sử dụng kỹ thuật diffserv mpls để đánh giá chất lượng dịch vụ iptv

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÂM ĐẠO TƯỜNG

SỬ DỤNG KỸ THUẬT DIFFSERV - MPLS ĐỂ ĐÁNH GiÁ
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270

S K C0 0 3 5 8 7

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09/2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÂM ĐẠO TƯỜNG

SỬ DỤNG KỸ THUẬT DIFFSERV - MPLS ĐỂ ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 9/ 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÂM ĐẠO TƯỜNG

SỬ DỤNG KỸ THUẬT DIFFSERV - MPLS ĐỂ ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 605270
Hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 9/ 2012


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC
Họ & tên: LÂM ĐẠO TƯỜNG

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 20/01/1972

Nơi sinh: An Giang
Dân tộc: Kinh

Quê quán: An Giang
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc:

Số 67, Hòa Phú I, An Châu, Châu thành, AG

Điện thoại cơ quan:

Điện thoại nhà riêng: 0918807707

Fax:

E-mail:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
1. Trung học chuyên nghiệp
Hệ đào tạo:

Thời gian đào tạo từ …/… đến …/…

Nơi học (trường, thành phố):

Ngành học:

2. Đại học
Hệ đào tạo: Mở rộng
Nơi học (trường, thành phố):

Thời gian đào tạo từ 1990 đến 1994
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh

Ngành học: Kỹ Thuật Điện- Điện Tử
Tên đồ án hoặc môn thi tốt nghiệp: Tay nghề; Kỹ thuật truyền hình; Điện tử vi mạch
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp:
Người hướng dẫn:
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Thời gian

Nơi công tác

Công việc đảm nhiệm

1996- 2004

Đài Phát thanh- Truyền hình An Giang

Kỹ thuật

2004-2008

Đài Phát thanh- Truyền hình An Giang

Phó phòng kỹ thuật

2008 đến nay

Đài Phát thanh- Truyền hình An Giang

Trưởng phòng kỹ thuật

i


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận văn này là do bản thân tôi tự nghiên cứu và thực hiện theo
hướng dẫn của PGS.TS Phạm Hồng Liên.
Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải
trên tạp chí và trang web theo danh mục tài liệu luận văn.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2012
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Lâm Đạo Tường

ii


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS Phạm
Hồng Liên - Giảng viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh, người đã
hết lòng chỉ bảo và dẫn dắt tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Cảm ơn quý thầy cô, những người đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt cho tôi những
kiến thức và kinh nghiệm quý báu.
Cảm ơn gia đình và bạn bè những người đã giúp đỡ và động viên tôi rất nhiều
trong suốt quá trình học tập và làm luận văn.
Xin cảm ơn các anh chị đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ để tôi có thể
hoàn thành các chương trình trong suốt khóa học.

Lâm Đạo Tường

iii


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

TÓM TẮT
Đề tài “Sử dụng kỹ thuật DiffServ–MPLS để đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV” đã
được thực hiện từ tháng 02 năm 2012 đến tháng 08 năm 2012 tại trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh.
IPTV-Truyền hình qua giao thức Internet, là dịch vụ truyền hình tương tác, trong đó
các tín hiệu truyền hình được phân phối trên nền mạng băng rộng. Do nhu cầu khách
hàng ngày càng cao nên yếu tố chất lượng dịch vụ QoS đóng vai trò quan trọng đối với
các nhà cung cấp dịch vụ. Xu hướng hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ muốn nâng cao
chất lượng, tiết giảm đầu tư nhưng vẫn duy trì ổn định hạ tầng mạng IP. Kỹ thuật
DiffServ–MPLS là một trong những kỹ thuật đáp ứng tốt yêu cầu đảm bảo chất lượng

dịch vụ - QoS và đó là lý do chọn lựa thực hiện đề tài “Sử dụng kỹ thuật DiffServ MPLS để đánh giá chất lượng dịch vụ IPTV”. Trên nền tảng các bài báo[6][7][8][9][10]
[11][12] đã triển khai mở rộng để thực hiện đề tài. Cụ thể trong thực nghiệm đã truyền
cùng lúc 6 luồng lưu lượng Video, Voice, Ftp, Http có mức ưu tiên khác nhau qua 3 cấu
trúc mạng Baseline, DiffServ, DiffServ–MPLS với 9 nút mạng, tải lưu lượng Video đầu
vào tăng từ thấp đến cao, tải lưu lượng nền tăng từ 85% đến 95%. Trong điều kiện
mạng tắc nghẽn cao đã áp dụng thuật toán CBWFQ và WRED để xử lý nghẽn và đạt
chất lượng tốt trong hệ thống mạng IPTV. Cùng với sự chọn lựa công cụ OPNET 14.5
đã thực hiện mô phỏng 9 kịch bản. Trên cơ sở các kết quả đạt được đã so sánh và đánh
giá năng lực truyền tải của các cấu trúc mạng, chất luợng truyền tải như thông lượng,
độ trễ, độ trượt, tỉ lệ mất gói đã đạt theo tiêu chuẩn IETF RFC 3357 và ITU-TG.114.
Từ cơ sở lý thuyết và kết quả thực nghiệm, đề tài đã thể hiện những ưu điểm vượt
trội của kỹ thuật DiffServ-MPLS. Kết hơp DiffServ và MPLS đã cải thiện được chất
lượng truyền gói tin trong điều kiện mạng nghẽn cao, đảm bảo tốt việc khai thác, quản
lý nguồn tài nguyên mạng và đó cũng là kỹ thuật đảm bảo tốt chất lượng dịch vụ IPTV.

