Chất lượng dịch vụ IP - Chương 3

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

115
lượt xem 31
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Chất lượng dịch vụ IP - Chương 3 Mô hình ứng dụng IP QOS

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chất lượng dịch vụ IP - Chương 3

Chương 3 MÔ HÌNH NG D NG ð M B O QOS IP Chương này s gi i thi u hai mô hình ng d ng ñ m b o QoS IP: Mô hình tích h p d ch v IntServ và mô hình phân bi t d ch v DiffServ. Các k thu t trình bày trong chương 3 s ñư c th o lu n chi ti t hơn trong t ng mô hình. 3.1 MÔ HÌNH TÍCH H P D CH V INTSERV 3.1.1 Các yêu c u ch c năng chung c a IntServ. Mô hình d ch v tích h p IntServ ñ xu t hai l p d ch v b sung cho các d ch v IP truy n th ng g m: D ch v b o ñ m GS cho ng d ng yêu c u gi i h n tr và băng thông. D ch v ñi u khi n t i CL cho ng d ng yêu c u ñ t n th t gói th p. Ý tư ng ban ñ u c a các d ch v tích h p là ñ h tr vi c dành trư c tài nguyên cho các lu ng lưu lư ng. Trái ngư c v i ki n trúc chuy n phát datagram (các gói s ñi qua các tuy n khác nhau t i m i th i ñi m chúng ñư c g i), d ch v tích h p cho phép dành toàn b m t tuy n cho lu ng d li u. ði u ñó ñư c th c hi n b i vi c thi t l p m t tuy n dành trư c tài nguyên trư c khi g i d li u. Th c ch t c a mô hình này là các b ñ nh tuy n và thi t b m ng ph i dành trư c ngu n tài nguyên c a nó ñ cung c p các m c ch t lư ng d ch v c th cho các gói mang lưu lư ng ngư i dùng. ði u này yêu c u các b ñ nh tuy n ph i có kh năng ñi u khi n các lu ng lưu lư ng. Hình 3.1: Mô hình tích h p d ch v Intserv 43
C hai l p d ch v ñ m b o và d ch v ñi u khi n t i ph i ñư c cài ñ t các ñư ng d n và d tr các tài nguyên trư c khi truy n d li u c a h . S ñi u khi n ñ nh tuy n s quy t ñ nh cho vi c có c p ngu n cho yêu c u hay không. Khi b ñ nh tuy n nh n ñư c gói, b phân l p s th c hi n s phân l p ña trư ng và ñưa gói vào hàng ñ i ñ c bi t d a trên k t qu c a s phân l p. C u hình gói sau ñó s lên l ch trình cho gói ñ ñ t ñư c yêu c u ch t lư ng d ch v c a nó. ng d ng s mô t lưu lư ng và tài nguyên nào mà nó s c n. Sau ñó, m ng s s d ng giao th c dành trư c tài nguyên (RSVP) ñ dành trư c băng thông xác ñ nh trong m i b ñ nh tuy n d c theo ñư ng ñi. M i b ñ nh tuy n s ki m tra xem ñó nó có ñ m b o tài nguyên ñư c yêu c u và duy trì tuy n khi ñư c yêu c u b i yêu c u dành trư c tài nguyên. Khi t t c các bư c nh y ñã ñư c thi t l p, thi t b g i có th g i d li u. Mô hình tích h p d ch v IntServ mô t các ng d ng QoS trong m ng IP theo phương pháp nh n d ng lu ng lưu lư ng v i 5 tham s cơ b n sau: Nh n d ng giao th c ð a ch IP ñích ð a ch c ng ñích ð a ch IP ngu n ð a ch c ng ngu n ð d tr tài nguyên cho m t lu ng lưu lư ng, ng d ng ngu n c n ph i cung c p các ñ c tính lu ng. ð c tính lu ng g m các ñ c tính lưu lư ng và các yêu c u ch t lư ng d ch v cho lu ng ñó. ð c tính lưu lư ng bao g m t c ñ ñ nh, t c ñ trung bình, kích thư c bùng n và các tham s c a gáo rò. Các yêu c u d ch v g m băng thông t i thi u và các yêu c u hi u năng như tr , bi n ñ ng tr và t l t n th t gói. Các d ch v tích h p có th ñư c chia thành hai m t b ng: m t b ng ñi u khi n và m t b ng d li u. M t b ng ñi u khi n thi t l p vi c dành trư c tài nguyên. M t b ng d li u th c hi n truy n d li u. ð yêu c u m t dành trư c tài nguyên IntServ, trư c tiên ng d ng ph i ñ c tính hoá ñư c lu ng lưu lư ng c a nó và t p h p l i trong ch tiêu lu ng lưu lư ng. Sau ñó, yêu c u thi t l p d tr tài nguyên có th ñư c g i ñ n m ng. N u có th cam k t vi c d phòng, lu ng ñó ñư c ñưa vào b ng d phòng tài nguyên. Khi gói tin ñ n, kh i lư ng nh n d ng lu ng s nh n d ng gói tin thu c v lu ng ñ t trư c và ñ t chúng vào trong hàng ñ i phù h p ñ nh n ñư c d ch v yêu c u. 44
