Bài giảng Cơ sở truyền số liệu: Chương 7 - ĐH Bách Khoa Hà Nội

.c
om
ng
co
an

cu

u

du
o

ng

th

Điều khiển luồng và chống tắc nghẽn

CuuDuongThanCong.com

/>

Cơ bản

16 Kbps

Y

co

32 Kbps

X

Z

16 Kbps

C

an

8 Kbps

ng

56 Kbps

.c
om

B

8 Kbps

ng

th

A

du
o

D

cu

u

• Trường hợp 1. BA 7KbpsCD  0thơng tin được truyền hết
• Trường hợp 2. BA 8 kbpsCD  0 X hủy δ kbps. Truyền lại
do mất gói tại X khiến liên kết Y-X phải truyền tải 8+2 kbps
rồi tiếp tục tăng. Cuối cùng, các liên kết từ B đến X bị chiếm
hết băng thông  phải khống chế tốc độ phát của B !
CuuDuongThanCong.com

/>

Cơ bản
B

.c
om

16 Kbps

Y

32 Kbps

X

8 Kbps

16 Kbps

C

th

an

A

Z

co

8 Kbps

ng

64 Kbps

D

cu

u

du
o

ng

• Trường hợp 3. BA 7KbpsCD 7Kbps  các gói được truyền
hết, mỗi liên kết truyền 7kbps  tốc độ tổng cộng là 14kbps
• Trường hợp 4. BA 8kbps CD  7 X bị tràn đệm, mất gói.
Truyền lại khiến các liên kết từ B và C đến X bị chiếm hết
băng thông. Tốc độ Y-X gấp đôi Z-Y nên X cấp đệm để X-A là
8kbps, X-D là 4kpbs  tốc độ tổng cộng kém hơn trường
hợp 3
CuuDuongThanCong.com

/>

Cơ bản
B

.c
om

16 Kbps

Y

32 Kbps

X

8 Kbps

16 Kbps

C

th

an

A

Z

co

8 Kbps

ng

64 Kbps

ng

D

du
o

• Trường hợp 4 cho thấy hai vấn đề:

cu

u

– Tốc độ tổng cộng bị giảm so với trường hợp 3 trong khi tải đưa vào
tăng.
– Luồng thông tin C-D bị thiệt. Để khắc phục, phân chia bộ đệm công
bằng. Điều này làm giảm hiệu quả chuyển mạch gói.

CuuDuongThanCong.com

/>

Cơ bản

.c
om

• Điều khiển luồng là chức năng khơng thể thiếu trong
các mạng thơng tin

th

an

co

ng

• Nếu thiếu điều khiển luồng, tắc nghẽn cục bộ tại một nút
mạng sẽ gây ra phát lại gói, ảnh hưởng đến các nút và liên
kết lân cận, có thể dẫn đến lan truyền tắc nghẽn trên tồn
mạng

u

du
o

ng

• Phía thu sử dụng bộ đệm để lưu gói trước khi gửi lên
lớp trên. Do đó phải khống chế tốc độ phía phát để
khơng bị mất gói

cu

• Các cơ chế điều khiển luồng lớp 2: HDLC, ISDN,
X.25, LLC…
• Các cơ chế điều khiển luồng và chống tắc nghẽn ở
lớp truyền như TCP
CuuDuongThanCong.com

/>

.c
om
ng

co

Lý tưởng

Khơng kiểm sốt
Deadlock

u

du
o

ng

th

an

Có kiểm sốt

cu

Thơng lượng của mạng

Cơ bản

Lưu lượng thông tin

CuuDuongThanCong.com

/>

Hai kỹ thuật điều khiển luồng

 Điều khiển luồng giữa hai nút đầu cuối (end-

.c
om

to-end): nhằm đảm bảo nút nguồn thực hiện

co

an

lý của nút đích

ng

truyền thơng tin khơng vượt q khả năng xử

ng

th

 Điều khiển luồng giữa hai nút trong mạng

du
o

(hop-by-hop): là việc thực hiện điều khiển

cu

u

luồng giữa hai nút liên tiếp trên đường đi từ
nguồn đến đích

CuuDuongThanCong.com

/>

Hai kỹ thuật chống tắc nghẽn

.c
om

 Điều khiển truy nhập mạng (network
access): kiểm sốt và điều khiển lượng thơng

co

ng

tin có thể đi vào trong mạng

an

 Điều khiển cấp phát bộ đệm (buffer

ng

th

allocation): là cơ chế thực hiện tại các nút

du
o

mạng nhằm đảm bảo việc sử dụng bộ đệm là

cu

u

công bằng và tránh việc không truyền tin
được do bộ đệm của tất cả các nút bị tràn
(deadlock)
CuuDuongThanCong.com

