Đang tải... (xem toàn văn)
CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GÓI
CHƯƠNG 2: CƠNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH GĨI 2.1 CƠ SỞ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH GĨI Kỹ thuật chuyển mạch gói dựa nguyên tắc chuyển thông tin qua mạng dạng gói tin Gói tin thực thể truyền thơng hồn chỉnh gồm phần:Tiêu đề mang thơng tin điều khiển mạng người sử dụng tải tin liệu thông tin cần chuyển qua mạng Q trình chuyển thơng tin qua mạng chuyển mạch gói khơng cần xác lập đường dành riêng mạng chuyển mạch gói coi mạng chia sẻ tài nguyên, gói tin chuyển dao từ nút mạng đến nút mạng khác mạng chuyển mạch gói theo nguyên tắc lưu đệm chuyển tiếp, nên mạng chuyển mạch gói cịn gọi mạng chuyển giao mạng chuyển mạch kênh gọi mạng suốt liệu người sử dụng Xét hướng tiếp cận tương đối đơn giản từ khía dịch vụ cung cấp, dịch vụ cung cấp mạng viễn thông chia thành dịch vụ thoại dịch vụ phi thoại, đại diện cho dịch vụ phi thoại dịch vụ số liệu Q trình số hố gói hố thoại thuộc hai phạm trù khác Trong mạng chuyển mạch điện thoại cơng cộng PSTN nay, tín hiệu thoại số hoá chuyển kênh logic thiết lập trước phương pháp báo hiệu Dữ liệu thoại gọi gói hố thơng tin số hố chuyển tải hạ tầng mạng chuyển mạch gói dạng gói tin Một cách trực quan, mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN phát triển sở kỹ thuật chuyển mạch kênh để cung cấp dịch vụ thoại truyền thống Các mạng liệu mạng cục LAN (Local Area Network), mạng Internet mạng chuyển mạch gói dựa kỹ thuật chuyển mạch gói để thực chuyển tải thơng tin liệu cho người dung Một khía cạnh khác biệt dịch vụ thoại dịch vụ liệu bảng sau: Dịch vụ thoại mạng chuyển mạch công cộng PSTN thường sử dụng kỹ thuật điều chế PCM chiếm dụng băng thông cố định 64kbit/s, chất lượng gọi thoại chủ yếu phụ thuộc vào kỹ thuật điều chế sử dụng kênh dành riêng cho nối Bảng 2.1 Sự khác biệt dịch vụ thoại dịch vụ liệu Đặc điểm Dịch vụ thoại Dịch vụ liệu Băng thông Cố định thấp (64kbit/s) Thay đổi (có thể lên tới Gbit/s) Bùng phát băng thông Không Lớn (100/1000:1) Nhạy cảm với lỗi Đàm thoại lại có lỗi Khơng cho phép lỗi Phát lại thông tin Không thể thực Thực dễ dàng Độ trễ Thấp ổn định Lớn thay đổi Kiểu kết nối Hướng kết nối Có thể phi kết nối Mặt khác, chất lượng dịch vụ liệu thực qua mạng chuyển mạch gói phụ thuộc lớn vào băng thơng cung cấp Một số ứng dụng địi hỏi băng thông lớn nhiều không cố định, biến động băng thông lớn theo xu hướng tăng bất thường gọi tượng bùng nổ băng thơng Vì vậy, chế xác định kênh dành riêng trước mạng chuyển mạch kênh khó đáp ứng tiêu chí bùng nổ băng thơng dịch vụ liệu Một khía cạnh khác chất lượng dịch vụ ln tính đến q trình chuyển thơng tin cho người sử dụng độ trễ trình truyền tin Các dịch vụ thoại đòi hỏi thời gian trễ ổn định, yêu cầu hoàn toàn thoả mãn mạng chuyển mạch kênh mạng chuyển mạch kênh sử dụng kênh dành riêng kết nối có hướng cho kết nối Trong mạng chuyển mạch gói chủ yếu nhằm mục đích cung cấp dịch vụ liệu xây dựng theo hướng kết nối sử dụng kênh ảo để cung cấp dịch vụ yêu cầu độ trễ thấp ổn định Tuy nhiên, yêu cầu độ trễ dịch vụ lệu khơng q ngặt nghèo mạng liệu thường xây dựng theo mơ hình phi kết nối nhằm giảm thiểu quy trình điều khiển lưu lượng điều khiển mạng 2.1.1 Mơ hình kết nối hệ thống mở OSI Hệ thống A Hệ thống B Lớp ứng dụng Lớp ứng dụng Giao thức Lớp trình diễn Lớp trình diễn Lớp phiên Lớp phiên Lớp truyền tải Lớp truyền tải NODE Lớp mạng Lớp mạng …… Lớp mạng Lớp liên kết liệu Lớp liên kết liệu Lớp liên kết liệu Lớp vật lý Lớp vật lý Lớp vật lý ………… Hình 2.1: Mơ hình phân lớp OSI RM Mục tiêu mơ hình kết nối hệ thống mở OSI để đảm bảo xử lý ứng dụng không ảnh hưởng tới trạng thái nguyên thuỷ dịch vụ, xử lý ứng dụng giao tiếp trực tiếp với hệ thống khác lớp hệ thống hỗ trợ theo tiêu chuẩn mơ hình OSI Mơ hình OSI cung cấp khung làm việc tiêu chuẩn cho hệ thống kết nối với dựa mơ hình phân lớp Mơ hình gồm có chức chính, phân thành vùng - Lớp thấp cung cấp dịch vụ đầu cuối - tới - đầu cuối đáp ứng phương tiện truyền số liệu, chức hướng phía mạng từ lớp lớp - Lớp cao cung cấp dịch vụ ứng dụng đáp ứng truyền thông tin, chức hướng người sử dụng từ lớp tới lớp Bảng 2.2: Tóm tắt chức mơ hình phân lớp OSI Các lớp Lớp ứng dụng chức Quản lý truyền thơng Ví dụ Các giao thức: ứng dụng Sử dụng tin Lớp trình diễn ứng dụng Thêm cấu trúc vào Telnet,FTP Giao thức: Biến đổi, Sử dụng kỹ thuật thay đơn vị số liệu để trao nén, giải nén đổi số liệu : nén đổi Quản lý dịch vụ Các giao thức: giải nén Sử dụng gọi điều khiển luồng số SIP,RTCP thủ tục từ xa liệu Độ tin cậy ghép Các giao thức: TCP, Sử dụng phân số liệu truyền qua UDP đoạn(segments) mạng Truyền số liệu qua Các giao thức: IP, IPX Sử dụng tiêu mạng Truyền dẫn, khung Các giao thức: đề(datagram) Sử dụng khung , gói, điều khiển lỗi