Vi c l a ch n ñư ng d n phù h p cho ch ng k ti p t i m t nút là m t nhi m v khó khăn do các h n ch trong vi c ñ nh tuy n IP truy n th ng. ðư ng d n c n ñư c l a ch n có th ñã ñáp ng ñư c yêu c u ñ nh ra. Tuy nhiên, ñ nh tuy n IP thư ng s d ng các s ño như tr , bư c nh y hay m t s lo i thông s khác ñ tính toán ñư ng ñi ng n nh t. Do v y, ñư ng d n ng n nh t có th không có ñư c kh năng truy n t i, m c dù ñư ng d n khác dài hơn l i có ñư c kh năng ñó. V n ñ ñ nh tuy n có th tr nên ph c t p hơn b i m t s ng d ng có yêu c u nhi u tham s QoS (ví d , c băng thông và các yêu c u v t n th t gói tin). Tìm ki m ñư ng d n phù h p trong nhi u ñi u ki n ràng bu c r t ph c t p. Chính vì lý do ñó, mô hình ñ m b o QoS cho IP ñ u tiên này không yêu c u g n các cơ ch ñ nh tuy n ñ m b o QoS trong ki n trúc InterServ. Ki n trúc này gi s r ng kh i ch c năng ñ nh tuy n c a b ñ nh tuy n s th c hi n ñ nh tuy n t ng bư c (hop by hop). Tài nguyên dành trư c trong InterServ c n ph i qua t t c các nút trên ñư ng d n và thi t l p các d phòng yêu c u. Nó cũng ph i truy n t i thông tin trong các phác th o lưu lư ng và các yêu c u tài nguyên, do v y m i nút c n quy t ñ nh li u nó có ch p nh n vi c dành trư c hay không, nh n d ng lu ng như th nào và l p l ch cho gói tin. ði u khi n ch p nh n X lý hai nhi m v cơ b n là: Ch p nh n hay t ch i các yêu c u dành trư c và giám sát vi c s d ng tài nguyên. Vi c dành trư c tài nguyên cho m t yêu c u m i không th ñư c ch p nh n n u nút không có s n tài nguyên yêu c u. Có hai hư ng ti p c n ñ quy t ñ nh tài nguyên nào là s n sàng: D a trên ño ñ c và d a theo tham s . Trong hư ng ti p c n theo tham s , ñi u khi n ch p nh n s tính toán các tài nguyên kh d ng d a trên các ch tiêu k thu t c a yêu c u dành trư c tài nguyên hi n t i. Trong hư ng ti p c n d a theo ño ñ c, ñi u khi n ch p nh n ño lưu lư ng th c s trong m ng và s d ng các phương pháp th ng kê ñ quy t ñ nh xem li u tài nguyên nào là kh d ng. Hư ng ti p c n này có ưu ñi m là t i ưu hoá vi c s d ng m ng, m c dù nó không th ñ m b o ch t ch các cam k t tài nguyên. Nh n d ng lu ng RSVP S d ng 5 trư ng trong tiêu ñ gói tin IP ñ nh n d ng các gói tin thu c v các lu ng dành trư c tài nguyên trong nút. Các trư ng này bao g m: ñ a ch IP ngu n, ñ a ch IP ñích, nh n di n giao th c, c ng ngu n và c ng ñích. L p l ch gói tin Là bư c cu i cùng trong vi c dành trư c tài nguyên. B l p l ch gói tin th c hi n vi c 45
c p pháp tài nguyên. Nó quy t ñ nh gói tin nào g i k ti p khi tuy n k t n i ñi là s n sàng. Do ñó nó tác ñ ng ñ n tr mà gói tin ñó ph i ch u trong b ñ nh tuy n và b ñ nh tuy n không tr c ti p lo i b gói tin. 46
3.1.2 Giao th c dành trư c tài nguyên RSVP (i) Gi i thi u chung Giao th c dành trư c tài nguyên RSVP là m t giao th c thi t l p tài nguyên d phòng QoS IP, RSVP h tr c IPv4 và IPv6 cũng như ng d ng cho c hai phương th c chuy n phát tin ñơn hư ng và ña hư ng (Unicast và multicast). Trong giao th c dành trư c tài nguyên RSVP, các ngu n tài nguyên ñư c dành trư c theo các hư ng ñ c l p. Máy ch ngu n và máy ch ñích trao ñ i các b n tin RSVP ñ thi t l p các tr ng thái chuy n ti p và phân lo i gói t i m i nút. RSVP không ph i là giao th c ñ nh tuy n mà là giao th c báo hi u, các b n tin RSVP ñư c chuy n ñi trên cùng ñư ng d n v i các gói tin s ñư c chuy n và ñư c xác ñ nh b i b ng ñ nh tuy n trong b ñ nh tuy n IP.Các máy ch s d ng giao th c RSVP ñ yêu c u QoS c a m ng cho các lu ng lưu lư ng th c t . Các b ñ nh tuy n s d ng RSVP ñ t o ra các yêu c u QoS cho toàn b các b ñ nh tuy n d c theo tuy n ñư ng gói tin chuy n qua m ng. Giao th c RSVP cũng s d ng ñ duy trì và làm tươi tr ng thái cho lu ng ng d ng yêu c u QoS. M t s ñ c tính cơ b n c a giao th c dành trư c tài nguyên RSVP ñư c li t kê dư i ñây: RSVP là giao th c báo hi u ñ dành trư c tài nguyên trong ñư ng d n t ngu n t i ñích. RSVP báo hi u t i t t c các thi t b m ng v yêu c u QoS c a ng d ng. RSVP yêu c u các ng d ng kh i t o yêu c u. RSVP ho t ñ ng liên ñi u hành v i các k thu t QoS khác ñ c i thi n ñ ñ m b o cho các tài nguyên dành trư c. Giao th c dành trư c tài nguyên RSVP thư ng ñư c s d ng cho các ng d ng yêu c u ñ m b o các tham s băng thông và ñ tr . Các ng d ng m ng hi n nay s d ng RSVP như là giao th c báo hi u g m các ng d ng cho VoIP và k thu t lưu lư ng MPLS (Multiprotocol Label Switching). RSVP ñư c phát tri n ñ ch ng l i t c ngh n m ng b ng cách cho phép các b ñ nh tuy n ñư c quy t ñ nh m c cao. T i m c này các b ñ nh tuy n có th ñáp ng các yêu c u c a m t lu ng ng d ng và d tr tài nguyên mong mu n ngay c khi m t b ng chuy n ti p gói không x lý ñư c. Mô hình báo hi u RSVP ñư c d a trên x lý ñ c bi t ki u ña phương, mang b n tin báo hi u t i các nút d c tuy n ñư ng qua m ng theo lu ng th c t , qu n lý tr ng thái m m, trao ñ i b n tin, d phòng tài nguyên và tách báo hi u QoS kh i ch c năng ñ nh tuy n. (ii) Ho t ñ ng c a RSVP 47
