Tìm hiểu dịch vụ tích hợp intserv

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
----------------***----------------

BÀI TẬP LỚN

MẠNG MÁY TÍNH
Đề tài: Tìm hiểu Dịch vụ tích hợp IntServ

Giáo viên hướng dẫn: TS. Ngô Quỳnh Thu
Sinh viên thực hiện:

Hà Nội,11/2012

1


MỤC LỤC

Bảng Phân công công việc:
Công Việc
Tổng hợp tài liệu viết báo cáo
Tìm tài liệu về Intserv

2


DỊCH VỤ TÍCH HỢP INTSERV
I.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Các mạng IP vào khoảng giữa thập kỷ 1990 là cá mạng nỗ lực tối đa giống như

mạng Internet hiện nay. Các hệ thống mạng doanh nghiệp và các mạng cung cấp dịch vụ
đã phát triển từ các mô hình nỗ lực tối đa thành các mô hình dịch vụ phân biệt phức tạp.
Điều đó có nghĩa là mạng chung phải đưa ra nhiều các ứng dụng với nhiều mức dịch vụ
khác nhau.

Các bước phát triển của khái niệm QoS từ khoảng giữa thập niên 90 đến nay

Nỗ lực chuẩn hóa chất lượng dịch vụ IP lần đầu tiên khi IETF phát hành RFC
1633 vào năm 1994. RFC 1633 đưa ra mô hình dịch vụ tích hợp IntServ (Integrated
Services) và tập trung vào giao thức dành trước tài nguyên RSVP (Resource Reservation
Protocol). RSVP báo hiệu các yêu cầu về trễ và băng thông cho các phiên riêng biệt tới
từng nút dọc theo tuyến đường dẫn mà gói đi qua. Tại thời điểm khởi tạo, RSVP yêu cầu
các nút dự trữ tài nguyên, điều này gặp trở ngại rất lớn khi hoạt động trong các môi
3


trường không gian lớn như Internet, vì số lượng các bộ định tuyến, máy chủ, thiết bị
chuyển mạch rất lớn và đa dạng.
Để giải quyết thách thức này, một tập tài liệu chuẩn thứ hai về chất lượng dịch vụ
IP. Mô hình DiffServ (Differentiated Services) mô tả các hành vi khác nhau được đưa ra
bởi mỗi nút. Các nút có thể sử dụng các đặc tính có sẵn (đặc tính chung hoặc riêng) được
lựa chọn bởi các nhà cung cấp thiết bị cho phù hợp với đặc tính nguồn lưu lượng. Mô
hình DiffServ định nghĩa các kỹ thuật đánh dấu gói, như thứ tự ưu tiền IPP (IP
precedence) và nút kế tiếp của nó, các đặc điểm mã dịch vụ phân biệt DSCP
(Differentiated Services Code Points) phù hơp với các hành vi bước kế tiếp PHB (per-hop
behavior) cho các kiểu lưu lượng.
Hai mô hình tích hợp dịch vụ IntServ và phân biệt dịch vụ DiffServ cùng được
phát triển và bổ sung các tính năng cần thiết cho người sử dụng. Cả 2 mô hình đều đưa ra

các giải pháp hoàn thiện và các thành phần của 2 mô hình có thể tổ hợp để cung cấp các
ứng dụng tổng quát nhất cho miền rộng các lưu lượng và kiểu ứng dụng.

Tích hợp dịch vụ IntServ và phân biệt dịch vụ DiffServ

IntServ sử dụng khái niệm dựa trên luồng cùng với giao thức báo hiệu dọc theo
đường dẫn gói tin. Giao thức báo hiệu đảm bảo các nguồn tài nguyên thỏa mãn yêu cầi
dịch vụ được cung cấp tại mỗi nút cho các luồng lưu lượng trước khi nó được truyền trên

4


mạng. Trong giai đoạn đầu khởi tạo, mô hình IntServ bị hạn chế bởi vấn đề mở rộng vì
rất nhiều luồng lưu lượng cần phải quản lý trong mạng đặc biệt là trong mạng đường trục.
DiffServ sử dụng phương pháp đánh dấu gói để phân loại và ứng xử với từng gói
theo các hành vi độc lập. Mặc dù mềm dẻo hơn, nhưng DiffServ không cung cấp đảm bảo
băng thông cho các gói trong cùng một luồng lưu lượng.
Vào cuối những năm 1990, các kĩ thuật trong QoS được chú trọng nhiều hơn và
trở thành vấn đề quan trọng khi tương thích các công nghệ mạng tiến tiến như: Công
nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiprotocol Label Switching) và các
công nghệ mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Network). Các chiến lược phát triển mô
hình chất lượng dịch vụ IP trong các khoảng thời gian gần đây tập trung vào tính đơn
giản và tự động, với mục tiêu cung cấo các kỹ thuật đảm bảo QoS thông minh trên mang
IP. Các công nghệ QoS ngày càng đưa ra các mục tiêu quản lý chất lượng dịch vụ rộng và
chi tiết hơn, có thể giải quyết được vấn đề chất lượng dịch vụ IP ở những cấu hình phức
tạp. Rất nhiều nhà quản trị mạng không muốn có các mức quản lý phức tạp và họ muốn
xu hướng của quản lý QoS càng đơn giản càng tốt, thậm chí phát triển các công nghệ
QoS theo hướng công cụ bảo mật cho hệ thống.