PPP,HDLC, ATM, FR, tế bào Giao tiếp cơ, điện tới MPLS Card giao tiếp mạng Sử dụng bit Lớp phiên Lớp truyền tải Lớp mạng Lớp liên kết số liệu Lớp vật lý phương tiện truyền thơng Mơ hình OSI chia thành môi trường điều hành: - Môi trường mạng: liên quan tới giao thức, trao đổi tin tiêu chuẩn liên quan tới kiểu mạng truyền số liệu khác - Môi trường OSI: Cho phép thêm vào giao thức hướng ứng dụng tiêu chuẩn cho phép hệ thống kết cuối trao đổi thông tin với hệ thống khác theo hướng mở - Môi trường hệ thống thực: Xây dựng mơ hình OSI liên quan tới đặc tính dịch vụ phần mềm người sản xuất, phát triển để thực nhiệm vụ xử lý thông tin phân tán thực tế Những mơi trường cung cấp đặc tính sau: - Giao tiếp lớp - Chức lớp, giao thức định nghĩa tập hợp quy tắc quy ước sử dụng lớp để giao tiếp với lớp tương đương tương tự hệ thống từ xa khác - Mỗi lớp cung cấp tập định nghĩa dịch vụ tới lớp kế cận - Một thực tế chuyển thông tin phải qua lớp Các chức chi tiết lớp đĩnh nghĩa tiêu chuẩn ISO 7489 chuẩn X.200 ITU-T Các đặc tính tóm tắt sau: 2.1.1.1 Lớp ứng dụng Lớp ứng dụng cung cấp dịch vụ truyền thông người sử dụng dạng thức số liệu, báo hiệu điều khiển đáp ứng thiết bị đầu cuối , hệ thống giao thức điều khiển ứng dụng thông qua phần tử dịch vụ ứng dụng quản lý truyền thông ứng dụng 2.1.1.2 Lớp trình diễn Lớp trình diễn chịu trách nhiệm tạo khuôn dạng liệu cho lớp ứng dụng tương thích ứng dụng hệ thống truyền thơng Các giao thức lớp trình diễn đưa ngôn ngữ, cú pháp tập đặc tính phù hợp cho truyền thơng, đồng thời thống mã, phương pháp mã hoá giải mã, giữ liệu cho dịch vụ lớp tương ứng 2.1.1.3 Lớp phiên Lớp phiên quản lý dịch vụ điều khiển luồng số liệu người sử dụng tham gia vào phiên truyền thông, giao thức lớp phiên luật phương pháp thực phiên truyền thông mà không can thiệp vào nội dung truyền thông 2.1.1.4 Lớp truyền tải Lớp truyền tải cung cấp dịch vụ truyền tải liệu từ đầu cuối tới đầu cuối, cung cấp khả truyền tải có độ tin cậy thiết bị đầu cuối mà không liên quan trực tiếp tới phần cứng mạng truyền thông Đáp ứng yêu cầu lớp phiên qua chất lượng dịch vụ, kích thước đơn vị liệu, điều khiển luồng yêu cầu sửa lỗi 2.1.1.5 Lớp mạng Lớp mạng cung cấp chức định tuyến, thiết lập quản lý kết nối mạng, giao thức lớp mạng cung cấp thông tin cấu hình logic mạng, địa ánh xạ kết nối tới thiết bị vật lý mạng 2.1.1.6 Lớp liên kết liệu Lớp liên kết liệu hoạt động liên kết liệu phần mạng kết nối, lớp liên kết liệu cung cấp chức liên quan tới hệ thống truyền dẫn đồng bộ, điều khiển luồng liệu, phát sửa lỗi truyền dẫn ghép kết hợp kênh logic đường dẫn vật lý 2.1.1.7 Lớp vật lý Lớp vật lý cung cấp mơi trường truyền dẫn , tín hiệu đồng hồ cách thức truyền bit phương tiện truyền dẫn Các chuẩn lớp vật lý cung cấp đặc tính ngun tắc giao tiếp cơ, điện , sóng tới phương tiện truyền thông 2.1.2 Nguyên tắc chuyển mạch gói Unicast multicast: Các kết nối mạng viễn thông thường kết nối điểm tới điểm (Unicast) Vì vậy, lưu lượng đưa vào đầu vào ma trận chuyển mạch yêu cầu đầu Tuy nhiên ứng dụng audio/video hội nghị hay quảng bá liệu lại yêu cầu nhiều đầu đồng thời Để hỗ trợ chuyển mạch đa hướng (Multicast) hệ thống chuyển mạch bổ sung thêm chế chép liệu đầu vào đầu Độ thông qua tốc độ (Speedup): Độ thông qua trường chuyển mạch định nghĩa tỷ số tốc độ đầu trung bình tất đầu vào có lưu lượng chiếm 100% tốc độ đường dây Độ thông qua trường chuyển mạch giá trị dương nhỏ băng Tốc độ speedup trường chuyển mạch xác định qua tốc độ chuyển tiếp nội trường chuyển mạch so với tốc độ đầu vào đầu Khi tốc độ seedup trường chuyển mạch lớn 1, trường chuyển mạch phải có đệm cổng đầu để lưu đệm thông tin liệu để tránh tổn thất thông tin Việc thiết lập chế seedup trường chuyển mạch cho phép trường chuyển mạch chuyển nhiều gói tin khe thời gian tới đầu để giảm bớt tranh chấp đầu nâng cao độ thông qua trường chuyển mạch Nghẽn tranh chấp đầu ra: Vấn đề tắc nghẽn tranh chấp đầu thường xảy trường chuyển mạch không gian, trường chuyển mạch thời gian vấn đề tắc nghẽn tranh chấp xử lý ghép kênh Hiện tượng tắc nghẽn ngụ ý xung đột giải vị trí khác trường chuyển mạch Tranh chấp đầu xảy có nhiều yêu cầu đầu vào muốn kết nối tới đầu thời điểm, tượng làm giảm hiệu tổng thể trường chuyển mạch Khi điều kiện tranh chấp không giải dẫn tới tượng tắc nghẽn Đặc tính kết nối: Một quy trình kết nối có hướng gồm giai đoạn tách biệt: thiết lập kết nối, truyền thơng tin giải phóng kết nối Một kiểu kết nối khác đối ngược với hướng kết nối kiểu phi kết nối, phi kết nối cho phép thực thể thông tin truyền độc lập với đặc tính kết nối thể tiêu đề thực thể thơng tin Trong mạng chuyển mạch gói ngun thuỷ, giai đoạn kết nối có hướng truyền thống chuyển mạch kênh khơng cịn tồn mà thay vào phương pháp chuyển theo giai đoạn gồm giai đoạn Sự khác biệt chuyển mạch tin chuyển mạch