M t phiên làm vi c c a giao th c dành trư c tài nguyên RSVP thư ng s d ng 3 tham s sau: ð a ch ñích Nh n d ng giao th c ð a ch c ng ñích Hình 3.2 dư i ñây ch ra nguyên lý ho t ñ ng c a RSVP. Máy ch ngu n g i b n tin Path t i ñích cho m t lu ng d li u hay còn g i là m t phiên truy n thông. B n tin Path ch a các ñ c tính cho lu ng d li u s ñư c g i, b n tin Path ñi qua các b ñ nh tuy n trên ñư ng d n t i ñích. Các b ñ nh tuy n trên tuy n ñăng ký nh n d ng lu ng và các ñ c tính lu ng vào cơ s d li u. B n tin Resv ñư c phát ngư c t máy ch nh n v máy ch g i nh m xác nh n và ch nh s a các thông tin yêu c u ñã ñư c g i ñi trong b n tin Path, ñây là các thông tin v d phòng tài nguyên cho ñư ng d n mà gói tin s ñư c chuy n qua. Hình 3.2: Nguyên lý ho t ñ ng c a RSVP RSVP gi tr ng thái m m các tài nguyên trong các b ñ nh tuy n. Tr ng thái m m này ñư c cung c p ñ ng theo các thông tin t các thành viên trong phiên làm vi c, tương thích v i s thay ñ i ñ nh tuy n và các yêu c u thay ñ i tài nguyên c a các lu ng lưu lư ng trong phiên. Th i gian làm tươi ñ nh kỳ thông thư ng là 30s. (iii) Các ki u dành trư c tài nguyên c a RSVP Trong RFC 2205 [6] ñ nh nghĩa 3 ki u d phòng tài nguyên (minh ho trên hình 3.3). Hai ki u ñi u khi n máy g i ñư c ñ nh nghĩa: Ki u l a ch n hi n Ki u l a ch n wildcard. Ki u l a ch n tuy n hi n li t kê toàn b các máy g i, trong khi ñó ki u wildcard ch li t kê toàn b máy ch trong phiên. 48
Hình 3.3: Các ki u dành trư c tài nguyên ði u khi n chia s lưu lư ng th c hi n ñi u khi n các ng x tài nguyên dành trư c cho các máy g i khác nhau trong cùng m t phiên. Hai ki u ñi u khi n chia s lưu lư ng ñư c ñ nh nghĩa là: Ki u dành trư c tài nguyên riêng bi t. Ki u dành trư c tài nguyên chia s . Trong ki u dành trư c tài nguyên riêng bi t, tài nguyên dành ñư c t o ra cho t ng máy g i. Trong ki u dành trư c tài nguyên chia s , m t tài nguyên chung ñư c chia s b i các máy g i trong phiên. Như ch ra trên hình 3.3 có 4 kh năng ñư c t h p t các cách th c ñi u khi n chia s tài nguyên và l a ch n máy g i. Tuy nhiên, m t ki u không ñư c ñ nh nghĩa và ta còn 3 ki u dành trư c tài nguyên là: Ki u b l c c ñ nh FF (Fixed Filter), Ki u chia s hi n SE (Shared Explicit) và ki u b l c Wildcard WF (Wildcard - Filter). (iv) Các d ng b n tin c a RSVP Khuôn d ng b n tin RSVP có c u trúc g m m t tiêu ñ chung và các trư ng ch c năng th hi n các ñ i tư ng như ch ra trên hình 3.4 (a). M i m t ñ i tư ng ñư c c u trúc b i tiêu ñ ñ i tư ng và n i dung ñ i tư ng. Khuôn d ng tiêu ñ chung ñư c ch ra trên hình 3.4 (b) có t ng ñ dài là 8 bytes. Nó g m 4 bit cho s hi u phiên b n RSVP, 4 bit c , 8 bit s d ng cho ki u b n tin RSVP; 16 bit t ng ki m tra, 8 bit s d ng cho th i gian s ng TTL c a gói tin IP, 8 bit d phòng và trư ng hi n th ñ dài b n tin g m 16 bit. 49
Hình 3.4: Khuôn d ng b n tin RSVP và tiêu ñ chung RSVP N u trư ng t ng ki m tra ñ dài ch a toàn b giá tr 0, ñi u ñó th hi n không c n ki m tra các d li u truy n ñi. ð dài b n tin RSVP bao g m c tiêu ñ và các ñ i tư ng trong b n tin. RSVP ñ nh nghĩa các ki u b n tin s p x p theo th t ki u b n tin: 1. Path - S d ng ñ yêu c u tài nguyên dành trư c. 2. Resv - G i ñáp ng b n tin ñư ng ñ thi t l p và duy trì d tr tài nguyên. 3. PathTear - S d ng ñ xoá d tr tài nguyên kh i m ng theo hư ng ñi. 4. ResvTear - S d ng ñ xoá b tài nguyên kh i m ng theo hư ng v . 5. PathErr – Thông báo l i b n tin Path. 6. ResvErr - Thông báo l i b n tin Resv . 7. ResvConf – Là m t b n tin tuỳ ch n, g i ngư c l i t i phía g i c a b n tin Resv ñ xác nh n r ng tài nguyên d tr xác ñ nh th c s ñã ñư c cài ñ t. 8. ResvTearConf - S d ng ñ xác nh n d tr tài nguyên xác ñ nh ñã b xoá kh i m ng. Khuôn d ng ñ i tư ng RSVP ñư c ch ra trên hình 3.5 dư i ñây g m 32 bit tiêu ñ ñ i tư ng và các n i dung ñ i tư ng có ñ dài thay ñ . M t ñ i tư ng ñ dài có 32 bit ñ nh nghĩa ñ dài t i ña cho phép c a ñ i tư ng RSVP là 65,528 byte. Các ñ i tư ng RSVP ñư c t ch c thành l p ñ i tư ng và ki u ñ i tư ng. Hình 3.5: Khuôn d ng b n tin ñ i tư ng RSVP Trư ng ch c năng “Class Num” ñ nh nghĩa l p ñ i tư ng và trư ng ch c năng “C Type” ñ nh nghĩa ñ i tư ng trong l p. Các trư ng ch c năng này t ch c thành m t c p ñ mô t các ñ i tư ng trong RSVP. Các l p ñ i tư ng sau ñư c ñ nh nghĩa trong RFC 2205. NULL - Mô t tr ng thái c a phiên. SESSION – Mô t phiên. RSVP_HOP - Th hi n các bư c nh y c a b n tin RSVP. TIME_VALUE – Mô t giá tr th i gian chuy n tin. STYLE – Mô t ki u b n tin. 50
