phí
trên một đơn vị băng thông thấp do đó chất lượng dịch vụ tự nhiên đã được đảm
bảo. Lại có ý kiến khác cho rằng cho dù với các công nghệ tiên tiến trên thì các
ứng dụng mới với yêu cầu băng thông cao cũng phát triển với tốc độ rất nhanh
nên băng tần không bao giờ là thừa. Tuy nhiên đồ án này không có ý định bàn
luận về vấn đề này, mà ở đây tác giả chỉ muốn lưu ý một điều rằng cho dù cuối
cùng băng tần cũng được tạo ra một cách dư thừa và chi phí thấp thì điều đó vẫn
chưa thể xảy ra bây giờ. Do đó tại thời điểm hiện nay và trong một tương lai gần
việc nghiên cứu, phát triển một số cơ chế nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ cho
các ứng dụng trên Internet là rất cần thiết. Và trên thực tế phần lớn các nhà cung
cấp các bộ định tuyến và chuyển mạch Internet đều hổ trợ quan điểm này bằng
cách phát triển các cơ chế đó trong các sản phẩm của họ [17][18][19][20][21].
Tổ chức chuẩn hoá IETF (Internet Engineering Task Force) đã đưa ra nhiều các
mô hình dịch vụ và giao thức nhằm cung cấp QoS trên Internet. Đáng lưu ý trong
đó là hai mô hình: mô hình dịch vụ tích hợp với giao thức bào hiệu RSVP
(Intserv) và mô hình phân chia dịch vụ (Diffserv). Chúng sẽ được mô tả tóm tắt
trong các phần tiếp theo.
2.2 Mô hình dịch vụ tích hợp và giao thức
báo hiệu RSVP
Mô hình dịch vụ tích hợp (Intserv) [24] đề xuất hai lớp dịch vụ thêm vào cho dịch
vụ chất lượng tốt nhất có thể. Đó là: 1) dịch vụ bảo đảm [26] cho ứng dụng yêu
cầu giới hạn trễ cố định; và 2) dịch vụ tải điều khiển [27] cho các ứng dụng yêu
cầu độ tin cậy cao. Thực chất của mô hình này là “có một yêu cầu không thể

tránh khỏi đối với các bộ định tuyến phải có thể dành trước nguồn tài nguyên của
nó (RAM, CPU, vv...) để cung cấp các mức chất lượng dịch vụ cụ thể cho dòng
các gói mang lưu lượng người dùng. Điều này yêu cầu các bộ định tuyến phải có
khả năng quản lý các luồng lưu lượng (tương tự các kết nối trong chuyển mạch
kênh).
Giao thức phục vụ nguồn-RSVP được sáng chế như là giao thức báo hiệu cho các ứng dụng
để dự trữ các nguồn [28]. Quá trình báo hiệu được minh hoạ trong hình 2-1. Người gửi gửi
một bản tin PATH tới người nhận xác định rõ tính chất của lưu lượng. Mọi bộ định tuyến
trung gian dọc theo đường hướng đi của bản tin PATH tới bước tiếp theo được xác định
bởi giao thức định tuyến. Đến khi nhận được bản tin PATH, người nhận trả lời với bản tin
RESV để yêu cầu nguồn cho luồng xác định. Mọi bộ định tuyến trung gian dọc theo đường
dẫn có thể loạI bỏ hoặc chấp nhận yêu cầu của bản tin RESV. Nếu yêu cầu này bị loại bỏ,
thì bộ định tuyến sẽ gửi một bản thông báo lỗi tới người nhận, và quá trình báo hiệu sẽ kết
thúc. Nếu yêu cầu được chấp nhận, băng thông kết nối và độ không gian bộ đệm được cấp
cho luồng lưu lượng và thông tin trạng thái liên quan đến luồng lưu lượng sẽ được cài đặt
trong bộ định tuyến.
Hình 2-1: Báo hiệu RSVP
Dịch vụ tích hợp-Intserv được thực hiện bởi bốn thành phần: giao thức báo hiệu (ví dụ
RSVP), sự đIều khiển định tuyến, cấu hình phân lớp và cấu hình gói. Dịch vụ đảm bảo yêu
cầu các ứng dụng hoặc dịch vụ tải điều khiển phải được cài đặt các đường dẫn và dự trữ
các tài nguyên trước khi truyền dữ liệu của họ. Sự điều khiển định tuyến sẽ quyết định cho
việc cấp nguồn cho yêu cầu hay không. Khi bộ định tuyến nhận được gói, bộ phân lớp sẽ
thực hiện sự phân lớp đa trường (MF) và đưa gói vào hàng đợi đặc biệt dựa trên kết quả
của sự phân lớp. Cấu hình gói sau đó sẽ lên lịch trình cho gói để đạt được yêu cầu chất
lượng dịch vụ của nó.
Kiến trúc dịch vụ tích hợp-Intserv/giao thức phục vụ nguồn-RSVP bị ảnh hưởng bởi
công việc của Ferrari. [29]. Nó thể hiện sự thay đổi cơ bản sang kiến trúc Internet truyền
thống, có thể thấy được dựa trên khái niệm là tất cả các thông tin trạng thái liên kết luồng
nên ở trong các hệ thống cuối [32]. Các vấn đề với kiến trúc Intserv là: 1) tổng số trạng thái
thông tin tăng một cách tỷ lệ với số luồng. Điều này sắp xếp một bộ chứa lớn và quá trình