iv


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

ABSTRACT
My thesis “Using the DiffServ - MPLS technique to assess the quality of IPTV
services” has been studied from February to August 2012 at University of Technical
Eductation Ho Chi Minh City.
IPTV (Internet protocol television) is the interactive TV service, in which the
television signals are distributed on the broadband network. Due to the demand of
customers is increasing day by day. Therefore the quality of service become important
for the service providers. They want to improve the quality of service and reduce

investment but they still maintain stability the infrastructure of IP network. DiffServ MPLS technique is one of the techniques to ensure the quality of service – QoS. That is
the reason I choose the thesis “Using the DiffServ - MPLS technique to assess the
quality of IPTV services”. On the basis of the papers [6][7][8][9][10][11][12] I extend
to implement my thesis. Specifically, there are 6 traffic flows (Video, Voice, Ftp, Http)
which are sent to 3 network structures (Baseline, DiffServ, DiffServ – MPLS) and 9
network nodes by the experiments, the Video traffic flows are increasing from low level
to high level and the background traffic load is increasing from 85% to 95%. When the
network is been congestion, I use CBWFQ and WRED to reduce congestion and have
good results. I choose OPNET 14.5 to simulate 9 scenarios, I compare and evaluate
transmission capacity of the network structures on basis results of the experiments. The
quality of packets is evaluated by throughput, delay, jitter and packet loss on standard
of IETF RFC 3357 and ITU-TG.114 .
Basis theory and the results of the experiments, my thesis show the advantages of
DiffServ - MPLS technique. Combining DiffServ and MPLS improve the quality of
packets and have good at exploitation and management the network resources, and
DiffServ - MPLS is the technique to ensure the quality of IPTV services.

v


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

MỤC LỤC
TRANG TỰA

TRANG

Quyết định giao đề tài ...............................................................................................................

Lý lịch khoa học ............................................................................................................. i
Lời cam đoan ................................................................................................................. ii
Cảm tạ .......................................................................................................................... iii
Tóm tắt .......................................................................................................................... iv
Mục lục .......................................................................................................................... vi
Danh sách các chữ viết tắt .......................................................................................... xiii
Danh sách các hình..................................................................................................... xvi
Danh sách các bảng .............................................................................................................. xx
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 1
1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu ............................................................... 1
1.2 Tính cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn của đề tài .......................................................... 5
1.3 Mục đích của đề tài .................................................................................................. 5
1.4 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài ............................................................................... 5
1.4.1 Nhiệm vụ ............................................................................................................... 5
1.4.2 Giới hạn đề tài ....................................................................................................... 6
1.5 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 6
1.6 Kế hoạch thực hiện đề tài ........................................................................................ 7
Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................ 8
2.1 Kiến trúc hệ thống mạng IPTV ................................................................................ 8
2.1.1 Sơ đồ kiến trúc hệ thống ...................................................................................... 8
2.1.2 Ứng dụng dịch vụ IPTV ....................................................................................... 9

vi


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

2.1.3 Ưu và nhược điểm của dịch vụ IPTV ................................................................... 9

2.2 Chất lượng dịch vụ - QoS ....................................................................................... 9
2.2.1 Các vấn đề khi mạng không được hỗ trợ QoS .................................................... 10
2.2.2 Tầm quan trọng của QoS..................................................................................... 11
2.2.3 Đánh giá chất lượng dịch vụ - QoS ..................................................................... 12
2.2.4 Các loại chất lượng dịch vụ - QoS ...................................................................... 14
2.2.4.1 Dịch vụ Best – Effort ....................................................................................... 14
2.2.4.2 Dịch vụ tích hợp IntServ .................................................................................. 15
2.2.4.3 Dịch vụ phân biệt – DiffServ ........................................................................... 15
2.2.4.3.1 Điểm mã dịch vụ phân biệt – DSCP ............................................................. 16
2.2.4.3.2 Đối xử từng chặng – PHB ............................................................................. 17
2.2.4.3.2.1 PHB mặc định – Chuyển tiếp BE............................................................... 17
2.2.4.3.2.2 EF PHB - Chuyển tiếp nhanh EF ............................................................... 17
2.2.4.3.2.3 AF PHB - Chuyển tiếp đảm bảo AF .......................................................... 18
2.2.4.4 Phân lớp lưu lượng và điều hòa ....................................................................... 19
2.3 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS ................................................................. 20
2.3.1 Khái niệm ........................................................................................................... 20
2.3.2 Kiến trúc MPLS .................................................................................................. 20
2.3.3 Kiến trúc miền MPLS ......................................................................................... 20
2.3.4 MPLS Header (Tiêu đề nhãn MPLS) .................................................................. 21
2.3.5 Đường chuyển mạch nhãn – LSP ....................................................................... 22
2.3.6 Lớp chuyển tiếp tương đương – FEC.................................................................. 23
2.3.7 Kỹ thuật lưu lượng MPLS (MPLS - TE) ............................................................ 23
2.4 Kết hợp DiffServ – MPLS ..................................................................................... 23
2.4.1 Đường chuyển mạch nhãn E – LSP .................................................................... 24
2.4.2 Đường chuyển mạch nhãn L – LSP .................................................................... 25
2.5 Các thuật toán ........................................................................................................ 25