II. KHÁI QUÁT VỀ INTSERV

Dịch vụ IntServ dựa trên giao thức dự trữ tài nguyên RSVP. IntServ đưa ra khả
năng cho các ứng dụng lựa chọn, trong nhiều khả năng các mức điều khiển dịch vụ cho
các gói dữ liệu. IntServ là mô hình dịch vụ hỗ trợ QoS theo luồng. Nó yêu cầu kiến trúc
phức hợp gồm phân loại, xếp hàng và định trình dọc theo một đường truyền bất kỳ từ
biên đến biên. IntServ được phát triển dựa trên Best Effort Internet nhưng mở rộng cho
các ứng dụng tương tác và thời gian thực. IntServ hỗ trợ cho hai lớp ứng dụng:
• Các ứng dụng thời gian thực có yêu cầu chặt chẽ về băng thông và trễ, mà
người sử dụng không có được ở mạng chỉ hỗ trợ các dịch vụ nỗ lực cao nhất
BE.
5


• Các ứng dụng truyền thống mà trong đó người sử dụng không phải quan tâm
đến lưu lượng của những người sử dụng khác. Khi đó mạng được xem như một
mạng Best Effort có mức tải thấp.
Cấu trúc dịch vụ tích hợp được xây dựng dựa trên hai nguyên tắc cơ bản :
o Điều khiển và hướng tới cơ chế “Điều khiển chấp nhận” trong mạng.
o Đảm bảo cơ chế “Giữ trước tài nguyên” để cung cấp các dịch vụ phân biệt.
Những động lực thúc đẩy sự ra đời của mô hình dịch vụ IntServ:
 Dịch vụ cố gắng tối đa không còn đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng: ngày càng có
nhiều ứng dụng khác nhau, các yêu cầu khác nhau về đặc tính lưu lượng được
triển khai, đồng thời người sử dụng dịch vụ cũng yêu cầu chất lượng ngày
càng cao hơn.
 Các ứng dụng đa phương tiện ngày các xuất hiện nhiều: mạng IP phải có khả
năng hỗ trợ không chỉ đơn dịch vụ mà còn hỗ trợ đa dịch vụ của nhiều loại lưu
lượng khác nhau từ thoại, số liệu đến video.
 Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng và tài nguyên mạng: đảm bảo hiệu quả sử
dụng và đầu tư. Tài nguyên mạng sẽ được lưu trữ cho lưu lượng có độ ưu tiên
cao hơn.
 Cung cấp dịch vụ tốt nhất cho người sử dụng: mô hình dịch vụ IntServ cho

phép nhà cung cấp mạng tung ra những dịch vụ tốt nhất, khác biệt với các đối
thủ cạnh tranh khác.
Các mức QoS cung cấp bởi IntServ gồm:
 Dịch vụ Best Effort
 Dịch vụ đảm bảo GS (Guaranteed Service)
 Dịch vụ kiểm soát tải CL (Controlled load)

III. THÀNH PHẦN VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

6


Trong mô hình IntServ, băng thông phải được quản lý rõ ràng để đáp ứng các yêu
cầu ứng dụng. Điều này nghĩa là “Giữ trước tài nguyên” và “Điều kiện chấp nhận” là các
khối kiến tạo dịch vụ quan trọng của dịch vụ IntServ.
Mô hình dịch vụ tích hợp đưa ra các điều kiện mà các phần tử mạng phải đáp ứng
để đảm bảo dịch vụ. Do đó, 4 chức năng điều chỉnh lưu lượng ở bộ định tuyến được đưa
ra:
•
•
•
•

Lập trình cho gói tin.
Phân loại gói tin.
Điều khiển chấp nhận.
Giữ trước tài nguyên.

1. Các thành phần chính trong mô hình IntServ

Mô hình dịch vụ IntServ

 Giao thức thiết lập Setup: Cho phép các máy chủ và các Router dự trữ động
các tài nguyên mạng để xử lý các yêu cầu của các luồng lưu lượng riêng.
RSVP.Q.2391 là một trong những giao thức đó.
 Đặc tính luồng: Xác định chất lượng dịch vụ QoS sẽ cung cấp cho các
luồng xác định. Luồng được định nghĩa như một luồng các gói từ nguồn tới
đich có cùng yêu cầu về QoS.
7


 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. Thành phần điều khiển lưu lượng bảo gồm:
o Điều khiển chấp nhận: Xác định các thiết bị mạng có hỗ trợ QoS theo
yêu cầu hay không.
o Thiết bị phân loại (Classifier): Nhận dạng và chọn lựa lớp dịch vụ trên
nội dung của một số trường nhất định trong mỗi đầu gói.
o Thiết bị phân phối (Scheduler): Cung cấp các mức chất lượng dịch vụ
QoS qua kênh ra của thiết bị mạng.

2. Nguyên lý hoạt động của IntServ

Kiến trúc IntServ

Nguyên lý căn bản của mô hình IntServ là dành riêng tài nguyên mạng: băng
thông, độ trễ, … cho từng luồng thông tin xuyên suốt từ nguồn đến đích. Tài nguyên này
được chiếm dụng và không được tận dụng cho bất kỳ một nguồn thông tin nào khác. Nếu
tài nguyên bị chiếm dụng mà không sử dụng thì dẫn đến hiện tượng lãng phí tài nguyên.
Ví dụ ta dành 2 Mbps cho thoại thì chỉ có gói tin thoại được sử dụng tài nguyên

này, mặc dù có khi không có một cuộc gọi nào qua mạng thì tài nguyên này vẫn được
dành riêng và không luồng dữ liệu nào có thể chiếm dụng khoảng tài nguyên này.

