Đồ án Nghiên cứu chất lượng dịch vụ trong mạng IP

cho CQS và khả năng định tuyến của router trong mạng. Nhận xét đầu tiên và quan trọng nhất là nhà thiết kế bộ mặt mạng cân bằng giữa số lượng lớp lưu lượng được mang bởi mạng của họ và số phân loại lưu lượng mà kiến trúc CQS của router có thể điều khiển được. Một số giải pháp dựa vào sự phân phối kiến trúc edge – to –core, trong đó lõi là các router nhanh với khả năng CQS bị hạn chế và biên là các router chậm hơn nhưng với khả CQS tiên tiến hơn. Nhận xét thứ hai là các thuật toán định tuyến đường dẫn ngắn nhất đang tồn tại trong mạng Internet không hoàn toàn tốt nhất cho các lớp lưu lượng khác nhau qua một hệ thống router và liên kết tuỳ ý. Một phép đo đơn có thể không phù hợp cho tất cả các lưu lượng nằm trên một phần mạng riêng. Thêm vào đó, chính các mẫu chuyển tiếp dựa trên cơ sở đích gây khó khăn trong việc cưỡng bức các tập con của lưu lượng khả dụng vào đường dẫn không ngắn nhất, không theo quy ước qua một số đồ hình mạng cho trước. 3.3.1 Những mô hình biên tới lõi Dù là trong phần cứng hay phần mềm việc thiết kế một kiến trúc CQS tốt nói chung là không đơn giản. Trong nhiều công cụ phần mềm, ngân quỹ xử lý chặt chẽ làm cho việc phân loại, quản lý hàng đợi và lập lịch khó được đưa ra mà mà không ảnh hưởng lớn trên toàn bộ đỉnh sự thực hiện. Công cụ phần cứng chỉ mới bắt đầu trở thành đề tài nghiên cứu và cho đến gần đây mới bẳt đầu có sự phát triển công cụ CQS cho một mạng IP mới. Mô hình edge – to – core cho phép các router lõi thúc đẩy công cụ phần cứng (về tốc độ) trong khi đang rời bỏ những xử lý phức tạp (nhưng chậm hơn) trên cơ sở phần mềm của định tuyến biên. Các router biên có thể cho phép phân loại và sắp xếp một cách độc lập hàng trăm hoặc hàng nghìn lớp lưu lượng, trái lại các router lõi được thừa nhận là giới hạn việc điều khiển các hàng đợi. Số lượng giới hạn tối đa của hàng đợi trong các router lõi dẫn tới một yêu cầu mới là các router biên có khả năng thông suốt ngoài sự bùng nổ của lưu lượng vào mạng. Trong thảo luận trước về điều khiển QoS từng chặng, các lớp lưu lượng riêng được cho phép để hoàn thành điều không thể dự đoán trước trên sự giả định mà chúng ta có thể kết hợp một cách chính xác và sự sắp xếp lại chúng tại mọi điểm nghẽn có khả năng. Nhiều lớp lưu lượng sẽ tự tìm sự liên kết vào các hàng đợi được chia sẻ trong router. Khả năng của sự gây nhiễu lẫn nhau không thể dự đoán được là rất lớn trừ khi mạng sử dụng một số mức dự đoán trước khi lưu lượng tới được các router lõi. Giải pháp cho các router là điều khiển đặc tính thời gian của lớp lưu lượng riêng (tức là sự kết hợp các lớp lưu lượng đó) trước khi chúng đi vào lõi. Mô hình dịch vụ khác biệt của IETF là một ví dụ. Sự định hình và kiểm soát Tập trung chủ yếu của kiến trúc CQS là bảo vệ lưu lượng trong mỗi hàng đợi từ sự bùng nổ lưu lượng trong các hàng đợi khác. Trên cơ sở từng chặng, nó rõ ràng sự phù hợp trước với tất cả các lưu lượng nhạy cảm với QoS vào các hàng đợi riêng biệt, một bộ lập lịch cần đảm bảo chỉ trong trường hợp xấu về khoảng thời gian phục vụ (hay băng thông nhỏ nhất). Nếu khả năng dự phòng là khả