gói nằm q trình xử lý tin, chuyển mạch gói thực việc phân đoạn tin thành thực thể phù hợp với đường truyền cấu hình mạng, gói có kích thước thay đổi cố định Trong đó, gói tin chuyển mạch tin gói tin nguyên thuỷ người sử dụng Hiện phương pháp chuyển mạch tin phương pháp chuyển mạch gói gọi chung phương pháp chuyển mạch gói Phương pháp chuyển mạch gói với gói có kích thước cố đinh gọi chuyển mạch tế bào (cell) Ví dụ cơng nghệ truyền tải không đồng ATM (Asynchronous Transfer Mode), thông tin người sử dụng thông tin điều khiển đóng gói thành gói cố định có kích thước 53 byte(48 byte tải tin + byte tiêu đề ), thuật toán xử lý ATM thường áp dụng cho luồng tế bào để nâng cao cho hiệu q trình xử lý, thơng tin để xác lập xử lý luồng lấy từ trường chức như: nhận dạng kênh ảo nhận dạng luồng ảo tiêu đề tế bào ATM Đối ngược với mạng ATM, mạng IP sử dụng phương pháp chuyển mạch cho gói tin có độ dài thay đổi Vì thuật tốn xử lý gói tin truyền thơng thường thực gói thay cho luồng Các phương pháp xử lý có ưu nhược điểm riêng hiệu phương pháp xử lý phụ thuộc vào dạng luồng lưu lượng cần xử lý, thời gian tồn luồng lưu lượng số khía cạnh khác Thời gian Gói Trễ truyền lan Thiết lập Thời gian Truyền Trễ hàng đợi Gói Thời gian Giải phóng Thiết lập+ truyền + giải phóng Thiết lập+truyền+giải phóng A B C D (a) Chuyển mạch kênh A B C D (b) Chuyển mạch tin A B C D (c) Chuyển mạch gói Hình 2.2: Tiến trình kết nối theo thời gian kiểu chuyển mạch Để có gói tin chuyển mạch, q trình phân mảnh tạo gói từ liệu người sử dụng thực lớp cao phía người sử dụng Q trình phân mảnh tạo gói theo lớp mơ hình OSI gồm mơ hình đóng gói liệu khn dạng liệu ứng dụng Từ luồng liệu người sử dụng, thơng tin cắt mảnh theo đặc tính hệ thống truyền dẫn chuyển mạch, tham số sử dụng để xác định kích thước gói tham số tốc độ truyền dẫn tối đa MTU (Maximum transfer Unit) liên kết Đơn vị liệu người sử dụng chuyển qua lớp tới phân đoạn để tạo gói lớp mơ hình OSI Lớp ứng dụng Luồng lliệu APDU Lớp trình diễn Luồng lliệu PPDU Lớp phiên Luồng lliệu SPDU Lớp truyền tải Dữ liệu Lớp mạng Tiêu đề lớp mạng Dữ liệu Gói Lớp liên kết liệu Tiêu đề lớp liên kết liệu Dữ liệu Khung Lớp vật lý 1010111100011001101 Dữ liệu Đoạn Bít Bản tin nguyên thuỷ (độ dài L bit) Tiêu đề Thơng tin CRC Trường thơng tin có độ dài (M bit) Bit bắt đầu khung Bit kết thúc khung Tải tin (N bit) Tiêu đề CRC Hình 2.3: Đóng gói liệu theo mơ hình OSI Kỹ thuật chuyển mạch gói cho phép kết nối thơng tin từ đầu cuối tới đầu cuối qua trình chia sẻ tài nguyên, sử dụng tập thủ tục liên kết có tốc độ khác để truyền gói tin chuyển gói thành đường dẫn khác Có kiểu chuyển mạch gói bản: chuyển mạch gói (datagram) chuyển mạch kênh ảo VC (Virtual Circuit) 2.1.2.1 Chuyển mạch gói (datagram) Chuyển mạch gói (datagram) cung cấp cho dịch vụ khơng yêu cầu thời gian thực, việc chuyển gói tin phụ thuộc vào giao thức lớp cao đường liên kết liệu Chuyển mạch kiểu datagram không cần giai đoạn thiết lập kết nối thích hợp với dạng giữ kiệu có lưu lượng thấp thời gian tồn ngắn Chuyển mạch datagram chuyển mạch kiểu nỗ lực tối đa (best effort), thông tin trễ không đảm bảo tượng lặp gói, gói dễ dàng xảy kiểu chuyển mạch Các datagram phải chứa tồn thơng tin địa yêu cầu lớp dịch vụ phía thể tiêu đề, tiêu đề datagram lớn Về ưu điểm, chuyển mạch datagram cho phép lựa chọn đường tới đích nhanh đáp ứng thay đổi nhanh mạng 2.1.2.2 Chuyển mạch kênh ảo Chuyển mạch kênh ảo (VC- Virtual Channel) yêu cầu giai đoạn thiết lập tuyến thiết bị gửi thiết bị nhận thông tin, kênh ảo hình thành thiết bị đường dẫn chuyển mạch; kênh ảo kênh xác định có liệu truyền qua khơng phụ thuộc vào logic thời gian Chuyển mạch kênh ảo yêu cầu tuyến trình định tuyến kênh ảo nhận dạng thông qua trường nhận dạng kênh ảo VCI (Virtual Channel Identifier) nằm tiêu đề gói tin Trong q trình thiết lập kênh ảo, nhận dạng kênh ảo VCI, tạo nút chuyển mạch để định nguồn tài nguyên gói tin chuyển qua Một kênh ảo thiết lập dọc theo tuyến đường từ nguồn tới đích qua liên kết nút kênh sử dụng để truyền gói tin Các gói có VCI tiêu đề sử dụng trỏ để truy nhập tới thông tin lưu trữ nút chuyển mạch Các trường nhận dạng kênh ảo cần phải để phân biệt thông tin người sử dụng tái sử dụng, sử dụng VCI cho tồn mạng số lượng VCI lớn không ngừng tăng lên theo kích cỡ mạng Vì vậy, người ta sử dụng nhận dạng dạng kênh ảo theo vùng cục bộ, chí liên kết Với cách này, VC khởi tạo nút chuyển mạch dọc có lỗi xảy mang tính cục nút liên quan Các thông tin định tuyến phân tán xử lý chuyển nhanh mạng qua nút mạng có chức phân bổ thông tin định tuyến diện rộng mạng 2.5.1 Các giao thức định tuyến nội miền liên miền Khái niệm miền hay hệ thống tự trị xuất phát từ mạng internet Từ khía cạnh định tuyến, mạng internet mạng diện rộng lớn đến mức giao thức định tuyến xử lý công việc cập