Nghiên cứu đề xuất một số cơ chế tăng cường khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng thông tin chuyển mạch gói
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
PHẠM VĂN THƯƠNG
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ CƠ CHẾ TĂNG CƯỜNG
KHẢ NĂNG ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG
MẠNG THÔNG TIN CHUYỂN MẠCH GÓI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
v24: 11/10 Sửa theo ý kiến TS Hoàng
19/10: Sửa theo ý kiến anh Hải
22/10: Sửa theo ý kiến thầy Q. Bình
v25: 9/12 Sửa theo ý kiến anh Trinh
10/12: Sửa theo ý tưởng của anh Hải và chị Nga trong slide
v26 24/12: Sửa theo ý kiến của anh Hải tại bản thảo 121212v25.
v27 18/3/2013: Sửa các lỗi soạn thảo hết trang 137/137, slide 44/44
Hình 3.12: Có thể làm thêm hình so sánh tổng thông lượng đạt được của 3 luồng để lý giải thời gian bù trong
t/h 3 dài hơn t/h 2 là do lost packet?
10/4: Sửa theo ý kiến phản biện độc lập (PBĐL) 1.
v28, 16/5/2013: Sửa theo ý kiến lần 1 của PBĐL 2: Bổ sung thêm phụ lục về mô phỏng.
v30: 3/8/2013: sửa theo ý kiến lần 2 của PBĐL 2: Bổ sung đánh giá đụng độ MQCM & TCP Fast Recovery
Hà Nội – 2013
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
PHẠM VĂN THƯƠNG
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ CƠ CHẾ TĂNG CƯỜNG
KHẢ NĂNG ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG
MẠNG THÔNG TIN CHUYỂN MẠCH GÓI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Mã số: 62.52.70.10
Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TSKH. Hoàng Đăng Hải
Hà Nội – 2013
i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn - PGS. TSKH.
Hoàng Đăng Hải, người đã định hướng nghiên cứu, hướng dẫn khoa học, chỉ dẫn
cho tôi phương pháp luận thực hiện luận án. Thầy đã mang những kiến thức, kinh
nghiệm, lòng nhiệt huyết, thời gian quý báu của mình tư vấn cho tôi trong suốt quá
trình nghiên cứu. Thầy là người kiểm tra, đánh giá, giúp tôi hoàn thiện các kết quả
cuối cùng của luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn
thông, Khoa Quốc tế và Đào tạo Sau đại học đã hỗ trợ, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt
Nam, Lãnh đạo Ban Viễn thông đã tạo điều kiện cho tôi được tham gia khóa đào tạo
và tạo điều kiện trong công việc để tôi có thể hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè đã khích lệ, động viên,
giúp tôi hoàn thiện luận án.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới những người thân trong gia đình đã
khích lệ, động viên và hết lòng tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành luận án.
Hà Nội, ngày 16 tháng 8 năm 2013
Tác giả
Phạm Văn Thương
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án “Nghiên cứu đề xuất một số cơ chế tăng cường
khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng thông tin chuyển mạch gói”
là công trình nghiên cứu của tôi, trừ những kiến thức tham khảo từ các tài liệu đã
được chỉ rõ.