dụng, chúng ta có thể mong đợi phương thức hoạt động tốt của bộ lập lịch để phân phát khả năng cho các hàng đợi có gói chờ chuyển tiếp. Tuy nhiên thực tế này không phải được luôn luôn trình bày từ một phối cảnh mạng mở rộng. Thông thường việc làm rỗng một hàng đợi nhanh bằng tốc độ kết nối cho phép có thể tăng sự bùng nổ nhận được bởi các router luồng xuống đầu xa. Thêm vào đó các nhà cung cấp dịch vụ có thể mong muốn tạo ra tốc độ cực đại để một khách hàng có thể gửi gói thông tin qua mạng. Nếu khách hàng thường xuyên nhận được băng thông tốt hơn cực tiểu được đảm bảo. Nếu khả năng dự phòng co lại, khách hàng sẽ nhận được sự hạn chế việc thực hiện edge – to – edge tới mức nhỏ nhất đựơc đảm bảo. Tuy nhiên khi khách hàng nhận thấy rằng các dịch vụ đã bị xuống cấp thì họ có thể than phiền. Việc quản lý sự mong đợi của khách hàng là một phần quan trọng trong công việc kinh doanh và mức độ ưu tiên là công cụ trên cơ sở công nghệ có thể được thực hiện. Việc đặt giới hạn trên cho giá trị băng thông lớn nhất (hoặc khoảng thời gian nhỏ nhất giữa các gói) cho một lớp lưu lượng được gọi là “định hình lưu lượng’. Hình 3.6: Những yêu cầu định hình lập lịch thời gian nhỏ nhất trên những router xác định Một bộ lập lịch định hình lưu lượng được cấu hình để cung cấp cả thời gian phục vụ nhỏ nhất (thời gian giữa các lần lấy gói ra khỏi hàng đợi giống nhau) và cả thời gian phục vụ lớn nhất (để đảm bảo giới hạn trễ, hoặc băng thông nhỏ nhất). Các gói đến với thời gian giữa các gói ngắn hơn được cho bởi bộ lập lịch được xếp hàng cho đến khi truyền dẫn – san bằng đi nguồn gốc sự bùng nổ. Hình 3.6 biểu diễn một bộ lập lịch mà không lấy mẫu đỉnh hàng đợi thường xuyên quá một giá trị T giây. Không có tình trạng các gói đến được truyền một cách co cụm gần nhau. Chúng được truyền đi với khoảng cách giữa các gói ít nhất là T giây. Bộ lập lịch định hình đôi khi liên hệ đến cái “gáo rò”, vì không có tình trạng các gói đến nhanh, chúng chỉ có thể rò ra ở một tốc độ cố định. Định hình không phải là một chức năng thông thường được đưa vào trong các router nỗ lực tối đa, bởi vì chức năng này là sự tồn tại của một kiến trúc CQS thích hợp. Một giải pháp luân phiên đã từng được đưa vào một phương thức loại bỏ gói mà dễ vượt qua sự bùng nổ của một lớp lưu lượng. Khi quá nhiều gói đến trong một khoảng thời gian quá ngắn thì các gói hoàn toàn bị loại bỏ. Điều này được biết đến như là một sự kiểm soát. Kiểm soát có thể thực hiện mà không cần các hàng đợi hay các bộ lập lịch, mặc dù nó thường cần một số dạng phân loại để phân biệt giữa các quy tắc kiểm soát được cải thiện trên các lớp lưu lượng khác nhau. Trong một dạng đơn giản nhất, mỗi lớp lưu lượng có một bộ đếm kết hợp. Bộ đếm tăng đều đặn T giây một lần và giảm bất cứ lúc nào một gói (thuộc lớp của bộ đếm) được chuyển tiếp. Nếu một gói được truyền dẫn khi bộ đếm bằng không thì gói bị loại bỏ. Khi không có gói được truyền thì bộ đếm tăng lên tới giới hạn cố định L. Kết quả là một luồng gói đang đến với khoảng thời gian trung bình giữa các gói là T giây (hoặc hơn) chuyển qua không gây ảnh hưởng. Tuy nhiên nếu bùng nổ làm cho số gói lớn hơn L đến trong thời gian ít hơn T giây thì bộ đếm trở về không và các gói bên ngoài bị loại bỏ. Giá trị của L ảnh hưởng đến khả năng bùng nổ của chức năng kiểm soát, và T thiết lập tốc độ thấp hơn lưu lượng đảm bảo. Thực tế phương pháp này là quan trọng để giảm sự bùng nổ lưu lượng đường xuống từ các router kiểm soát. Lợi ích của kiểm soát là dựa vào điều được thừa nhận mà hầu hết bùng nổ lưu lượng bắt nguồn từ các ứng dụng sử dụng giao thức truyền dẫn end – to – end thích ứng như là TCP. Mất gói được thừa nhận để chỉ ra nghẽn tạm thời và TCP chống lại bằng cách giảm tốc độ tại nơi mà nó đưa gói vào mạng. Kiểm soát cho phép nhà điều hành mạng giả mạo sự tồn tại của nghẽn tạm thời cho một lớp lưu lượng đặc biệt trước khi nó thực sự bắt đầu xuất hiện xa hơn dọc đường dẫn của gói. Thậm chí nếu lớp lưu lượng không sử dụng một giao thức truyền dẫn thích ứng. Kiểm soát bảo vệ lượng dư của mạng bằng cách tiếp tục loại bỏ những gói vượt quá tham số cho phép. Cả định hình và kiểm soát là những công cụ vô cùng hưu ích cho các nhà thiết kế mạng, người phải đối mặt với sự cân đối giữa số lượng lớp lưu lượng được tải bởi mạng của họ và số lớp lưu lượng mà kiến trúc CQS mạng của họ có thể điều khiển. Vấn đề cơ bản là các lớp lưu lượng riêng có thể được cho phép là không dự đoán trước được nếu chúng ta có thể kết hợp chúng một cách chính xác tại mọi điểm nghẽn có thể xuất hiện. Nếu thiếu khả năng kết hợp chúng ta phải cố gắng cải thiện một vài mức ưu tiên có khả năng dự đoán trước tới điều khiển nghẽn có khả năng xuất hiện. Marking & Recording Một node kiểm soát có thể chọn duy nhất các đánh dấu (hơn là thải hồi chúng ngay lập tức) nếu chúng vượt quá một lượng bùng nổ. Các router xa hơn dọc đường truyền nhận ra các gói được đánh dấu này như là có quyền ưu tiên thấp hơn các gói không bị đánh dấu. Nếu nghẽn tạm thời bắt đầu đầy hàng đợi trong một router lõi đường xuống thì thuật toán quản lý hàng đợi có thể bắt đầu loại bỏ các gói bị đánh dấu trước khi nó bắt đầu loại bỏ các gói không bị đánh dấu. Node kiểm soát truyền thông có thể thực hiện một thiết lập đảm bảo ngưỡng bùng nổ. Nếu một sự bùng nổ gói vượt quá ngưỡng dưới, các gói đến sau được đánh dấu và truyền dẫn, nếu sự bùng nổ tiếp tục và vượt quá giới hạn trên, các gói sẽ bị loại bỏ. Một cách lần lượt các node kiểm soát có thể thực hiện nhiều mức tốc độ gói đến trung bình cho phép – một tốc độ thấp hơn các gói chuyển tiếp không đánh dấu, một khoảng tốc độ trung gian trong các gói được đánh dấu và chuyển tiếp và ngưỡng trên các gói bị loại bỏ. Tác động trên lõi mạng mềm dẻo hơn có thể đạt được bằng cách kiểm soát đơn giản, bởi vì nhiều gói trong quá trình bùng nổ đã được đánh dấu thay vì bị loại bỏ. Ưu điểm của sơ đồ đó là trong sự vắng mặt của nghẽn mạng khác trong lõi, lớp lưu lượng đặc biệt này có thể giúp tăng thêm băng thông khả dụng. Nhà thiết kế mạng lập kế hoạch trên việc sử dụng đánh dấu lưu lượng biên cũng cần lựa chọn một cách cẩn thận router lõi của họ. Điểm chính cần quan tâm là khả năng sắp xếp lại của các gói được đánh dấu liên quan tới các gói không được đánh dấu trong một lớp lưu lượng. Tình huống này