8


Ví dụ về hoạt động của mạng IntServ

3. Đặc tính lưu lượng
Nhóm cộng tác IntServ phân loại các ứng dụng điển hình thành hai loại: Thời gian
thực và không phải thời gian thực. Loại ứng dụng thời gian thực chia thành hai loại nhỏ
đó là có và không có dung sai. Mặc dù những loại này không cần thiết phải bao hàm hết
mọi sự thay đổi có thể của các luồng ứng dụng nói chung nhưng chúng cung cấp các
khuôn dạng hữu dụng để thiết kế các dịch vụ CL và GS.
3.1.

Các ứng dụng thời gian thực
Ứng dụng thời gian thực bao gồm các trường hợp trong đó các gói tin phải tới

được đích trong một khoảng thời gian nhất định, nếu không nội dung của gói tin đó sẽ bị
hủy bỏ. Dung sai của tổng trễ end-to-end giữa các ứng dụng thời gian thực cũng thay đổi
trong một phạm vi rộng. Yếu tố khác là jitter, đây là hiện tượng các gói khi tới đầu thu
được sắp xếp quá gần nhau hoặc quá xa nhau. Để giải quyết vấn đề này, cả hai ứng dụng
tương tác và truyền thông theo năng lực đều sử dụng bộ đệm nội bộ ở đầu ra phía thu,
còn được gọi là bộ đệm play-out. Trong trường hợp này, không sử dụng bộ đệm FIFO
(Fist In First Out). Khi các gói đến nhanh hơn yêu cầu, hàng đợi sẽ tăng lên. Còn khi các
gói đến chậm hơn yêu cầu, hàng đợi sẽ giảm đi. Tóm lại, để chống lại hiện tượng jitter,
9

cần phải có bộ đệm play-out. Trạng thái tối ưu là bộ đệm phải được làm đầy ở mức trung
bình. Tuy nhiên bộ đệm cũng sẽ làm tăng tổng trễ. Vì vậy, đối với các ứng dụng tương
tác, bộ đệm phải được giữ ở mức nhỏ nhất có thể.
3.2.

Các ứng dụng không phải thời gian thực
Loại này bao gồm các ứng dụng không quan tâm nhiều tới việc khi nào thì các gói

tin của chúng tới nơi nhận được, nhưng luôn yêu cầu được chuyển phát gói tin ngay khi
có thể.

4. Các mô hình dịch vụ cung cấp bởi IntServ
IntServ chỉ định nghĩa hai kiểu mô hình dịch vụ. Dịch vụ đảm bảo GS cung cấp
một phạm vi trễ end-to-end chặt chẽ, dành cho lưu lượng thời gian thực không dung sai.
Trong khi dịch vụ tải có điều khiển CL hỗ trợ thời hạn trễ end-to-end định danh, dành cho
lưu lượng thời gian thực có dung sai.
4.1.

Dịch vụ tải có điều khiển - CL
Trong RFC 2211 CL được định nghĩa như sau: Dịch vụ tải được điều khiển

(Controlled load – CL) mà một ứng dụng theo phương thức end-to-end nhận được từ một
mạng được xem gần đúng với những gì nó nhận được từ dịch vụ nỗ lực cao nhất trên
một mạng tương đương trong điều kiện không tải. Trong ngữ cảnh này, điều kiện không
tải không có nghĩa là hoàn toàn không có tải, mà phải được hiểu là không có tải nặng,
hoặc không tắc nghẽn. Vì vậy, CL chỉ cung cấp dịch vụ mang nghĩa định danh của đường
truyền BE tương đương trong điều kiện không tắc nghẽn.
• Phần trăm rất cao của các gói được phát đi sẽ được mạng chuyển thành công
tới đầu nhận. Phần trăm các gói chuyển không thành công phải gần với tỉ lệ lỗi
gói của môi trường truyền dẫn.

• Trễ truyền dẫn của các gói được chuyển đi không được vượt quá trễ truyền dẫn
tối thiểu cho phép đối với một gói bất kỳ. Trễ tối thiểu bao gồm trễ của bản

10


thân đường truyền và trễ xử lý đã được xác định bằng các router và các thiết bị
truyền thông khác dọc theo đường truyền.
Vì vậy khi một luồng yêu cầu dịch vụ CL tại một thời điểm, có nghĩa là nó mong
muốn được biết dịch vụ BE khi đi qua mạng không tải, không quan tâm tới các luồng lưu
lượng khác đang được chuyển qua mạng trong cùng thời điểm đó. Dịch vụ CL có thể xem
như một mạng BE riêng cho phép các ừng dụng khác nhau chia sẻ cùng một mạng, trong
đó mức độ ảnh hưởng lẫn nhau giữa chúng được giảm xuống đáng kể.
4.2.