sử lý mào đầu trên các bộ định tuyến xương sống. Do đó cấu trúc này không tỷ lệ trong
Internet; 2) yêu cầu trên bộ định tuyến là cao. Tất cả các bộ định tuyến phải được cung cấp
RSVP, thêm phần điều khiển, sự phân lớp MF và lịch trình đóng gói; 3) đồng thời sự triển
khai được yêu cầu cho dịch vụ bảo đảm. Sự triển khai gia tăng của dịch vụ tải điều khiển
có thể được triển khai dịch vụ tải điều khiển và tính năng RSVP tại nút nghẽn cổ trai của
một phạm vi và truyền các bản tin RSVP qua phần khác của phạm vi này.
2.3 Các dịch vụ khác biệt
Bởi vì sự khó khăn trong việc thực hiện và triển khai dịch vụ tích hợp-Intserv và giao
thức phục vụ nguồn-RSVP, các dịch vụ khác biệt (Diffserv) [38][39] được giới thiệu. Thực
chất của các dịch vụ khác biệt-Diffserv là để chia lưu lượng thành nhiều lớp, và điều khiển
chúng khác nhau, đặc biệt khi tài nguyên hạn chế.
Phần mào đầu Ipv4 chứa byte kiểu dịch vụ (TOS). ý nghĩa của nó đã được định nghĩa
trước trong phần [33]. Các ứng dụng có thể đặt ở 3 bit trái trong byte TOS để chỉ ra được
sự cần thiết cho độ trễ thấp hoặc dữ liệu truyền qua cao hoặc dịch vụ tốc độ mất gói thấp.
Tuy nhiên, các sự lựa chọn là có giới hạn. Các dịch vụ khác biệt-Diffserv đổi tên octet TOS
thành trường dịch vụ khác biệt (trường DS) [43] và sử dụng nó để chỉ ra cách sử lý gói nên
nhận. Các dịch vụ khác biệt-Diffserv cũng chuẩn hoá số của các nhóm chế độ bước nhảy
(PHB) [44][45]. Sử dụng sự phân lớp khác nhau, điều lệ, hình dạng và các luật lịch trình,
một vài lớp dịch vụ có thể được cung cấp.
Để khách hàng nhận được các dịch vụ khác biệt từ ISP của nó, sự thoả thuận lớp dịch
vụ (SLA) với ISP của nó. Một sự đồng ý lớp dịch vụ có thể được xác định một cách tường
minh hay ngầm định một sự đồng ý điều kiện lưu lượng (TCA) các luật phân lớp được định
nghĩa như là luật đo, luật chính sách, luật đánh dấu và luật định dạng [38]. Một sự đồng ý
lớp dịch vụ SLA có thể là tĩnh hay động. Các SLA tĩnh được thương lượng trên một
nguyên tắc chung, ví dụ hàng tháng, hàng năm. Các khách hàng với các SLA động sử dụng
một giao thức báo hiệu như là RSVP để hỏi dịch vụ theo yêu cầu. Các khách hàng có thể
đánh dấu các trường DS của các gói của họ để chỉ ra được dịch vụ yêu cầu hoặc đánh dấu
cho họ bằng bộ định tuyến lề dựa trên sự phân lớp MF. Tại quyền được vào mạng ISP, các
gói được phân lớp, chế độ và định dạng phù hợp. Sự phân lớp, các luật định dạng và chính
sách đã sử dụng tại bộ định tuyến cho quyền được vào đã được chỉ rõ trong TCA. Tổng số