có thể xảy ra nếu router lõi sử dụng hai hàng đợi riêng biệt để phân biệt giữa các gói đánh dấu và không đánh dấu trong cùng một lớp lưu lượng ( xem hình 3.7). Bởi vì các gói được đánh dấu có mức ưu tiên thấp hơn, một sự thực hiện có thể chọn kết quả quyền ưu tiên tương đối này bằng cách ấn định nhiều băng thông bộ lập lịch tới hàng đợi của các gói không được đánh dấu hơn hàng đợi được đánh dấu. Một hệ quả là gói được đánh dấu đến trước một gói không được đánh dấu trên cùng lớp lưu lượng có thể tự tìm sự phân công để truyền dẫn sau các gói không bị đánh dấu. Việc thừa nhận các gói được đánh dấu tạo ra tất cả các con đường tới đầu cuối khác. Trong các mạng đánh dấu được dự định nhằm tăng khả năng loại bỏ gói, giải pháp là không quá khó. Các router lõi bắt đầu bỏ qua bộ đánh dấu kiểm soát các gói khi phân loại các gói vào hàng đợi, đảm bảo tất cả các gói trong một lớp lưu lượng được đặt trong một hàng đợi không kể quyền ưu tiên loại bỏ. Sau đó làm giảm ngưỡng loại bỏ gói cho hàng đợi đó trên cơ sở các gói được đánh dấu hay không. Hình 3.7 Hàng đợi thay đổi thứ tự sắp xếp lại cho những gói đã đánh dấu và không đánh dấu 3.3.2 Định tuyến biên- tới- biên Một “cơ chế định tuyến đường dẫn ngắn nhất của Internet” được dựa trên việc thừa nhận rằng cấu hình mạng là ít khi cố định và phải tìm kiếm một cách linh động. Trong một số mạng thực tế mỗi router có thể có nhiều hơn một giao diện đầu ra mà qua đó nó có thể gửi gói. Nhiệm vụ của giao thức định tuyến là thiết lập một giao diện đơn qua đó gói phải được gửi đi. Để làm cho việc tính toán dễ dàng hơn việc lựa chọn giao diện phù hợp chủ yếu được đưa đến một thuật toán sử dụng duy nhất, một phép đo đơn để xác định đường dẫn ngắn nhất. Tuy nhiên hai vấn đề nổi cộm đã xuất hiện với tiếp cận này khi tiến tới QoS cung cấp. Điều đáng bàn luận đầu tiên là một phép đo đơn có thể không thích hợp cho tất cả mọi lưu lượng nằm trên vùng đặc biệt của mạng. Điều thứ hai là mô hình chuyển tiếp dựa trên cơ sở đích tự gây khó khăn hơn trong việc bắt buộc tập con của lưu lượng khả dụng đi vào các đường dẫn ngắn nhất sau khi lựa chọn qua một vài đồ hình (topology) mạng cho trước. Định tuyến trên cơ sở QoS Giao thức định tuyến trên cơ sở QoS cố gắng tạo nhiều phép đo vào tài nguyên khi xây dựng bảng chuyển tiếp của mạng. Một thông số có thể được xem là một loại giá trị và mỗi kết nối (chặng) có một giá trị tương ứng. Giao thức định tuyến nỗ lực tìm kiếm những đường dẫn với tổng giá trị của tất cả các kết nối từ nguồn đến đích có thể là nhỏ nhất. Tuy nhiên giá trị này không thể là đại diện cần thiết cho tất cả các loại lưu lượng. Phải chăng nó đại diện cho trễ của đường liên kết, băng thông, khả năng mất gói hoặc có thể là chi phí hiện tại cho việc gởi gói qua đường liên kết đó. Chọn lựa một trong số đó chúng ta sẽ có một số lựa chọn phù hợp. Chẳng hạn, một mạng xem trễ là một thông số. Đường dẫn ngắn nhất lúc này phù hợp với các ứng dụng có yêu cầu thời gian thực chặt chẽ, nhưng chúng không đơn lẻ. Mạng cũng hoàn toàn có thể được sử dụng các ứng dụng dữ liệu bùng nổ truyền thống mà sự quan tâm tới nó ít hơn là trễ. Lưu lượng từ các