Khóa luận Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS

thích với các loại chuyển tiếp lớp 2 khác nhau (ATM, Frame Relay, PPP) Hình 9 miêu tả các giao thức có thể sử dụng trong hoạt động MPLS. Phương thức định tuyến có thể là bất kỳ một trong các giao thức phổ biến. Phụ thuộc vào môi trường hoạt động, các giao thức định tuyến có thể là OSPF, BGP, hay PNNI của ATM, v.v… Module LDP tận dụng giao thức điều khiển truyền tin (TCP) để đảm bảo quá trình truyền dữ liệu điều khiển từ một LSR đến LSR khác trong suốt một phiên. LDP cũng duy trì LIB. LDP sử dụng giao thức UDP trong suốt giai đoạn vận hành tìm kiếm của nó. Trong trường hợp này, LSR cố gắng xác định các phần tử lân cận và đồng thời báo hiệu sự có mặt của chúng trong mạng. Điều này được thực hiện thông qua một trao đổi các gói tin hello. IP Fwd là phương thức chuyển tuyến lớp IP để tìm đường tiếp theo bằng cách khớp địa chỉ dài nhất trong bảng của chúng. Với MPLS, điều này được thực hiện bởi các LER. MPLS Fwd là phương thức chuyển tiếp để kết nối một nhãn với một cổng lối ra cho các gói tin. Các lớp với miêu tả trong hình hộp với đường nét đứt có thể thực hiện bằng phần cứng tạo nên hoạt động nhanh và hiệu quả. Hình 9 : Hệ thống giao thức MPLS Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 22 Khoá luận tốt nghiệp 1.6. Các ứng dụng của MPLS MPLS quan tâm một cách có hiệu quản các đòi hỏi của mạng đường trục ngày nay bằng cách cung cấp giải pháp chuẩn cơ sở thực hiện những mục đích sau: o Cải thiện chức năng chuyển tiếp gói trong mạng ¾ MPLS tăng cường và đơn giản hoá chuyển tiếp gói qua router sử dụng mô hình chuyển mạch lớp 2 ¾ MPLS đơn giản, cho phép triển khai một cách dễ dàng ¾ MPLS tăng chức năng mạng bởi vì nó cho phép việc định tuyến bởi chuyển mạch ở tốc độ đường dây o Hỗ trợ QoS và CoS với các dịch vụ khác nhau ¾ MPLS sử dụng thiết lập tuyến có điều khiển lưu lượng và giúp đạt được các mức dịch vụ đảm bảo ¾ MPLS kết hợp thiết lập tuyến ràng buộc và lập tuyến hiện o Hỗ trợ sự linh hoạt của mạng ¾ MPLS có thể được sử dụng để tránh vấn đề chồng phủ N2 kết hợp với mạng lưới IP-ATM o Tích hợp IP và ATM vào mạng ¾ MPLS cung cấp cầu nối giữa mạng truy cập IP và lõi ATM ¾ MPLS có thể sử dụng lại các chuyển mạch cứng/ router có sẵn của ATM, kết hợp một cách có hiệu quả hai mạng riêng biệt o Xây dựng khả năng vận hành liên mạng ¾ MPLS là một giải pháp chuẩn mà có thể đạt được sự hợp lực giữa mạng IP và ATM ¾ MPLS làm cho IP dễ dàng kết hợp qua SONET tích hợp chuyển mạch quang ¾ MPLS giúp xây dựng các mạng VPN mềm dẻo với khả năng điều khiển lưu lượng Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 23 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 1.7. Tóm tắt chương Trong chương 1, đã trình bày những vấn đề cơ bản của chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS với các vấn đề được đề cập tới như : các thuật ngữ, các thành phần, các giao thức sử dụng trong mạng MPLS cũng như nguyên tắc hoạt động của mạng. Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 24 Khoá luận tốt nghiệp CHƯƠNG 2 : CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 2.1. Mở đầu Chất lượng dịch vụ (QoS) liên quan tới khả năng cung cấp các dịch vụ tốt hơn của một mạng đối với một lưu lượng mạng đã chọn với những công nghệ khác nhau bao gồm Frame Relay, ATM, Ethernet và các mạng 802.1, SONET, IP. Mục đích chính của QoS là cung cấp thứ tự ưu tiên bao gồm cấp băng thông, điều khiển rung pha và trễ (cần thiết đối với các ứng dụng thời gian thực và lưu lượng tương tác), cải thiện sự mất mát. Một điều quan trọng nữa là cung cấp sự ưu tiên cho một hay nhiều luồng mà không làm cho các luồng khác bị lỗi. Công nghệ QoS cung cấp những khối cơ sở xây dựng sẵn có thể dùng trong các ứng dụng thương mại trong tương lai trong các mạng WAN và đối với các nhà cung cấp dịch vụ mạng. 2.1.1. Động lực QoS Lúc khởi đầu, mạng IP không có bất cứ quá trình nào thực hiện QoS. Internet dựa trên TCP/IP không được hoạch định cho việc cung cấp thoại hay các dịch vụ khác mà đòi hỏi rất chặt chẽ về băng thông, trễ và rung pha. TCP được định nghĩa với FTP, SMTP, TELNET và các kiểu truyền dữ liệu khác. Nó đặc trưng bởi cửa sổ trượt với kích cỡ thay đổi, khởi phát chậm, tránh tắc nghẽn bằng cách giảm nửa mọi mất mát, điều chỉnh khoảng thời gian timeout cho việc nhận được xác nhận. Quá trình cơ bản liên quan tới giải quyết tắc nghẽn, ví dụ khi tải lưu lượng lớn hơn băng thông cho phép, là loại bỏ gói. Trong “môi trường chất lượng dịch vụ”, nhà cung cấp dịch vụ thêm băng thông để giảm mức tắc nghẽn khi lượng lưu lượng trên Internet tăng lên. Kết quả kéo theo là vốn của nhà cung cấp dịch vụ sẽ bị chi cho dung lượng lưu lượng, mà điều này không cần thiết liên quan tới thu nhập từ dịch vụ, dẫn tới khó khăn trong kinh doanh. Hơn nữa, các nhà cung cấp dịch vụ sau này tập trung chuyển sang triển khai quản lý lưu lượng và các quá trình QoS. Có một vài lý do cho việc đó. Thứ nhất, với sự gia tăng dung lượng lưu lượng trong mạng của họ, các nhà cung cấp nhận ra rằng rất khó giảm bớt tắc nghẽn chỉ với băng thông. Thay đổi trong phân bố lưu lượng và lỗi của node/ tuyến có thể dẫn tới kiểu tắc nghẽn không đoán trước, và sự vượt trội dự trữ đáng kể qua toàn bộ mạng trở nên đắt ghê gớm. Thứ hai, nút cổ chai vẫn thỉnh thoảng xảy ra khi truy cập, trong khi vượt quá dự trữ là không kinh tế. Thứ ba, sự suy sụp trong nền kinh tế hiện nay trong ngành công nghiệp mạng đã dẫn tới các công ty phải cắt giảm vốn mới cần thiết cho yêu cầu thêm băng thông, và thay vào đó là việc Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 25 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS tập trung vào việc nâng cao chức năng mạng trên cở sở vật chất có sẵn hiện tại. Thứ tư, rất quan trọng đó là việc đưa ra mô hình kinh doanh trên cơ sở tiếp cận các dịch cụ bổ sung và nâng cao. Mạng hội tụ có thể cung cấp thoại, dữ liệu, và các dịch vụ video được hi vọng là dễ dàng vận hành và quản lý hơn các mạng song song đang tồn tại, mà ảnh hưởng đáng kể tới chi phí vận hành. Nhưng để có thể thực hiện hội nghị từ xa dựa trên chuyển mạch gói và các dịch vụ multimedia với đối tượng doanh nghiệp, mạng hội tụ phải cung cấp chất lượng hoàn hảo và hỗ trợ thoả thuận cấp độ dịch vụ chặt chẽ. 2.2. Các định nghĩa cơ bản 2.2.1. QoS là gì ? Trước khi thảo luận các quá trình QoS và liên hệ của nó tới MPLS, chúng ta nên xem lại một vài định nghĩa chính và các khái niệm liên quan. Trong khi không có một định nghĩa chính thức của QoS thì những định nghĩa sau được xem là có hiệu lực trong phạm vi đề tài này. Một cách cơ bản nhất, QoS cho phép bạn cải thiện chất lượng dịch vụ tốt hơn đối với các luồng nhất định. Điều này được thực hiện bằng cách tăng mức ưu tiên đối với một luồng và giảm mức ưu tiên của luồng khác. Khi sử dụng các công cụ quản lý nghẽn mạch, bạn cố tăng mức ưu tiên của một luồng bằng hàng đợi và đảm bảo hàng đợi theo các cách khác nhau.Công cụ quản lý hàng đợi được sử dụng để tránh tắc nghẽn tăng mức ưu tiên bằng cách bỏ các luồng ưu tiên thấp trước các luồng ưu tiên cao. Kiểm soát (policing) và hoạch định (shaping) cung cấp mức ưu tiên đối với một luồng bằng cách hạn chế thông lượng (throughput) của luồng khác. Yoram Bernet đã phân biệt giữa định nghĩa QoS thụ động và chủ động. Định nghĩa thụ động miêu tả chất lượng dịch vụ như là lưu lượng chuyển tải qua mạng. Trong khi định nghĩa chủ động liên quan tới quá trình điều khiển chất lượng dịch vụ thu được bởi lưu lượng chuyển qua mạng. Định nghĩa chủ động của Bernet về chất lượng dịch vụ mạng là “ Khả năng điều khiển các quá trình xử lý lưu lượng trong mạng để mạng có thể gặp được đòi hỏi dịch vụ của ứng dụng nào đó và các chính sách mà người dùng đưa ra đối với mạng”. Jerry Ash cung cấp một tập hợp mở rộng các định nghĩa liên quan tới TE và QoS từ quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ. Trong khi khả năng quản lý và hoạch định mạng đảm bảo cho chức năng của mạng trong tương lai, quản lý lưu lượng lại liên quan tới việc tối ưu nguồn tài nguyên có sẵn của mạng dưới các điều kiện khác Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 26 Khoá luận tốt nghiệp nhau. Quản lý lưu lượng bao gồm các chức năng điều khiển định tuyến, quản lý bảng định tuyến, định tuyến động. Trong [TE-QoS], QoS được định nghĩa là “một tập hợp các yêu cầu gặp phải bởi mạng khi truyền dẫn một kết nối hay một luồng, hay tập hợp các ảnh hưởng của chức năng dịch vụ mà xác định mức độ thoả mãn của người dùng dịch vụ”. Định nghĩa này là “thụ động” theo phân biêt của Bernet, nhưng định nghĩa sau của Quản lý tài nguyên QoS là “chủ động” : “chức năng mạng mà bao gồm phân biệt cấp độ dịch vụ, rút ra bảng định tuyến, quản lý kết nối, cấp phát băng thông, bảo vệ băng thông, dành sẵn băng thông, định tuyến ưu tiên, hàng đợi ưu tiên”. Tóm lại, ta sẽ nói về QoS như là sự yêu cầu dịch vụ của rất nhiều các ứng dụng, và về các quá trình QoS / các chức năng quản lý tài nguyên QoS như quá trình điều khiển mạng mà cho phép một mạng thoả mãn QoS. Yêu cầu dịch vụ của các ứng dụng khác nhau có thể biểu diễn bằng một tập các tham số bao gồm băng thông, trễ, rung pha, mất mát gói, quyền ưu tiên và một vài thứ khác. Ví dụ thoại và các ứng dụng multimedia rất nhạy cảm với trễ và rung pha, trong khi các ứng dụng truyền dữ liệu có thể đòi hỏi mất mát gói rất thấp. Chúng ta sẽ xem các tham số đó là các biến QoS. 2.2.2. Một số khái niệm cơ bản của QoS Trễ Trễ là