không gian bộ đệm yêu cầu thường không được xác định cụ thể. Khi một gói đi vào một
phạm vi này từ một phạm vi khác, trường DS của nó có thể được đánh dấu lại, được xác
định bởi SLA giữa hai phạm vi. Các dịch vụ khác biệt-Diffserv chỉ định nghĩa các trường
DS và các PHB. Đó là trách nhiệm của ISP để quyết định dịch vụ nào cung cấp. Sử dụng
sự phân lớp, chính sách, định dạng và các cơ cấu lịch trình, rất nhiều dịch vụ có thể được
cung cấp. Ví dụ, 1. Dịch vụ tiền lương với độ tin cậy, độ trễ thấp và phân giải jitter thấp; 2.
Các dịch vụ vàng bạc với sự phân giải đúng thời gian và đảm bảo. Các dịch vụ khác biệt-
Diffserv có ý nghĩa khác so với dịch vụ tích hợp-Intserv. Thứ nhất, chỉ có một số hạn chế
các lớp dịch vụ được chỉ ra bởi trường DS. Từ tài nguyên được cấp trong chi tiết của lớp,
tổng số thông tin trạng thái tỷ lệ với số lớp hơn là tỷ lệ với số luồng. Do đó các dịch vụ
khác biệt-Diffserv có tính mở rộng cấp độ hơn. Thứ hai, sự phân lớp tinh tế, các quá trình
đánh dấu, chính sách và quá trình định dạng chỉ được cần đến tại cuối của mạng. Các lõi bộ
định tuyến ISP chỉ cần thực hiện sự phân lớp tập hợp tương tác hợp nhất (BA). Do đó nó
dễ dàng hơn để thực hiện các dịch vụ khác biệt-Diffserv. Trong mô hình Diffserv, sự triển
khai gia tăng có thể cho các dịch vụ vàng bạc. Các bộ định tuyến không có Diffserv thường
bỏ qua các trường DS của các gói và mang tới các gói một dịch vụ tốt nhất. Thậm chí trong
trường hợp, vì các gói vàng và bạc thường ít bị mất bởi các bộ định tuyến có Diffserv, sự
thực hiện của luồng lưu lượng vàng và bạc sẽ vẫn tốt hơn luồng lưu lượng tốt nhất.
2.4 Hệ thống cơ sở cho việc cung cấp chất lượng
dịch vụ trên Internet
Nhiều người quan tâm đến các dịch vụ khác biệt-Diffserv như là một kế hoạch cho
việc cung cấp chất lượng dịch vụ trên Internet. Luồng lưu lượng cơ khí, định tuyến cơ sở
hạn chế, MPLS, và định tuyến nhanh được xem như là một vấn đề độc lập. Trong bản luận
văn cao học này, chúng ta thấy rằng một mình Diffserv thì không đầy đủ cho việc cung cấp
chất lượng dịch vụ trên Internet, và đề xuất hệ thống cơ sở để làm việc đó. Hệ thống cơ sở
này bao gồm luồng lưu lượng trực tuyến và tải cân bằng tại lớp ứng dụng, Diffserv tại lớp
mạng và lớp truyền dẫn, và luồng lưu lượng cơ khí và định tuyến nhanh tại lớp mạng. ở
đây chúng ta giải thích một cách ngắn gọn các cấu hình thêm vào lại cần đến. Diffserv nhất
thiết phải cung cấp một sự suy giảm thực hiện khác biệt (hoặc không suy giảm) cho các
luồng lưu lượng khác nhau khi mạng tắc nghẽn. Nếu sự tắc nghẽn có thể tránh được, quá

trình thực hiện của tất cả các luồng lưu lượng sẽ tốt thậm chí không cần Diffserv. Luồng
lưu lượng cơ khí có thể tránh được tắc nghẽn nguyên nhân gây ra bởi không có sự phân tán
luồng lưu lượng. ĐIều đó cho biết tại sao luồng lưu lượng cơ khí là có ích trong việc cung
cấp chất lượng dịch vụ. Đó cũng là vấn đề Diffserv không giải thích. Điều đó thậm chí
thông qua chính sách và dạng thức đã được làm tại bên lề, vấn đề không phân tải lưu lượng
trên mạng có thể vẫn là nguyên nhân tình trạng tập trung cao luồng lưu lượng tại một vài
bộ định tuyến. Vấn đề này phải được giải thích bằng luồng lưu lượng cơ khí. Do đó luồng
lưu lượng cơ khí cũng cần thiết cho việc cung cấp chất lượng dịch vụ trên Internet. Các
dịch vụ khác biệt-Diffserv chỉ liên quan đến mạng trong điều kiện thông thường. Nó không
định địa chỉ một cách đầy đủ về mặt số lượng tạo ra do nguyên nhân bởi lỗi kết nối hoặc
lỗi của bộ định tuyến. Khi một bộ định tuyến hoặc một kết nối bị lỗi, luồng lưu lượng gửi
theo đường dẫn sẽ bị mất. Do đó, nó bớt lỗi để sửa tạm thời đường dẫn có liên quan do đó
nó có thể tiếp tục thực hiện truyền lưu lượng. Đó là nhiệm vụ của bộ định tuyến nhanh [51]
[52][53].
Luồng lưư lượng trực tuyến cũng sử dụng phần tắc nghẽn của mạng bằng cách chọn
các tài nguyên lưu lượng từ các sự lựa chọn đa phân phối về mặt địa lý dựa trên một vài
thống kê đo đạc một cách thường xuyên. Đó là thành phần hỗ trợ cho Diffserv. Tải cân
bằng sử dụng đa máy chủ (có khoảng cách gần về mặt địa lý) và phân giải các yêu cầu giữa
chúng.
Mục đích để tăng chất lượng dịch vụ và để giảm tải của mỗi máy chủ. Hệ thống cơ sở
cho việc cung cấp chất lượng dịch vụ trên Internet được tổng kết ở bảng 2.1.
Bảng 2-1 hệ thống cơ sở cho việc cung cấp chất lượng dịch vụ
Sự xác định Sơ đồ chất lượng
dịch vụ
Các cơ cấu Mục đích của sơ đồ
chất lượng dịch vụ
Lớp ứng dụng Lưu lượng trực
tuyến và tải cân bằng
URL trực tuyến lại,
tải cân bằng

Định tuyến trực tiếp
luồng lưu lượng từ
tắc nghẽn của mạng
và máy chủ
Lớp truyền dẫn/lớp
mạng
Các dịch vụ khác
biệt-Diffserv
Sự phân lớp, chính
sách, đánh dấu, hàng
đợi và mô hình lớp
cơ bản, Sự dò tìm
ngẫu nhiên sớm
(RED)
Cung cấp các dịch
vụ khác biệt cho các
lớp khác nhau của
luồng, đặc biệt là
trong suốt quá trình
tắc nghẽn của mạng
Lớp mạng Luồng lưu lượng cơ
khí
MPLS, định tuyến
cơ bản hạn chế, báo
hiệu đường dẫn LSP,
và các trạng thái
tăng cường kết nối
IGP
Tránh tắc nghẽn trên
mạng