ứng dụng khác này cũng đi theo các đường dẫn ngắn nhất với trễ nhỏ nhất, thêm tải trọng vào các router nỗ lực tối đa dọc theo đường dẫn. Một tác động không thuận lợi là lưu lượng bùng nổ chiếm cùng không gian hàng đợi được sử dụng bởi lưu lượng thời gian thực, sự tăng lên của jitter và trễ trung bình bởi tất cả các lưu lượng qua các router. Cách tiếp cận này cũng gây ảnh hưởng đến sự chính xác của giá trị trễ mà giao thức định tuyến sử dụng để quyết định đường dẫn ngắn nhất. Định tuyến trên cơ sở QoS tạo nhiều cây đường dẫn ngắn nhất bao gồm đồ hình hiện thời của các router và các đường liên kết với mỗi cây sử dụng một tổ hợp tham số khác nhau như đơn vị kết nối. Mục tiêu là giảm thiểu sự cùng tồn tại không cần thiết trong router của lưu lượng với yêu cầu QoS mở rộng khác. Các gói với yêu cầu trễ nghiêm ngặt sau đó được chuyển tiếp bằng cách sử dụng cây được xây dựng với trễ như là một thông số. Các gói không yêu cầu thời gian thực có thể xây dựng cây theo kiểu khác ( chẳng hạn như giảm giá trị cuối cùng của đường dẫn tới mức cực tiểu). Điều khiển đường dẫn tường minh Các cấu hình nội bộ của nhiều mạng như vậy thì sẽ có nhiều đường dẫn để có thể đến hầu hết các điểm. Hạn chế chủ yếu của chuyển tiếp IP quy ước là cây đường dẫn ngắn nhất (thông số đơn) chỉ sử dụng một đường dẫn có khả năng chuyển tiếp một số đích cho trước. Khả năng giới hạn có thể xuất hiện của mạng cung cấp đầy đủ dịch vụ. Sau khi tải trọng trung bình trên các router điểm nóng tăng lên thì khả năng mất gói ngẫu nhiên và jitter cũng tăng lên. Mặc dù với nhận xét rằng hầu như đối với các mạng chứa các router nỗ lực tối đa, nó cũng đúng (dù cấp thấp hơn) khi mạng bao gồm các router nhiều hàng đợi. Để chống lại vấn đề này, một nhà quản lý có hai sự lựa chọn: Nâng cấp router và đường kết nối để hoạt động nhanh hơn. Sử dụng cơ chế chuyển tiếp gói truyền thống cho phép lưu lượng tách các đường dẫn khác (một vài đường dẫn có thể chỉ ngắn bằng hay dài hơn đường dẫn tốt nhất tuỳ theo thông số chiếm ưu thế). Khi mạng được xây dựng từ công nghệ băng thông ở giữa thấp và rẻ tiền thì phương cách cũ là hoàn toán phù hợp. Trong đó lưu lượng tăng lên vượt quá công nghệ được triển khai và một công nghệ tiếp theo dễ dàng triển khai (ví dụ một môi trường Ethernet 10 Mbps trong đó cập nhật tới giải pháp 100 Mbps hay 1 Gbsp là khả dụng). Mạng IP backbone khả năng thực hiện cao khi có vấn đề xảy ra các router thường xuyên đẩy mạnh sự hỗi trợ để chịu được giao diện tốc độ OC - 12 và OC - 48, và tải cung cấp các mạch qua vật mang truyền thống ngày nay cho một vấn đề quan trọng. Sự lựa chọn ưa dùng hơn để xây dựng khả năng tương đương sơ đồ IP đầy đủ trong router tương đương và đường kết nối tốc độ thấp mà toàn bộ tải trọng có thể phân phối. Định tuyến ưu tiên theo đường dẫn ngắn nhất, thêm vào đó là sử dụng tốt nhất cơ cấu của router và kêt nối thường được tham khảo như là một kĩ thuật truyền tải. Hình 3.8 là một ví dụ đơn giản. Hình 3.8: Định tuyến cho cân bằng tải trọng Các mạng truy nhập A1 và A2 có hai nguồn lưu lượng truyền tới đích D, chúng thực hiện thông qua mạng truy nhập A3. A3 có hai điểm kết nối vào