khoảng thời gian một bản tin chiếm khi truyền từ điểm này sang điểm khác trên mạng. Trễ bao gồm một số thành phần như thời gian tiêu tốn trong hàng đợi của bộ định tuyến-trễ xếp hàng, thời gian cần thiết để thực hiện quyết định trong bộ định tuyến-trễ chuyển tiếp, thời gian cần thiết để tuyến vật lý truyền dữ liệu-trễ lan truyền và thời gian sử dụng để đặt gói tin lên mạng-trễ nối tiếp hoá. Thành phần có thể được quản lý với QoS là trễ xếp hàng. Gói có ưu tiên cao hơn sẽ được đưa ra để truyền trước các gói có ưu tiên thấp hơn và các kĩ thuật quản lý hàng đợi như RED có thể được sử dụng. Rung pha Rung pha được định nghĩa như sự biến đổi trong các trễ chuyển tiếp đầu cuối- đầu cuối. Trong một số ứng dụng, như các ứng dụng thời gian thực không thể chấp nhận rung pha. Giao thức TCP cũng thực hiện rất kém dưới tác dụng của rung pha, vì nó cố gắng điều chỉnh tốc độ truyền dẫn của nó tương ứng. Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 27 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Băng thông Băng thông biểu thị tốc độ tryền dữ liệu cực đại có thể đạt được giữa hai điểm kết cuối Tổn hao Tổn hao gói tin là trường hợp khi gói tin không tới được đích của nó trước thời gian timeout của bộ thu. Trong mạng TCP/IP thì tổn hao gói tin chủ yếu là do nghẽn, đây là nguyên nhân tạo ra sự tràn bộ nhớ hoặc loại bỏ gói tin bởi các phương tiện quản lý lưu lượng. Cấp độ dịch vụ (CoS) Khái niệm cấp độ dịch vụ CoS có nghĩa hẹp hơn QoS và chỉ ra một cách đơn giản rằng các dịch vụ có thể phân loại được trong các cấp độ khác nhau, có thể được cung cấp cho người sử dụng và được quản lý độc lập. Thoả thuận mức dịch vụ (SLA) SLA là hợp đồng giữa khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ SP, SLA định mức dịch vụ nào SP định cung cấp. Ý tưởng rất đơn giản : khách hàng nào báo cáo bao nhiêu lưu lượng họ sẽ gửi và trả tiền cho mức độ tối thiểu được đảm bảo trong lưu lượng đó. 2.2.3. Điều kiện cần thiết cho QoS. Với QoS như được định nghĩa ở trên, chúng ta hãy xem xét các yêu cầu cơ bản mà cần phải có để có thể thu được nó. Để có thể cung cấp QoS cho nhiều loại yêu cầu của ứng dụng (ví dụ : thoại, multimedia..), mạng phải thoả mãn hai điều kiện cần thiết o Điều kiện thứ nhất là băng thông phải được đảm bảo cho một ứng dụng dưới các điều kiện khác nhau, bao gồm cả nghẽn và lỗi. o Điều kiện thứ hai là khi một ứng dụng truyền qua mạng, nó phải nhận được sự đối xử dựa trên cấp độ thích hợp, bao gồm cả sự sắp xếp và việc loại bỏ gói. Chúng ta có thể nghĩ là hai điều kiện đó là trực giao. Một luồng có thể có băng thông hiệu quả nhưng phải chịu trễ (điều kiện thứ nhất đạt được còn điều kiên thứ hai thì không). Hoặc một luồng có thể được phục vụ một cách thích hợp trong mọi node mạng nhưng bị chấm dứt hoặc bị méo bởi sự dao động một chút của băng thông (điều kiện thứ hai đạt được nhưng điều kiện thứ nhất thì không). Vì thế cần phải thoả mãn cả hai điều kiện này để Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 28 Khoá luận tốt nghiệp thu được đảm bảo QoS chắc chắn mà đã được yêu cầu bởi nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng của họ. 2.3 Kiến trúc