/>

Deadlock
A

B

.c
om

(a): Direct Deadlock

ng

B

C

an

co

A

ng

th

D

(b): Indirect Deadlock

cu

u

du
o

• Trong hình (a), bộ đệm của nút A đã được điền đầy bởi thông tin đến từ
B và ngược lại. Hệ quả là A và B khơng nhận được thêm thơng tin từ
nhau
• Trong hình (b), bộ đệm của A đầy các gói thơng tin của B, bộ đệm của B
đầy thông tin của C và bộ đệm của C đầy các thông tin của A. Việc
truyền tin cũng không thực hiện được do tràn bộ đệm.
CuuDuongThanCong.com

/>

Mục đích

du
o

ng

th

an

co

ng

.c
om

• Tối ưu hóa thơng lượng sử dụng của mạng
• Giảm trễ gói khi đi qua mạng

• Đảm bảo tính cơng bằng cho việc trao đổi thơng
tin trên mạng
• Đảm bảo tránh tắc nghẽn trong mạng

cu

u

Điều khiển luồng ám chỉ cả kỹ thuật điều
khiển luồng và chống tắc nghẽn, trừ khi có

chú thích rõ ràng !
CuuDuongThanCong.com

/>

Tính cơng bằng

.c
om

• Tính cơng bằng là khả năng đảm bảo cho các người
dùng, các ứng dụng khác nhau được sử dụng tài ngun
mạng với cơ hội như nhau.

cu

u

du

o

ng

th

an

co

ng

• Tính công bằng về mặt băng truyền thể hiện ở khả năng
chia sẻ băng truyền công bằng cho tất cả người dùng hoặc
kết nối

CuuDuongThanCong.com

/>

Tính cơng bằng băng thơng

Kết nối 2

Kết nối 3

.c
om

Kết nối 1

Kết nối 4

co

ng

• Giả định các liên kết đều có dung lượng 1Mbps

du
o

ng

th

an

• Thơng lượng của mạng sẽ đạt cực đại (bằng 3Mbps) nếu
các kết nối 2, 3 và 4 được sử dụng tồn bộ 1 Mbps băng
thơng và kết nối 1 khơng được cung cấp lượng băng thơng
nào cả

cu

u

• Cho mỗi kết nối sử dụng 0,5Mbps băng thông. Lúc này
tổng thơng lượng của mạng sẽ là 2Mbps.
• Nếu cung cấp lượng tài nguyên mạng (băng thông) cho tất
cả các kết nối là như nhau, lúc ấy các kết nối 2, 3, 4 sẽ

được sử dụng 0,75Mbps và kết nối 1 sử dụng 0,25 Mbps
(và được sử dụng trên toàn bộ đường truyền)
CuuDuongThanCong.com

/>

Tính cơng bằng

.c
om

• Tính cơng bằng về mặt bộ đệm là khả năng đảm bảo
việc sử dụng bộ đệm của các người dùng, các ứng dụng
hay kết nối là công bằng

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

• Xét trường hợp 4.

CuuDuongThanCong.com

/>

Tính cơng bằng: bộ đệm

D
1
10

B

1

co

1

C

ng

Kết nối 1

A

.c
om

Kết nối 2

th

an

E

du
o

ng

• Giả sử nút mạng B có dung lượng bộ đệm hữu hạn

cu

u

• Liên kết 1 (từ A đến B) có tốc độ 10Mbps, liên kết 2 (từ D
đến B) có tốc độ 1 Mbps.
• Nếu khơng có cơ chế điều khiển luồng và quản lý bộ đệm,
tỷ lệ sử dụng dung lượng bộ đệm tại B của hai liên kết 1 và
2 sẽ là 10:1 (do tốc độ thông tin đến B tương ứng là
10Mbps và 1Mbps)
CuuDuongThanCong.com

/>

Cơ chế điều khiển

.c
om

• Điều khiển luồng áp dụng cơ cho các ứng dụng phi thời
gian thực (FTP, HTTP, SMTP) được kết hợp với kỹ thuật
ARQ (Automatic Repeat Request)

cu

u

du
o

ng

th

an

co

ng

• Điều khiển luồng áp dụng cơ cho các ứng dụng thời gian
thực (video, audio) đi kèm theo việc khống chế tốc độ phát

(rate-based flow control)

CuuDuongThanCong.com

/>

Điều khiển luồng kết hợp ARQ
• Cho ứng dụng phi thời gian thực

co

• Cho ứng dụng thời gian thực

ng

.c
om

– Cơ chế dừng và đợi (stop-and-wait)
– Cơ chế phát lại gói (go-back-N)
– Phát lại có chọn lọc (selective repeat)

an

– Cơ chế điều khiển luồng theo lưu lượng đầu vào (traffic policing

u

du
o

ng

th

1. ứng dụng yêu cầu mạng cấp băng thông end-to-end
2. các nút mạng kiểm tra tài nguyên đường truyền, nếu đủ thì dành
trước
3. kiểm sốt lưu lượng đưa vào, nếu thấy vượt q mức được cấp thì
các gói tin bị hủy nếu không đủ băng thông

cu

– Cơ chế định thời biểu gói (packet scheduling), ví dụ WFQ

CuuDuongThanCong.com

/>