FLOWSPEC – Mô t ñ c tính lu ng. FILTER_SPEC – Mô t ñ c tính b l c. SENDER_TEMPLATE - Mô t khuôn d ng gói c a ñ i tư ng g i. ð i tư ng FLOWSPEC ch a các tham s ñi u khi n lưu lư ng g m: t c ñ gáo rò token; kích thư c gáo rò token, t c ñ ñ nh , v..v. ð i tư ng ki u b n tin (STYLE) ñư c ñ t trong “Class num=8”, l p này ch có m t ñ i tư ng v i C type -1. ð i tư ng ki u ñ nh nghĩa các ki u dành trư c tài nguyên. Hình 3.6: Khuôn d ng ñ i tư ng ki u XX bit ði u khi n chia s 00 D phòng 01 Tài nguyên phân bi t 10 Tài nguyên chia s 11 D phòng B ng 3.1: Các bit s d ng cho ñi u khi n chia s YYY bit ði u khi n l a ch n máy g i 000 D phòng 001 L a ch n Wildcard 010 L a ch n hi n 011-111 D phòng B ng 3.2: Các bit s d ng cho ñi u khi n l a ch n máy g i Hình 3.6 trên ñây ch ra khuôn d ng c a ñ i tư ng ki u. ki u dành trư c tài nguyên ñư c ñ nh nghĩa b i 5 bit cu i cùng. Trong ñó, 2 bit ñ u ñ nh nghĩa ki u ñi u khi n chia s tài nguyên và 3 bit ñi u khi n l a ch n máy g i. Ý nghĩa c a các bit ñư c th hi n trong b ng 3.1 và b ng 3.2. 51
Hình 3.7: C u trúc b n tin Path và Resv trong RSVP B n tin Path mô t thông tin phiên truy n thông qua ñ a ch IP ngu n và ñ a ch IP ñích, cùng v i m t s ñ c tính c a ñư ng ñi ñư c ph n ánh trong các ñ i tư ng RSVP_HOP và TIME_VALUE. Khuôn d ng c a gói tin s ñư c chuy n ñi tương thích v i các ki u l c ñư c mô t trong ñ i tư ng SENDER_TEMPLATE, các ñ c tính lu ng c a các ng d ng t máy g i ñư c mô t trong ñ i tư ng SENDER_TSPEC. C u trúc b n tin Path ñư c trình bày trên hình 3.7 (a). Trên hình 3.7 (b) mô t c u trúc chung c a b n tin Resv, các ñ i tư ng c a b n tin Resv nh m xác nh n và s a ñ i m t s yêu c u c a b n tin Path cho phù h p v i hi n tr ng th c t c a m ng. 3.2 MÔ HÌNH PHÂN BI T D CH V DIFFSERV 3.2.1 T ng quan v ki n trúc DiffServ. Ki n trúc mô hình phân bi t d ch v DiffServ ñư c coi là bư c phát tri n ti p theo c a mô hình tích h p d ch v IntServ. M t v n ñ l n nh t còn t n t i c a IntServ là các ngu n tài nguyên c n ph i ñư c duy trì tr ng thái thông tin theo t ng lu ng. V i các m ng có s lư ng d ch v và s lư ng thi t b m ng l n, v n ñ này tr nên khó kh thi ñ i v i các b ñ nh tuy n lõi c n ph i x lý lưu lư ng r t l n trong m ng. Ti p c n c a mô hình phân bi t d ch v DiffServ là không x lý theo t ng lu ng lưu lư ng riêng bi t mà ghép chúng vào m t s lư ng h n ch các l p lưu lư ng. Trong DiffServ, băng thông và các tài nguyên m ng khác ñư c ch ñ nh trong các l p lưu lư ng. M t khác, DiffServ hư ng t i x lý trong t ng vùng d ch v phân bi t DS (Differential Service) thay vì x lý t ñ u cu i t i ñ u cu i như trong mô hình tích h p d ch v IntServ. DiffServ ch cung c p quan h ng x phân bi t t i các l p lưu lư ng, vì v y DiffServ không cung c p m c QoS c th . ð ñ m b o m t s m c ch t lư ng d ch v QoS c th , DiffServ ñư c h tr v i ñi u khi n qu n lý t i biên vùng DS nh m ph i h p ñi u khi n các lu ng lưu lư ng vào m ng. Ch t lư ng d ch v ñư c cung c p b i mô hình 52
phân bi t d ch v DiffServ theo hư ng cung c p thay vì theo hư ng dành trư c tài nguyên. Thu t ng “DiffServ” mô t t ng th cách ng x c a lưu lư ng ng d ng trong m ng cung c p d ch v , nó ñ nh nghĩa d ch v mà ngư i s d ng mong nh n ñư c t phía nhà cung c p d ch v . D ch v DiffServ ñư c ñ nh nghĩa trong các tho thu n m c d ch v SLA c a ngư i s d ng v i nhà cung c p d ch v DiffServ. DiffServ ñ nh nghĩa m t s tham s mà ngư i s d ng hi u rõ cho ng d ng c a h trong SLA như: Tho thu n v ñi u ki n lưu lư ng TCA (Traffic Conditioning Agreement), h sơ lưu lư ng (các tham s c a gáo rò token), các tham s hi u năng (ñ thông qua, ñ tr , m c t n th t gói), cách th c x lý các gói tin không phù h p v i tho thu n, lu t ñánh d u và chia c t lưu lư ng. Hình 3.8: Mô hình các bư c phân bi t d ch v DiffServ Hình 3.8 trên ñây ch ra các bư c cơ b n liên quan t i v n ñ cung c p các d ch v DiffServ. Các gói tin ñ n b ñ nh tuy n có th ñã ñư c ñánh d u ho c chưa ñánh d u, b ñ nh tuy n xác ñ nh ñi m mã ñi u khi n d ch v DSCP c a gói tin và phân lo i các gói tin theo phương pháp phân lo i hành vi k t h p BA. Các gói tin phân lo i thành các l p