Dịch vụ đảm bảo - GS
Một ứng dụng cung cấp đặc tính lưu lượng của nó, mạng tính toán và trả về kết

quả trễ end-to-end mà nó có thể đảm bảo. Nếu trễ này nằm trong gói giới hạn mà ứng
dụng yêu cầu, nó sẽ tiếp tục các bước để chuyển đi lưu lượng của nó và được đảm bảo
rằng đường truyền sẽ phân phát các gói trong giới hạn trễ đã được tính toán. Ngược lại,
các ứng dụng có thể thay đổi đặc tính lưu lượng của nó và yêu cầu mạng tính toán lại trễ
end-to-end mà nó có thể đảm bảo.
RFC 2212 đã định nghĩa GS như sau:
• Dịch vụ được đảm bảo cung cấp một giới hạn trễ hàng đợi nhất định.
• GS đảm bảo rằng dữ liệu tới đích sau một khoảng thời gian nhất định và sẽ
không bị mất do bị tràn bộ nhớ.
GS yêu cầu đặc tính của bản thân ứng dụng về tốc độ và kích thước của burst. Trễ
end-to-end bao gồm trễ của bản thân đường truyền và trễ hàng đợi ở các NE của mạng.
Mặc dù trễ của bản thân đường truyền là không thay đổi, nhưng trễ tại hàng đợi của NE

lại phụ thuộc vào các thông số token bucket do ứng dụng cung cấp. Mạng tính toán trễ
trong trường hợp xấu nhất mà nó có thể đảm bảo bằng cách cộng tất cả các trễ bản chất
và trễ hàng đợi của mỗi NE, dựa trên các thông số mà ứng dụng cung cấp và thành phần
tải hiện đang chiếm giữ trên mạng.

11


GS không cố gắng để giới hạn hoặc xác định trễ cực tiểu, trễ trung bình hoặc jitter
định danh, mà xác định trễ trong trường hợp xấu nhất. GS phù hợp nhất với các ứng
dụng thời gian thực không dung sai mà hỗ trợ các bộ đệm play-out để đối phó với jitter.
Các ứng dụng cung cấp thuộc loại này có thể kể đến: Hội nghị truyền hình chất lượng
cao, Thanh toán tài chính thời gian thực…

5. Giao thức dự trữ tài nguyên – RSVP
Song song với việc nghiên cứu IntServ, RSVP cũng được IETF phát triển. RSVP
là một giao thức khi sử dụng kết hợp với IntServ thì có thể thiết lập và duy trì giữ trước
tài nguyên một cách linh hoạt. Bản thân RSVP không phải là giao thức định tuyến, RSVP
được thiết kế để hoạt động với giao thức định tuyến đơn hướng và đa hướng hiện tại.
Giao thức RSVP được sử dụng bởi một máy trạm để yêu cầu một mức chất lượng dịch vụ
từ mạng cho các dòng truyền tin của các ứng dụng.
RSVP còn được sử dụng bới các bộ định tuyến để chuyển các yêu cầu chất lượng
dịch vụ tới các nút mạng trên đường truyền dữ liệu, cũng như để thiết lập và duy trì các
mức dịch vụ yêu cầu. Ứng với các yêu cầu RSVP thông thường, tài nguyên sẽ được bảo
lưu trên các máy trạm dọc theo đường truyền dữ liệu. Các yêu cầu RSVP dùng để yêu cầu
tài nguyên theo một hướng. Có nghĩa là về mặt logic RSVP phân biệt phía gửi và phía
nhận, mặc dù một ứng dụng có thể đồng thời là bên gửi cũng như bên nhận. RSVP hoạt
động phía trên của IPv4 hoặc IPv6, ở vị trí của giao thức giao vận trong các tầng giao
thức.

12


Các chức năng của RSVP tại Host và Router

Chức năng điều khiển chấp nhận ở trong mỗi nút hỗ trợ RSVP dọc theo tuyến từ
nguồn tới đích biên dịch các đặc tính dòng lưu lượng để xác định xem nút có đủ tài
nguyên để hỗ trợ các nguồn lưu lượng yêu cầu. Nút còn có thể thực hiện chức năng điều
khiển chính sách để kiểm tra một luồng lưu lượng có quyền giữ trước tài nguyên, nếu
luồng lưu lượng không thỏa mãn thì một bản tin lỗi được gửi trả lại ứng dụng theo yêu
cầu, khi đó bản tin bị loại hoặc được xử lý với độ ưu tiên thấp hơn.
5.1.

Các đặc tính của RSVP
• RSVP mang tính chất đơn công nghĩa là nó chỉ thiết lập tài nguyên cho một
luồng dữ liệu trên một hướng
• RSVP là cơ chế hướng về phía nhận, nghĩa là phía nhận dữ liệu khởi tạo và
duy trì trước tài nguyên sử dụng cho luồng dữ liệu đó.
• RSVP duy trì các trạng thái mềm ở các bộ định tuyến cũng như các máy trạm,
đem lại khả năng thích ứng cho các thay đổi thành viên nhóm và tự động thích
nghi với các thay đổi về đường dẫn dữ liệu.
13


• RSVP không phải là một giao thức định tuyến nhưng nó dựa vào các giao
thức định tuyến hiện thời và tương lai.
• RSVP truyền tải và duy trì các tham số điều khiển lưu lượng và điều khiển
chính sách mà không quan tâm tới giá trị của chúng.
• RSVP hoạt động một cách trong suốt với các Router không hỗ trợ nó.
• RSVP hỗ trợ các giao thức IPv4 và IPv6.

• RSVP giữ trước tài nguyên cho các ứng dụng đơn hướng và đa hướng.
5.2.