mạng backbone thông qua R5 và R6. Quy định chuyển tiếp IP sẽ dẫn các gói từ A1 và A2 tới hội tụ vào cùng 1 đường chuyển tiếp tại router nội bộ/lõi R3 và được chuyển tiếp tới R6 (bởi vì đường dẫn này ngắn hơn R3 -> R4 -> R5). Một cách rất tốt để giảm tải trọng trung bình trên R6 là bắt buộc phần tải trọng (chẳng hạn các gói đến từ mạng A1) đi theo đường R3 -> R4 -> R5. Người điều hành mạng có thể cùng muốn ưu tiên đường dẫn ngắn nhất chuyển tiếp vì lí do kiểm soát . Kĩ thuật truyền tải thông qua điều khiển đường dẫn cụ thể là một phần quan trọng của giải pháp cung cấp QoS, mặc dù tác động cơ bản là trên toàn bộ khả năng của mạng hơn là tác động trực tiếp trên đầu cuối người sử dụng. Sự tiếp cận này cũng xuất hiện một câu hỏi định tuyến là có loại bỏ thông tin được cung cấp bởi giao thức định tuyến IP đang tồn tại. Nhà điều hành mạng cần đáp ứng một nguồn thông tin bên ngoài để điều khiển kĩ thuật truyền tải định tuyến trong mạng của họ. Điều khiển đường đẫn cụ thể có thể đạt được bằng một số cách, hoặc là tránh hoặc thay đổi quyết định chuyển tiếp trên cơ sở đích quy ước của mọi router. Các phương pháp khả dụng tại mức IP thêm vào là: Các tuỳ chọn định tuyến nguồn chặt và lỏng. Bảng chuyển tiếp với việc tìm kiếm trên địa chỉ đích và các trường khác trong tiêu đề gói tin IP. Đường hầm IP Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Phương pháp tuỳ chọn: Về nguyên lý, một gói tin IP có thể có trường tiêu đề tuỳ chọn được thêm vào để chỉ rõ trình tự các router mà gói đã đi qua trên đường tới đích. Tuy nhiên hầu hết các router không có khả năng xử lý các gói mang trường tiêu đề tuỳ chọn. Các gói có tiêu đề tuỳ chọn được xử lý trong một “đường dẫn chậm” trong mạng - tạo ra sự lựa chọn không phù hợp nếu điều khiến QoS nhất quán như mong muốn. Bảng chuyển tiếp: Một phương pháp khả thi hơn cho bảng chuyển tiếp được xây dựng với sự cân nhắc không chỉ cho nơi mà gói sẽ đi qua mà còn cho những nơi mà gói sẽ đến. Với cách này nó trở nên có khả năng trả về thông tin chặng kế tiếp theo cho cùng địa chỉ đích bằng cách đưa địa chỉ nguồn vào tài khoản. Tuy nhiên công việc tiếp cận này chỉ làm việc cho thiết lập các đồ hình rất miễn cưỡng và các biến cố trong tương lai của kĩ thuật truyền dẫn. Nhược điểm của nó là tốn kém không gian nhớ trong bảng chuyển tiếp. Kĩ thuật truyền dẫn với đường hầm IP: IP áp đặt mô hình truyền tải mong muốn thông qua việc sử dụng các đường kết nối logic. Một gói tin IP tạo đường hầm bằng cách đặt nó vào tải trọng của gói IP khác (việc xuyên hầm gói được biểu diễn trên hình 3.9), và sau đó được truyền dẫn tới điểm cuối hầm mong muốn. Khi việc xuyên hầm gói tới đích của nó thì điểm cuối đường hầm rút các gói ra và chuyển nó đi như là nó đến qua một giao diện phù hợp. Hình 3.9: Quá trình đóng gói dữ liệu cho tạo ống IP Hình 3.10:Kỹ thuật đường hầm trong IP Lấy mạng trong hình 3.8 làm ví dụ, R1 sẽ là cấu hình để đóng gói lưu lượng cho D bên trong đường hầm các gói tin được đánh địa chỉ tới R6. Hình 3.10 biểu diễn sơ đồ có hiệu quả được rút ra từ sự sắp xếp này. Hình 3.10 Kĩ thuật truyền tải với đường hầm IP-IP. Một số vấn đề còn tồn tại trong giải pháp này là: Các router không cần thiết phải thực hiện việc đóng gói và mở gói tunneling trong “đường dẫn nhanh” của chúng - điều này có thể là cách thực hiện chủ yếu tại các điểm cuối đường hầm. Sự đóng gói tunneling (giới thiệu trong hình 3.9) thêm vào mỗi đầu gói, việc giảm MTU có thể được cung cấp bởi kết nối ảo miêu tả bởi đường hầm nếu sự phân mảnh trong đường hầm được tránh đi. Kĩ thuật truyền tải có hiệu quả thì rất thô - một đường hầm IP-IP chỉ cho phép điều khiển qua đích cuối cùng của gói tin được tạo hầm (quyền vào ra router R5, R6 trong ví dụ). Gói tin tunneling tạo đường dẫn ngắn nhất qua mạng backbone tới R5 hoặc R6 thích hợp. Kĩ thuật truyền dẫn với đường dẫn chuyển mạch nhãn: Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được miêu tả chi tiết trong phần sau cuốn sách này, nhưng điều đáng chú ý ở đây là vai trò của chuyển mạch nhãn đối với nhà cung cấp dịch vụ. MPLS là một dạng kết nối có hướng của mạng IP - các gói có nhãn thêm vào và được chuyển tiếp dọc theo đường dẫn chuyển mạch nhãn (LSPs) bởi các router giảm khung chuyển mạch MPLS. LSP có thể bắt chước đường hầm IP-IP trong hình 3.10 - một LSP giữa R1 và R5 và một LSP giữa R2 và R6 sẽ cấu hình nhãn cho tất cả lưu lượng cho D với nhãn phù hợp tới chặng đầu tiên của LSP từ R2 đến R6. Cấu hình khả thi như trong hình 3.11, giữa các bên giống hệt trong hình 3.10, nhưng khác nhau về phần giải pháp. Thứ nhất là phần tiêu đề của gói giảm ( tiêu đề của MPL là 4 byte trong khi tiêu đề của IP tunnel là 20 byte ). Thứ hai là đường dẫn hop – by – hop thực tế trong mạng backbone dưới sự điều khiển của nhà điều hành mạng khi LSP được thiết lập. Hình 3.11: Kỹ thuật truyền dẫn với định tuyến đường chuyển mạch nhãn. 3.4 Báo hiệu Thừa nhận rằng có thể cung cấp hàng đợi khác nhau và lập lịch trên từng chặng cơ sở và có khả năng điều khiển dành riêng dưới tầng liên kết, yêu cầu này trở thành thiết lập hay sửa đổi một trong những phương thức thực tế của mạng. Việc này đòi hỏi sự kết hợp các phương thức thực tế dọc theo mỗi đường dẫn. Thuật ngữ chung cho quá trình này gọi là báo hiệu. Hoạt động này thông báo cho mỗi chặng dọc theo đường dẫn làm thế nào để chấp nhận lưu lượng cho phương thức xử lý cụ thể nào được yêu cầu và loại yêu cầu xử lý nào. Báo hiệu có thể đạt bằng một số cách với mức độ thay đổi đặc tính thời gian một cách linh hoạt và sự can thiệp của con người. Tại một mức cực đại đặt báo hiệu edge – to – edge năng động nơi mà mạng được thông báo mỗi thời điểm một lớp lưu lượng yêu cầu xác minh rõ ràng. Mạng tự đáp ứng nhu cầu bằng cách thiết lập nội dung thông tin thêm vào (hoặc thay đổi thông tin đang tồn tại) tại mỗi chặng để đạt được phương thức edge – to – edge được yêu cầu. Ví dụ giao thức dành trước tài nguyên của IETF. Các công nghệ mạng mới thường không có đầy đủ các giao thức báo hiệu mạnh hoặc không hoàn chỉnh điều thực hiện tin cậy các giao thức báo hiệu tồn tại. Dưới hoàn cảnh như vậy mạng thường được cung cấp cho các dịch vụ mới thường bắt buộc con người tác động đến cấu hình ( hoặc cấu hình lại ) bộ điều khiển của các kết nối . Bởi vì một số dòng liên kết và node trong