Điều chỉnh tiết lưu băng thông qua QoS (Phần 1)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Một trong những xu hướng lớn nhất trong vấn đề kết nối mạng ngày
nay là việc truyền cả tín hiệu thoại và video trên các mạng dữ liệu
truyền thống. Một trong những vấn đề về việc hội tụ này là cách thực
hiện như thế nào, các gói thoại và video cần phải phân phối đến người
nhận một cách nhanh chóng và có độ tin cậy cao, không có độ jitter và
độ trễ vượt quá giới hạn.
Một giải pháp để giải quyết vấn đề này là sử dụng QoS. QoS, hoặc Quality
of Service, là một công nghệ xử lý gói ưu tiên. Về bản chất, QoS cho phép
bạn xử lý các gói thông tin nhạy cảm với mức ưu tiên cao hơn các gói khác.
Đây là một chuẩn công nghiệp chứ không phải chuẩn thuộc quyền sở hữu
của Microsoft. Microsoft đã lần đầu tiên giới thiệu QoS trong Windows
2000. Phiên bản QoS của Microsoft đã được phát triển dần lên từ thời điểm
đó nhưng vẫn thích nghi với các chuẩn công nghiệp.
Trong Windows XP Professional, QoS làm việc chủ yếu như một cơ chế dự
trữ độ rộng băng thông. Khi QoS được kích hoạt, ứng dụng được cho phép
dự trữ đến 20% tổng số băng thông, băng thông này được cung cấp bởi mỗi
một trong các adapter mạng. Số lượng băng thông một ứng dụng dự trữ hoàn
toàn có thể điều chỉnh. Chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn cách thay đổi số
lượng băng thông được dự trữ trong phần 3 của loạt bài này.
Để xem cách băng thông dự trữ được sử dụng như thế nào, cho rằng bạn đã
có một ứng dụng video conferencing cần đến băng thông ưu tiên cao. Thừa
nhận rằng ứng dụng này đã được kích hoạt QoS, nó sẽ dự trữ 20% toàn bộ
băng thông của máy, để lại 80% băng thông cho phần còn lại của lưu lượng
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
mạng.
Các ứng dụng không phải là video conferencing sẽ sử dụng cơ chế phân phối
tốt nhất. Điều này có nghĩa rằng các gói này sẽ được gửi theo cách “đến
trước, phục vụ trước”. Hay nói theo cách khác, lưu lượng của của ứng dụng
video conferencing sẽ có ưu tiên cao hơn so với các lưu lượng khác, tuy
nhiên không bao giờ được cho phép tiêu tốn hơn 20% tổng số băng thông.
Mặc dù vậy, tuy Windows XP thiết lập băng thông dự trữ cho lưu lượng ưu
tiên cao nhưng điều đó không có nghĩa rằng các ứng dụng mức ưu tiên thông
thường không thể sử dụng băng thông dự trữ này. Nói theo cách khác, tuy
các ứng dụng video conferencing có mức ưu tiên cao, có băng thông dự trữ,
nhưng Windows vẫn cho phép các ứng dụng khác có thể sử dụng cả băng
thông dự trữ và băng thông không dự trữ để đạt được mục đích phân phối
hiệu quả nhất miễn là ứng dụng mà băng thông dự trữ đang không sử dụng.
Khi ứng dụng video conferencing được khởi chạy thì Windows sẽ bắt đầu
công việc dự trữ của nó. Mặc dù thế, sự dự trữ lúc này không tuyệt đối. Cho
là Windows đã dự trữ 20% băng thông mạng cho ứng dụng video
conferencing, nhưng ứng dụng lại không cần đến tất cả 20% này. Trong
trường hợp như vậy Windows sẽ cho phép các ứng dụng khác sử dụng phần
băng thông còn thừa nhưng sẽ kiểm tra liên tục những nhu cầu về băng
thông của ứng dụng với mức ưu tiên cao. Nếu ứng dụng cần đến nhiều băng
thông thì băng thông sẽ được gán cho nó, có thể lên đến toàn bộ 20%.