Định tuyến lại nhanh Sửa chữa nội hạt Tránh mất gói trong
quá trình lỗi kết nối
và/hoặc lỗi bộ định
tuyến
Chương 3 Các dịch vụ khác biệt
Trong chương này, chúng ta sẽ thảo luận cách thức cung cấp các dịch vụ khác biệt-Diffserv
như thế nào trên các mạng IP. Đồng thời đề xuất các giải pháp giải quyết xung đột giữa
Diffserv và TCP.
3.1 Giới thiệu dịch vụ bảo đảm (assured service) và dịch vụ bảo
hiểm (premium service)
Phần này trình bày một mô hình kiến trúc cho các dịch vụ khác biệt (Diffserv)[5]. Kiến trúc
này cung cấp 3 lớp dịch vụ:
- lớp các dịch vụ với chất lượng tốt nhất có thể (best effort service)
- dịch vụ bảo đảm (assured service), và
- dịch vụ bảo hiểm (premium service)
Trong đó dịch vụ có chất lượng tốt nhất có thể là dịch vụ Internet truyền thống. Sau đây chỉ
mô tả hai dịch vụ bảo đảm và bảo hiểm.
3.1.1 Dịch vụ bảo đảm
Dịch vụ bải đảm cho phép phân phối các gói một cách tin cậy và có thể xác định trước.
Kiểu dịch vụ này được đưa ra nhằm phục vụ cho các ứng dụng tương tác không yêu cầu
thời gian thực như duyệt Web. Lưu lượng của lớp dịch vụ bảo đảm thể hiện một phương
thực chuyển tiếp bảo đảm trên từng chặng (assured-forwarding (AF) per-hop behavior)
[44]. Dịch vụ bảo đảm lại có thể chia thành các lớp con khác là dịch vụ chất lượng vàng
(gold) và dịch vụ chất lượng bạc (silver).
Các khách hàng thuê bao nếu cần được cung cấp dịch vụ bảo đảm sẽ phải có một bản ghi
nhớ với nhà cung cấp dịch vụ (ISP) của họ gọi là thoả thuận về mức chất lượng dịch vụ
(SLA-service level agreements). Sau đó khách hàng sẽ chịu trách nhiệm trong việc quyết
định phân chia lượng băng thông đó cho các ứng dụng của họ. Mục 3.2.2 mô tả một quá
trình phân chia dịch vụ như thế. Các SLA cho các dịch vụ đảm bảo thường là tỉnh, có nghĩa
khánh hàng có thể truyền dữ liệu bất cứ khi nào họ muốn mà không cần các thủ tục báo

hiệu với ISP.
3.1.2 Dịch vụ bảo hiểm - Premium Service
Dịch vụ boả hiểm cung cấp các dịch vụ tin cậy, trễ thấp và jitter thấp như dịch vụ thuê
kênh ảo (VLL - virtual lease line). Nó được sử dụng cho các ứng dụng thời gian thực hoặc
cho lưu lượng mang các thông tin cực kỳ quan trọng như các thông tin điều khiển mạng.
Lưu lượng của lớp dịch vụ bảo hiểm sẽ thể hiện cơ chế chuyển tiếp liên tiếp (EF -
expedited forwarding)[45].
Khách hàng khi thuê bao dịch vụ bảo hiểm cũng sẽ phải có một SLA với nhà cung cấp dịch
dụ (ISP) của họ. SLA qui định tốc độ bit cao nhất mà khách hàng được phép phát lưu
lượng vào mạng và mạng sẽ đảm bảo cung cấp cho khách hàng lượng băng thông bằng tốc
độ đó. Khách hàng phải đảm bảo không được phát lưu lượng với tốc độ vượt quá tốc độ
đỉnh trên, nếu không lượng lưu lượng vượt quá đó có thể bị huỷ bỏ. Tuy nhiên, không phải
lúc nào mạng cũng sẽ huỷ bỏ lượng lưu lượng vượt quá này mà nếu ISP chắc chắn rằng
mạng có đủ tài nguyên để vận chuyển lượng lưu lượng dư ra này nó sẽ truyền chúng bình
thường. Xác suất xảy ra trường hợp thứ hai cao hơn vì các mạng ISP thường được thiết kế
với độ dự phòng cao.
Vì dịch vụ bảo hiểm thường đắt hơn dịch vụ bảo đảm, nên các ISP thường phải hổ trợ cả
các SLA tĩnh và động. SLA động cho phép khách hàng yêu cầu dịch vụ bảo hiểm bất cứ
khi nào họ cần mà không cần phải thuê bao trước. Tuy nhiên cần thiết phải có các thủ tục
báo hiệu và điều khiển chấp nhận yêu cầu đối với các SLA động [40].
3.1.3 Các thuật ngữ
Bảng 3-1 dưới đây định nghĩa các thuật ngữ thường xuyên được sử dụng trong chương này.
Bảng 3-1 Các thuật ngữ thường xuyên được sử dụng trong mô hình các dịch vụ khác biệt-
Diffserv
Flow (Luồng) Dòng các gói có cùng địa chỉ IP nguồn, số cổng nguồn, địa chỉ IP đích, số
cổng đích, và Id của giao thức
Thoả thuận
mức dịch vụ-
SLA
Dịch vụ liên hệ giữa khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ chỉ rõ xu hướng