BA ñư c chuy n ti p theo hành vi t ng bư c PHB (Per Hop Behavior) ñư c ñ nh nghĩa trư c cho các BA. M i PHB ñư c th hi n b i giá tr DSCP và x lý gi ng nhau ñ i v i các gói tin trong cùng l p BA. Các yêu c u chung c a QoS ñã ñư c ch ra trong chương 2 c a tài li u này g m chính sách lưu lư ng, chia c t lưu lư ng, lo i b gói, hàng ñ i tích c c và l p l ch gói ñư c áp d ng t i bư c này c a mô hình phân bi t d ch v DiffServ. Ki n trúc DiffServ hư ng t i ñ m b o ch t lư ng d ch v QoS b ng cách k t h p tr ng thái phân lo i lưu lư ng theo tính ch t lưu lư ng ñư c phân bi t qua các gói ñánh d u. Các gói ñư c ñánh d u và nh n d ng ñ nh n ñư c m t ng x chuy n ti p t ng bư c c th trên các nút d c theo ñư ng truy n c a chúng. 53
Hình 3.9: X lý gói trong mô hình DiffServ Ki n trúc x lý gói theo DiffServ g m m t s các y u t ch c năng ñư c th c hi n trong các nút m ng và b sung các phép ng x chuy n ti p trên t ng lu ng cùng v i các ch c năng x lý lưu lư ng như: Ch c năng phân lo i gói, ñánh d u, ñ nh d ng và ho ch ñ nh chính sách. Ki n trúc này cho phép m r ng m ng do th c hi n các ch c năng phân l p và ñi u khi n ph c t p các nút biên m ng S cung c p d ch v và chính sách qui ñ nh lưu lư ng ñư c tách riêng ra t các cách ng x chuy n ti p trong ph m vi n i m ng ñ cho phép th c hi n bi n ñ i r ng rãi các phép ng x . 3.2.2 Mi n phân bi t d ch v DS và ñi m mã phân bi t d ch v DSCP M t mi n DS g m các b ñ nh tuy n h tr cơ ch phân bi t d ch v , còn g i là các nút DS ho t ñ ng v i m t chính sách cung c p d ch v chung và thi t l p các nhóm PHB ñư c th c hi n trên m i nút. M t mi n DS có biên g m các nút biên DS và các nút lõi trong mi n. Các nút biên DS phân lo i và ñi u khi n lưu lư ng ñ u vào ñ ñ m b o r ng các gói ñi qua mi n ñư c ñánh d u thích h p ñ l a ch n m t PHB t m t nhóm các PHB ñư c h tr trong ph m vi mi n. Các nút trong mi n DS l a ch n ng x chuy n ti p cho các gói d a trên ñi m mã d ch v DSCP c a chúng, s p x p vào m t trong các PHB theo yêu c u. M t mi n DS thông thư ng g m m t hay nhi u m ng dư i cùng m t chính sách qu n tr . Vi c qu n tr m t mi n ph i ñ m b o tin c y ñ ñ m b o r ng các ngu n tài nguyên tương x ng ñư c cung c p và (ho c) ñư c d tr ñ h tr các SLA yêu c u. 54
Hình 3.10: Mi n phân bi t d ch v DS M t vùng DS là m t t p h p m t hay vài mi n DS k ti p nhau. Các vùng DS có kh năng h tr các mi n DS d c theo ñư ng d n n i các mi n trong vùng. Các mi n DS trong vùng DS có th h tr n i b trong các nhóm PHB khác nhau và các ñi m mã khác nhau ñ s p x p PHB. Tuy nhiên, ñ cho phép các d ch v n i ngang qua mi n, các mi n DS ngang hàng ph i thi t l p m i mi n m t SLA ngang hàng ch a tho thu n lưu lư ng TCA phù h p. M t vài mi n DS trong m t vùng DS có th k th a m t chính sách cung c p d ch v chung và có th h tr t p h p chung các nhóm PHB và các cách s p x p ñi m mã phân bi t d ch v DSCP, vì v y có th lo i b qui ñ nh lưu lư ng gi a các mi n DS ñó. DiffServ s d ng trư ng ki u d ch v ToS trong tiêu ñ IPv4 (m c 1.13) và trư ng phân l p lưu lư ng TC (Traffic Class) trong tiêu ñ IPv6 ñ ñánh d u gói. ð i v i các b ñ nh tuy n ho t ñ ng trong mi n DS các trư ng ch c năng này ñư c thay b ng trư ng ch c năng d ch v phân bi t DS. Trong 8 bit c a trư ng DS, 6 bit ñư c s d ng cho ñi m mã d ch v phân bi t DSCP và 2 bit d phòng. Hình 3.11 dư i ñây ch ra c u trúc c a trư ng DS. Hình 3.11: C u trúc c a trư ng phân bi t d ch v DS Các ñi m mã phân bi t d ch v DSCP ñư c phân thành 3 kh i ñư c g i là các pool. B ng 3.3 dư i ñây ch ra các kh i c a DSCP. Pool ði m mã DSCP ng d ng 1 XXXXX0 Tiêu chu n 2 XXXX11 Th nghi m/n i b 3 XXXX01 Th nghi m/n i b B ng 3.3: Các kh i ñi m mã d ch v phân bi t DSCP Pool 1 g m các ñi m mã DSCP s d ng cho toàn c u, pool 2 và pool 3 s d ng cho m c ñích th nghi m và n i b mi n DS riêng. Như v y, s phân l p d ch v c a pool 1 có th lên t i 32 và s l p d ch v t i ña c a pool2 và pool 3 là 16. ð h tr cho các b ñ nh tuy n truy n th ng s d ng các phân l p c a trư ng ToS trong IPv4. 8 ñi m mã 55