một mạng thường là rất rộng lớn. Nhiều tính chất đang phát triển bộ điều khiển tập trung hoặc Server nơi mà cấu hình hoặc cung cấp xuất hiện thực sự. Bộ điều khiển này sau đó phân phối một cách tự động, các quy tắc thích hợp tới các đường liên kết và các node trong mạng thay cho điều hành bằng con người. Các thiết kế tiên tiến hơn cho phép bộ điều khiển này tự độngsackbone d Thkhi tie tác động tới những điều kiện mạng thay đổi phù hợp với biện pháp chung. Mặc dù vậy sơ đồ tập trung cũng tạo thành một cơ chế năng động, chúng khác với báo hiệu edge – to – edge là nó không điều khiển người dùng. Mặc dù hầu hết chúng ta thường nghĩ về báo hiệu và định tuyến như là các giao thức riêng biệt OSPF và BGP ( Open Sortest Path First và Border Gateway Protocol) là cơ chế của Internet cho sự thay đổi đồ hình báo hiệu. Cơ chế này đảm bảo việc xây dựng bảng chuyển tiếp cập nhật, phản ánh thiết lập đường dẫn tốt nhất qua mạng và có thể năng động cho việc thay đổi quy ước đồ hình. Trước đó cơ chế này ( OSPF và BGP ) có chất lượng như là giao thức báo hiệu. Tuy nhiên tiêu điểm của chúng là bên trong mạng và hoạt động của chúng thường không được khai mào rõ ràng bằng một số yêu cầu của người sử dụng. Xa hơn, hoạt động của chúng được thiết kế chủ yếu cho kết quả xây dựng các đường dẫn, không cấp phát tài nguyên hoặc ưu tiên xử lý lưu lượng riêng dọc theo đường dẫn đó. Thông thường báo hiệu trong trường hợp IP có sự trù bị cho yêu cầu các hoạt động thêm vào được thiết lập QoS edge – to – edge đặc biệt và trên QoS nỗ lực tối đa ngầm định, quá trình này có thể bao gồm (các hoạt động năng động hay một số tổ hợp). Trong tất cả trường hợp quá trình thiết lập QoS edge – to – edge mong muốn yêu cầu sự cân bằng thực sự của các tài nguyên từng chặng đang tồn tại và các đường dẫn mạng mở rộng. Khi một báo hiệu yêu cầu một đặc thù QoS thì có một số thay đổi cho sự cân nhắc. Về lý thuyết, cả hai đường dẫn và tài nguyên dọc đường dẫn đến được mở cho sự thay đổi. Với một đường dẫn cho trước giao thức báo hiệu phải quyết định có hoặc không có tài nguyên (như không gian hàng đợi, băng thông chia sẻ của kết nối ) khả dụng dọc theo đường dẫn. Nếu đường dẫn đầu tiên được kiểm tra không cung cấp QoS mong muốn thì một giao thức báo hiệu lý tưởng sẽ tìm đường dẫn khác và cố gắng thêm một lần nữa. Trong quy ước IP không liên kết, lưu lượng phải đi theo các đường dẫn ngắn nhất được thiết lập bởi các giao thức định tuyến (sử dụng bất cứ tham số nào được định rõ bởi nhà điều hành mạng). Sau một kết quả phát triển của một IETF cơ chế báo hiệu RSVP hoàn toàn đi theo bất kỳ tuyến nào đang tồn tại trong mạng, định tuyến theo đường dẫn không ngắn nhất có thể có QoS tốt hơn. RSVP tránh một số kỹ thuật của mạng IP đang tồn tại không sử dụng hoặc lặp lại hoạt động của giao thức định tuyến IP đang tồn tại và có thể được giới thiệu như một phần cứng hoặc phần mềm đơn giản của các router đang tồn tại. Tuy nhiên nếu tài nguyên bị can thiệp trên một đường dẫn ngắn nhất đặc biệt thì không có con đường đơn giản tồn tại cho RSVP bắt buộc trên một đường dẫn dài hơn. Một vấn đề khác với báo hiệu là: một số lượng th