nhật bảng định tuyến tất định tuyến Vì lý liên mạng chia thành nhiều hệ thống tự trị AS (Autonomous System) Hệ thống tự trị nhóm mạng định tuyến có chung sách quản trị, đơi gọi miền định tuyến Các giao thức định tuyến sử dụng bên AS gọi giao thức định tuyến nội miền IGP (Interior Gateway Protocol) Để thực định tuyến AS với phải sử dụng giao thức riêng gọi giao thức định tuyến ngoại miền EGP ( Exterior Gateway Protocol) 2.5.1.1 Giao thức thông tin định tuyến RIP RIP giao thức định tuyến miền sử dụng cho hệ thống tự trị Giao thức thông tin định tuyến thuộc loại giao thức định tuyến sử dụng thuật toán véc tơ khoảng cách, tham số giá trị để tính tốn dựa số bước nhẩy đường từ nguồn đến đích Mỗi chuyển tiếp từ định tuyến tới định tuyến khác kế cận có giá trị bước nhẩy Khi định tuyến nhận tin cập nhật định tuyến cho gói tin cộng vào giá trị đo lường bước nhẩy đồng thời cập nhật vào bảng định tuyến Bảng 2.3 Bảng định tuyến Tiêu chí Tĩnh RIP-1 Các giao thức định tuyến RIP-2 IGRP EIGRP IS-IS Có Khơng Khơng Khơng Có Dễ cho thi hành Khơng Có Có Có Kiểu thuật tốn Khơng DVP DVP DVP Thích hợp cho mạng lớn OSPF BGP Có Có Có Có Không Không Không DUAL LSP LSP DVP Hỗ trợ địa Có Có Có Có Có Có Có Có Có Khơng Có Khơng Có Khơng Có Có Khơng Khơng Khơng Có Có Có Có Có Khơng Khơng Có Khơng Có Có Có Có Khơng Khơng Khơng Có Có Có Có Có Hội tụ nhanh Khơng Khơng Khơng Có Có Có Có Có Thủ tục hello Khơng Khơng Khơng Khơng Có Có Có Khơng Khơng Có Có Có Có Có Có Không Hỗ trợ CIDRR VLMS Hỗ trợ chia tải Hỗ trợ chứng thực Cho phép đánh trọng số Sử dụng quảng bá Bảng 2.2: Các giao thức định tuyến tiêu chí so sánh RIP thực việc ngăn cản vịng lặp định tuyến vơ hạn cách thực giới hạn số đường cho phép đường từ nguồn tới đích Số bước nhảy tối đa đường 15 Nếu định tuyến nhận tin cập nhật định tuyến giá trị đo lường trở thành 16 đích coi nút mạng khơng thể đến Nhược điểm RIP giới hạn đường kính tối đa mạng RIP 16 bước nhảy RIP có đặc điểm hoạt động ổn định khả thay đổi chậm Khi đổi cấu hình mạng, RIP ln thực chế độ chia rẽ tầng ( phạm vi) áp đặt chế ngăn chặn thông tin định tuyến sai phát tán định tuyến Mặt khác, RIP sử dụng định thời để điều chỉnh hoạt động Bộ định thời cập nhật định tuyến theo khoảng thời gian định trước, thông thường 30s định thời lại khởi động lại để cập nhật lại thông tin định tuyến gửi từ định tuyến lân cận Điều giúp ngăn chặn tắc nghẽn mạng tất định tuyến thời điểm cố gắng cập nhật bảng định tuyến lân cận 2.5.1.2 Giao thức định tuyến OSPF Giao thức OSPF (Open Shortest Path First) giao thức định tuyến miền gọi giao thức trạng thái liên kết dựa thuật toán Dijkstra Các định tuyến đặc biệt biên vùng tự trị AS có trách nhiệm ngăn thông tin AS khác vào hệ thống Để thực định tuyến hiệu quả, OSPF chia hệ thống tự trị thành nhiều khu vực nhỏ Khu vực tập hợp mạng, trạm định tuyến nằm hệ thống tự trị Tất mạng khu vực phải kết nối với Tại biên khu vực, định tuyến biên khu vực tóm tắt thơng tin khu vực gửi thơng tin tới khu vực khác Trong số khu vực bên AS, có khu vực đặc biệt coi đường trục sử dụng để kết nối tới khu vực lại Các định tuyến bên khu vực đường trục gọi định tuyến đường trục bao gồm định tuyến biên khu vực Việc phân vùng coi đường trục khu vực sơ cấp khu vực lại coi khu vực thứ cấp OSPF giao thức định tuyến trạng thái liên kết, thiết kế cho mạng lớn mạng liên hợp phức tạp Các giải thuật định tuyến trạng thái sử dụng giải thuật tìm đường ngắn SPF (Shortest Path First) với sở liệu phản ánh cấu hình mạng thông qua thông tin liên kết Giải thuật chọn đường ngắn SPF sở tính toán cho giao thức OSPF nằm phần mềm xử lý định tuyến định tuyến Khi định tuyến sử dụng SPF khởi động, định tuyến khởi tạo sở cấu trúc liệu giao thức định tuyến sau đợi bảo từ giao thức tầng thấp dạng hàm Bộ định tuyến sử dụng gói tin thủ tục OSPF (OSPF Hello) để thu nhận định tuyến lân cận Bộ định tuyến gửi gói tin thủ tục (Hello) đến lân cận nhận tin Hello từ định tuyến lân cận Ngồi việc sử dụng gói tin Hello để thu nhận lân cận, tin Hello sử dụng để xác nhận trạng thái định tuyến tới định tuyến khác Mỗi định tuyến định kỳ gửi tin thông báo trạng thái liên kết LSA (Link State Advertisement) để cung cấp thông tin cho định tuyến lân cận cho định tuyến khác định tuyến thay đổi trạng thái Qua việc so sánh trạng thái liên kết định tuyến liền kề tồn sở liệu, định tuyến bị lỗi phát nhanh chóng cấu hình mạng sở liệu biến đổi cho phù hợp Do cấu trúc liệu sinh q trình cập nhật liên tục gói LSA, định tuyến tính tốn đường ngắn tự làm gốc Sau từ đường ngắn sinh bảng định tuyến dạng sở liệu 2.5.1.3 Giao thức cổng biên BGP Giao thức cổng biên BGP (Border Gateway Protocol) giao thức định tuyến miền ngoài, thực việc định tuyến hệ thống tự trị AS Giao thức dựa vào phương pháp định tuyến có tên định tuyến vectơ đường Thuật tốn vectơ khoảng cách khơng thích hợp tuyến chọn ln tuyến có số bước nhảy nhỏ Trong đó, có nhiều trường hợp người quản trị khơng muốn cho gói tin qua mạng khơng an tồn tuyến tuyến có số bước nhảy nhỏ Hơn nữa, định tuyến véc tơ khoảng cách không rõ đường cụ thể dẫn tới đích Định tuyến trạng thái liên kết không phù hợp cho định tuyến AS kết nối liên mạng làm bảng định tuyến lớn, độ phức tạp cao Định tuyến véc tơ đường sử dụng bảng định tuyến chứa địa mạng đích, định tuyến đường đến đích Đường thể dạng danh sách AS mà gói phải qua để tới đích 2.5.2 Định tuyến hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS 2.5.2.1 Mục tiêu định tuyến hỗ trợ dịch vụ QoS Cơ chế định tuyến hỗ trợ dịch vụ QoS tạo nhằm giải số hạn chế chế định tuyến truyền thống Bên cạnh mục tiêu đáp ứng yêu cầu QoS luồng lưu lượng, định tuyến hỗ trợ QoS cần phải nâng cao hiệu sử dụng tài nguyên mạng, mục tiêu là: * Đáp ứng địi hỏi QoS luồng liệu Định tuyến hỗ trợ QoS cần phải tìm đường từ nguồn tới đích thoả mãn yêu cầu luồng liệu băng thơng, trễ… Cơ chế tìm đường thường động theo u cầu khơng cấu hình tĩnh hướng luân phiên Ngay tồn vài đường sử dụng việc chọn đường dựa vào ràng buộc sách như: đường có số nút nhỏ chi phí thấp * Tối ưu hệ số sử dụng tài nguyên mạng Định tuyến hỗ trợ QoS cần phải chuyển hướng lưu lượng theo cách hiệu để tối đa tổng thông lượng qua mạng Thông thường, tuyến dài tốn nhiều tài nguyên mạng, nên đường ngắn đường đáp ứng chọn * Hiệu mạng không bị giảm đáng kể tắc nghẽn Khi mạng tình trạng tải lớn, hiệu mạng suy giảm nhanh Vì vậy, định tuyến hỗ trợ QoS cần phải đưa hướng tới giảm suy giảm Nghĩa tải nặng thơng lượng tồn mạng không giảm nhiều so với định tuyến thông thường 2.5.2.2 Khả thực định tuyến QoS theo kiểu định tuyến Nhằm làm rõ yêu cầu khả triển khai áp dụng kỹ thuật định tuyến hỗ trợ chất lượng dịch vụ mơ hình mạng, ta xét khả thực định tuyến QoS với mơ hình tính tốn định tuyến khía cạnh sở bao gồm kiểu định tuyến: Tập trung, phân tán phân cấp * Định tuyến tập trung Trong mạng sử dụng kỹ thuật định tuyến tập trung, nút trì thơng tin tồn trạng thái mạng, bao gồm cấu trúc vật lý mạng thông tin trạng thái liên kết Giao thức trạng thái liên kết cập nhật trạng thái toàn mạng nút (ví dụ giao thức OSPF, IS-IS) Dựa vào thơng tin liên kết trạng thái, tồn đường tính tốn nút Do vậy, tránh vấn đề tính tốn phân tán, lặp đến vơ cùng, đường lặp vịng Với phương pháp tính tốn tập trung, nút triển khai thuật toán đơn giản, để thực hiên tính tốn tìm đường tối ưu Tuy vậy, định tuyến tập trung gặp phải số vấn đề sau - Thứ nhất, để hỗ trợ QoS, trạng thái toàn mạng nút phải cập nhật đủ tần suất cần thiết để đáp ứng thay đổi liên tục tham số mạng băng thông trễ Yêu cầu dẫn đến chi phí truyền tin cao mạng lớn - Thứ hai, giao thức trạng thái liên kết cung cấp thông tin gần với trạng thái mạng mức độ sai lệch lớn thông tin chưa cập nhật Vì vậy, thuật tốn định QoS khơng tìm đường cho lưu lượng u cầu thơng tin trạng thái khơng xác - Thứ ba, q trình tính tốn tập trung nút nguồn phí cao có lượng lớn yêu cầu nhiều ràng buộc Như vậy, vấn đề chế định tuyến tập trung khả mở rộng Định tuyến tập trung khó thực với mạng có quy mơ lớn * Định tuyến phân tán Trong mạng sử dụng kỹ thuật định tuyến phân tán, đường tính tốn nút trung gian nguồn đích Vì vậy, thời gian đáp ứng yêu cầu định tuyến ngắn dễ dàng mở rộng Định tuyến phân tán tìm nhiều đường đồng thời cho nút làm tăng xác suất thành cơng tốn định tuyến Hầu hết thuật toán định tuyến u cầu nút trì trạng thái tồn mạng (thường dạng vec tơ khoảng cách, bảng chứa thông tin cho tham số), định định tuyến thực nút mạng Vì định tuyến phân tán dựa vào trạng thái toàn mạng nên gặp phải số vấn đề khả mở rộng định tuyến tập trung Ngồi ra, thơng tin trạng thái nút khơng hồn tồn giống nên hình thành đường lặp vịng , gây lãng phí tài ngun mạng Lặp vịng phát nút nhận tin điều khiển khoảng thời gian tính theo giây đồng hồ Tuy nhiên, vịng lặp thường làm cho q trình định tuyến khơng thành cơng vec tơ khoảng cách khơng cung cấp đầy đủ thơng tin để tìm đường thay * Định tuyến phân cấp Định tuyến phân cấp nhằm giải khả mở rộng định tuyến nguồn mạng lớn Định tuyến phân cấp có khả mở rộng tốt nút mạng trì thơng tin trạng thái tồn mạng giản lược, nghĩa nhóm nút tương ứng với nút logic Ở cấp, mơ hình phân cấp, định tuyến tập trung để sử dụng tìm đường phù hợp dựa vào trạng thái mạng giản lược Vì vậy, định tuyến phân cấp có nhiều ưu điểm định tuyến tập trung Bên cạnh đó, có ưu điểm định tuyến phân tán q trình tính tốn chia sẻ nhiều nút mạng Tuy vậy, trạng thái mạng tập hợp lại nên thông tin trở nên khơng xác Cụ thể hơn, nút logic mạng có nhiều nút có nhiều liên kết vật lý khác nhau, thông tin coi mạng nút logic Vấn đề trở nên phức tạp chế định tuyến hỗ trợ nhiều tham số QoS Có thể có nhiều đường hai nút biên