DSCP ñư c s d ng nên DSCP có d ng (XXX000). D ch v n l c t i ña có ñi m mã phân bi t d ch v DSCP là (000000). 3.2.3 Các phương pháp x lý gói trong DiffServ. Qui t c ng x theo t ng ch ng là s mô t b ngoài c a ng x chuy n ti p c a m t nút DS ñư c áp d ng cho m t s t p ng x DS c th . ng x chuy n ti p m c tiêu gi i thi u trong m c này nh m sáng t phương pháp x lý gói trong mô hình DiffServ. ð t o ra các hành vi chuy n ti p gói ñư c ñ nh nghĩa theo quy t c ng x t ng ch ng PHB, các cơ c u k thu t ñ m b o QoS như AQM và l p l ch gói ñã ñư c trình bày trong chương 2 ñư c ng d ng. M t PHB có th không c n ph thu c vào nguyên t c chung mà có th ñư c phát tri n trên các k thu t riêng c a nhà cung c p thi t b . Nhóm làm vi c v DiffServ c a IETF ñ nh nghĩa hai lo i PHB trong RFC 2598 [6], RFC 3246 và RFC 2597 [6]: Chuy n ti p nhanh EF (Expedited Forwarding) và Chuy n ti p ñ m b o AF (Assured Forwarding). (i) Chuy n ti p nhanh EF PHB V cơ b n, EF PHB ñ m b o tính năng v m t t c ñ hơn là ñ tin c y. Nó ñư c yêu c u ñưa ra các d ch v v i kh năng t n hao th p, tr th p, rung pha th p và ñ m b o băng thông. Vì rung pha và tr gây nên b i th i gian mà gói s d ng trong b nh ñ m và hàng ñ i, m t b ñ nh tuy n EF ph i ñ m b o r ng lưu lư ng EF ñư c ñưa ñ n nh ng b nh ñ m nh . T c ñ ñ u ra c a b ñ nh tuy n này ph i b ng (ho c cao hơn ñ u vào). Khi x y ra hi n tư ng quá t i, nút biên mi n DS không cho phép lưu lư ng d ng này ñi vào trong mi n vì nó s là nguyên nhân gây t c ngh n t i các b ñ nh tuy n trong mi n DS. V n ñ này ñư c ñi u ch nh b i xác ñ nh m c d ch v SLA và xác ñ nh lưu lư ng truy n có ñi u ki n. Hình 3.12: X lý chuy n ti p nhanh EF PHB Chuy n ti p EF PHB kh thi n u băng thông ñ u ra và kích thư c b nh ñ m ñ ñ các lu ng lưu lư ng ra v i t c ñ ph c v µ. T c ñ ph c v µ luôn l n hơn t c ñ ñ u vào λ 56
t i các b ñ m EF. Các lu ng không ph i là EF ñây là các lu ng d ch v n l c t i ña. V i k thu t l p l ch ưu tiên như ñã ch ra trong chương 3, chuy n ti p EF ñ m b o ñư c tính ưu tiên cho các lu ng lưu lư ng theo yêu c u. M t ti p c n khác c a chuy n ti p EF PHB là s d ng các bi n th c a hàng ñ i WFQ ñ phân lo i các lưu lư ng chuy n ti p EF. (ii) Chuy n ti p ñ m b o AF PHB ð c ñi m c a AF PHB là phân ph i d li u ñ m b o v i kh năng m t gói th p. ðó là ñi u ki n t t nh t khi s d ng các giao th c không th c hi n x lý s a l i ho c không có gi i pháp truy n l i gói. AF PHB bao g m 4 l p chuy n ti p và m i l p chuy n ti p có 3 m c ưu tiên lo i b gói tin, m i l p ñư c gán m t băng thông và kho ng nh ñ m xác ñ nh. L p A có th có b nh ñ m l n hơn nhưng băng thông nh và l p D có th có b nh ñ m nh nhưng băng thông l n hơn. N u m t gói ph i b lo i b , b ñ nh tuy n có cách nh n bi t gói nào b lo i b ñ u tiên. Ngoài ra, m i l p chuy n ti p ñư c phân b m t s lư ng c c nh băng thông và b nh ñ m. N u b nh ñ m ñ y, thì quá trình lo i b gói s b t ñ u theo tr t t lo i b theo m c ưu tiên. Các phân lo i AF ñư c th hi n trên hình 3.13 và trên b ng 3.4. Hình 3.13: Các phân l p chuy n ti p ñ m b o AF PHB L p PHB Phân l p D ñoán m t gói DSCP AF4 AF41 Th p 100010 AF42 Trung bình 100100 AF43 Cao 100110 AF3 AF31 Th p 011010 AF32 Trung bình 011100 AF33 Cao 100010 AF2 AF21 Th p 010010 AF22 Trung bình 010100 AF23 Cao 010110 57
AF1 AF11 Th p 001010 AF12 Trung bình 001100 AF13 Cao 001110 B ng 3.4: Chi ti t các phân l p chuy n ti p ñ m b o AF PHB (iii) PHB và tho thu n l p lưu lư ng Các PHB ñư c xác ñ nh theo các gi i h n v tài nguyên c a chúng (ví d : b ñ m, băng thông) có quan h ưu tiên v i các PHB khác, hay trong các gi i h n v ñ c ñi m lưu lư ng tư ng minh (tr , t n th t). Các PHB này có th ñư c dùng như là các kh i làm s n ñ c p phát các tài nguyên và nên ñư c ñ nh rõ như m t nhóm PHB ch c ch n. Các nhóm PHB thư ng chia s áp d ng ràng bu c chung cho m i PHB trong ph m vi nhóm, như chính sách l p l ch gói hay qu n lý b ñ m. Quan h gi a các PHB trong nhóm có th dư i d ng ưu tiên tuy t ñ i hay tương ñ i. M t PHB ñơn là trư ng h p ñ c bi t c a nhóm PHB. PHB ñư c th c hi n trong các nút theo m t s cơ c u qu n lý b ñ m ho c l p l ch gói. Các nhóm PHB c n ñư c hi u như s c p phát tài nguyên thích h p gi a các nhóm, và các cơ c u tích h p có th ñư c th c hi n h tr 2 hay nhi u nhóm. M t ñ nh nghĩa nhóm PHB nên xác ñ nh rõ kh năng xung ñ t v i các nhóm PHB trư c, mà có th ngăn c n s ho t ñ ng ñ ng th i. M t PHB ñư c ch n t i m t nút nh s p x p ñi m mã DS trong gói nh n ñư c. Các PHB tiêu chu n có m t ñi m mã ñư c ch ñ nh. Tuy nhiên, v i các PHB chu n toàn b không gian các ñi m mã l n hơn không gian kh d ng cho các ñi m mã ñư c ñ ngh , và do ñó lo i b s cung c p cho nh ng s p x p c u hình n i b . M t b ng s p x p ñi m mã cho PHB có th bao g m c s s p x p 1 1 và N 1. T t c các ñi m mã ph i ñư c s p x p theo m t s PHB; khi thi u m t vài chính sách c c b , các ñi m mã không ñư c s p x p theo PHB chu n phù h p v i các chi ti t c a PHB ñó nên ñư c s p x p theo PHB m c ñ nh . 58