Như những gì chúng tôi đã đề cập ở trên, QoS là một chuẩn công nghiệp chứ
không phải là các công nghệ thuộc quyền sở hữu của Microsoft. Chính vì
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
vậy, QoS được thi hành bên trong Windows, nhưng Windows không thể tự
thực hiện. Để cho QoS làm việc, mỗi thành phần phần cứng giữa người gửi
và người nhận đều phải hỗ trợ QoS. Điều này có nghĩa rằng các NIC, switch,
router và những thứ có liên quan phải nhận biết về QoS.
Trong trường hợp còn đang phân vân, bạn không phải thực thi một số hành
động không cần thiết để sử dụng QoS. Asynchronous Transfer Mode (ATM)
là một công nghệ kết nối mạng lý tưởng để sử dụng với QoS vì nó là một
công nghệ hướng kết nối, tuy nhiên bạn cũng có thể sử dụng QoS với các
công nghệ khác như Frame Relay, Ethernet hay thậm chí Wi-FI (802.11x).
Lý do tại sao ATM lại là một sự lựa chọn lý tưởng cho QoS là vì nó có khả
năng thực thi dự trữ băng thông và phân phối tài nguyên dựa trên mức phần
cứng. Tuy các kiểu phân phối tài nguyên này lại nằm ngoài những khả năng
của Etherrnet và các công nghệ kết nối mạng tương tự, nhưng điều đó không
có nghĩa rằng QoS không thể được sử dụng mà có nghĩa rằng, nó phải được
thực thi trong môi trường ATM.
Trong môi trường ATM các tài nguyên được phân chia hoàn toàn động (on
the fly) ở mức phần cứng. Do Ethernet và các công nghệ tương tự nó không
thể phân chia tài nguyên theo cách này, các kiểu công nghệ của nó dựa trên
sự ưu tiên thay cho việc phân chia động. Điều này có nghĩa là sự dự trữ băng
thông xảy ra ở mức cao hơn bên trong mô hình OSI. Khi băng thông được
dự trữ, các gói có mức ưu tiên cao hơn sẽ được truyền đi trước.
Một thứ quan trọng cần phải lưu ý ở đây khi xem xét về việc thực thi QoS
trên Ethernet, Wi-Fi, hoặc trên các mạng tương tự là ở chỗ các công nghệ
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
này không có tính kết nối. Điều đó có nghĩa rằng người gửi không thể kiểm
tra trạng thái của người nhận hoặc trạng thái của mạng giữa người gửi và
người nhận. Điều này cũng có nghĩa rằng người gửi có thể bảo đảm rằng các
gói ưu tiên cao hơn sẽ được truyền trước gói ưu tiên thấp hơn, nhưng không
thể bảo đảm được rằng các gói sẽ đến người nhận trong một số lượng thời
gian cụ thể. Ngược lại, QoS lại có khả năng bảo đảm cho vấn đề này trên các
mạng ATM vì ATM là công nghệ hướng kết nối.
Windows 2000 và Windows Server 2003
Như chúng tôi đã đề cập từ trước rằng Microsoft đã giới thiệu lần đầu tiên về
QoS là trong Windows 2000, và sự thực thi QoS của Microsoft đó đã được
phát triển đáng kể từ thời điểm đó. Chính vì vậy có một đôi chút khác biệt
giữa QoS trong Windows 2000, Windows XP và Windows Server 2003.
Sự thực thi của QoS trên Windows 2000 được dựa trên kiến trúc Intserv, đây
là kiến trúc không được hỗ trợ trong Windows XP hoặc Windows Server
2003. Lý do tại sao Microsoft không sử dụng kiến trúc này nữa là vì các API
cơ sở rất khó sử dụng và kiến trúc có nhiều vấn đề trong khi mở rộng.
Một số tổ chức vẫn sử dụng Windows 2000, chính vì vậy chúng tôi muốn
giới thiệu một chút thông tin về kiến trúc QoS của Windows 2000 làm việc
như thế nào. Windows 2000 sử dụng một giao thức có tên gọi RSVP để dự
trữ tài nguyên băng thông. Khi băng thông được yêu cầu, Windows sẽ chỉ
định thời điểm các gói được gửi đi. Để thực hiện được điều đó, Windows
2000 đã sư dụng một giao thức tín hiệu có tên gọi là SBM (Sunbelt
Bandwidth manager) nhằm thông báo cho người gửi biết rằng các gói đã sẵn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