vii

Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

2.5.1 Loại bỏ gói tin ngẫu nhiên sớm RED.................................................................. 25
2.5.2 Loại bỏ gói tin ngẫu nhiên sớm theo trọng số WRED ....................................... 27
2.5.3 Hàng đợi cân bằng theo trọng số WFQ ............................................................... 27
2.5.4 Hàng đợi cân bằng theo trọng số dựa trên cơ sở lớp CB WFQ .......................... 27
Chƣơng 3. MÔ PHỎNG IPTV TRÊN OPNET ....................................................... 29
3.1 Vấn đề về mô phỏng .............................................................................................. 29
3.2 Công cụ mô phỏng – OPNET 14.5 ........................................................................ 29
3.2.1 Giới thiệu............................................................................................................ 29
3.2.2 Cài đặt OPNET 14.5 ........................................................................................... 29
3.3 Mô phỏng IPTV trên OPNET ................................................................................ 30
3.3.1 Cấu hình mạng mô phỏng ................................................................................... 30
3.3.2 Các kịch bản mô phỏng ....................................................................................... 31
3.3.2.1 Kịch bản 1: Low_Video_Baseline ................................................................... 31
3.3.2.2 Kịch bản 2: Low_Video_DiffServ ................................................................... 32
3.3.2.2.1 Phân lớp và đánh dấu lưu lượng ................................................................... 33
3.3.2.2.2 Lập lịch WFQ ................................................................................................ 33
3.3.2.2.3 Cấu hình RED ............................................................................................... 34
3.3.2.2.4 Cấu hình chính sách lưu lượng ..................................................................... 34
3.3.2.3 Kịch bản 3: Low_Video_DiffServ_MPLS ...................................................... 34
3.3.2.4 Cấu hình MPLS –TE ........................................................................................ 35
3.3.2.5 Kịch bản 4: Mid_Video_Baseline .................................................................... 36
3.3.2.6 Kịch bản 5: Mid_Video_DiffServ.................................................................... 37
3.3.2.7 Kịch bản 6: Mid_Video_DiffServ_MPLS ....................................................... 37
3.3.2.8 Kịch bản 7: High_Video_Baseline .................................................................. 38
3.3.2.9 Kịch bản 8: High_Video_DiffServ .................................................................. 38
3.3.2.10 Kịch bản 9: High_Video_DiffServ_MPLS .................................................... 39

3.3.2.11 Lưu đồ mô phỏng mạng Baseline, DiffServ, DiffServ_MPLS ...................... 40

viii


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

3.3.2.12 Thời gian chạy mô phỏng ............................................................................. 41
Chƣơng 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ ............................................ 42
4.1 Thông lượng ............................................................................................................ 42
4.1.1 Thông lượng kịch bản 1, 2, 3 ............................................................................... 42
4.1.1.1 Thông lượng Video_AF11 ................................................................................ 42
4.1.1.2 Thông lượng Video_AF12 ................................................................................ 43
4.1.1.3 Thông lượng Video_AF13 ................................................................................ 44
4.1.1.4 Thông lượng Voice_EF ..................................................................................... 45
4.1.1.5 Thông lượng Ftp_AF21 .................................................................................... 45
4.1.1.6 Thông lượng Http_AF41 ................................................................................... 46
4.1.2 Thông lượng kịch bản 4, 5, 6 ............................................................................... 47
4.1.2.1 Thông lượng Video_AF11 ................................................................................ 47
4.1.2.2 Thông lượng Video_AF12 ................................................................................ 48
4.1.2.3 Thông lượng Video_AF13 ............................................................................... 49
4.1.2.4 Thông lượng Voice_EF ..................................................................................... 50
4.1.2.5 Thông lượng Ftp_AF21 .................................................................................... 51
4.1.2.6 Thông lượng Http_AF41 ................................................................................... 52
4.1.3 Thông lượng kịch bản 7, 8, 9 ............................................................................... 53
4.1.3.1 Thông lượng Video_AF11 ................................................................................ 53
4.1.3.2 Thông lượng Video_AF12 ................................................................................ 54
4.1.3.3 Thông lượng Video_AF13 ................................................................................ 54

4.1.3.4 Thông lượng Voice_ EF ................................................................................... 55
4.1.3.5 Thông lượng Ftp_AF21 ................................................................................... 56
4.1.3.6 Thông lượng Http_AF41 ................................................................................... 57
4.2 Độ trễ đầu cuối ....................................................................................................... 58
4.2.1 Độ trễ đầu cuối kịch bản 1, 2, 3 ........................................................................... 58
4.2.1.1 Trễ đầu cuối Video_AF11 ................................................................................. 58

ix


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

4.2.1.2 Trễ đầu cuối Video_AF12 ................................................................................. 59
4.2.1.3 Trễ đầu cuối Video_AF13 ................................................................................. 60
4.2.1.4 Trễ đầu cuối Voice_EF .................................................................................... 60
4.2.2 Độ trễ đầu cuối kịch bản 4, 5, 6 ........................................................................... 61
4.2.2.1 Trễ đầu cuối Video_AF11 ................................................................................ 61
4.2.2.2 Trễ đầu cuối Video_AF12 ................................................................................ 62
4.2.2.3 Trễ đầu cuối Video_AF13 ................................................................................. 63
4.2.2.4 Trễ đầu cuối Voice_EF .................................................................................... 64
4.2.3 Độ trễ đầu cuối kịch bản 7, 8, 9 ........................................................................... 64
4.2.3.1 Trễ đầu cuối Video_AF11 ................................................................................ 64
4.2.3.2 Trễ đầu cuối Video_AF12 ................................................................................ 65
4.2.3.3 Trễ đầu cuối Video_AF13 ................................................................................ 66
4.2.3.4 Trễ đầu cuối Voice_EF .................................................................................... 67
4.3 Biến động trễ .......................................................................................................... 68
4.3.1 Biến động trễ kịch bản 1, 2, 3 .............................................................................. 68
4.3.1.1 Biến động trễ Video_AF11 ............................................................................... 68