Hình3.14: D ch v phân bi t v i PHB và TCA Th c hi n, c u hình, v n hành và qu n lý các nhóm PHB ñư c h tr trong các nút c a mi n DS nên ñư c phân m t cách hi u qu tài nguyên c a các nút này và các liên k t n i vùng gi a các t p ng x , phù h p v i chính sách cung c p d ch v c a mi n. Các thành ph n qui ñ nh lưu lư ng có th tăng m c ñi u khi n s d ng các tài nguyên này qua s ép bu c c a các TCA và có th qua ho t ñ ng ph n h i t các nút và các thành ph n qui ñ nh lưu lư ng trong mi n. M c dù các d ch v có th ñư c tri n khai khi thi u các ch c năng qui ñ nh lưu lư ng ph c t p, các ch c năng như là ñ nh chính sách, ñ nh d ng, và ñánh d u l i ñ ng cho phép tri n khai các h ño lư ng thi hành vi c cung c p các d ch v . C u hình và nh hư ng gi a các thành ph n qui ñ nh lưu lư ng và các nút n i vùng nên ñư c qu n lý b ng ñi u khi n qu n tr c a mi n và có th yêu c u ñi u khi n v n hành qua các giao th c và m t th c th ñi u khi n. 3.3 IP QOS VÀ CHUY N M CH NHÃN ðA GIAO TH C MPLS Trong m t s năm g n ñây, công ngh chuy n m ch nhãn ña giao th c MPLS ñư c coi là công ngh hàng ñ u cho m ng lõi. S phát tri n công ngh chuy n m ch MPLS là k t qu c a các mô hình ng d ng công ngh IP trên n n ATM và FR. Ch t lư ng d ch v m ng QoS chính là yêu c u thúc ñ y MPLS. So sánh v i các yêu c u khác, như qu n lí lưu lư ng và h tr VPN thì QoS không ph i là lí do quan tr ng nh t ñ tri n khai MPLS. H u h t các công vi c ñư c th c hi n trong MPLS QoS t p trung vào vi c h tr các d c tính IP QoS trong m ng. Nói cách khác, m c tiêu là thi t l p ñi m tương ñ ng c a các ñ c tính QoS gi a IP và MPLS ch không ph i là làm cho MPLS QoS t t hơn IP QoS. 59
M t lí do n a ñ kh ng ñ nh MPLS QoS không ph i là IP QoS là MPLS không ph i là giao th c xuyên su t. MPLS không v n hành trong các máy ch và có th s t n t i các m ng IP không s d ng MPLS. M t khác QoS là ñ c tính thư ng tr c c a liên l c gi a các LSR cùng c p. M t cách nhìn khác v v n ñ này là MPLS không thay ñ i v căn b n v mô hình d ch v IP. Các nhà cung c p d ch v không bán d ch v MPLS, h cung c p các d ch v IP (hay Frame Relay và các d ch v khác), và do ñó n u h ñưa ra QoS thì ph i d a trên IP QoS (hay Frame Relay QoS,…) ch không ph i là MPLS QoS. ði u này không có nghĩa là MPLS QoS không có vai trò như IP QoS. Th nh t, MPLS giúp nhà cung c p ñưa ra d ch v IP QoS ch t lư ng hơn. Th hai, hi n nay ñang xu t hi n m t s kh năng QoS m i h tr qua m ng s d ng MPLS, tuy không th c s xuyên su t nhưng cũng có th ch ng t r t h u ích, ví d như ñ m b o băng thông c a LSP. (i) Mô hình DiffServ và MPLS Tương t như DiffServ, MPLS cũng h tr ch t lư ng d ch v trên cơ s phân lo i các lu ng lưu lư ng theo các tiêu chí như ñ tr , băng t n. ð u tiên t i biên c a m ng, lu ng lưu lư ng c a ngư i dùng ñư c nh n d ng (băng vi c phân tích m t s trư ng trong mào ñ u c a gói) và chuy n các lu ng lưu lư ng ñó trong các LSP riêng v i thu c tính COS hay QoS c a nó. MPLS có th h tr các d ch v không ñ nh trư c qua LSP b ng vi c s d ng m t trong các k thu t sau: B ch ñ nh COS có th ñư c truy n trong nhãn g n li n v i t ng gói. Bên c nh vi c chuy n m ch nhãn t i t ng nút LSR, m i gói có th ñư c chuy n sang kênh ra d a vào thu c tính COS. Mào ñ u ñ m (Shim header) c a MPLS có ch a trư ng COS. Trong trư ng h p nhãn không ch a ch th COS hi n t i thì giá tr COS có th liên quan ng m ñ nh v i m t LSP c th . ði u ñó ñòi h i LDP hay RSVP gán giá tr COS không danh ñ nh cho LSP ñ các gói ñư c x lý tương x ng. Ch t lư ng d ch v QoS có th ñư c cung c p b i m t LSP ñư c thi t l p trên cơ s báo hi u ATM (trong trư ng h p MPLS là m ng ATM-LSR). Khi m t b ñ nh tuy n MPLS g i ñi m t gói tin ñ n ch ng k ti p c a nó, nó g i m t nhãn ñi kèm. Các LSR tu n t trong m ng ñó không c n phân tích mào ñ u c a gói tin, nó ch ñ c nhãn MPLS ñư c ñánh ch s trong b ng ñư ng d n ñ nh tuy n duy trì t i m i LSR. Khi các gói tin ñư c ñánh d u b i các mã ñi m DiffServ ñ n m t m ng MPLS, c n ph i có m t cách th c chuy n giao thông tin cung c p b i các mã ñi m vào nhãn MPLS. Vi c này c n th c hi n n u MPLS có kh năng th c hi n các quy t ñ nh ñáp ng các yêu c u d ch v khác bi t nh ñó các gói tin ñư c ñánh d u v i MPLS trong m ng, các tiêu ñ IP không ñư c ki m tra khi các gói tin ñư c gán nhãn MPLS. Do v y các gói tin không th phân bi t d a trên các DSCP c a chúng do DSCP là m t ph n c a tiêu ñ IP. Có hai phương pháp ñ t thông tin DSCP vào tiêu ñ IP. 60