Hoạt động của RSVP

Hoạt động của RSVP

RSVP là mô hình giữ trước tài nguyên khởi tạo ở bộ thu. Bộ gửi mô tả lưu lượng
bởi đặc tả Tspec liên quan đến cận trên và cận dưới của băng thông, trễ. Một bản tin
đường đi Path chứa các thông tin này được gửi từ bộ phát đến bộ thu. Mỗi bộ định tuyến
trung gian chuyển tiếp bản tin đường đi tới chặng kế tiếp bằng giao thức định tuyến. Tại
bộ thu, sau khi tiếp nhận bản tin đường đi, sẽ gửi bản tin giữ trước mô tả đặc tả yêu cầu
Rspec và đặc tả lọc Filter Spec ngược lại theo đường đã nhận bản tin đường đi. Đặc tả
yêu cầu chỉ định loại dịch vụ. Đặc tả lọc mô tả các gói được giữ trước tài nguyên. Rspec
và Filter Spec tạo thành tham số đặc tả luồng cho bộ định tuyến để xác nhận mỗi tài
nguyên giữ trước. Mỗi bộ định tuyến nhận bản tin giữ trước Resv sẽ yêu cầu quá trình
điều khiển chấp nhận để tiếp nhận hoặc từ chối yêu cầu. Nếu yêu cầu được tiếp nhận, tài
14


nguyên cần thiết như: băng thông và bộ đệm được cấp phát cho luồng và đặc tả luồng
được lưu trữ trong bộ định tuyến tương ứng. Bộ định tuyến cuối cùng sẽ gửi bản tin xác
nhận quay trở lại bộ thu. Nếu bị từ chối, lỗi sẽ được trả về bộ thu.
5.3.

Mô hình bảo lưu
Một yêu cầu bảo lưu RSVP về cơ bản bao gồm một đặc tính luồng cùng với một

đặc tính bộ lọc. Cặp này tạo thành một mô tả luồng. Đặc tính luồn sẽ mô tả mức QoS
mong muốn. Đặc tính bộ lọc cùng với một đặc tính phiên, sẽ định nghĩa tập các gói tin

được nhận mức QoS định nghĩa bởi đặc tính luồng. Đặc tính luồng được sử dụng để thiết
lập các tham số trên bộ lập lịch gói tin nút mạng, còn đặc tính bộ lọc được sử dụng để
thiết lập các tham số ở bộ phận loại gói tin. Các gói tin thuộc về một phiên nào đó nhưng
không đáp ứng các yêu cầu của các mô tả bộ lọc của phiên đó sẽ được xử lý theo phương
thức tốt nhất có thể Best Effort.
Đặc tính luồng trong một yêu cầu bảo lưu tài nguyên sẽ thông thường bao gồm
một mức dịch vụ và hai bộ tham số: Rspec định nghĩa QoS mong muốn, và Tspec mô tả
luồng dữ liệu. Cấu trúc của đặc tính bộ lọc phụ thuộc vào chúng ta sử dụng IPv4 hay
IPv6. Nói chung các đặc tính bộ lọc có thể lựa chọn các tập con nào đó của các gói tin
trong một phiên. Các tập con như vậy có thể định nghĩa dựa vào phần tử gửi tin, dựa vào
các giao thức ở mức cao hơn hoặc cũng có thể dựa vào một trường hợp nào đó trong mỗi
phần tiêu đề cho giao thức của mỗi gói tin. Chẳng hạn, đặc tính bộ lọc có thể được sử
dụng để chỉ lựa chọn các gói tin thuộc một dòng tín hiệu video nào đó dựa trên các phần
tiêu đề được quy định cụ thể bởi ứng dụng.
Tuy nhiên, để đơn giản hóa RSVP và tránh không xâm phạm các giao thức của
tầng khác, cho tới hiện tại, đặc tính bộ lọc của RSVP chỉ hỗ trợ lọc gói tin dựa trên địa
chỉ IP và địa chỉ cổng của phần tử gửi tin. Các thông điệp RSVP mang thông tin yêu cầu
bảo lưu tài nguyên sẽ được phát sinh từ phía nhận và được truyền ngược lại từ phía gửi
tin. Bởi địa chỉ cổng trong UDP/TCP được sử dụng trong phân loại gói tin, mỗi bộ phận
định tuyến sẽ phải kiểm tra trường dữ liệu này.
15


Các thông điệp RSVP mang thông tin yêu cầu bảo lưu tài nguyên sẽ được phát
sinh từ phía nhận và được truyền ngược lại về phía gửi. Ở mỗi nút mạng cụ thể, mỗi yêu
cầu bảo lưu sẽ dẫn tới các hành động:
5.3.1. Thiết lập bảo lưu tài nguyên
Tiến trình RSVP trên nút mạng sẽ chuyển yêu cầu này cho bộ phận điều khiển
phân quyền và điều khiển chính sách. Nếu như có lỗi nào nó trong quá trình kiểm tra ở
hai bộ phận này, sự yêu cầu bảo lưu sẽ bị hệ thống từ chối và quá trình RSVP sẽ trả về