cơ bản của QoS Kiến trúc cơ bản đối với việc thực thi QoS bao gồm ba phần cơ sở o Kĩ thuật phân biệt (identification) và đánh dấu (marking) QoS cho việc định QoS từ đầu cuối tới đầu cuối giữa các phần tử mạng o QoS trong các phần tử mạng riêng lẻ ( Ví dụ : hàng đợi, sắp xếp và các công cụ hoạch định lưu lượng) o Chức năng kiểm soát, quản lý, hoạch định (accouting) đối với việc điều khiển và quản trị lưu lượng đầu cuối-đầu cuối qua mạng Hình 10 : Kiến trúc cơ bản của QoS 2.3.1. Phân biệt và đánh dấu QoS Phân biệt và đánh dấu được thực hiện thông qua phân loại (classification) và điều phối (reservation) - Phân loại Để cung cấp dịch vụ hoàn hảo cho một loại lưu lượng thì đầu tiên nó phải được phân biệt. Bước thứ hai gói có thể được đánh dấu. Hai bước đó tạo thành quá trình phân loại. Khi một gói được phân biệt nhưng không được đánh dấu, phân loại được xem là trên cơ sở mỗi chặng (per hop), khi mà việc phân loại chỉ liên quan tới thiết bị mà nó vào, không liên quan tới router tiếp theo. Điều này xảy ra với hàng đợi ưu tiên (PQ) và hàng đợi tùy ý (CQ). Khi gói được đánh dấu cho việc sử dụng rộng rãi trên mạng, bit IP ưu tiên có thể được đặt. Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 29 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Các phương pháp phân biệt luồng thông dụng gồm điều khiển danh sách truy cập (ACL-Access control list), định tuyến kiểm soát (policy-base routing), tốc độ truy cập cam kết (CAR-commited access rate), thừa nhận ứng dụng mạng (NAR- network-base application recognition) 2.3.2. QoS trong các phần tử mạng riêng lẻ Quản lý tắc nghẽn, quản lý hàng đợi, hiệu suất tuyến và các công cụ hoạch định/kiểm soát cung cấp QoS với các phần tử đơn lẻ của mạng - Quản lý tắc nghẽn Bởi bản chất bùng nổ tự nhiên của voice/video/dữ liệu, thỉnh thoảng số lượng lưu lượng vượt quá tốc độ của tuyến. Trong trường hợp đó, router sẽ làm gì? Liệu nó sẽ lưu trữ các lưu lượng trong một hàng đợi và để gói đầu tiên là gói đầu sẽ ra? Hay nó sẽ đặt các gói trong các hàng đợi khác nhau và phục vụ hàng đợi nào đó thường xuyên hơn? Công cụ quản lý tắc nghẽn sẽ quan tâm tới câu hỏi này. Công cụ bao gồm hàng đợi ưu tiên (PQ), hàng đợi tùy ý (CQ), hàng đợi trọng số (WFQ-weighted fair queuing), hàng đợi có trọng số dựa trên cấp độ (CBWFQ-class-base weighted fair queuing). - Quản lý hàng đợi Bởi vì hàng đợi không phải kích thước vô hạn, nên nó sẽ đầy và tràn. Khi hàng đợi đầy. Bất cứ một gói thêm nữa bất kì sẽ không thể vào trong hàng đợi và nó sẽ bị bỏ. Đây là hiện tượng bỏ đuôi (tail drop). Vấn đề với bỏ đuôi là router sẽ không thể bảo vệ những gói này khỏi bị bỏ( kể cả những gói ưu tiên cao). Vì vậy cần thiết có một quá trình thực hiện hai việc: o Cố gắng đảm bảo rằng hàng đợi không bị làm đầy, vì thế cần có một không gian cho các gói ưu tiên cao o Cần có một vài loại tiêu chuẩn đối với việc bỏ một gói có mức ưu tiên thấp trước khi bỏ gói có mức ưu tiên cao Phát hiện trọng số sớm ngẫu nhiên(Weighted early random detect-WERD) cung cấp phương thức thực hiện những quá trình này - Hiệu suất tuyến Nhiều lần các tuyến tốc độ thấp nảy sinh vấn đề với các gói lớn. Ví dụ trễ nối tiếp của gói 1500 byte trong một tuyến 56kbps Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 30 Khoá luận tốt nghiệp -Kích thước của gói: 1500byte . 