của dịch vụ khách hàng nên nhận. Khách hàng có thể là một tổ chức
người sử dụng hoặc phạm vi nhà cung cấp (phạm vi đi ngược dòng)
Traffic
Profile-dạng
lưu lượng
Sự mô tả các thuộc tính của luồng lưu lượng như là tốc độ và kích cỡ
bùng nổ
Trường ưu
tiên
Toàn bộ ba bit trái đầu tiên trong octet TOS của mào đầu IPv4. Nhớ rằng
trong các dịch vụ khác biệt-các dịch vụ khác biệt-các dịch vụ khác biệt-
Diffserv, ba bit này có thể hoặc không thể được sử dụng biểu thị sự ưu
tiên của gói IP.
Trường TOS Bit 3-6 trong octet TOS của mào đầu IPv4 [34].
Trường các
dịch vụ khác
biệt (trường
DS)
Octet TOS của mào đầu IPv4, hoặc octet lớp lưu lượng của mào đầu IPv6,
được đổi tên trường dịch vụ khác biệt bởi Diffserv. Nó là trường nơi các
lớp dịch vụ được gửi kèm.
Mỗi tương tác
bước nhảy
(mỗi tương tác
bước nhảy-
PHB)
Nhận thức ngoài xu hướng sử lý lớp của gói tại nút Diffserv lỗi.
Cơ cấu Một thuật toán riêng hoặc quá trình vận hành (ví dụ trật tự hàng đợi) được
thực hiện trong bộ định tuyến để thực hiện một hoặc nhiều mỗi tương tác
bước nhảy.

Sự điều khiển
xác nhận
Quá trình xác định không chỉ để chấp nhận yêu cầu về tài nguyên (kết nối
băng thông cộng không gian bộ đệm)
Sự phân lớp Quá trình sắp xếp các gói dựa trên nội dung mào đầu của gói theo các quy
luật xác định.
Sự phân lớp
tương tác hợp
nhất
Quá trình sắp xếp các gói chỉ dựa trên trường DS.
Sự phân lớp
đa trường
(MF)
Sự phân lớp của các gói dựa trên nội dung của các trường như địa chỉ
nguồn, địa chỉ đích, byte TOS, giao thức ID, số cổng nguồn, và số cổng
đích.
Đánh dấu Quá trình thiết lập các trường DS của các gói.
Chính sách Quá trình sử lý các dạng lưu lượng, ví dụ loại bỏ các gói vượt quá
Định dạng Quá trình trễ của các gói trong luồng lưu lượng tạo cho nó tương thích
ứng với dạng luồng đã định nghĩa.
Sơ đồ Quá trình quyết định gói gửi trước trong một hệ thống đa hàng đợi
Quản lý hàng
đợi
Điều khiển chiều dài của các gói hàng đợi bằng cách bỏ các gói khi cần
thiết hoặc cho phù hợp
Cấu trúc của octet TOS được miêu tả dưới đây:

Trường MBZ: Must Be Zero, các bit bên phải trong octet TOS.
Cấu trúc của trường DS được miêu tả như sau:
DSCP: Differentiated Service Code Point, 6 bits bên trái trong trường DS.

CU: currently unused.
3.2 Một giải pháp cho việc cung cấp dịch vụ bảo đảm và dịch
vụ “Premium”
Trong phần này chúng ta miêu tả cách cung cấp các dịch vụ bảo đảm và dịch vụ
“Premium” như thế nào. Trước hết chúng ta miêu tả các cơ cấu cần thiết trong các mạng
ISP. Sau đó chúng ta sẽ miêu tả thích ứng cho khách hàng để cấp dịch vụ mà họ sẽ lấy từ
các ISP cho các host/và các ứng dụng của họ, và tiếp cận ISP để cấp các tài nguyên trong
mạng của họ do đó các dịch vụ liên hệ có thể được phân giải. Các yêu cầu trên các bộ định
tuyến, và sự mở rộng cấp độ của vấn đề này được thảo luận sau.
Bởi vì chỉ có 3 lớp lưu lượng (hoặc 4 lớp nếu như dịch vụ đảm bảo được phân chia thành
vàng và bạc), chỉ có 3 bit đầu tiên của DSCP, ví dụ , trường định dạng ưu tiên, được sử
dụng để chỉ ra lớp lưu lượng rằng mỗi gói theo đó và sự đánh mất quyền ưu tiên của gói. 3
bit khác của DSCP được thiết lập 0. Trong các từ khác, chỉ có bộ lựa chọn 8 lớp mã hoá
điểm được sử dụng. ứng với mỗi cổng đầu ra, một hàng đợi được sử dụng cho mỗi lớp.
Trong 3 bit được sử dụng, hai bit đầu tiên được sử dụng chỉ rõ các lớp lưu lượng (và do đó
việc lựa chọn các hàng đợi gắn liền với các lớp này), bit thứ 3 được sử dụng để chỉ ra sự
đánh mất quyền ưu tiên trong các mỗi lớp.
3.2.1 Các cơ cấu cho việc cung cấp dịch vụ bảo đảm và dịch vụ
“Premium”
Trong phần này, các gói được phân lớp, định chính sách, đánh dấu và có thể được định
dạng tại các bộ định tuyến cuối ISP. Bên cạnh đó, tất cả các bộ định tuyến hàng đợi (bên lề
và chính ) và sơ đồ các gói tuỳ thuộc các DSCP của họ. Luồng lưu lượng có thể được định
dạng lại trước khi nó được gửi đi tới các phạm vi tiếp theo. Các quá trình này được miêu tả
trong phần này.
3.2.1.1 Sự phân lớp tại đầu vào
Sự phân lớp này chủ yếu dựa trên giao diện đầu vào. Trong giao diện đầu vào này có thể về
mặt vật lý như là giao diện packet-over-SONET (POS), hoặc về mặt logic như là ATM VC
Quyền ưu tiên TOS MBZ
0 1 2 3 4 5 6 7
DSCP CU