một thông điệp báo lỗi cho phía nhận tin. Nếu quá trình kiểm tra ở cả hai bộ phận đều
thành công, nút mạng sẽ thiết lập bộ phận loại gói tin để lựa chọn các gói tin được định
nghĩa bởi đặc tính lọc và nó sẽ tương tác với giao thức ở tầng lien kết dữ liệu để có được
mức QoS mong muốn được định nghĩa trong đặc tính luồng. Sự đáp ứng các yêu cầu
RSVP QoS phụ thuộc vào kỹ thuật cụ thể ở tẩng liên kết dữ liệu trên mỗi giao diện.
5.3.2. Chuyển tiếp yêu cầu về phía truyền dữ liệu
Một yêu cầu thiết lập bảo lưu tài nguyên sẽ được phát tán về phía phần tử gửi tin
tương ứng. Tập các máy trạm gửi tin mà một yêu cầu thiết lập bảo lưu tài nguyên cụ thể
sẽ được chuyển tới được gọi là phạm vi của yêu cầu đó. Một yêu cầu bảo lưu tài nguyên
mà một nút mạng chuyển tiếp đi về phía gửi tin có thể không giống như yêu cầu mà nút
mạng đó nhận được từ phía nhận tin bởi hai lý do: cơ chế điều khiển tải có thể thay đổi
đặc tính luồng trên từng nút; quan trọng hơn, các yêu cầu bảo lưu từ các nhánh khác nhau
trong một Multicast ứng với một phần tử gửi phải được hợp lại khi các yêu cầu này được
chuyển tiếp về phía phần tử gửi tin.
Khi một phần tử nhận tin phát ra một yêu cầu bảo lưu, nó còn có thể yêu cầu nhận
được một thông điệp xác nhận khi mà yêu cầu bảo lưu của nó đã được hệ thống mạng
chấp nhận và xử lý. Một yêu cầu bảo lưu sẽ được phát tán dọc theo đường dẫn tin về phía
các máy gửi tin cho tới khi nó tới một điểm mà đã tồn tại sự bảo lưu bằng hoặc lớn hơn
mức tài nguyên được yêu cầu. Ở điểm này, yêu cầu bảo lưu tới được hợp lại với mức bảo
lưu sẵn có và không cần phải chuyển tiếp đến nữa, nút mạng này có thể gửi một thông
16


điệp xác nhận về cho phía nhận tin. Việc nhận được thông điệp xác nhận chỉ có nghĩa là
có nhiều khả năng chứ không phải chắc chắn mức dịch vụ yêu cầu đã được thiết lập trên
toàn bộ đường dẫn về phía gửi tin. Một yêu cầu bảo lưu bao gồm một tập các tùy chọn và
tổng hợp các tùy chọn này sẽ gọi là một kiểu bảo lưu.
5.3.3. Các kiểu bảo lưu
• Kiểu WF (Wildcard – Filter)
Kiểu WF nói lên các tùy chọn như sau: sẽ có một sự bảo lưu được các phần

tử lựa chọn chia sẻ và sự lựa chọn các phần tử gửi tin sẽ là tất cả các phẩn tử
gửi tin trong cùng một phiên. Như vậy, một bảo lưu tài nguyên theo kiểu WF
có nghĩa là chỉ có một bảo lưu tài nguyên được chia sẻ cho tất cả các luồng tin
từ các phần tử gửi tin. Bảo lưu này có thể được liên tưởng như một đường ống
dùng chung và dung tích ống bằng với yêu cầu bảo lưu của phần tử nhận tin
yêu cầu bảo lưu nhiều nhất, không phụ thuộc vào số lượng phần tử gửi tin đang
sử dụng nó. Ở đây, sự bảo lưu sẽ được chuyển tới tất cả các máy trạm gửi tin
và nó sẽ tự động được gán cho phần tử gửi tin mới nếu nó xuất hiện trong
phiên làm việc.
• Kiểu FF (Fixed – Filter)
Kiểu FF nói lên các tùy chọn như sau: sẽ có danh sách tường minh các phần
tử gửi tin được lựa chọn và mỗi phần tử này sẽ có sự bảo lưu tài nguyên riêng
cho nó. Như vậy, một sự bảo lưu tài nguyên theo kiểu FF được tạo ra là một
bảo lưu riêng biệt cho các gói tin từ một phần tử gửi tin cụ thể và không bị chia
sẻ với các gói tin của các phần tử gửi tin khác trong cùng một phiên. RSVP cho
phép nhiều thiết lập bảo lưu tài nguyên kiểu FF được yêu cầu cùng một lúc, sử
dụng một danh sách các đặc tính luồng. Ở đây, sự bảo lưu tài nguyên cho một
phiên nào đó sẽ là tổng của tất cả các phần tử gửi tin có yêu cầu bảo lưu.
• Kiểu SE (Shared – Explicit)
17


Kiểu SE nói lên các tùy chọn như sau: một bảo lưu sẽ được chia sẻ một
danh sách tường minh các phần tử gửi tin được lựa chọn. Chia sẻ bảo lưu tài
nguyên như trong trường hợp WF và SE là thích hợp cho những ứng dụng
Multicast trong đó nhiều nguồn tin có thể sẽ không truyền tin cùng một lúc.
Mặt khác, bảo lưu kiểu FF thì mỗi luồng tin từ một phần tử gửi tin sẽ có sự bảo
lưu tài nguyên riêng biệt của nó thích hợp cho tín hiệu video.

6. RSVP và IntServ

RSVP hỗ trợ 2 loại dịch vụ do mô hình IntServ đưa ra: Dịch vụ tải có điều khiển
và Dịch vụ cam kết.
 Dịch vụ tải có điểu khiển: Các đối tượng xuất hiện trong bản tin Path cho dịch
vụ tải có điều khiển được mô tả như sau:
Đối tượng RSVP

Tham số

Mô tả

Địa chỉ đích
Mẫu gửi

Cổng IP

Đặc tính lưu lượng
phía gửi

Các đơn vị

Địa chỉ đơn hướng/ đa
hướng
Giao thức IP:
UDP/TCP

Cổng đích

Số cổng đích

R

Tốc độ gầu thẻ bài

Byte/giây

B

Kích thước gầu thẻ bài

Bytes

P

Tốc độ đỉnh

Byte/giây

m

Đơn vị kiểm tra tối đa

Bytes

M

Kích thước gói tối đa

Bytes

Các tham số của các đối tượng CL khác nhau

Đối tượng của RSVP trong các bản tin Resv giống như các đối tượng trong bản tin
Path nhưng giá trị của các tham số có thể khác. Dịch vụ tải điều khiển CL không sử dụng
18


Rspec trong các bản tin Resv. Ba tham số đầu trong Tspec dùng để điều khiển thu nhận và
kiểm soát, chúng được thực hiện giống như gầu thẻ bài.
 Dịch vụ đảm bảo: Các đối tượng được xác định khi yêu cầu dịch vụ cam kết
được đưa ra như dưới đây. Chúng giống như các dịch vụ tải có điều kiện CL và
bổ sung thêm tham số Rspec.