4.3.1.2 Biến động trễ Video_AF12 ............................................................................... 69
4.3.1.3 Biến động trễ Video_AF13 ............................................................................... 69
4.3.1.4 Biến động trễ Voice_EF ................................................................................... 70
4.3.2 Biến động trễ kịch bản 4, 5, 6 .............................................................................. 71
4.3.2.1 Biến động trễ Video_AF11 .............................................................................. 71
4.3.2.2 Biến động trễ Video_AF12 ............................................................................... 72
4.3.2.3 Biến động trễ Video_AF13 ............................................................................... 73
4.3.2.4 Biến động trễ Voice_EF ................................................................................... 73
4.3.3 Biến động trễ kịch bản 7, 8, 9 ............................................................................. 74
4.3.3.1 Biến động trễ Video_AF11 ............................................................................... 73
4.3.3.2 Biến động trễ Video_AF12 ............................................................................... 75

x


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

4.3.3.3 Biến động trễ Video_ AF13 .............................................................................. 76
4.3.3.4 Biến động trễ Voice_EF ................................................................................... 77
4.4 Mất gói tin .............................................................................................................. 77
4.4.1 Mất gói tin kịch bản 1, 2, 3 .................................................................................. 78
4.4.1.1 Mất gói tin Video_AF11 .................................................................................. 78
4.4.1.2 Mất gói tin Video_ AF12 .................................................................................. 79
4.4.1.3 Mất gói tin Video_ AF13 .................................................................................. 80
4.4.1.4 Mất gói tin Voice_EF ........................................................................................ 81
4.4.1.5 Mất gói tin Ftp_AF21....................................................................................... 82
4.4.1.6 Mất gói tin Http_AF41 ...................................................................................... 83
4.4.2 Mất gói tin kịch bản 4, 5, 6 .................................................................................. 84

4.4.2.1 Mất gói tin Video_AF11 ................................................................................... 85
4.4.2.2 Mất gói tin Video_AF12 .................................................................................. 86
4.4.2.3 Mất gói tin Video_AF13 ................................................................................... 87
4.4.2.4 Mất gói tin Voice_EF ........................................................................................ 88
4.4.2.5 Mất gói tin Ftp_AF21........................................................................................ 89
4.4.2.6 Mất gói tin Http_AF41 ...................................................................................... 90
4.4.3 Mất gói tin kịch bản 7, 8, 9 .................................................................................. 91
4.4.3.1 Mất gói tin Video_AF11 ................................................................................... 91
4.4.3.2 Mất gói tin Video_AF12 ................................................................................... 92
4.4.3.3 Mất gói tin Video_AF13 ................................................................................... 93
4.4.3.4 Mất gói tin Voice_EF ....................................................................................... 94
4.4.3.5 Mất gói tin Ftp_AF21........................................................................................ 95
4.4.3.6 Mất gói tin Http_AF41 ..................................................................................... 96
4.5 Biểu đồ đánh giá các kết quả mô phỏng…..…………………………………...….97
4.5.1 Thông luợng kịch bản 1,2,3……….………………………………………… …97
4.5.2 Thông luợng kịch bản 4,5,6………………………………………………….…98

xi


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

4.5.3 Thông luợng kịch bản 7,8,9…………………………………………………….99
4.5.4 Trễ đầu cuối kịch bản 1,2,3…………………………………………………….100
4.5.5 Trễ đầu cuối kịch bản 4,5,6…………………………………………………….101
4.5.6 Trễ đầu cuối kịch bản 7,8,9…………………………………………………….102
4.5.7 Biến động trễ kịch bản 1,2,3………………………………………………… ..102
4.5.8 Biến động trễ kịch bản 4,5,6…………………………………………………...104

4.5.9 Biến động trễ kịch bản 7,8,9…………………………………………………...105
4.5.10 Mất gói kịch bản 1,2,3……………………………………………………..…106
4.5.11 Mất gói kịch bản 4,5,6……………………………………………………..…107
4.5.12 Mất gói kịch bản 7,8,9……………………………………………………..…108
Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ........................................... 109
5.1 Kết luận ................................................................................................................ 109
5.2 Hướng phát triển .................................................................................................. 111
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 112
PHỤ LỤC . THỰC THI VÀ MÔ PHỎNG MẠNG............................................... 115
P.1 Tổng hợp các lưu lượng Video, Voice, Ftp, Http ................................................ 115
P.2 Các tham số cấu hình DiffServ ............................................................................ 117
P.3 Các tham số cấu hình DiffServ - MPLS .............................................................. 120
P.4 Chi tiết các đường dẫn LSP ................................................................................. 122