logic ứng với tài nguyên khác đường Làm để gom thơng tin cịn vấn đề mở định tuyến phân cấp Việc lựa chọn phương pháp định tuyến QoS phụ thuộc vào chi phí q trình định tuyến phân thành loại: Chi phí giao thức, xử lý lưu trữ thơng tin Chi phí giao thức: Một u cầu để hỗ trợ định tuyến QoS phải theo dõi thay đổi tài nguyên mạng có (như băng thơng liên kết) nên thơng tin có giá trị với thuật tốn tìm đường Giả sử giao thức trạng thái liên kết sử dụng để cập nhật trạng thái mạng, chế cập nhật đồng thời gửi thông tin tất trạng thái liên kết định tuyến cho định tuyến lại mạng, phí xử lý vận chuyển tin phân bố nhiều cho liên kết nút mạng Mặt khác giao thức trạng thái liên kết cần thay đổi sai khác trạng thái để phân bố thêm thông tin QoS, cần phải thêm chế để xác định thiết bị cần gửi tin cập nhật Cụ thể hơn, định tuyến cần xác định băng thơng có liên kết xác định có thay đổi đáng kể cần cập nhật Cơ chế khởi động q trình cập nhật định chi phí hiệu suất định tuyến QoS Cơ chế khởi động cập nhật xác định gửi tin cập nhật, thay đổi tài nguyên thông báo cung cấp thông tin trạng thái mạng xác, chi phí để chuyển tải thông tin lớn Một phương pháp đơn giản để hạn chế tần suất cập nhật thông tin sử dụng định thời gian Cơ chế điều khiển trực tiếp lượng tin cập nhật, không bám sát thay đổi quan trọng theo thời gian Để bám sát thay đổi quan trọng, người ta đánh giá mức độ thay đổi tham số Ví dụ , phương pháp dựa vào mức ngưỡng định gửi cập nhật lúc giá trị nằm ngồi phạm vi tính theo % giá trị cũ Phương pháp điều khiển dựa vào điều khiển cân đối độ xác thông tin lượng tin cập nhật dẫn tới tượng lưu lượng tăng đột biến làm tắc nghẽn mạng Vì vậy, người ta sử dụng kết hợp định thời với mức ngưỡng đánh giá thay đổi tham số QoS đáng kể hay không Nếu thay đổi tham số QoS đáng kể (tức vượt ngưỡng cho phép) khoảng thời gian từ lần cập nhật trước đến lớn mức ngưỡng chu kỳ cập nhật, thay đổi thơng báo cho nút mạng Nếu q chu kỳ cho phép mà khơng có thay đổi đáng kể ( mức ngưỡng đặt cao) tin trạng thái gửi Như vậy, vấn đề phải cân đối chi phí suất thơng báo độ xác thơng tin trạng thái Chi phí yêu cầu xử lý : Chi phí xử lý bao gồm xử lý tin cập nhật tính tốn, chọn đường Chi phí xử lý tin cập nhật truy nhập vào sở liệu dựa vào tin nhận Nếu số lần cập nhật tăng chi phí tăng theo Tính tốn đường thành phần có nhiều thay đổi so với định tuyến nỗ lực tối đa Các đường hỗ trợ QoS tính tốn dựa vào tính chất u cầu thơng tin tài nguyên có Cơ chế định tuyến nỗ lực tối đa định tuyến QoS khác hai điểm: thuật toán thực điều kiện kích hoạt thuật tốn Điều kiện kích hoạt thuật tốn nhân tố định chi phí tính tốn chế định tuyến QoS Trong định tuyến hỗ trợ QoS, đường tính theo yêu cầu tính trước Trong chế định tuyên nỗ lực tối đa, thông tin định tuyến chuyển vào bảng chuyển tiếp gói FIB (Forward Information Base: Cơ sở thơng tin chuyển tiếp) theo mơ hình đẩy “push”, tức giao thức định tuyến đẩy toàn nội dung bảng định tuyến RIB Khác với định tuyến nỗ lực tối đa, định tuyến QoS sử dụng mơ hình “pull” (kéo), đường hỗ trợ QoS chèn có chọn lọc vào bảng FIB Việc chèn đường vào bảng FIB thực giao thức báo hiệu để thiết lập đường cho loại báo hiệu Nếu đường QoS tính theo u cầu, ưu điểm ln sử dụng thông tin cập nhật nên độ sai lệch với trạng thái mạng thực tế thấp Tuy nhiên, yêu cầu đến nhiều làm tăng đáng kể chi phí tính tốn Cách tiếp cận thứ hai tương tự định tuyến nỗ lực tối đa, đường tính trước Tuy nhiên, yêu cầu băng thơng chưa biết bảng định tuyến cần phải tính trước cho nút đích với u cầu băng thơng có tương lai Thực thuật toán theo yêu cầu đơn giản duyệt sở liệu định đường số QoS đơn giản Chi phí để tính tốn đường phụ thuộc vào cấu hình mạng khoảng cách tương đối nguồn đích Một nhân tố định tính tốn u cầu tần suất u cầu Ngược lại, tính tốn trước không nhạy cảm với tần suất yêu cầu mới, phụ thuộc vào tần suất mà bảng định tuyến QoS tính lại Trong tần suất u cầu khơng thể điều khiển tần suất tính lại bảng định tuyến lại phụ thuộc vào định tuyến Việc tính tốn lại bảng định tuyến thường xuyên làm tăng độ xác hiệu suất định tuyến, đồng thời làm tăng tải cần xử lý Hơn để xây dựng bảng định tuyến QoS phức tạp nhiều so với việc tính tốn đường đơn địi hỏi chi phí giải phóng nhớ tái cấp phát nhớ Ngoài ra, sau bảng định tuyến QoS xây dựng, cần phải thêm bước chọn đường từ bảng định tuyến - tức tìm đường thích hợp có u cầu đến Chi phí xây dựng bảng định tuyến QoS cách tính trước phụ thuộc vào băng thơng có liên kết mạng, tập hợp giá trị khác tạo bảng định tuyến khác với chi phí khác Chi phí cho việc tìm đường thích hợp sau xây dựng bảng định tuyến QoS nhỏ không đáng kể so với chi phí khác Khi đường tính để phục vụ u cầu mới, chi phí tính tốn phụ thuộc vào vị trí đích yêu cầu, vị trí đích định số lần lặp thuật tốn Khi chiều dài đường tăng lên, chi