Các tham số dịch vụ được cam kết Rspec

Ngoài tốc độ gầu thẻ r, tốc độ R được đưa ra. Sự khác nhau ở chỗ: r liên quan tới
đặc tính lưu lượng còn R liên quan tới đặc tính giữ trước tài nguyên. Bằng cách chọn R>r
chúng ta sẽ giảm được trễ hàng đợi. Tham số S trong bảng biểu thị sự khác nhau giữa trễ
mong muốn và trễ có được từ việc sử dụng giữ trước tài nguyên R.

7. Mô hình kết hợp Intserv và DiffServ
7.1.

Lợi ích của mô hình kết hợp IntServ và DiffServ
Cả IntServ và DiffServ đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, RFC 2998 đã

đưa Framework cho hỗ trợ dịch vụ IntServ trên mạng DiffServ.
Lợi ích của việc kết hợp này là khá rõ rang, DiffServ với việc điều khiển luồng
theo tập hợp có khả năng mở rộng cao sẽ bù đắp cho khả năng mở rộng không cao của
IntServ. Ngược lại, RSVP trong IntServ cũng giúp DiffServ cung cấp dịch vụ có tính định
lượng trên mạng, cái mà một mình DiffServ không đáp ứng được.

19


• Trong DiffServ, điều khiển thâm nhập được thực hiện theo một cách tương đối
tĩnh bằng cách cung cấp các tham số policing tại các phần tử mạng. Với việc sử
dụng RSVP, DiffServ có khả năng điều khiển thâm nhập dựa trên tài nguyên,
nhờ vậy có thể sử dụng tài nguyên mạng một cách tối ưu.
• Sử dụng RSVP, DiffServ có thể thực áp dụng điều khiển thâm nhập dựa trên
chính sách đối với từng user, từng ứng dụng chứ không phải đối với toàn bộ
mạng chứa user hay ứng dụng đó, nhờ vậy tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên
mạng.
• Trong một mạng DiffServ, DSCP có thể được đánh dấu tại host hoặc router,
nhưng cả hai cơ chế này đều tồn tại những nhược điểm riêng.
• Các phần tử mạng IntServ thực hiện quy định (conditioning) lưu lượng theo
từng luồng. Việc quy định trước lưu lượng theo cách này trước khi chúng vào
mạng DiffServ sẽ làm tăng khả năng cung cấp dịch vụ định lượng sử dụng điều
khiển lưu lượng gộp của DiffServ.
Từ những lợi ích này, IntServ và DiffServ có thể được sử dụng bổ sung cho nhau.
IntServ được sử dụng tại mạng truy nhập (access) cho phép các host yêu cầu và dự trữ tài
nguyên từng luồng nhờ RSVP và DiffServ được sử dụng trong mạng trục sẽ tránh vấn đề
mở rộng RSVP.
7.2.

Framework cho IntServ/RSVP over DiffServ

7.2.1. Mạng tham chiếu cho Framework IntServ/RSVP over DiffServ

20

Mạng tham chiếu cho IntServ/RSVP over DiffServ framework

Framework bao gồm những phần tử sau:
• Sender và Receiver là những host có khả năng RSVP, nó có thể khởi tạo một
tiến trình RSVP dựa trên yêu cầu ứng dụng chạy trên host đó.
• Edge Router (ER) và Boder Router (BR) là các thiết bị cạnh mà chức năng của
nó phụ thuộc vào sự thực thi cụ thể của Framework.
• Miền Non-DiffServ là một miền có khả năng IntServ chứa các host và các
phần tử mạng khác có khả năng IntServ và cũng có thể chứa những phần tử
mạng khác nữa
• Miền DiffServ có thể hoặc không chứa các router biết về RSVP.
7.2.2. Ánh xạ dịch vụ
Ánh xạ dịch vụ phụ thuộc vào sự lựa chọn PHB phù hợp, điều khiển thâm nhập và
điều khiển chính sách trên yêu cầu IntServ dựa trên tài nguyên khả dụng và chính sách
trong IntServ.
Ánh xạ dịch vụ bao gồm:
• Lựa chọn một PHB hay một tập PHB cho dịch vụ được yêu cầu.
• Thực hiện policing phù hợp tại cạnh của miền DiffServ.
• Xuất các tham số IntServ khỏi miền DiffServ.
21


• Thực hiện điều khiển truy nhập yêu cầu IntServ mà đã tính cả tài nguyên
trong miền DiffServ.
Có bảng ánh xạ mặc định nổi tiếng:

Bảng ánh xạ dịch vụ mặc định

Trong cách ánh xạ này, dịch vụ đảm bảo được ánh xạ tới EF PHB, trong khi dịch

vụ tải được điều khiển tùy thuộc vào khả năng nó có chịu trễ hay không mà được ánh xạ
vào các mức ưu tiên AF PHB khác nhau.
Các router có khả năng xử lý cả packet DiffServ và RSVP sẽ thực hiện ánh xạ dịch
vụ ở trên và các router này cũng có thể sử dụng ánh xạ dịch vụ khác (override). Những
router này thường được đặt ở cạnh của vùng DiffServ
7.2.3. Quản lý tài nguyên trong mạng DiffServ
Có nhiều cách khác nhau quản lý tài nguyên trên mạng DiffServ khác nhau để
thỏa mãn yêu cầu của các luồng IntServ từ điểm cuối đến điểm cuối, bao gồm:
• Tài nguyên được cung cấp tĩnh
• Tài nguyên được cung cấp động bằng RSVP
• Tài nguyên được cung cấp động bằng các phương tiện khác như Batwidth
Broker,…
7.3.