xii


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ACL

Extended Access Lists

Các danh sách truy cập mở rộng

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line

Đường thuê bao số bất đối xứng

AF

Assured Forwarding

Dịch vụ chuyển tiếp đảm bảo

BA

Behaviour Aggregate

Tập hợp đối xử

BE

Best – Effort

Dịch vụ Best – Effort

CAR

Committed Access Rate

Cam kết tốc độ truy xuất

COS

Class of Service

Lớp dịch vụ

Constraint Label Distribution

Giao thức phân phối nhãn ràng

Protocol

buộc

Diffserv

Differentiated Services

Dịch vụ phân biệt

DS

Domain Service

Miền dịch vụ

DSCP

Differentiated Service Code Point

Điểm mã dịch vụ phân biệt

EF

Expedited Forwarding

Dịch vụ chuyển tiếp nhanh

EXP

Experimental

Bit thử nghiệm

Experimental inferred Per

Đường chuyển mạch nhãn lớp

Service Class Label Switch Path

dịch vụ thử nghiệm.

FEC

Forwarding Equivalence Class

Lớp chuyển tiếp tương đương

FIFO

First In First Out

Hàng đợi vào trước ra trước

FTP

File Transfer Protocol

Giao thức truyền tập tin

HDTV

High definition television

Truyền hình độ phân giải cao

Http

Hyper text tranfer protocol

Giao thức truyền tải siêu văn bản

IPTV

Internet Protocol Television

Truyền hình giao thức Internet

CR-LDP

E-LSP

xiii


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT (tt)
Tên viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

IETF

Internet Engineering Task Force

IntServ

Integrated Service Model

Mô hình dịch vụ tích hợp

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

International Telecommunication
ITU-TG.114

Union - Telecommunication
Standardization Sector

Lực lượng đặc trách kỹ thuật
Internet

Tiêu chuẩn viễn thông - thuộc
Tổ chức viễn thông quốc tế

IPv4

Internet Protocol version 4

Giao thức Internet phiên bản 4

IPv6

Internet Protocol version 6

Giao thức Internet phiên bản 6

LER

Label Egde Router

Router chuyển mạch nhãn biên

LSP

Label Switched Path

Đường dẫn chuyển mạch nhãn

L-LSP

Label-inferred-class LSP

LSP có lớp tham chiếu nhãn

LSR

Label Switching Router

Router chuyển mạch nhãn

MPEG

Moving Picture Expert Group

MPEG_4

MPEG_4 Advanced Video

AVC

Coding

MPLS

MultiProtocol Label Switching

MPLS–TE

MultiProtocol Label SwitchingTraffice Engineering

Nhóm chuyên gia về hình ảnh
chuyển động
Chuẩn nén Video MPEG_4
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
Kỹ thuật lưu lượng MPLS

NS2

Network Simulator 2

Công cụ mô phỏng mạng (NS2)

NvoD

Near Video on Demand

Gần như Video theo yêu cầu

xiv


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT (tt)
Tên viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

OSPF

Open Shortest Path First

Giao thức định tuyến ngắn nhất

Optimized Network Engineering

Công cụ mô phỏng mạng

Tool

(OPNET)

PHB

Per-Hop Behavior

Đối xử từng chặng

PQ

Priority Queuing

Ưu tiên hàng đợi

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

RED

Random Early Detection

Loại bỏ gói tin ngẫu nhiên sớm

RFC

Request For Comment

Tiêu chuẩn RFC của IETF

RIP

Router Information Protocol

Giao thức định tuyến thông tin

RVSP

Resource Reservation Protocol

Giao thức dự trữ tài nguyên

STB

Set Top Box

Bộ giải mã đầu cuối

SLA

Service Level Agreement

Mức dịch vụ thỏa thuận

SDTV

Standard Definition Television

Truyền hình độ phân giải chuẩn

TvoD

TV on Demand

Dịch vụ TV theo yêu cầu

ToS

Type of Service

Loại dịch vụ

TC

Traffic Class

Lớp lưu lượng

TCA

Traffic Conditioning Agreement

Thỏa thuận điều hòa lưu lượng

TTL

Time- To- Live

Thời gian sống

VoIP

Voice over Internet Protocol

Thoại qua giao thức Internet

VoD

Video on Demand

Video theo yêu cầu

WRED

Wide Random Early Detection

Thuật toán RED mở rộng

WFQ

Weighed Fair Queuing

Thuật toán cân bằng theo trọng số

OPNET

xv


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1: Sơ đồ kiến trúc hệ thống IPTV ....................................................................... 8
Hình 2.2: Độ trượt (Jitter) ............................................................................................. 12
Hình 2.3: Kiến trúc miền DiffServ ............................................................................... 16
Hình 2.4: Đối xử từng chặng PHB ................................................................................ 17
Hình 2.5: Mẫu bit EF..................................................................................................... 18
Hình 2.6: Bit mẫu AF .................................................................................................... 18
Hình 2.7: Các giá trị PHB- AF ...................................................................................... 18
Hình 2.8: Kiến trúc MPLS ........................................................................................... 20
Hình 2.9: Kiến trúc miền MPLS .................................................................................. 20
Hình 2.10: Tiêu đề nhãn MPLS .................................................................................... 21
Hình 2.11: Đường chuyển mạch nhãn LSP.................................................................... 22
Hình 2.12: Minh họa ánh xạ truờng DSCP đến EXP .................................................... 23
Hình 2.13 : Đường E-LSP .............................................................................................. 24
Hình 2.14: Đường L-LSP ............................................................................................... 25
Hình 2.15 : Kiến trúc giải thuật RED ............................................................................. 26
Hình 2.16: Sơ đồ loại bỏ gói tin của RED theo p.......................................................... 26
Hình 2.17: Lập lịch WFQ ............................................................................................... 27
Hình 2.18: Lập lịch CBWFQ ........................................................................................ 28
Hình 3.1: Cấu hình mạng Low_Video_Baseline ........................................................... 32
Hình 3.2: Cấu hình mạng Low_Video_DiffServ ........................................................... 32
Hình 3.3: Cấu hình mạng Low_Video_DiffServ_MPLS ............................................... 34
Hình 3.4: Cấu hình mạng Mid_Video_Baseline ............................................................ 36

