Đề tài Quản lý QoS trên nền IP (Intserv, Diffserv)

Bài tập nhóm 09Môn: Cơ sở kỹ thuật Mạng truyền thôngCác thành viên: Trần Hữu Tùng – D12VT4 – STT 59Nguyễn Văn Khoa – D12VT6 – STT 28Nguyễn Như Giáp – D12VT6 – STT 13Phạm Mạnh Hà – D12VT4 – STT 14Lò Văn Lý – D12VT5 – STT 32Đề tài: Quản lý QoS trên nền IP (Intserv, Diffserv)GV bộ môn: Cô Nguyễn Thị Thu HằngKhái quát về QoSCác kỹ thuật đảm bảo QoS IPMô hình ứng dụng đảm bảo QoS trên nền IPĐánh giáNỘI DUNG 1. Khái quát về QoSKhái niệmCác tham sốĐảm bảo QoSLà khả năng giúp:- Truyền dữ liệu với thời gian trễ tối thiểu- Cung cấp băng thông cho những ứng dụng truyền thông đa phương tiện thời gian thựcBăng thôngĐộ trễĐộ biến thiên trễMất gói tinCung cấpĐiều khiểnQuản lýLịch sử phát triển QoSTháng 6/1994: IETF phát hành RFC 1633 về INTSERV ( Integrated Services) và tập trung vào RSVP (Resource Reservation Protocol ) Tuy nhiên, RSVP yêu cầu rất nhiều nút dự trữ tài nguyên.Mô hình DIFFSERV (Differentiated Services ) được đưa ra như một tiêu chuẩn thứ 2 về chất lượng dịch vụ IP; mô tả các hành vi khác nhau đưa ra bởi mỗi nút.Cuối những năm 1990, các kỹ thuật QoS được chú trọng nhiều hơn tương thích với công nghệ mạng tiên tiến như : + Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multi-Protocol Label Switching) + Công nghệ mạng riêng ảo VPN (Virtual Private network ).Phân biệt các luồng lưu lượng hoặc các kiểu dịch vụ để người sử dụng đưa các ứng dụng vào các lớp hoặc luồng lưu lượng phân biệt với các ứng dụng khácPhân biệt các lớp lưu lượng bằng các nguồn tài nguyên và ứng xử dịch vụ khác nhau trong một mạng.Các yêu cầu chức năng chung2. Các kỹ thuật đảm bảo QoS IP2.1. Chính sách lưu lượng* Chức năng: Dùng các bộ lưu lượng => Kiểm tra các luồng lưu lượng gói tin IP đến trên cổng đầu vào các bộ định tuyến có phù hợp với tốc độ lưu lượng đã được thỏa thuận và xác định hay không, từ đó áp dụng chính sách điều khiển tốc độ lưu lượng phù hợp với đầu ra bởi bộ đánh dấu gói.04 thông số cần kiểm tra- Tốc độ thông tin cam kết CIR (Committed Information Rate )- Tốc độ thông tin đỉnh PIR (Peak Information Rate)- Kích thước bùng nổ cam kết CBS(Committed Burst Size)- Kích thước bùng nổ vượt ngưỡng EBS (Excess Burst Size).2. Các kỹ thuật đảm bảo QoS IP2.2. Quản lý hàng đợi tích cựcCơ chế: Dự đoán trước khả năng tắc nghẽn và đưa ra một số hoạt động điều khiển để chống lại hoặc giảm thiểu khả năng tắc nghẽn. Điển hình: Loại bỏ “đuôi” lưu lượng – các gói tin bị loại bỏ khi hàng đợi đầy.Các kỹ thuật cơ bản: - Kỹ thuật loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên theo trọng số RED (Random Early Discarding);- Kỹ thuật loại bỏ gói sớm ngẫu nhiên theo thông số WRED (Weighted Random Early Discarding);- Thông