Thực thi Framework

22


Thực thi cụ thể Framework phụ thuộc vào sự quản lý tài nguyên DiffServ và khả
năng RSVP của miền mạng DiffServ. Quản lý tài nguyên mạng DiffServ có thể là động
hoặc tĩnh. Miền mạng DiffServ được xem là “hiểu” (aware) nếu nó có các router RSVP
tiêu chuẩn trong domain của nó, ít nhất là trên biên của domain. Những router nào là
router hiểu RSVP tùy thuộc vào người quản trị.
Trong trường hợp tài nguyên được cung cấp tĩnh, chủ của miền DiffServ thỏa
thuận một SLA tĩnh với khách hàng của nó, tức là miền IntServ, do đó, nó yêu cầu các cơ
chế phức tạp hơn nhiều trong DiffServ để có thể thực hiện điều khiển truy nhập và phân
chia tài nguyên chính xác. Những cơ chế này đang được nghiên cứu.
Cơ chế kiểm soát thâm nhập và phân chia tài nguyên trong vùng DiffServ rất được
yêu thích là Bandwidth Broker.

IV. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA INTSERV
1. Ưu điểm
• IntServ đảm bảo chất lượng dịch vụ theo luồng
• IntServ báo hiệu các yêu cầu QoS
cho mỗi luồng riêng rẽ, hệ thống mạng,
sau đó có thể cung cấp, bảo đảm cho các lưu lượng cá biệt.
• IntServ báo cho các thiết bị mạng biết các tham số của lưu lượng như: Địa chỉ
IP và cổng.

8. Nhược điểm
• Đối với mạng có lưu lượng cao hoặc các tổ chức doanh nghiệp lớn thì số lượng
luồng có thể lên đến hàng trăm ngàn luồng trong một thời điểm và dẫn đến
hiện tượng lãng phí tài nguyên do băng thông sử dụng để thiết lập kênh RSVP
lên rất nhiều.

23


Hạn chế của IntServ với hệ thống mạng có số lượng luồng lớn

• Không thể mở rộng được nếu có quá nhiều luồng. Vì IntServ hoạt động theo
kiểu kết nối trạng thái lên liên tục phải báo hiệu.
• Mặc dù IntServ là mô hình đảm bảo chất lượng dịch vụ tuyệt đối từ đầu cuối
đến đầu cuối, nhưng nó không linh hoạt và khả năng mở rộng thấp nên thường
không được lựa chọn để thực hiện QoS trong mạng có quy mô lớn.

V.

KẾT LUẬN

Xu hướng phát triển của các mạng truyền số liệu trong những năm qua đã cho thấy

sự quan tâm ngày càng nhiều đến vấn đề yêu cầu chất lượng dịch vụ và đáp ứng chặt chẽ
yêu cầu của các ứng dụng thời gian thực. Bài tiểu luận tìm hiểu khái quát về Mô hình tích
hợp dịch vụ - IntServ, là một trong những hướng phát triển chính của công nghệ mạng và
truyền số liệu.
Dịch vụ IntServ dựa trên giao thức dự trữ tài nguyên RSVP. IntServ đưa ra khả
năng cho các ứng dụng lựa chọn, trong nhiều khả năng các mức điều khiển dịch vụ cho
các gói dữ liệu. IntServ là mô hình dịch vụ hỗ trợ QoS theo luồng.
Mô hình IntServ có thể sử dụng giao thức báo hiệu RSVP cung cấp nhiều loại hình
dịch vụ khác nhau:
24


Guaranteed Rate Service, loại hình này cho phép dành sẵn độ rộng băng thông để
phù hợp với những yêu cầu của chúng, VD ứng dụng VoIP có thể dành 32 Mbps từ đầu
cuối đến đầu cuối sử dụng loại hình dịch vụ này. QoS sử dụng xếp hàng cân bằng trọng
số (WFQ) kết hợp với giao thức dành sẵn tài nguyên (RSVP) để cung cấp loại hình dịch
vụ này.
Controlled Load Service, loại hình này cho phép các ứng dụng có độ trễ thấp và
tốc độ lưu lượng cao, thậm chí ngay cả khi tắc nghẽn, VD các ứng dụng không nhạy cảm
với thời gian thực như khi phát lại băng ghi âm trong cuộc hội thoại, có thể sử dụng loại
hình dịch vụ này. QoS sử dụng RSVP kết hợp với Weigh Random Early Detect (WRED)
cung cấp loại dịch vụ này.
Ngoài ra, sự kết hợp giữa IntServ và DiffServ: IntServ/RSVP over DiffServ là
phương pháp cung cấp chất lượng dịch vụ đang rất được quan tâm hiện nay. IntServ với
khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ end-to-end, DiffServ với khả năng mở rộng cao có
thể kết hợp với nhau trong một mạng để bổ sung cho nhau và cung cấp dịch vụ end-toend có khả năng mở rộng.

25