8bit/byte = 12000bit -Tốc độ tuyến : 56000 bps Kết quả : Trễ sẽ là 12000/56000 = 0.214s hay 214ms Nếu một gói thoại tới sau một gói kích thước lớn. Trễ của thoại sẽ quá lớn thậm chí ngay cả trước khi gói rời router! Chia nhỏ tuyến và ghép xen cho phép chia các gói lớn thành các gói nhỏ hơn và ghép xen vào các gói thoại. Ghép xen cũng quan trọng như chia nhỏ. Không có lý do gì để chia nhỏ gói mà để những gói thoại theo sau những gói đã được chia nhỏ. Một yếu tố ảnh hưởng khác nữa là việc loại trừ quá nhiều các bit mào đầu (overhead bit). Ví dụ tiêu đề gói RTP có 40byte, với một tải cỡ nhỏ cũng phải khoảng 20 byte, và trong một số trường hợp thì mào đầu có thể bị gấp đôi. - Kiểm soát và hoạch định lưu lượng Hoạch định được sử dụng để tạo một luồng lưu lượng mà giới hạn khả năng băng thông tối đa của luồng. Nó được sử dụng rất nhiều để tránh vấn đề tràn như đã đề cập ở phần giới thiệu. Ví dụ, nhiều topo mạng sử dụng Frame Relay trong thiết kế hub- and-spoke. Trong trường hợp này, điểm trung tâm thường có tuyến băng thông cao (T1), trong khi các điểm ở xa có băng thông thấp hơn (384kbps). Trong trường hợp này có thể lưu lượng từ điểm trung tâm sẽ bị tràn tại tuyến băng thông thấp. Hoạch định là một cách hoàn hảo để lưu lượng gần với 384Kbps để tránh tràn ở điểm ở xa. Lưu lượng được lưu trữ tạm thời để truyền dẫn sau đó để duy trì tốc độ đã định. Kiểm soát tương tự như hoạch định, nhưng khác một khía cạnh rất quan trọng: Lưu lượng ở một tốc độ xác định không được lưu trữ tạm thời (và thường bị bỏ). 2.3.3. Quản lý chất lượng dịch vụ Quản lý chất lượng dịch vụ cho phép đặt và đánh giá mục đích và kiểm soát chất lượng dịch vụ. Các phương pháp thông thường theo những bước sau: o Bước 1 : Vạch ranh giới mạng với các thiết bị. Nó giúp cho việc xác định đặc tính lưu lượng của mạng. Cũng như thế các ứng dụng với mục tiêu vì chất lượng dịch vụ có thể được phân chia ( thường dựa vào thời gian đáp ứng). o Bước 2 : Triển khai các kĩ thuật QoS khi đã thu được các đặc tính lưu lượng và các ứng dụng vì mục tiêu tăng chất lượng dịch vụ. Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 31 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS o Bước 3 : Đánh giá kết quả bằng việc kiểm thử đáp ứng của các ứng dụng để xem khi nào mục tiêu chất lượng dịch vụ đã đạt được. Để dễ dàng phát triển, có thể sử dụng Quản lý kiểm soát chất lượng dịch vụ của Cisco(QPM-QoS policy manager), Quản lý thiết bị chất lượng dịch vụ (QDM-QoS devices manager). Để kiểm định mức dịch vụ, có thể sử dụng Giám sát chức năng mạng của Cisco (IPM-Internetwork Performance Monitor) 2.4. Mức chất lượng dịch vụ đầu cuối-đầu cuối Mức độ dịch vụ liên quan tới khả năng chất lượng dịch vụ đầu cuối-đầu cuối thực tế, có nghĩa là khả năng cung cấp các dịch vụ cần thiết bằng cách xác định rõ lưu lượng đầu cuối-đầu cuối hay biên-biên(edge-to-edge). Các dịch vụ khác nhau ở mức độ chất lượng dịch vụ, miêu tả chặt chẽ cách thức xác định giới hạn dịch vụ bằng