báo tắc nghẽn hiện ECN (Explicit Congestion Notification).2. Các kỹ thuật đảm bảo QoS IP2.3. Lập lịch cho gói tinChức năng: Định rõ trình tự phục vụ (hoặc truyền đi) gói tin nào tiếp theo.Một số kĩ thuật lập lịch cơ bản sử dụng trong bộ định tuyến: - Hàng đợi FIFO (First In First Out)- Hàng đợi ưu tiên PQ (Priority Queueing)- Hàng đợi công bằng FQ (Fair Queueing)- Hàng đợi quay vòng trọng số WRR (Weighted Round-Robin)- Hàng đợi công bằng trọng số WFQ (Weighted Fair Queueing)- Hàng đợi dựa theo lớp công bằng trọng số CBQ (Class-based queueing)2. Các kỹ thuật đảm bảo QoS IP2.3. Lập lịch cho gói tinChia cắt lưu lượng thuầnChia cắt lưu lượng kiểu gáo rò3. MÔ HÌNH ỨNG DỤNG ĐẢM BẢO QoS TRÊN NỀN IP3.1. Mô hình tích hợp dịch vụ INTSERVMô hình tích hợp dịch vụ INTSERV3.1.1.Giới thiệu về mô hình Ý tưởng: hỗ trợ việc dành trước tài nguyên cho các luồng lưu lượng, bằng cách thiết lập một tuyến dành trước tài nguyên trước khi gửi dữ liệu.Mô hình bao gồm các bộ định tuyến và các thiết bị mạng phải dành trước tài nguyên để cung cấp các mức chất lượng dịch vụ cụ thể cho các gói mang lưu lượng người dùng. 3.1.1.Giới thiệu về mô hình * Khái niệmLà một giao thức thiết lập tài nguyên dự phòng QoS IP, hỗ trợ cả IPv4 và IPv6 cũng như ứng dụng cho chuyển phát tin đơn hướng và đa hướng. Đặc tính cơ bản của RSVP:Là giao thức báo hiệu để dành trước tài nguyên trong đường dẫn từ nguồn tới địchBáo hiệu tới tất cả các thiết bị mạng về yêu cầu QoS của ứng dụngYêu cầu các ứng dụng khởi tạo yêu cầuHoạt động liên điều hành với các kỹ thuật QoS khác để cải thiện độ đảm bảo cho các tài nguyên dành trước3.1.2.Giao thức dành trước tài nguyên RSVP (Resource Reservation Protocol)Hoạt động của RSVPMột phiên làm việc của RSVP thường sử dụng 3 tham số: địa chỉ đích, nhận dạng giao thức, địa chỉ cổng đích.Nguyên lý hoạt động 3.1.2.Giao thức dành trước tài nguyên RSVPCác kiểu dành trước tài nguyên - Kiểu lựa chọn tuyến hiện liệt kê toàn bộ các máy gửi, trong khi kiểu wildcard chỉ liệt kê toàn bộ máy chủ.3.1.2.Giao thức dành trước tài nguyên RSVPLựa chọn máy gửiDành trước tài nguyênPhân biệtChia sẻHiệnFFSEWildcard Không định nghĩaWFDạng bản tin của RSVPKhuôn dạng bản tin RSVP có cấu trúc gồm một tiêu đề chung và các trường chức năng thể hiện các đối tượng. Mỗi đối tượng được cấu trúc bởi tiêu đề đối tượng và nội dung đối tượng.3.1.2.Giao thức dành trước tài nguyên RSVP RSVP định nghĩa các kiểu bản tin sắp xếp theo thứ tự:1. Path - Sử dụng để yêu cầu tài nguyên dành trước. 2. Resv - Gửi đáp ứng bản tin đường để thiết lập và duy trì dự trữ tài nguyên. 3. PathTear - Sử dụng để xoá dự trữ tài nguyên khỏi mạng theo hướng đi. 4. ResvTear - Sử dụng để xoá bỏ tài nguyên khỏi mạng theo hướng về. 5. PathErr - Thông báo lỗi bản tin PATH. 6. ResvErr - Thông báo lỗi bản tin RESV. 7. ResvConf - Là một bản tin tuỳ chọn, gửi ngược lại tới phía gửi của bản tin Resv để xác nhận rằng tài nguyên dự trữ xác định thực sự đã được cài đặt. 8. ResvTearConf - Sử dụng để xác nhận dự trữ tài nguyên xác định đã bị xoá khỏi mạng.3.1.2.Giao thức dành trước tài nguyên RSVP3.2. Mô hình tích hợp dịch vụ DIFFSERV3.2. Mô hình DiffservMô hình tích hợp dịch vụ DIFFSERVCung cấp các xử lý cố định cho mỗi lớp dịch vụ tại mỗi hop (được gọi là Per-hop behavior – PHB)ƒPhân loại và đánh dấu các gói riêng biệt tại biên của mạng vào các lớp dịch vụ. Cách phân loại:Sửa dạng lưu lượngLoại bỏ gói tinĐánh dấu trường DS (DiffServ) trong mào đầu gói tin để chỉ thị lớp dịch vụ cho gói tin. 3.2.1. Nguyên tắc cơ bản của DiffServ Trường DS là trường được quá trình điều hoà và phân loại lưu lượng sử dụng tại biên mạng để mã hoá giá trị DSCP. DiffServ sử dụng tại mỗi hop để lựa chọn PHB thích hợp cho mỗi gói tin. DSCP là giá trị 6 bit, được mang trong trường ToS của mào đầu gói tin. 3.2.2. Trường DS của DiffServ4 PHB quan trọng trong khi triển khai DiffServ:Default PHB (PHB mặc định)Class – selector PHB (PHB lựa chọn theo lớp)Expedited Forwarding PHB (PHB chuyển tiếp ưu tiên nhất – EF PHB)Assured forwarding PHB (PHB chuyển tiếp được đảm bảo – AF PHB)3.2.3. Per-hop Behavior trong DiffServ Cơ chế phân loại góiCơ chế điều hòa lưu lượng3.2.4. Các cơ chế DiffServ4. Đánh giáNhược điểm: Khai báo và quản lý tài nguyên của các kết nối tại tất cả các hệ định tuyến gặp khó khăn.Các hệ định tuyến đường trục có thể phải thực hiện chuyển tiếp hàng trăm nghìn kết nối đồng thời dẫn đến quá tải.Tỏ ra không hiệu quả và không có khả năng mở rộng khi nhiều nguồn phải cạnh tranh với nhau về băng thông. 4.1. Đánh giá mô hình IntservMỗi router và switch quản lý gói riêng lẻ. Mỗi router có một chính sách riêng để quản lý và tự quyết định cách thức chuyển gói tin theo cách riêng. IntServ quản lý theo kiểu per-flow, trong khi DiffServ quản lý theo kiểu per-hop. Mỗi router và switch kiểm tra gói tin để quyết định sẽ chuyển tiếp gói tin đó như thế nào. Đối với mỗi gói tin nó sẽ đơn thuần gán vài thông số vào header.4.2. Đánh giá mô hình Diffserv4.3. So sánhTrong xu hướng phát triển hiện nay, với sự bùng nổ lưu lượng, nhu cầu sử dụng các dịch vụ đa phương tiện, nhu cầu sử dụng di động tích hợp dịch vụ; phát triển mạng viễn thông lên mạng thế hệ sau (NGN - Next Generation Network) dựa trên cơ sở chuyển mạch gói IP hỗ trợ đa giao thức là tất yếu. Hướng tiếp cận QoS theo mô hình Diffserv rất phù hợp với các mạng gói IP do đó nó sẽ là sự lựa chọn phù hợp cho mạng NGN.KẾT LUẬNTHANKS FOR WATCHING