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

Điều khiển luồng và chống tắc nghẽn

cuu duong than cong . co m

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

kbps

Cơ bản

• Trường hợp 1. • Trường hợp 2.

cuu duong than cong . co m

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

thông tin được truyền hết X hủy 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 !

Cơ bản

kbps

• Trường hợp 3.

 các gói được truyền hết, mỗi liên kết truyền 7kbps  tốc độ tổng cộng là 14kbps  X bị tràn đệm, mất gói. • Trường hợp 4.

cuu duong than cong . co m

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

https://fb.com/tailieudientucntt

Cơ bản

– 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

• Trường hợp 4 cho thấy hai vấn đề:

cuu duong than cong . co m

bằng. Điều này làm giảm hiệu quả chuyển mạch gói.

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

• Điều khiển luồng là chức năng không thể thiếu trong

các mạng thông tin

Cơ bản

• Nếu thiếu điều khiển luồng, tắc nghẽn cục bộ tại một nút

• 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 không bị mất gói

• Các cơ chế điều khiển luồng lớp 2: HDLC, ISDN,

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 toàn mạng

cuu duong than cong . co m

X.25, LLC…

• Các cơ chế điều khiển luồng và chống tắc nghẽn ở

lớp truyền như TCP

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

Cơ bản

cuu duong than cong . co m

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

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

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

truyền thông tin không vượt quá khả năng xử

lý của nút đích

 Điều khiển luồng giữa hai nút trong mạng

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

luồng giữa hai nút liên tiếp trên đường đi từ

Hai kỹ thuật điều khiển luồng

cuu duong than cong . co m

nguồn đến đích

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

 Điều khiển truy nhập mạng (network

access): kiểm soát và điều khiển lượng thông

tin có thể đi vào trong mạng

 Điều khiển cấp phát bộ đệm (buffer

allocation): là cơ chế thực hiện tại các nút

mạng nhằm đảm bảo việc sử dụng bộ đệm là

công bằng và tránh việc không truyền tin

Hai kỹ thuật chống tắc nghẽn

cuu duong than cong . co m

được do bộ đệm của tất cả các nút bị tràn

(deadlock)

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

• 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 không nhận được thêm thông tin từ nhau

Deadlock

cuu duong than cong . co m

• Trong hình (b), bộ đệm của A đầy các gói thông 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

https://fb.com/tailieudientucntt

• Tối ưu hóa thông lượng sử dụng của mạng • Giảm trễ gói khi đi qua mạng • Đảm bảo tính công bằng cho việc trao đổi thông

Mục đích

tin trên mạng

• Đảm bảo tránh tắc nghẽn trong mạng

Điều khiển luồng ám chỉ cả kỹ thuật điều

cuu duong than cong . co m

khiển luồng và chống tắc nghẽn, trừ khi có

chú thích rõ ràng !

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

• Tính công bằng là khả năng đảm bảo cho các người

Tính công bằng

dùng, các ứng dụng khác nhau được sử dụng tài nguyên mạng với cơ hội như nhau.

• 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

cuu duong than cong . co m

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

Tính công bằng băng thông

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

• Thông lượng của mạng sẽ đạt cực đại (bằng 3Mbps) nếu các kết nối 2, 3 và 4 được sử dụng toàn bộ 1 Mbps băng thông và kết nối 1 không được cung cấp lượng băng thông nào cả

• Cho mỗi kết nối sử dụng 0,5Mbps băng thông. Lúc này

tổng thông lượng của mạng sẽ là 2Mbps.

cuu duong than cong . co m

https://fb.com/tailieudientucntt

CuuDuongThanCong.com

• 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)

Tính công bằng

• Tính công 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

• Xét trường hợp 4.

cuu duong than cong . co m

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

Tính công bằng: bộ đệm

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

• Liên kết 1 (từ A đến B) có tốc độ 10Mbps, liên kết 2 (từ D

đến B) có tốc độ 1 Mbps.

cuu duong than cong . co m

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

• Nếu không 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)

Cơ chế điều khiển

• 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)

• 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)

cuu duong than cong . co m

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt

Điều khiển luồng kết hợp ARQ

• Cho ứng dụng phi thời gian thực – Cơ chế dừng và đợi (stop-and-wait) – Cơ chế phát lại gói (go-back-N) – Phát lại có chọn lọc (selective repeat)

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

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 soát lưu lượng đưa vào, nếu thấy vượt quá mức được cấp thì

các gói tin bị hủy nếu không đủ băng thông

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

• Cho ứng dụng thời gian thực

cuu duong than cong . co m

CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt