I. NHU C U V QOS VÀ CÁC MÔ HÌNH QOS:Ầ Ề
1.1. Nhu c u v QoS:ầ ề
- Theo truy n th ng, khi nhu c u v băng thông tăng lên, hi n t ng ngh n m ng cóề ố ầ ề ệ ượ ẽ ạ
th x y ra. Gi i quy t hi n t ng này b ng cách tăng băng thông k t n i ho c dùngể ả ả ế ệ ượ ằ ế ố ặ
thi t b ph n c ng khác thay th . Nh c đi m cách này là không ch ra cách th c đế ị ầ ứ ế ượ ể ỉ ứ ể
u tiên m t lo i traffic này so v i m t traffic khác.ư ộ ạ ớ ộ
- QoS là m t công c t ng th đ c dùng đ b o v , u tiên m t s traffic quan tr ngộ ụ ổ ể ượ ể ả ệ ư ộ ố ọ
ho c các traffic đòi h i x lý nhanh v th i gian. QoS s mô t cách th c packet đ cặ ỏ ử ề ờ ẽ ả ứ ượ
chuy n m ch nh th nào (y u t how). N u không có QuoS, các router ho c switchể ạ ư ế ế ố ế ặ
ch đ n thu n quy t đ nh là m t packet có đ c fw hay không. (y u t if)ỉ ơ ầ ế ị ộ ượ ế ố
- Các ng d ng khác nhau s có các nhu c u khác nhau cho vi c truy n d li u. Ví dứ ụ ẽ ầ ệ ề ữ ệ ụ
web, video, audio…
- Khi m t packets đi t host này đ n host kia, m t gói tin (packet) có th g p các v nộ ừ ế ộ ể ặ ấ
đ :ề
• Delay: do routers x lý tìm ki m trong b ng routing table, th i gian packet truy n trênử ế ả ờ ề
đ ng truy n.ườ ề
• Jitter: các packets không đ n đúng nh th i gian d đ nh. Các d li u d ng audio sế ư ờ ự ị ữ ệ ạ ẽ
b nh h ng nhi u b i v n đ này.ị ả ưở ề ở ấ ề
• Loss: m t packetsấ
1.2. Các mô hình QoS:
BEST-EFFORT DELIVERY:
- M t network ch đ n thu n forward nh ng packets mà nó nh n đ c.ộ ỉ ơ ầ ữ ậ ượ
- Switch và routers ch c g ng h t s c (best-effort) đ forward packets đi mà khôngỉ ố ắ ế ứ ể
b n tâm đ n ki u c a traffic hay đ u tiên c a d ch v .ậ ế ể ủ ộ ư ủ ị ụ
INTEGRATED SERVICE MODEL
- S p x p đ ng đi tr c t ngu n đ n đích cho các d li u đ c u tiên.ắ ế ườ ướ ừ ồ ế ữ ệ ượ ư
- RSVP (RFC 1633) là m t protocol d ng này.ộ ạ
- RSVP s yêu c u tr c băng thông và gi (reserve) bw trên c đ ng đi t ngu nẽ ầ ướ ữ ả ườ ừ ồ
đ n đích.ế
- M i thi t b m ng trên đ ng đi ph i ki m tra xem nó có th h tr cho yêu c u trênỗ ế ị ạ ườ ả ể ể ỗ ợ ầ
hay không. Khi yêu c u t i thi u đ c đáp ng, ng d ng ngu n s đ c thông báoầ ố ể ượ ứ ứ ụ ồ ẽ ượ
xác nh n. Sau đó, ng d ng có th s d ng đ ng truy n.ậ ứ ụ ể ử ụ ườ ề
DIFFERENTIATED SERVICES MODEL
- Gi i pháp IntServ t ra không hi u qu và không có kh năng m r ng khi nhi uả ỏ ệ ả ả ở ộ ề
source ph i c nh tranh v i nhau v băng thông.ả ạ ớ ề
- Trong gi i pháp differentiated, m i routers và switch s qu n lý packets riêng l . M iả ỗ ẽ ả ẻ ỗ
routers s có m t chính sách riêng đ qu n lý và s t quy t đ nh cách th c chuy nẽ ộ ể ả ẽ ự ế ị ứ ể
packet theo cách riêng.
- IntServ s qu n lý theo ki u per-flow, trong khi Difserv s qu n lý theo ki u per-hop.ẽ ả ể ẽ ả ể
- Diffserv s quy t đ nh chính sách QoS d a vào c u trúc c a gói IP.ẽ ế ị ự ấ ủ
- Course switching s t p trung vào Diffserv.ẽ ậ
II. DIFFSERV QOS
- M i router và switch s ki m tra packets đ quy t đ nh s fw packet đó nh th nào.ỗ ẽ ể ể ế ị ẽ ư ế
- Đ i v i packets, nó ch đ n thu n gán vài thông s vào header. Các thông s có th làố ớ ỉ ơ ầ ố ố ể
phân lo i (classifications, marking…)Packet s gi s routers và switch bi t cáchạ ẽ ả ử ế
handle nó.
- Vi c phân lo i có th di n ra Layer-2 ho c Layer-3ệ ạ ể ễ ở ặ
- Layer2: Thông th ng, m t layer frame s không có tr ng( field ) nào đ phân lo iườ ộ ẽ ườ ể ạ
frame. Tuy nhiên, khi frame đ c truy n gi a switch và switch, frame có th đ cượ ề ữ ể ượ
phân lo i d a vào CoS. CoS: đ c dùng trên đ ng trunk switch-switch.ạ ự ượ ườ
- Hai ki u trunking s qu n lý giá tr CoS này r t khác nhau:ể ẽ ả ị ấ
• ISL: 4 bit user-id s đ c dùng đ ch ra giá tr CoS c a frame.ẽ ượ ể ỉ ị ủ
• Dot1q: user-field s đ c dùng đ ch ra giá tr CoS. Các frame t native vlan s nh nẽ ượ ể ỉ ị ừ ẽ ậ
giá tr CoS m c đ nh.ị ặ ị
- Layer3: DSCP.
2.1. Class of services:
- Trên đ ng trunking, frame đ c thêm vào tagging.ườ ượ
- Dot1q: m i frame đ c thêm vào 12-bit vlan-id và m t field g m 3 bit đ ch ra đ uỗ ượ ộ ồ ể ỉ ộ ư
tiên. Nh ng frame đ n t native-vlan s đ c c u hình giá tr m c đ nh.ữ ế ừ ẽ ượ ấ ị ặ ị
- ISL: có 4 bit trong user-field. Dùng 3 bit th p nh t đ gán priority.ấ ấ ể
2.2. Layer 3 DSCP:
- Dùng Tos trong ip datagram
- Giá tr DSCP có cùng v trí trong header gi ng nh TOS nh ng s đ c di n d chị ị ố ư ư ẽ ượ ễ ị
khác.
- Xem thêm b ng chuy n đ i trong giáo trình.ả ể ổ
1. Các đ c đi m n i b t c a c ch RSVP trong mô hình tích h p d ch vặ ể ổ ậ ủ ơ ế ợ ị ụ
(IntServ Model)
- RSVP s yêu c u và d tr tài nguyên trên đ ng đi t ngu n t i đích.Tuy nhiên,ẽ ầ ự ữ ườ ừ ồ ớ
vi c chi m gi tài nguyên trên m i router là “m m”, nghĩa là tr ng thái chi m gi tàiệ ế ữ ỗ ề ạ ế ữ
nguyên s đ c c p nh t đ nh kỳ l i do phía nh n (destination) đ m nhi m.ẽ ượ ậ ậ ị ạ ậ ả ệ
- RSVP không ph i là giao th c giao v n mà là giao th c đi u khi n m ng ho t đ ngả ứ ậ ứ ề ể ạ ạ ộ
cùng v i các lu ng d li u c a TCP/UDP.ớ ồ ữ ệ ủ
- Quá trình d tr tài nguyên do phía thu quy t đ nh đ tăng hi u qu h tr multicast. ự ữ ế ị ể ệ ả ỗ ợ
- L u l ng RSVP có th đi qua các router không h tr RSVP nên s t o ra các đi mư ượ ể ỗ ợ ẽ ạ ể
y u (T i các đi m này, d ch v ch đ c cung c p theo mô hình best-effort delivery).ế ạ ể ị ụ ỉ ượ ấ
Do đó, RSVP đóng vai trò quan tr ng trong vi c tri n khai mô hình tích h p d ch vọ ệ ể ọ ị ụ
(IntServ).
2. Các thành ph n c b n trên router/switch đ qu n lý tài nguyên trong m ngầ ơ ả ể ả ạ
IntServ
- B d tr tài nguyên (Reservation Setup Protocol): các ng d ng yêu c u QoS thôngộ ự ữ ứ ụ ầ
qua b d tr tài nguyên s thi t l p đ ng đi và d tr tài nguyên cho vi c truy n dộ ự ữ ẽ ế ậ ườ ự ữ ệ ề ữ
li u trên m ng. ệ ạ
- B ki m soát thu nh n (Admission Control): các hàm ki m soát thu nh n s xem xétộ ể ậ ể ậ ẽ
tài nguyên có đáp ng đ c các yêu c u RSVP hay không.ứ ượ ầ
- B phân lo i (Classifier): khi router/switch nh n đ c m t gói, b phân lo i s ti nộ ạ ậ ượ ộ ộ ạ ẽ ế
hành phân lo i và đ a các gói vào hàng đ i riêng bi t tuỳ thu c vào k t qu phân lo i.ạ ư ợ ệ ộ ế ả ạ
- B l p l ch (Scheduler): b l p l ch s ti n hành l p l ch trình đ đáp ng các yêuộ ậ ị ộ ậ ị ẽ ế ậ ị ể ứ
c u QoS.ầ
3. Các đ c đi m c a chính sách t ng ch ng (PHB: per-hop behavior) trong môặ ể ủ ừ ặ
hình phân bi t d ch v (DiffServ Model) ệ ị ụ
- Chính sách per-hop là cách x lý gói tin d a vào m t s thông s trong header c a góiử ự ộ ố ố ủ
tin. Chính sách này đ c áp d ng trên router nh sau: ượ ụ ư
. B phân lo i (Classifer): l u l ng đ u vào s đ c phân lo i theo chính sách đãộ ạ ư ượ ầ ẽ ượ ạ
đ nh nghĩa tr c. ị ướ
- B đánh d u (Marker): l u l ng đ c đánh d u và forward đi d a trên nhãn v aộ ấ ư ượ ượ ấ ự ừ
đánh d u.ấ
- B đánh giá (Meter): đánh giá các thu c tính “t c th i” d a vào các tho thu n ki mộ ộ ứ ờ ự ả ậ ể
soát l u l ng (policy).ư ượ
- B giám sát (Conditioner): giám sát vi c áp d ng chính sách per-hop, có th làm ch cộ ệ ụ ể ứ
năng đánh d u l u l ng (mark), đ nh d ng l u l ng (shape) và hu gói d li uấ ư ượ ị ạ ư ượ ỷ ữ ệ
(drop).
Th o lu n v các mô hình QoSả ậ ề
Các mô hình QoS s đ c tri n khai m t cách linh đ ng, k t h p và t ng tr l nẽ ượ ể ộ ộ ế ợ ươ ợ ẫ
nhau nh m h tr t t nh t nhu c u c a ng i dùng. ằ ỗ ợ ố ấ ầ ủ ườ
1. C n thay đ i mô hình best-effort deliveryầ ổ
Mô hình d ch v hi u qu t i đa không đ m b o ch t l ng d ch v nên không đápị ụ ệ ả ố ả ả ấ ượ ị ụ
ng đ c các ng d ng đòi h i th i gian th c và t ng tác nh các ng d ngứ ượ ứ ụ ỏ ờ ự ươ ư ứ ụ
multimedia và multicast.
2. IntServ còn g p nhi u h n ch khi tri n khai QoSặ ề ạ ế ể
- IntServ làm các router tr nên ph c t p và khó qu n lý do: các module c n h trở ứ ạ ả ầ ỗ ợ
RSVP và x lý theo lu ng d a trên các yêu c u dành tr c (per-flow), x lý các thôngử ồ ự ầ ướ ử
đi p RSVP và ph i h p v i các b ph c v chính sách (Policers/Policy Servers).ệ ố ợ ớ ộ ụ ụ
- IntServ không th m r ng theo s lu ng vì có s c nh tranh v i nhau v băng thông.ể ở ộ ố ồ ự ạ ớ ề
- RSVP là d a hoàn toàn vào phía nh n. Do đó khi source mu n kh i t o nhi u lu ngự ậ ố ở ạ ề ồ
d a trên QoS thì RSVP không h tr các lu ng này.ự ỗ ợ ồ
- RSVP duy trì tr ng thái m m các router nên router s th ng xuyên update tr ngạ ề ở ẽ ườ ạ
thái cho m i lu ng làm tăng traffic m ng. ỗ ồ ạ
3. DiffServ v n ch a ph i là mô hình t t nh tẫ ư ả ố ấ
- Do DiffServ qu n lý l u l ng theo ki u per-hop nên không th đ m b o đ c QoSả ư ượ ể ể ả ả ượ
t đ u đ n cu i (end-to-end). ừ ầ ế ố
- DiffServ đ c tri n khai ph thu c vào tình tr ng c a m ng nghĩa là d a trên s đượ ể ụ ộ ạ ủ ạ ự ơ ồ
m ng tĩnh trong khi s đ m ng th c t có th thay đ i linh đ ng tuỳ vào s đ u t vàạ ơ ồ ạ ự ế ể ổ ộ ự ầ ư
nâng c p c a khách hàng. ấ ủ
- Ng c v i IntServ/RSVP, DiffServ h ng t i source trong khi có nhi u tr ng h pượ ớ ướ ớ ề ườ ợ
c n quan tâm đ n yêu c u c a bên nh n (destination).ầ ế ầ ủ ậ
- Các ng d ng multimedia/multicast c n đ m b o ch t l ng cho t ng lu ng nênứ ụ ầ ả ả ấ ượ ừ ồ
DiffServ s x lý không hi u qu do qu n lý theo ki u per-hop.ẽ ử ệ ả ả ể
4. Chuy n m ch nhãn đa giao th c MPLSể ạ ứ
- T ng t nh DiffServ, MPLS cũng đánh d u l u l ng vào và b d u đ u ra.ươ ự ư ấ ư ượ ỏ ấ ở ầ
MPLS s d ng nhãn (label) đ xác đ nh tr m k ti p s chuy n ti p l u l ng trongử ụ ể ị ạ ế ế ẽ ể ế ư ượ
khi DiffServ ch xác đ nh m c u tiên x lý trong m t router. ỉ ị ứ ư ử ộ
- MPLS là m t công ngh lai k t h p nh ng đ c đi m t t nh t c a chuy n m ch kênhộ ệ ế ợ ữ ặ ể ố ấ ủ ể ạ
ATM và chuy n m ch gói IP cho phép chuy n ti p các gói r t nhanh trong m ng lõiể ạ ể ế ấ ạ
(core) và đ nh tuy n bình th ng m ng biên (edge). ị ế ườ ở ạ
- MPLS ch n m trên các router và ho t đ ng đ c l p nên t ng thích v i nhi u môiỉ ằ ạ ộ ộ ậ ươ ớ ề
tr ng nh Frame Relay, ATM, IPX.ườ ư
- MPLS không nh ng h tr QoS mà còn h tr kh năng qu n lý l u l ng r t t t.ữ ỗ ợ ỗ ợ ả ả ư ượ ấ ố
Rõ ràng, m i công ngh QoS đ u có nh ng đ c đi m b sung cho nhau nên c n tri nỗ ệ ề ữ ặ ể ổ ầ ể
khai ph i h p m t cách linh đ ng, t ng tr l n nhau đ đ t đ c hi u qu t t nh t.ố ợ ộ ộ ươ ợ ẫ ể ạ ượ ệ ả ố ấ
C.1. Đ nh nghĩa k thu t l u l ng và t ng quan v QoSị ỹ ậ ư ượ ổ ề
C.1.1. K thu t l u l ng (TE)ỹ ậ ư ượ
K thu t l u l ng bao g m nhi u khía c nh c a ho t đ ng m ng, bao g m cung c pỹ ậ ư ượ ồ ề ạ ủ ạ ộ ạ ồ ấ
ch t l ng d ch v thích h p (QoS), c i ti n tài nguyên m ng b ng cách phân ph iấ ượ ị ụ ợ ả ế ạ ằ ố
l u l ng qua các liên k t, và cung c p s ph c h i nhanh chóng khi m t node ho cư ượ ế ấ ự ụ ồ ộ ặ
liên k t b h ng hay còn g i là b o v đ ng truy n. K thu t l u l ng còn đ cế ị ỏ ọ ả ệ ườ ề ỹ ậ ư ượ ượ
dùng đ cân b ng t i trên các liên k t, các router và switch trên m ng.ể ằ ả ế ạ
C.1.2. T ng quan v QoSổ ề
QoS nh m m c đích làm cho m ng có th đáp ng khác nhau đ i v i các d ch v khácằ ụ ạ ể ứ ố ớ ị ụ
nhau cùng ho t đ ng trên m ng thông qua m t h p đ ng l u l ng cho t ng d ch vạ ộ ạ ộ ợ ồ ư ượ ừ ị ụ
(SLA – Service Level Agreement).
QoS là k t qu c a vi c đo hi u su t nh h ng đ n ch t l ng c a vi c truy n dế ả ủ ệ ệ ấ ả ưở ế ấ ượ ủ ệ ề ữ
li u và tính s n sàng ph c v c a h th ng truy n d li u, đó là h t ng m ng ph iệ ẵ ụ ụ ủ ệ ố ề ữ ệ ạ ầ ạ ả
đ c thi t k sao cho có tính s n sàng ph c v cao tr c khi cài đ t QoS cho m t hượ ế ế ẵ ụ ụ ướ ặ ộ ệ
th ng.ố
• - Tính s n sàng: th i gian mà k t n i m ng gi a hai đi m đ u cu i đ t đ n tr ngẵ ờ ế ố ạ ữ ể ầ ố ạ ế ạ
thái s n sàng. Tính s n sàng d ch v đ c xác đ nh là kho ng th i gian mà d ch vẵ ẵ ị ụ ượ ị ả ờ ị ụ
gi a hai đi m đ u cu i m ng có th đáp ng v i m t m c th a thu n d ch v (SLA)ữ ể ầ ố ạ ể ứ ớ ộ ứ ỏ ậ ị ụ
đã đ c xác đ nh tr c.ượ ị ướ
Đ c bi t, các ti n ích QoS cung c p d ch v m ng t t h n và kh đoán b ng cácặ ệ ệ ấ ị ụ ạ ố ơ ả ằ
ph ng pháp sau: ươ
• - H tr băng thông m t cách tri t đ ỗ ợ ộ ệ ể
• - C i ti n tính năng m t gói tin ả ế ấ
• - Tránh và đi u khi n t t ngh n m ngề ể ắ ẽ ạ
• - L y m u l u l ng m ngấ ẫ ư ượ ạ
• - Cài đ t s u tiên l u l ng trong m ngặ ự ư ư ượ ạ
IETF chia ra làm hai lo i QoS: ạ
• - Integrated Services (IntServ)
• - Differentiated Services (DiffServ)
C.1.2.a. IntServ
IntServ là m t mô hình có nhi u tri n v ng h n so v i DiffServ. Trong IntServ, RSVPộ ề ể ọ ơ ớ
(giao th c dành tr c tài nguyên) là m t k thu t chính đ đ m b o QoS. Tuy nhiên,ứ ướ ộ ỹ ậ ể ả ả
chú ý r ng RSVP không ph i lúc nào cũng đ c s d ng v i IntServ, RSVP có thằ ả ượ ử ụ ớ ể
đ c dùng trong k thu t l u l ng c a MPLS. ượ ỹ ậ ư ượ ủ
RSVP dành tr c dung l ng d c theo l trình đ u cu i đ n đ u cu i cho m t dòngướ ượ ọ ộ ầ ố ế ầ ố ộ
các gói tin b ng cách báo hi u tr c khi dòng gói tin đ c g i đi. Th c ch t, nó là m tằ ệ ướ ượ ở ự ấ ộ
giao th c "có hay không", có nghĩa là nó s nh n đ c tín hi u tr v là dung l ngứ ẽ ậ ượ ệ ả ề ượ
đó còn tr ng hay là không. Đi u này làm cho nó g n gi ng nh chuy n m ch kênhố ề ầ ố ư ể ạ
truy n th ng hay ATM, và nó có m t s đ c tính d a trên QoS IntServ, đó là giao th cề ố ộ ố ặ ự ứ
m ng h ng k t n i.ạ ướ ế ố
IntServ có hai h n ch l n nh t đó là: ạ ế ớ ấ