Hình 3.5: Cấu hình mạng Mid_Video_DiffServ ............................................................ 37

xvi


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

Hình 3.6: Cấu hình mạng Mid_Video_DiffServ_MPL................................................. 37
Hình 3.7: Cấu hình mạng High_Video_Baseline .......................................................... 39
Hình 3.8: Cấu hình mạng High_Video_DiffServ ......................................................... 39
Hình 3.9: Cấu hình mạng High_Video_DiffServ_MPLS ............................................. 39
Hình 3.10: Lưu đồ mô phỏng mạng Baseline, DiffServ, DiffServ-MPLS .................... 40
Hình 4.1: Thông lượng Video_AF11 bits/s kịch bản 1,2,3 ........................................... 42
Hình 4.2: Thông lượng Video_AF12 bits/s kịch bản 1,2,3 ........................................... 43
Hình 4.3: Thông lượng Video_AF13 bits/s kịch bản 1,2,3 ............................................ 44
Hình 4.4: Thông lượng Voice_EF bits/s kịch bản 1,2,3 ............................................... 45
Hình 4.5: Thông lượng Ftp_AF21 bit/s kịch bản 1,2,3 .................................................. 46
Hình 4.6: Thông lượng Http_AF41 bits/s kịch bản 1,2,3 .............................................. 47
Hình 4.7: Thông lượng Video_AF11 bits/s kịch bản 4,5,6 ............................................ 48
Hình 4.8: Thông lượng Video_AF12 bits/s kịch bản 4,5,6 ............................................ 49
Hình 4.9: Thông lượng Video_AF13 bits/s kịch bản 4,5,6 ............................................ 49
Hình 4.10: Thông lượng Voice_EF bit/s kịch bản 4,5,6 ............................................... 50
Hình 4.11: Thông lượng Ftp_AF21 bits/s kịch bản 4,5,6 .............................................. 51
Hình 4.12: Thông lượng Http_AF41 bits/s kịch bản 4,5,6 ............................................. 52
Hình 4.13: Thông lượng Video_AF11 bits/s kịch bản 7,8,9 .......................................... 53
Hình 4.14: Thông lượng Video_AF12 bits/s kịch bản 7,8,9 .......................................... 54
Hình 4.15: Thông lượng Video_AF13 bits/s kịch bản 7,8,9 .......................................... 55
Hình 4.16: Thông lượng Voice_EF bits/s kịch bản 7,8,9 ............................................. 56

Hình 4.17: Thông lượng Ftp_AF21 bits/s kịch bản 7,8,9 .............................................. 56
Hình 4.18: Thông lượng Http_AF41 bits/s kịch bản 7,8,9 ............................................ 57
Hình 4.19: Trễ đầu cuối Video_AF11 sec kịch bản 1,2,3 .............................................. 58
Hình 4.20: Trễ đầu cuối Video_AF12 sec kịch bản 1,2,3 .............................................. 59
Hình 4.21: Trễ đầu cuối Video_AF13 sec kịch bản 1,2,3 ............................................. 60
Hình 4.22: Trễ đầu cuối Voice_EF sec kịch bản 1,2,3 .................................................. 61

xvii


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

Hình 4.23: Trễ đầu cuối Video_AF11 sec kịch bản 4,5,6 .............................................. 61
Hình 4.24: Trễ đầu cuối Video_AF12 sec kịch bản 4,5,6 .............................................. 62
Hình 4.25: Trễ đầu cuối Video_AF13 sec kịch bản 4,5,6 .............................................. 63
Hình 4.26: Trễ đầu cuối Voice_EF sec kịch bản 4,5,6 .................................................. 64
Hình 4.27: Trễ đầu cuối Video_AF11 sec kịch bản 7,8,9 .............................................. 65
Hình 4.28: Trễ đầu cuối Video_AF12 sec kịch bản 7,8,9 .............................................. 66
Hình 4.29: Trễ đầu cuối Video_AF13 sec kịch bản 7,8,9 .............................................. 66
Hình 4.30: Trễ đầu cuối Voice_EF sec kịch bản 7,8,9 .................................................. 67
Hình 4.31: Biến động trễ Video_AF11 kịch bản 1,2,3 ................................................. 68
Hình 4.32: Biến động trễ Video_AF12 kịch bản 1,2,3 ................................................. 69
Hình 4.33: Biến động trễ Video_AF13 kịch bản 1,2,3 ................................................. 70
Hình 4.34: Biến động trễ Voice_EF kịch bản 1,2,3 ...................................................... 70
Hình 4.35: Biến động trễ Video_AF11 kịch bản 4,5,6 .................................................. 71
Hình 4.36: Biến động trễ Video_AF12 kịch bản 4,5,6 ................................................. 72
Hình 4.37: Biến động trễ Video_AF13 kịch bản 4,5,6 ................................................. 73
Hình 4.38: Biến động trễ Voice_EF kịch bản 4,5,6 ...................................................... 74