0 1 2 3 4 5 6 7
hoặc là Ethernet virtual LAN (VLAN). Bên cạnh đó giao diện đầu vào, các địa chỉ IP nguồn
và đích, số các cổng nguồn và đích, giao thức ID và octet TOS có thể được sử dụng hơn
nữa trong sự phân lớp. Điều này được gọi là sự phân lớp đa trường (MF). Trước hết thông
qua việc xem xét giao diện đầu vào, các luật phân lớp cho luồng lưu lượng từ một giao diện
có thể được tách ra từ các luật cho luồng lưu lượng từ các giao diện khác.
Điều này giảm phần lớn số lượng các luật do đó cần được xem xét, và làm sự phân lớp đa
trường MF nhanh hơn nữa. Từ kết quả của sự phân lớp, các dạng lưu lượng và các luật
định dạng, đánh dấu, chính sách tương ứng của các gói đến có thể được xác nhận từ nguồn
đến. Chính sách, đánh dấu và định dạng có thể sau đó được thực hiện trên luồng lưu lượng
dựa trên sự thoả thuận lớp dịch vụ-SLA.
3.2.1.2 Chính sách, đánh dấu, và sự định dạng tại đầu vào
Chính sách để xác định luồng lưu lượng nào từ một khách hàng phù hợp với dạng lưu
lượng chỉ rõ trong sự thoả thuận lớp dịch vụ-sự thoả thuận lớp dịch vụ-SLA, và thực hiện
hoạt động tương ứng. Đánh dấu để xác định DSCP của các gói. Chính sách và quá trình
đánh dấu của luồng lưu lượng bảo đảm và luồng lưu lượng “premium” được miêu tả dưới
đây.
Đối với các khách hàng sử dụng dịch vụ bảo đảm, chính sách nên được thực hiện với một
dấu hiệu xô “token bucket” do đó một vài loại “burst” được cho phép. Khi các gói đến và
có các dấu hiệu trong xô, gói này được xem như trong dạng thức. DSCP của gói được thiết
lập đến 101000 thông qua quá trình đánh dấu. Nếu như các gói đến và không có dấu hiệu
trong xô, thì sau đó gói được xem như là ngoài dạng thức. Quá trình đánh dấu sẽ thiết lập
DSCP của gói đến 100000. Nhớ rằng hai bit đầu tiên cho cả các gói thuộc dạng thức và các
gói không thuộc dạng thức là giống nhau, vì cả hai kiểu gói này có cùng lớp luồng lưu
lượng. Nhưng bit thứ ba là khác nhau, do đó các gói trong dạng thức và các gói ngoài dạng
thức sẽ có quyền ưu tiên là khác nhau. Thuật toán dò tìm ngẫu nhiên sớm (RED) sau đó
quyết định thả gói riêng xuống hoặc cho nó xếp hàng đợi. Không gói nào với DSCP
101000 được thả trước tất cả các gói 100000. Thuật toán dò tìm ngẫu nhiên sớm (RED) sẽ
được chi tiết hơn trong phần tiếp theo. Tất cả các gói không được thả, chúng thuộc dạng
thức hoặc không thuộc dạng thức, được đẩy vào trong cùng một hàng đợi để tránh việc

