BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
VẤN ĐỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG
THẾ HỆ MỚI VÀ TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG TRÊN
HẠ TẦNG MẠNG CỦA CÔNG TY SPT
NGUYẾN VĂN NGOAN
HÀ NỘI 2006
1
MỤC LỤC
MỤC LỤC...........................................................................................1
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT..........................................6
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................11
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ.................................................12
LỜI NÓI ĐẦU....................................................................................14
CHƯƠNG 1. MẠNG THẾ HỆ MỚI.....................................................16
1.1 Khái niệm.................................................................................16
1.2 Các đặc điểm của mạng NGN .....................................................17
1.3 Kiến trúc dịch vụ của mạng thế hệ mới ........................................18
1.4 Các tham số đánh giá chất lượng mạng ........................................22
1.4.1 Băng thông .......................................................................23
1.4.2 Trễ ..................................................................................23
1.4.3 Trượt ...............................................................................24
1.4.4 Mất gói .............................................................................25
CHƯƠNG 2. CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) .....................................25
2.1 Khái niệm.................................................................................26
2.2 Các kỹ thuật QoS ......................................................................26
2.2.1 Mô hình dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) .........................28
2.2.2 Dịch vụ tích hợp (Integrated Service) ..................................28
2.2.2.1 Dịch vụ đảm bảo GS (Guaranteed Service) .....................30
2.2.2.2 Dịch vụ kiểm soát tải CL (Controlled Load)....................30
2.2.2.3 Kết luận.....................................................................30
2.2.3 Mô hình Differentiated Service ............................................31
2.2.3.1 Trường DS của DiffServ ..............................................32
2.2.3.2 Per-hop Behavior trong DiffServ...................................32
2
2.2.3.3 Các cơ chế DiffServ.....................................................36
2.2.3.4 Ưu nhược điểm của mô hình DiffServ ...........................37
2.2.3.5 Kết luận về DiffServ....................................................38
2.2.4 So sánh 2 mô hình kiến trúc QoS chính ................................39
2.3 Các giao thức báo hiệu trong kỹ thuật QoS....................................39
2.3.1 Giao thức dành sẵn tài nguyên .............................................40
2.3.2 Mô hình RSVP end-to-end ..................................................42
CHƯƠNG 3. PHÂN LOẠI, PHÂN MẢNH ..............................................
VÀ NÉN GÓI DỮ LIỆU TRONG KỸ THUẬT QoS ...............................44
3.1 Phân loại gói dữ liệu..................................................................44
3.1.1 Quyền ưu tiên IP ...............................................................45
3.1.2 Định tuyến chính sách (PBR) ..............................................47
3.1.2.1 Đặc điểm của PBR ......................................................47
3.1.2.2 Nguyên tắc hoạt động ..................................................47
3.2 Phân mảnh gói dữ liệu (MLP) .....................................................48
3.2.1 Các đặc tính phân mảnh dữ liệu............................................48
3.2.2 Nguyên lý hoạt động...........................................................49
3.3 Các giải thuật nén tải tin .............................................................50
3.3.1 Nguyên tắc hoạt động .........................................................50
3.3.2 Nén tiêu đề........................................................................52
3.3.2.1 Nén tiêu đề TCP..........................................................53
3.3.2.2 Nén tiêu đề giao thức thời gian thực (RTP) .....................53
CHƯƠNG 4. KỸ THUẬT QoS TRONG ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN.....56
4.1 Tránh tắc nghẽn.........................................................................56
4.1.1 Phương pháp bỏ đuôi ..........................................................57
4.1.2 Phương pháp loại bỏ ngẫu nhiên...........................................58
4.1.3 Phương pháp loại bỏ cân bằng ngẫu nhiên .............................59
3
4.1.4 Tốc độ truy nhập cam kết....................................................61
4.1.4.1 Cơ chế hoạt động ........................................................61
4.1.4.2 Các chức năng của CAR...............................................62
4.1.4.3 Mô hình chiếc thùng và thẻ bài......................................64
4.1.5 Sửa dạng lưu lượng (GTS)...................................................65
4.1.5.1 Đặc điểm của GTS ......................................................65
4.1.5.2 Cơ chế hoạt động của GTS ...........................................66
4.1.5.3 Kết luận.....................................................................67
4.2 Điều khiển tắc nghẽn............................................................................ 68
4.2.1 Hàng đợi vào trước ra trước (FIFO) ......................................69
4.2.1.1 Các ưu nhược điểm của hàng đợi FIFO ..........................69
4.2.1.2 Cấu hình FIFO............................................................70
4.2.2 Hàng đợi tuần tự (CQ) ........................................................71
4.2.2.1 Cơ chế hoạt động ........................................................71
4.2.2.2 Những ưu nhược điểm của hàng đợi CQ.........................75
4.2.2.3 Cấu hình thực thi hàng đợi CQ......................................75
4.2.3 Hàng đợi ưu tiên (PQ).........................................................77
4.2.3.1 Cơ chế hoạt động ........................................................77
4.2.3.2 Những ưu nhược điểm của hàng đợi PQ .........................78
4.2.3.3 Cấu hình thực thi hàng đợi ưu tiên .................................78
4.2.3.4 Kết luận.....................................................................80
4.2.4 Hàng đợi cân bằng trọng số (WPQ).......................................81
4.2.4.1 Cơ chế hoạt động ........................................................81
4.2.4.2 Hàng đợi cân bằng trọng số phân loại lưu lượng ..............82
4.2.4.3 Hàng đợi cân bằng trọng số phân lớp lưu lượng...............84
4.2.4.4 Hàng đợi cân bằng trọng số tốc độ cao ...........................85
4.2.4.5 Các ưu nhược điểm của hàng đợi WFQ ..........................87
4
4.2.4.6 Cấu hình thực thi WFQ ................................................87
CHƯƠNG 5. KỸ THUẬT QoS TRONG MẠNG IP/MPLS .....................89
5.1 Cơ sở.......................................................................................89
5.2 Định nghĩa chuyển mạch nhãn (MPLS) ........................................90
5.2.1 Chuyển mạch nhãn là gì?.....................................................90
5.2.2 Ưu điểm của kỹ thuật MPLS................................................90
5.3 Kiến trúc MPLS ........................................................................91
5.3.1 Cấu trúc khối.....................................................................91
5.3.2 Một số khái niệm trong chuyển mạch nhãn ............................92
5.3.2.1 Lớp chuyển tiếp tương đương (FEC)..............................92
5.3.2.2 Router chuyển mạch nhãn (LSR)...................................92
5.3.2.3 Giao thức phân phối nhãn.............................................94
5.3.2.4 Tuyến đường chuyển mạch nhãn ...................................95
5.4 Thực hiện cơ chế QoS trong mạng MPLS .....................................95
5.4.1 Cấu trúc trường MPLS EXP trong gói IP được gán nhãn..........96
5.4.2 Gán nhãn tại biên mạng.......................................................98
5.4.3 Chuyển tiếp gói MPLS........................................................99
5.5 Kết luận...................................................................................99
CHƯƠNG 6. PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI MPLS QoS ............................
TRÊN HẠ TẦNG MẠNG CỦA CÔNG TY SPT .................................. 100
6.1 Hạ tầng mạng IP của công ty SPT.............................................. 100
6.2 Phương án triển khai................................................................ 101
6.2.1 Chia sẻ băng thông kênh liên tỉnh ....................................... 101
6.2.1.1 Chính sách định tuyến................................................ 104
6.2.1.2 Địa chỉ IP cho các router ............................................ 105
6.2.1.3 QoS và phân lớp dịch vụ (CoS) .................................. 106
6.2.2 Tích hợp dịch vụ.............................................................. 106