cách xác định băng thông, trễ, rung pha, và đặc tính mất mát. Có ba mức cơ bản của chất lượng dịch vụ đầu cuối-đầu cuối có thể được cung cấp bởi mạng không đồng nhất: Hình 11 : Ba mức của Chất lượng dịch vụ đầu cuối-đầu cuối o Best-efford service : Có rất ít chất lượng dịch vụ, best-efford service cơ bản dựa trên kết nối không có sự đảm bảo. Được đặc trưng bởi hàng đợi FIFO, không có sự khác biệt giữa các luồng. o Differentiated service ( còn gọi là chất lượng dịch vụ mềm) : Một vài luồng được đối xử tốt hơn các luồng khác ( tiến hành nhanh hơn, băng thông trung bình cao hơn, tốc độ mất mát trung bình thấp hơn). Đây là sự ưu tiên mang tính thống kê, không phải là đảm bảo cứng và nhanh. Nó được thực hiện bằng cách phân loại lưu lượng và sử dụng các công cụ chất lượng dịch vụ như PQ, CQ, WFQ, và WRED. Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 32 Khoá luận tốt nghiệp o Gruaranteed service ( còn gọi là chất lượng dịch vụ cứng) : Thực sự là cách dành riêng tài nguyên mạng cho lưu lượng xác định thông qua các công cụ chất lượng dịch vụ như RSVP, CBWFQ. Quyết định loại dịch vụ thích hợp với mạng triển khai phụ thuộc vào vài nhân tố: o Ứng dụng hay khó khăn mà khách hàng đang cố gắng giải quyết. Mỗi loại dịch vụ thích hợp cho ứng dụng nhất định. o Tốc độ mà khách hàng thực tế có thể nâng cao hệ thống của họ. Có một phương thức nâng cao tự nhiên từ công nghệ cần thiết để cung cấp các dịch vụ khác nhau cho tới sự cần thiết cung cấp các dịch vụ bảo đảm. o Cái giá cho việc thực thi và triển khai các dịch vụ đảm bảo (Gruaranteed Service) cao hơn so với dịch vụ phân biệt (Differentiated service). 2.5. Tóm tắt chương Trong chương 2, chúng ta đã là quen với các khái niệm cơ bản về chất lượng dịch vụ (QoS) cũng như kiến trúc cơ bản của QoS. Chất lượng dịch vụ (QoS) cung cấp dịch vụ khác biệt ( Differentiated service), cung cấp mức ưu tiên cao hơn cho các luồng hay dịch vụ đảm bảo (Guranteed service) cung cấp sự đảm bảo mức độ dịch vụ. Cả hai tương phản với Best-effort service, cung cấp những gì mà được xem như là có rất ít QoS. Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 33 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS CHƯƠNG 3 : CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MPLS 3.1. Mở đầu Chuyển mạch nhãn đa giao thức thường xuyên được đề cập tới chủ yếu xung quanh vấn đề công nghệ chất lượng dịch vụ cho mạng chuyển mạch gói. Trong khi thực tế rằng MPLS đóng vai trò rất quan trọng trong việc cho phép QoS, QoS lại không phải là một thành phần cơ bản của MPLS. Cụ thể hơn, MPLS cung cấp môi trường hướng kết nối cho phép kĩ thuật điều khiển luồng của mạng chuyển mạch gói. Kĩ thuật điều khiển luồng có thể đảm bảo băng thông cho rất nhiều luồng khác nhau, đó là điều kiện cần cho QoS. Để điều khiển trễ và rung pha trong các ứng dụng nhạy cảm về thời gian (là một đòi hỏi chủ yếu khác của chất lượng dịch vụ). MPLS-TE phải kết hợp công nghệ cung cấp luồng lưu lượng với cách đối xử đối với những cấp độ nhất định của chúng, ví dụ như Giao thức dành sẵn tài nguyên (RSP) với mở rộng báo hiệu đường hầm (RSVP-TE), và chuyển tiếp dựa trên dịch vụ phân biệt (DiffServ). Chương này thảo luận các kiến trúc khác nhau và việc triển khai các mặt của mạng đưòng trục chuyển mạch gói cho phép MPLS, cũng như các thành phần QoS của giao diện MPLS UNI được định nghĩa bởi MPLS/ Frame Relay Alliance. 3.2. Mô hình QoS và TE ban đầu Khi cộng đồng liên mạng nhận ra sự cần thiết của QoS trong mạng chuyển mạch gói, một vài hướng hé mở. Dịch vụ tích hợp (IntServ) cùng với giao thức báo hiệu RSVP, cung cấp kiến trúc QoS xác thực đầu tiên. Tuy nhiên sau khi xem xét những vấn đề về sự linh hoạt và vận hành của IntServ với RSVP, IETF đã định nghĩa kiến trúc dịch vụ phân biệt (DiffServ), với dạng cơ bản không đòi hỏi giao thức báo hiệu. Sau đó MPLS được đưa ra như một cách tiếp cận hướng kết nối thích hợp với không kết nối dựa trên mạng IP, và nó cho phép công nghệ điều khiển lưu lượng. 3.2.1 IntServ với RSVP IntServ đã định nghĩa những đòi hỏi cho các quá trình QoS để thoả mãn hai mục đích: 1. để phục vụ các ứng dụng thời gian thực 2. để điều khiển việc chia sẻ băng thông giữa các cấp độ lưu lượng khác nhau Hai kiểu dịch vụ đã được định nghĩa tuân theo kiến trúc IntServ : Đỗ Tiến Dũng-Lớp K46ĐA 34 Khoá luận tốt nghiệp Dịch vụ đảm bảo ( Guaranteed Service ) và Dịch vụ tải được điều khiển (Controlled Load Service), cả hai đều tập trung vào những đòi hỏi của ứng dụng riêng lẻ. Dịch vụ đảm bảo được định nghĩa để cung cấp mức độ chắc chắn của băng thông, một biên trễ đầu cuối-đầu không đổi, không mất mát hàng đợi; và nó được dự kiến cho các ứng dụng thời gian thực như thoại và video. Định nghĩa dịch vụ tải được điều khiển không bao gồm bất kì một sự đảm bảo chất lượng chắc chắn nhưng nó đúng hơn là “ sự xuất hiện của một mạng tải nhẹ”. Nó dự định dành cho các ứng dụng mà có thể dung sai trong một khoảng giới hạn lượng mất mát và trễ, bao gồm các ứng dụng thời gian thực thích nghi. Để có thể đạt được các mục tiêu đã đề ra và cung cấp các dịch vụ dự kiến, mô hình IntServ gồm rất nhiều các tham số lưu lượng như tốc độ và giới hạn chùng (slack term) cho dịch vụ đảm bảo; và tốc độ trung bình và kích cỡ bùng nổ (burst size) cho dịch vụ tải được điều khiển. Để thiết lập giá trị những tham số này trong một mạng và để cung cấp dịch vụ đảm bảo cho lưu lượng thời gian thực, RSVP được phát triển như giao thức báo hiệu cho việc dành sẵn và điều khiển hiện. Kiến trúc IntServ đã thoả mãn cả hai điều kiện cho mạng QoS. Nó cung cấp băng thông thích hợp và tài nguyên hàng đợi cho mỗi luồng ứng dụng ( một “vi luồng”). Tuy nhiên triển khai IntServ với RSVP đòi hỏi trạng thái mỗi vi luồng và báo hiệu ở mỗi chặng. Nó thêm sự phức tạp đáng kể đối với việc vận hành mạng và không linh hoạt. Vì thế mô hình IntServ chỉ được triển khai ở một số hữu hạn mạng, và IETF đã chuyển sang phát triển hướng DiffServ thay thế với sự phức tạp tối thiểu. 3.2.2 DiffServ Kiến trúc DiffServ thừa nhận một khía cạnh trái ngược với IntServ. Nó định nghĩa Cấp độ dịch vụ (CoS), gọi là toàn thể (Aggregates), và chức năng quản lý tài nguyên QoS với mỗi node, hay mỗi chặng (Per-Hop). Các định nghĩa CoS bao gồm hành vi toàn thể (BA) xác định những yêu cầu cho việc sắp xếp (scheduling)