phí tính tốn đường tiến gần đến chi phí xây dựng bảng định tuyến; với nút đích xa, đường tới tất nút tính trước tới đích Chi phí lưu trữ thơng tin Chi phí lưu trữ liên quan đến việc mở rộng sở liệu để lưu trữ thêm thông tin tài ngun liên kết có Ngồi ra, bảng định tuyến QoS dùng làm tăng thêm chi phí lưu trữ Kích cỡ bảng định tuyến QoS phụ thuộc vào phần thực cụ thể Như vậy, chi phí hoạt động định tuyến QoS gồm chi phí cho giao thức trao đổi thơng tin định tuyến, tính tốn đường QoS, lưu trữ thông tin tài nguyên sở liệu Một số nghiên cứu cho thấy chi phí hoạt động định tuyến QoS đáp ứng với khả vi xử lý 2.6 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ 2.6.1 Giới thiệu chung Chất lượng dịch vụ (QoS) khái niệm rộng tiếp cận theo nhiều hướng khác Tính chất chung dịch vụ là: “ hiệu ứng chung đặc tuyến chất lượng dịch vụ xác định mức độ hài lịng người sử dụng dịch vụ” Ngồi ra, QoS mang ý nghĩa “ khả mạng đảm bảo trì mức thực định cho ứng dụng theo yêu cầu rõ người sử dụng” Chất lượng dịch vụ QoS nhìn nhận từ hai khía cạnh: phía người sử dụng dịch vụ phía người cung cấp dịch vụ Từ phía người sử dụng dịch vụ, QoS coi mức độ chấp nhận dịch vụ người sử dụng thường đánh giá thang điểm đánh giá trung bình MoS ( Mean of Score) QoS cần cung cấp cho ứng dụng để người sử dụng chạy ứng dụng mức QoS mà ứng dụng địi hỏi xác định người sử dụng, người sử dụng biết xác ứng dụng cần để hoạt động tốt Từ phía dịch vụ mạng, QoS liên quan tới lực cung cấp yêu cầu chất lượng dịch vụ cho người sử dụng Có hai kiểu lực mạng để cung cấp chất lượng dịch vụ mạng chuyển mạch gói Đầu tiên, mạng chuyển mạch gói phải có khả phân biệt lớp dịch vụ Thứ hai, mạng có lớp dịch khác nhau, mạng phải có chế ứng xử khác với lớp cách cung cấp đảm bảo tài nguyên phân biệt dịch vụ mạng Mức độ chấp nhận dịch vụ từ phía người sử dụng kiểm tra qua thơng số mạng khả tổn thất gói, độ trễ, trượt xác suất tắc nghẽn Số lượng đặc tính tham số chất lượng phụ thuộc vào cấu mạng cung cấp dịch vụ Một khung làm việc chung kiến trúc chất lượng dịch vụ QoS nhìn từ khía cạnh mạng gồm có: - Các phương pháp để yêu cầu nhận mức dịch vụ qua hình thức thoả thuận mức dịch vụ SLA ( Service Level Agreements) Một SLA định dạng yêu cầu mức dịch vụ bao gồm tham số QoS băng thông, độ trễ Các thoả thuận hình thức thoả thuận dịch vụ khách hàng nhà cung cấp dịch vụ Các nhà cung cấp dịch vụ cần SLA để hướng lưu lượng đầu vào khách hàng tới mạng phù hợp, người sử dụng cần SLA để hiểu ứng dụng nhận mức dịch vụ - Báo hiệu, phân phối đệm quản lý đệm cho phép đáp ứng yêu cầu mức dịch vụ thông qua giao thức dành trước tài nguyên cho ứng dụng - Điều khiển ứng dụng có sai lệch việc thiết lập mức dịch vụ, thông qua q trình phân loại lưu lượng, hướng tới sách quản lý thực thi luồng lưu lượng nhằm xác định kỹ thuật điều khiển lưu lượng phù hợp Phân loại lưu lượng sử dụng lớp liên kết, lớp mạng, truyền tải lớp khác cao Phương pháp xếp cho luồng lưu lượng qua mạng chừng mực mà đảm bảo thoả thuận mức dịch vụ sử dụng, phương pháp định tuyến tảng QoS - Các phương pháp tránh tắc nghẽn, quản lý tắc nghẽn, hàng đợi, thiết lập để ngăn chặn điều kiện cố mạng gây hậu bất lợi ảnh hưởng tới mức dịch vụ Quản lý tắc nghẽn cho phép thành phần mạng để điều khiển tắc nghẽn cách xác định thứ tự gói truyền dựa vào quyền ưu tiên mức dịch vụ gán cho gói tin Nó cần tạo hàng đợi, định gói tin tới hàng đợi thiết lập gói tin hàng đợi Quản lý tắc nghẽn chế phòng ngừa, chế tác động ngược điều kiện tắc nghẽn phát sinh mạng Cắt giảm dị tìm ngẫu nhiên RED ( Random Early Detection) kỹ thuật để ngăn ngừa tắc nghẽn Thuật tốn RED tận dụng tính tác động ngược TCP phù hợp với mạng TCP/IP Các tác động ngược cho phép cắt giảm lưu lượng cần phát vào mạng tốc độ đường truyền chậm Tận dụng tính này, thuật tốn RED thực cắt giảm gói tin ngẫu nhiên chí trước tắc nghẽn xảy - Chính sách quản lý cho phép thực luật áp dụng cho gói tin qua mạng sách chung Mỗi lớp lưu lượng có giới hạn định số gói tin chấp nhận khoảng thời gian định Chính sách quản lý liên quan hoạt động thiết bị xử lý gói tin trạng mạng từ định hình thức thoả thuận mức dịch vụ Một cách tiếp cận khác QoS nhìn nhận từ phía mạng tiếp cận theo mơ hình phân lớp mơ hình tham chiếu hệ thống mở, QoS đánh giá số lớp sau: - Lớp ứng dụng AL (Application Layer): Chất lượng dịch vụ QoS nhận thức “ mức độ dịch vụ” Khái niệm khó định lượng xác, chủ yếu dựa vào đánh giá người, mức độ hài lịng dịch vụ - Lớp truyền tải TL (Transport Layer): Chất lượng dịch vụ thực kiến trúc logic mạng, chế định tuyến báo hiệu đảm bảo chất lượng dịch vụ - Lớp mạng NL (Network Layer): Chất lượng dịch vụ thể qua tham số lớp mạng tương đối gần với tham số thường gặp, biểu diễn thông qua đại lượng tốn học như: Tỷ lệ lỗi, giá trị trung bình, giá trị lớn tham số băng thông, độ trễ độ tin cậy luồng lưu lượng - Lớp liên kết liệu DLL ( Data Link Layer): Chất lượng dịch vụ thể qua tham số truyền dẫn, tỷ lệ lỗi thông tin, tượng tắc nghẽn hỏng hóc của tuyến liên kết Như vậy, chất lượng dịch vụ QoS mức cao mơ hình hướng người sử dụng dịch vụ liên quan tới hệ thống giao thức phần mềm điều khiển, mức thấp hướng đặc tính hệ thống mạng truyền thông chủ yếu liên quan tới cấu trúc mạng, tài nguyên sử dụng nút liên kết 2.6.2 Các tham số chất lượng dịch vụ Các yêu cầu chất lượng dịch vụ phải biểu thi theo tham số QoS đo Các tham số thông thường thường biết đến tham số: Băng thông, độ trễ, trượt, giá xác xuất gói Các tham số sử dụng để tính tốn QoS tuỳ thuộc vào kiểu mạng: Băng thông, độ trễ, giá độ tin cậy tham số thường sử dụng mạng IP; biến đổi tốc độ tế bào, tỷ lệ tế bào trễ chuyển giao tham số thường sử dụng mạng ATM; mạng không dây, tham số đo thường sử dụng băng thông, nhiễu, suy hao độ tin cậy Trong khung làm việc chung QoS, ba dạng tham số đo tổng quát gồm: - Các tham số tính cộng ( ví dụ trễ, trượt, giá số bước nhảy) - Các tham số tính nhân (ví dụ độ tin cậy) - Các tham số tính lõm (ví dụ băng thơng) 2.6.2.1 Độ tin cậy Để xác định độ ổn định hệ thống, người ta thường xác định độ khả dụng hệ thống, đồng nghĩa với độ khả dụng hệ thống nhìn nhận từ khía cạnh mạng độ tin cậy hệ thống Độ khả dụng mạng cao nghĩa độ tin cậy mạng lớn độ ổn định hệ thống lớn Độ khả dụng mạng thường tính sở thời gian ngừng hoạt động tổng số thời gian hoạt động Ví dụ, độ khả dụng hệ thống chuyển mạch gói 99,995% thời gian ngừng hoạt động năm vào khoảng 26 phút 2.6.2.2 Băng thông Băng thông biểu thị tốc độ truyền liệu cực đại đạt hai điểm kết cuối Một mơ hình trạng thái QoS mạng thường biểu diễn dạng đồ thị G (V,E) Lưu lượng vào mạng qua nút V i khỏi nút Vj Mỗi liên kết có đặc tính : C(i, j) dung lượng liên kết, f( i, j) lưu lượng thực tế Gọi r(i, j) băng thơng dư Khi đó, kết nối có u cầu băng thơng d k, kết nối gọi khả dụng r( i, j) dk Một kết nối chấp nhận tồn đường dẫn khả dụng nút V i Vj Băng thông tốc độ truyền thơng tin tính theo (bit/s) 2.6.2.3 Độ trễ Là khoảng thời gian chênh lệch thiết bị phát thiết bị thu Trễ tổng thể thời gian trễ từ đầu cuối phát tới đầu cuối thu tín hiệu (cịn gọi trễ tích luỹ) Mỗi thành phần tuyến kết nối thiết bị phát, truyền dẫn, thiết bị chuyển mạch định tuyến gây trễ Các thành phần gây trễ chủ yếu gồm: - Trễ hàng đợi: Là thời gian gói phải trải qua hàng đợi phải đợi để truyền liên kết khác, hay thời gian cần thiết phải đợi để thực định định tuyến định tuyến Nó lớn phụ thuộc vào số gói có hàng đợi tốc độ xử lý - Trễ truyền lan: Thời gian cần thiết để mơi trường vật lý truyền liệu Ví dụ trễ truyền lan truyền dẫn quang thường nhỏ môi trường vô tuyến - Trễ chuyển tiếp: Thời gian sử dụng để chuyển gói tin từ tuyến sang tuyến khác, hay thời gian yêu cầu để xử lý gói đến nút Ví dụ, thời gian để kiểm tra tiêu đề gói xác định nút để gửi - Trễ truyền dẫn: Là thời gian yêu cầu để truyền tất bit gói qua liên kết, trễ truyền dẫn xác định thực tế băng thông liên kết 2.6.2.4 Biến động trễ Biến động trễ khác biệt trễ gói khác luồng lưu lượng Biến động trễ tần số cao gọi jitter biến động trễ có tần số thấp gọi wander Biên động trễ chủ yếu sai khác thời gian xếp hàng gói liên tiếp luồng gây vấn đề quan trọng QoS Khi jitter nằm vào khoảng dung sai định nghĩa trước khơng ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ Nếu biến động trễ lớn làm cho kết nối mạng bị đứt quãng Bộ đệm Jitter dùng để giảm tác động “trồi/sụt” mạng tạo dịng gói đến đặn thiết bị thu Trong số ứng dụng, ứng dụng thời gian thực chấp nhận rung pha Biến động trễ lớn xử lý đệm, song lại làm tăng trễ nên lại nảy sinh khó khăn khác 2.6.2.5 Tổn thất gói Tổn thất gói xảy theo cụm theo chu kỳ mạng tắc nghẽn liên tục, xảy trường chuyển mạch gói Xác suất tổn thất gói đại lượng quan trọng QoS với ứng dụng giữ liệu hay dịch vụ thời gian thực Khi kết nối yêu cầu truyền liệu theo thứ tự, tổn thất gói ngun nhân trình truyền lại Điều làm chậm lại trình xử lý truyền tin làm giảm QoS nhận Với ứng dụng thời gian thực, trình truyền lại gói thường khơng khả thi Kết luận chương Chương trình bày nguyên tắc hoạt động mạng chuyển mạch gói, phương pháp chuyển gói kiến trúc chức hệ thống chuyển mạch gói điển hình Trên sở phân tích cấu trúc chức hệ thống chuyển mạch gói, trình bày chi tiết vấn đề phân loại trường chuyển mạch gói, phân tích đánh giá kiểu trường chuyển mạch gói điển hình Chiến lược sử dụng nhớ đệm để nâng cao hiệu trường chuyển mạch Các thuật toán định tuyến giao thức định tuyến điển hình trình bày chương nhằm thể rõ tính đặc thù kỹ thuật chuyển mạch gói mơi trường mạng chuyển mạch gói, Phần cuối chương tiếp cận vấn đề chất lượng dịch vụ mạng số kỹ thuật nâng cao chất lượng dịch vụ hệ thống chuyển mạch gói