nằm ngoài sự phân tải. Chúng ta gọi hàng đợi này là hàng đợi bảo đảm (AQ). Đối với các
khách hàng với dịch vụ “premium” chính sách nên được thực hiện với gáo dò do đó sự
bùng nổ sẽ không được giới thiệu, hoặc với một dấu hiệu của gáo cho phép chỉ có sự bùng
nổ nhỏ. Khi gói đến và có dấu hiệu trong gói, gói này được xem như là phù hợp. DSCP của
gói được thiết lập 111000. Nếu như gói đến và không có dấu hiệu trong gáo, thì sau đó gói
xem như là không phù hợp. Tuỳ thuộc vào sự thoả thuận lớp dịch vụ-SLA giữa ISP và
khách hàng (có thể là một ISP nữa), các gói không phù hợp có thể bị đánh mất ngay lập tức
hoặc có thể được truyền và tính cước phí ngoài. Nếu các gói không phù hợp được truyền,
cácDSCP sẽ được thiết lập 111000. Tất cả các gói được đẩy vào một hàng được gọi là hàng
đợi “premium” (PQ).
Luồng lưu lượng tốt nhất có thể cũng được thiết lập chính sách, tuỳ thuộc vào các sự thoả
thuận lớp dịch vụ-SLA giữa các khách hàng và các nhà cung cấp dịch vụ. Các gói trong
dạng thức sẽ có DSCP 001000, và các gói ngoài dạng thức sẽ có DSCP 000000. Nói một
cách khác, không một chính sách nào được thực hiện cho luồng lưu lượng tốt nhất và
DSCP của tất cả các gói được thiết lập 000000. Thuật toán dò tìm ngẫu nhiên sớm (RED)
được áp dụng, các gói không bị mất đưa vào hàng đợi gọi là hàng đợi mặc định (DQ).
Bởi vì PQ, AQ, và DQ tất cả có cùng tốc độ đầu ra, “premium”, sự bảo đảm và các luồng
lưu lượng tốt nhất được định dạng.
3.2.1.3 Quản lý hàng đợi và sơ đồ gói tại đầu vào và phần chính
Sau khi các gói được đánh dấu, biện pháp của nó được quyết định một cách duy nhất bởi
DSCP của nó, không có vấn đề tại bộ định tuyến cuối hoặc tại bộ định tuyến chính. Quá
trình sử lý mỗi gói được mô tả dưới đây. Để bảo đảm và luồng lưu lượng tốt nhất, thuật
toán dò tìm ngẫu nhiên sớm (RED) được ứng dụng đầu tiên để quyết định xem có thả gói
hay không. Thuật toán dò tìm ngẫu nhiên sớm (RED) là một sơ đồ quản lý bộ đệm. Thuật
toán dò tìm ngẫu nhiên sớm (RED) thả các gói một cách ngẫu nhiên dựa trên các DSCP của
chúng và trung bình chiều dài hàng đợi. Mục đích của Thuật toán dò tìm ngẫu nhiên sớm
(RED) để tránh tràn hàng đợi và mất đuôi (khi hàng đợi tràn, tất cả các gói đến bị mất) tại
mỗi bộ đệm. Thông qua các gói mất một cách ngẫu nhiên, các gói của các kết nối TCP
khác nhau dường như bị mất tại các thời gian khác nhau. Do đó, cơ cấu điều khiển luồng
TCP cho các kết nối này sẽ giảm tốc độ gửi của chúng tại thời gian khác nhau. Điều này sẽ

giúp để tránh tràn tại các hàng đợi ở các bộ định tuyến, và do đó tránh được sự cắt đuôi.
Ngoài ra, sự mất đuôi sẽ kích hoạt nhiều luồng TCP để giảm tăng chậm tốc độ đồng thời
của chúng. Nó gây ra tải lưu lượng dao động và có thể làm tổn hại tới ý nghĩa của việc thực
hiện. Thuật toán dò tìm ngẫu nhiên sớm (RED) được chứng tỏ là có ích.
Thuật toán dò tìm ngẫu nhiên sớm (RED) vào và ra (RIO) là sơ đồ quản lý bộ đệm khá tiên
tiến. Nó duy trì cơ bản hai thuật toán RED, một cho bên trong gói và một cho bên ngoài các
gói. Có hai ngưỡng cho mỗi hàng đợi. Khi chiều dài hàng đợi trung bình thấp hơn ngưỡng
thứ nhất, thì không có gói nào bị mất. Khi chiều dài hàng đợi ở giữa hai ngưỡng thì chỉ có
các gói bên ngoài là bị mất một cách ngẫu nhiên. Khi chiều dài hàng đợi vượt quá ngưỡng
thứ hai, sự tắc nghẽn mạng có thể xảy ra, tất cả các gói bên ngoài bị mất, và sau đó một vài
gói bên trong cũng có thể bị mất một cách ngẫu nhiên. Gói đánh mất có thể là một bước
chức năng hoặc là một chức năng tuyến tính của chiều dài hàng đợi.
Thêm vào đó để ngăn cản sự đồng bộ điều khiển luồng TCP, ngăn cản thuật toán dò tìm
ngẫu nhiên sớm vào và ra (RIO), tới một vài phạm vi, các nguồn tài nguyên mong muốn từ
tổn hại việc thực hiện của luồng lưu lượng bảo đảm khác bằng cách đánh mất các gói ngoài
nhiều tính đối nghịch. Tuy nhiên, RED/RIO không có hiệu quả trong việc điều khiển các
nguồn tài nguyên không tương ứng như các ứng dụng sử dụng UDP.
Đối với lưu lượng “premium”, RED hay RIO được áp dụng, bởi vì nó không đáng có để
đánh mất các gói “premium”. Tất cả các gói được đưa vào bên trong PQ. PQ, AQ và DQ
được lập lịch trình bởi thuật toán gọi là hàng đợi trọng lượng vừa đủ (WFQ) hoặc một biến
thể của nó. Tốc độ của các hàng đợi này được thiết lập bởi các bộ quản trị mạng dựa trên
các thống kê lưu lượng và phạm vi chính sách. Nếu chúng ta định nghĩa hệ số của một hàng
đợi, pf(queue), như sự tỉ lệ giữa tốc độ cấu hình đầu ra và tốc độ lưu lượng đầu vào thực tế,
sau đó trật tự cho phép phải được duy trì:
pf(PQ) > pf(AQ) > pf(DQ) > 1.0.
Thiết lập hệ số cho các hàng đợi này như thế nào được miêu tả trong phần 3.2.3.
3.2.1.4 Định dạng lại của luồng lưu lượng bảo hiểm tại lối ra
Tuỳ thuộc vào sự thoả thuận lớp dịch vụ-SLA giữa ISP và phạm vi dòng xuống của nó (có
thể là ISP khác nữa), ISP hiện thời có thể cần được định dạng luồng lưu lượng bảo hiềm
của nó đi đến phạm vi dòng xuống. Phạm vi dòng tải xuống sẽ kiểm soát luồng lưu lượng