Hình 4.39: Biến động trễ Video_AF11 kịch bản 7,8,9 ................................................. 74
Hình 4.40: Biến động trễ Video_AF12 kịch bản 7,8,9 ................................................. 75
Hình 4.41: Biến động trễ Video_AF13 kịch bản 7,8,9 ................................................. 76
Hình 4.42: Biến động trễ Voice_EF kịch bản 7,8,9 ...................................................... 77
Hình 4.43: Lưu lượng Video_AF11 nhận bytes/s kịch bản 1,2,3 .................................. 78
Hình 4.44: Lưu lượng Video_AF12 nhận bytes/s kịch bản 1,2,3 .................................. 79
Hình 4.45: Lưu lượng Video_AF13 nhận bytes/s kịch bản 1,2,3 .................................. 80
Hình 4.46: Lưu lượng Voice_EF nhận bytes/s kịch bản 1,2,3 ....................................... 81
Hình 4.47: Lưu lượng Ftp_AF21 nhận bytes/s kịch bản 1,2,3 ....................................... 82
Hình 4.48: Lưu lượng Http_AF41 nhận bytes/s kịch bản 1,2,3 ..................................... 83
Hình 4.49: Lưu lượng Video_AF11 nhận bytes/s kịch bản 4,5,6 .................................. 85

xviii


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

Hình 4.50: Lưu lượng Video_AF12 nhận bytes/s kịch bản 4,5,6 .................................. 86
Hình 4.51: Lưu lượng Video_AF13 nhận bytes/s kịch bản 4,5,6 .................................. 87
Hình 4.52: Lưu lượng Voice_EF nhận bytes/s kịch bản 4,5,6 ...................................... 88
Hình 4.53: Lưu lượng Ftp_AF21 nhận bytes/s kịch bản 4,5,6 ....................................... 89
Hình 4.54: Lưu lượng Http_AF41 nhận bytes/s kịch bản 4,5,6 ..................................... 90
Hình 4.55: Lưu lượng Video_AF11 nhận bytes/s kịch bản 7,8,9 .................................. 91
Hình 4.56: Lưu lượng Video_AF12 nhận bytes/s kịch bản 7,8,9 .................................. 92
Hình 4.57: Lưu lượng Video_AF13 nhận bytes/s kịch bản 7,8,9 ................................. 93
Hình 4.58: Lưu lượng Voice_EF nhận bytes/s kịch bản 7,8,9 ....................................... 94
Hình 4.59: Lưu lượng Ftp_AF21 nhận bytes/s kịch bản 7,8,9.................................. ...95
Hình 4.60: Lưu lượng Http_AF41 nhận bytes/s kịch bản 7,8,9 ................................ .. 96

Hình 4.61: Thông lượng Avg AF11,AF12, AF13……………………………………97
Hình 4.62: Thông lượng Avg EF, AF21, AF41……………………………………...97
Hình 4.63: Thông lượng Avg AF11,AF12, AF13……………………………………98
Hình 4.64: Thông lượng Avg EF,AF21,AF41………………………………………98
Hình 4.65: Thông lượng Avg AF11,AF12, AF13……………………………………99
Hình 4.66: Thông lượng Avg EF, AF21, AF41……………………………………...99
Hình 4.67 : Avg trễ đầu cuối AF11, AF12,AF13……………………………………100
Hình 4.68: Avg trễ đầu cuối EF……………………………………………………...100
Hình 4.69: Avg trễ đầu cuối AF11, AF12, AF13………………………………….…101
Hình 4.70: Avg trễ đầu cuối EF……………………………………………………...101
Hình 4.71: Avg trễ đầu cuối AF11, AF12, AF13……………………………………102
Hình 4.72: Avg trễ đầu cuối EF……………………………………………………...102
Hình 4.73: biến động trễ AF11, AF12, AF13……………………………………….103
Hình 4.74: Biến động trễ EF…………………………………………………………103
Hình 4.75: Biến động trễ AF11, AF12,AF13………………………………………..104
Hình 4.76: Biến động trễ EF…………………………………………………………104

xix


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

Hình 4.77: Biến động trễ AF11, AF12, AF13………………………………………105
Hình 4.78: Biến động trễ EF…………………………………………………………105
Hình 4.79: Mất gói AF11, AF12, AF13……………………………………………..106
Hình 4.80: Mất gói EF, AF21, AF41………………………………………………...106
Hình 4.81: Mất gói AF11, AF12, AF13……………………………………………...107
Hình 4.82: Mất gói EF, AF21, AF41………………………………………………...107

Hình 4.83: Mất gói AF11, AF12, AF13……………………………………………..108
Hình 4.84: Mất gói EF, AF21, AF41………………………………………………...108
Hình P.1: Tham số cấu hình profile Video, Voice, Ftp, Http……………… ............ .115

xx


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 1.1: Kế hoạch thực hiện đề tài................................................................................. 7
Bảng 2.1: Các hiện tượng khi mạng không được hỗ trợ dịch vụ ................................... 11
Bảng 2.2: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ SDTV, VoD mã MPEG-2 ............. 13
Bảng 2.3: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ SDTV, VoD mã MPEG-4 AVC ..... 13
Bảng 2.4: Chỉ tiêu đồng bộ giữa tín hiệu hình và tiếng.................................................. 13
Bảng 2.5: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ HDTV mã MPEG-2........................ 14
Bảng 2.6: Các chỉ tiêu truyền dẫn đối với dịch vụ HDTV mã MPEG-4 AVC .............. 14
Bảng 2.7: Các giá trị AF mức loại bỏ gói...................................................................... 19
Bảng 2.8: Ánh xạ giữa trường DSCP và EXP ............................................................... 24
Bảng 3.1: Thông tin về thời gian mô phỏng kịch bản 1,2,3 ........................................... 41
Bảng 3.2: Thông tin về thời gian mô phỏng kịch bản 4,5,6 ........................................... 41
Bảng 3.3: Thông tin về thời gian mô phỏng kịch bản 7,8,9 ........................................... 41
Bảng 4.1: Tóm tắt thông lượng Video_AF11 kịch bản 1,2,3 ......................................... 42
Bảng 4.2: Tóm tắt thông lượng Video_AF12 kịch bản 1,2,3 ......................................... 43

Bảng 4.3: Tóm tắt thông lượng Video_AF13 kịch bản 1,2,3 ......................................... 44
Bảng 4.4: Tóm tắt thông lượng Voice_EF kịch bản 1,2,3 ............................................. 45
Bảng 4.5: Tóm tắt thông lượng Ftp_AF21 kịch bản 1,2,3 ............................................. 46
Bảng 4.6: Tóm tắt thông lượng Http_AF41 kịch bản 1,2,3………… ........................... 47
Bảng 4.7: Tóm tắt thông lượng Video_AF11 kịch bản 4,5,6 ......................................... 48
Bảng 4.8: Tóm tắt thông lượng Video_AF12 kịch bản 4,5,6 ........................................ 49
Bảng 4.9: Tóm tắt thông lượng Video_AF13 kịch bản 4,5,6 ........................................ 50
Bảng 4.10: Tóm tắt thông lượng Voice_EF kịch bản 4,5,6 .......................................... 51

xxi


Luận văn tốt nghiệp

HDKH: PGS.TS. Phạm Hồng Liên

Bảng 4.11: Tóm tắt thông lượng Ftp_AF21 kịch bản 4,5,6 .......................................... 51
Bảng 4.12: Tóm tắt thông lượng Http AF_41 kịch bản 4,5,6 ........................................ 52
Bảng 4.13: Tóm tắt thông lượng Video_AF11 kịch bản 7,8,9 ....................................... 53
Bảng 4.14: Tóm tắt thông lượng Video_AF12 kịch bản 7,8,9 ....................................... 54
Bảng 4.15: Tóm tắt thông lượng Video_AF13 kịch bản 7,8,9 ....................................... 55
Bảng 4.16: Tóm tắt thông lượng Voice_EF kịch bản 7,8,9 ........................................... 56
Bảng 4.17: Tóm tắt thông lượng Ftp_AF21 kịch bản 7,8,9 ........................................... 57
Bảng 4.18: Tóm tắt thông lượng Http_AF41 kịch bản 7,8,9 ......................................... 58
Bảng 4.19: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF11 kịch bản 1,2,3 ....................................... 58
Bảng 4.20: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF12 kịch bản 1,2,3 ....................................... 59
Bảng 4.21: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF13 kịch bản 1,2,3 ....................................... 60
Bảng 4.22: Tóm tắt trễ đầu cuối Voice_EF kịch bản 1,2,3 ............................................ 61
Bảng 4.23: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF11 kịch bản 4,5,6 ....................................... 62
Bảng 4.24: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF12 kịch bản 4,5,6 ....................................... 63

Bảng 4.25: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF13 kịch bản 4,5,6 ....................................... 64
Bảng 4.26: Tóm tắt trễ đầu cuối Voice_EF kịch bản 4,5,6 ............................................ 64
Bảng 4.27: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF11 kịch bản 7,8,9 ....................................... 65
Bảng 4.28: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF12 kịch bản 7,8,9 ....................................... 66
Bảng 4.29: Tóm tắt trễ đầu cuối Video_AF13 kịch bản 7,8,9 ....................................... 67
Bảng 4.30: Tóm tắt trễ đầu cuối Voice_EF kịch bản 7,8,9 ............................................ 67
Bảng 4.31: Tóm tắt biến động trễ Video_AF11 kịch bản 1,2,3 ..................................... 68
Bảng 4.32: Tóm tắt biến động trễ Video_AF12 kịch bản 1,2,3 ..................................... 69
Bảng 4.33: Tóm tắt biến động trễ Video_AF13 kịch bản 1,2,3 ..................................... 70
Bảng 4.34: Tóm tắt biến động trễ Voice_EF kịch bản 1,2,3 .......................................... 71
Bảng 4.35: Tóm tắt biến động trễ Video_AF11 kịch bản 4,5,6 ..................................... 72
Bảng 4.36: Tóm tắt biến động trễ Video_AF12 kịch bản 4,5,6 ..................................... 72
Bảng 4.37: Tóm tắt biến động trễ Video_AF13 kịch bản 4,5,6 ..................................... 73

xxii