Phương pháp th nh t s d ng 3 bit trư ng EXP c a tiêu ñ MPLS. Theo cách ñó, có t i ña 8 l p BA và m t giá tr EXP ñư c ánh x ñ n m t mô t PHB hoàn ch nh: trình t hu và x p hàng. Phương pháp th hai, n u có hơn 8 l p d ch v , RFC 2309 ñ xu t m t ki u LSP khác. Do ñó, DSCP ñư c ánh x vào m t c p . Nhãn này trao ñ i thông tin riêng v hàng ñ i và l p l ch L-LSP. trên ño n gi a c a LSP, s phân lo i BA ñư c d a trên EXP hay các trư ng nhãn c a tiêu ñ MPLS ch không ph i DSCP ñư c lưu trong tiêu ñ IP. Do ñó, hành vi cho m i ch ng c a gói tin cũng là duy nh t. MPLS k t h p v i Diffserv trong m ng lõi ñem l i l i ích cho c các thành ph n c a MPLS và Diffserv. MPLS cung c p các d ch v phân bi t Diffserv v i ñ c tính khôi ph c và b o v ñư ng d n, trong khi Diffserv ho t ñ ng như m t ki n trúc phân l p d ch v cho MPLS. MPLS v i Diffserv có th ñưa ra các thi t k m ng m m d o ñ cung c p các x lý khác nhau cho các l p d ch v CoS trong ñư ng d n lưu lư ng. Ki u ghép hai m c ñư c s p x p nh vào giao th c RSVP, RSVP thi t l p và duy trì m t s lư ng ñư ng d n LSP MPLS và trên các ñư ng d n ñó ñư c phân l p d ch v theo ki n trúc Diffserv. ð ñ m b o các ch c năng c a Diffserv qua m ng MPLS, Các ñi m mã d ch v DSCP ñư c chuy n t i các LSR nh m ch ra các x lý tương thích v i QoS yêu c u. (i) Mô hình IntServ và MPLS MPLS tái s d ng các giao th c c a IP, RSVP cũng là m t trong các giao th c ñư c tái s d ng và ñư c c i thi n. RSVP nguyên thu [RFC 2205] ñư c thi t k t cho các ng d ng th i gian th c qua m ng Internet. ðã có r t nhi u các ng d ng m r ng c a RSVP ñ h tr thêm các ñ c tính như tính b o m t và kh năng m m d o; h tr các giao di n t i các thi t b trong mi n Diffserv; h tr k thu t lưu lư ng trong các ng d ng m i như MPLS và GMPLS (RSVP-TE). Hình 3.15: Th c hi n phân b nhãn qua RSVP-TE Các ñ c tính c a RSVP-TE [RFC 3209] là s m r ng ph n lõi c a RSVP ñ thi t l p các tuy n ñư ng hi n d a trên ñ nh tuy n ràng bu c các LSP trong m ng MPLS s 61
d ng RSVP làm giao th c báo hi u. D tr tài nguyên là m t thành ph n r t quan tr ng c a x lý lưu lư ng. ðây là m t trong s các lý do ñ nhóm làm vi c MPLS ch n RSVP hơn là vi c xây d ng m i hoàn toàn m t giao th c báo hi u khác ñ h tr các yêu c u x lý lưu lư ng. RSVP m r ng thành giao th c báo hi u ñ h tr vi c t o LSPs có th ñư c ñ nh tuy n t ñ ng tránh kh i l i m ng và t c ngh n. RSVP ñơn gi n hoá vi c v n hành m ng b ng quá trình x lý lưu lư ng m t cách t ñ ng. RSVP-TE s d ng các b ñ nh tuy n chuy n m ch ñ thi t l p, duy trì các ñư ng ng LSP và ñ ph c v tài nguyên cho các LSP ñó. RSVP-TE yêu c u thi t b có kh năng mang m t ñ i tư ng “m ” (opaque object), nghĩa là các ñ i tư ng này không b x lý b i các thi t b khác khi truy n trong m ng. RSVP mang các ñ i tư ng trong các b n tin c a nó như là các ño n m c a thông tin (hình 3.15). Nh ng ño n m này ñư c mang t i các module ñi u khi n thích h p trong b ñ nh tuy n. Phương th c thi t l p báo hi u d a trên cơ s này khuy n khích s phát tri n c a các ñ i tư ng RSVP m i. Các ñ i tư ng này có th ñư c dùng ñ t o ra và duy trì các tr ng thái ñư c phân ph i cho các thông tin khác ngoài v n ñ d tr tài nguyên ñơn thu n.T p h p các m r ng có th nhanh chóng và d dàng ñư c phát tri n qua vi c c i thi n RSVP nh m h tr các yêu c u x lý lưu lư ng mang tính t c th i trong v n ñ ñ nh tuy n chính xác và gi m ñ ph c t p trong quá trình phân ph i nhãn. Hình 3.16: C u trúc b n tin RSVP-TE Các khuy n ngh m i ñ m r ng RSVP ñư c yêu c u tương thích hoàn toàn v i RSVP truy n th ng. RSVP-TE có th d dàng phân bi t báo hi u thi t l p ñư ng LSP c a MPLS v i RSVP truy n th ng b ng cách ki m tra các ñ i tư ng ch a trong các b n tin. Như v y h th ng báo hi u h p nh t mang m i ñ i tư ng c n thi t ñ thi t l p LSP m t cách m m d o. Các ñ c ñi m cơ b n c a RSVP-TE h tr trong MPLS ñư c tóm t t dư i ñây: 62