bảo hiểm từ ISP hiện hành. Luồng lưu lượng vượt quá có thể bị mất, hoặc có thể được
truyền và được tính cước cho cước phí thêm. Nói một cách khác, ISP hiện thời có thể gửi
dòng lưu lượng bảo tải xuống của nó mà không cần định dạng nó, nếu sự thoả thuận lớp
dịch vụ-SLA cho phép nó làm điều đó. Phạm vi dòng lưu lượng tải xuống sau đó sẽ định
dạng luồng lưu lượng bảo hiểm từ ISP hiện thời.
3.2.1.5 Sự trình bày dịch vụ bảo đảm và dịch vụ bảo hiểm
Phần này giải thích các dịch vụ bảo đảm và dịch vụ bảo hiểm như thế nào và có thể được
nhận thấy thông qua sự phân lớp, chính sách, đánh dấu, quản lý bộ đệm và các cơ cấu lịch
trình gói đã miêu tả ở trên.
Đối với luồng lưu lượng bảo đảm, bởi vì nó được tách ra từ luồng lưu lượng tốt nhất, các
dạng gói bên trong sẽ có tốc độ mất gói thấp (hoặc không mất gói) và phân giải theo trình
tự thời gian, thậm chí khi mạng bị tắc nghẽn với luồng lưu lượng tốt nhất. Do đó, các
khách hàng sẽ cảm nhận sự bảo đảm và trách nhiệm của dịch vụ mạng nếu như họ giữ
luồng lưu lượng của họ phù hợp với dạng thức luồng lưu lượng.
Khi không có sự tắc nghẽn, các dạng gói ở ngoài cũng sẽ được phân giải. Các tài nguyên
mạng do đó được tận dụng tốt hơn.
Dịch vụ bảo đảm có thể được thay thế bởi các dịch vụ vàng và bạc bằng nhiều lớp dịch vụ.
Sự xử lý của các luồng lưu lượng vàng bạc thực tế sẽ giống như sự xử lý của luồng lưu
lượng đảm bảo, trừ
 Các DSCP của các gói vàng bạc được đánh dấu khác nhau. Các gói vàng sẽ có
DSCP 10x000, các gói bạc sẽ có DSCP 01x000, ở đó x có thể là 1 hoặc 0, tuỳ
thuộc xem gói đó có nằm trong dạng thức hoặc nằm ngoài dạng thức.
 Các gói vàng sẽ đưa vào hàng đợi vàng (GQ) và các gói bạc đưa vào hàng đợi bạc
(SQ). Theo như trật tự duy trì dưới đây:

pf(GQ) > pf(SQ) > pf(DQ) > 1.0.
Đối với luồng lưu lượng bảo hiểm, trước hết, luồng lưu lượng được định dạng hoặc bị đánh
rơi tại các bộ định tuyến đầu vào của các mạng. Các luồng lưu lượng không tương thích
không thể thực hiện có hiệu quả như các luồng lưu lượng tương thích. Thứ hai, tốc độ đầu
ra của PQ được cấu hình một cách có ý nghĩa hơn tốc độ đầu vào (nó thích hợp hơn khi có

pf(PQ) > 2.0). Do đó, các gói bảo đảm đến sẽ tìm PQ trống hoặc rất ngắn trong phần lớn
thời gian. Sự trễ hoặc jitter đã trải qua bởi các gói bảo hiểm sẽ là rất thấp. Nhưng nên nhớ
rằng dịch vụ bảo hiểm chỉ cung cấp sự bảo đảm có thể trong hạn định trễ hoặc jitter.
Tuy nhiên, sự phân phối không đều của luồng lưu lượng bảo hiểm hoặc luồng lưu lượng
bảo đảm có thể gây nên vấn đề cho các dịch vụ khác biệt-Diffserv. Trong các mạng ISP,
tổng số luồng lưu lượng từ các bộ định tuyến biên tới các bộ định tuyến chính, ví dụ CR1
trong hình 3-1, là không thể tránh được. Nhưng đó không phải là vấn đề bởi vì kết nối đầu
ra đến lõi luôn nhanh hơn các kết nối đầu vào từ các khách hàng. Tuy nhiên, tổng số luồng
lưu lượng bảo hiểm và bảo đảm được gây ra bởi sự dịch chuyển lưu lượng không mong
muốn, như chỉ ra tại CR4 trong hình 3-1, có thể mất hiệu lực giả thiết cần thiết rằng các tốc
độ đến của luồng lưu lượng bảo hiểm/bảo đảm là thấp hơn tốc độ dịch vụ, và gây ra việc
thực hiện suy giảm luồng lưu lượng bảo hiểm/bảo đảm. Một mình các dịch vụ khác biệt-
Diffserv không thể tránh được vấn đề này. Luồng lưu lượng cơ khí phải được sử dụng để
tránh tắc nghẽn gây ra bởi sự phân phối lưu lượng không đều.
Nó được thảo luận trong Chương 4.