Các kết quả, số liệu nêu trong luận án là trung thực, một phần đã được công bố
trên các tạp chí khoa học chuyên ngành, phần còn lại chưa được công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày 16 tháng 8 năm 2013
Tác giả
Phạm Văn Thương
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................................vi
DANH MỤC KÝ HIỆU ........................................................................................... xii
DANH MỤC HÌNH VẼ ...........................................................................................xvi
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................. xviii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 ................................................................................................................ 7
VẤN ĐỀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP..................... 7
1.1 Mạng IP và chất lượng dịch vụ ..................................................................... 7
1.1.1. Mạng IP ................................................................................................. 7
1.1.2. Chất lượng dịch vụ trên mạng IP .......................................................... 9
1.1.3. Vấn đề đảm bảo QoS cho các ứng dụng .............................................10
1.1.4. Các mô hình đảm bảo QoS trong mạng IP .........................................12
1.1.5. Các cơ chế giám sát, điều khiển QoS trong mạng IP..........................13
1.2 Cơ chế định trình điều khiển QoS ...............................................................14
1.2.1. Các yêu cầu chính đối với bộ định trình .............................................15
1.2.2. Phân loại các bộ định trình..................................................................16
1.2.3. Các cơ chế định trình theo nhãn thời gian ..........................................17
1.3 Cơ chế giám sát QoS ...................................................................................28
1.3.1. Yêu cầu và phân loại giám sát ............................................................28
1.3.2. Tham số giám sát ................................................................................29
1.3.3. Giám sát thời gian trễ ..........................................................................30
1.3.4. Giám sát tỷ lệ mất gói .........................................................................31
1.3.5. Giám sát băng thông ...........................................................................31
1.3.6. Giám sát lưu lượng..............................................................................33
1.4 Kết luận chương 1 .......................................................................................33
CHƯƠNG 2 ..............................................................................................................35
CƠ CHẾ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ ...................................................35
iv
2.1. Nhu cầu giám sát QoS .................................................................................35
2.2. Các nghiên cứu liên quan ............................................................................37
2.2.1. Cơ chế tổng quát .................................................................................37
2.2.2. Giám sát trong một vùng mạng...........................................................38
2.2.3. Giám sát giữa các vùng mạng .............................................................38
2.2.4. Giám sát nhiều vùng mạng .................................................................39
2.2.5. Nhận xét ..............................................................................................39
2.3. Mô hình giám sát QoSM .............................................................................39
2.4. Phương pháp giám sát, hạn chế tốc độ ........................................................43
2.4.1. Phương pháp giám sát, hạn chế tốc độ trên một nút mạng .................43
2.4.2. Phương pháp giám sát phối hợp hai nút mạng QoSMon ....................49
2.4.3. Sử dụng kết quả giám sát ....................................................................57
2.5. Kết quả mô phỏng .......................................................................................57
2.5.1. Các bước thực hiện mô phỏng trong NS-2 .........................................57
2.5.2. Mô phỏng định trình trong NS-2 ........................................................58
2.5.3. Mô phỏng QoSM ................................................................................59
2.5.4. Kịch bản mô phỏng .............................................................................59
2.5.5. Kết quả mô phỏng ...............................................................................60
2.6. Kết luận chương 2 .......................................................................................65
CHƯƠNG 3 ..............................................................................................................67
CƠ CHẾ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ DỰA TRÊN CÁC THAM SỐ
ĐƯỢC GIÁM SÁT ...................................................................................................67
3.1. Yêu cầu đảm bảo QoS dựa trên các tham số được giám sát .......................67
3.2. Mô hình cơ chế MQCM ..............................................................................68
3.2.1. Phát biểu bài toán ................................................................................68
3.2.2. Khối Agent ..........................................................................................70
3.2.3. Khối giám sát MonQoS ......................................................................70
3.2.4. Khối giám sát và hạn chế tốc độ tối đa (RL) ......................................72
3.2.5. Bộ điều khiển MPWPS .......................................................................72
3.2.6. Hàm thời gian ảo .................................................................................73
3.2.7. Gán nhãn thời gian cho gói tin ............................................................73
3.2.8. Hiệu chỉnh trọng số bù thông lượng ...................................................75
v
3.2.9. Lựa chọn giá trị hiệu chỉnh trọng số bù thông lượng..........................80
3.3. Kết quả mô phỏng .......................................................................................85
3.3.1. Phương pháp mô phỏng ......................................................................85
3.3.2. Kịch bản 1: nguồn lưu lượng không đổi .............................................86
3.3.3. Kết quả mô phỏng trong trường hợp nguồn lưu lượng không đổi......88
3.3.4. Kịch bản 2: Mô phỏng với các nguồn lưu lượng biến đổi ..................96
3.3.5. Kết quả mô phỏng trong trường hợp nguồn lưu lượng biến đổi .........97
3.3.6. Kịch bản 3: Mô phỏng với nguồn lưu lượng khác ..............................99
3.3.7. Kết quả mô phỏng với nguồn lưu lượng khác ..................................100
3.4. Kết luận chương 3 .....................................................................................102
CHƯƠNG 4 ............................................................................................................104
ỨNG DỤNG CƠ CHẾ GIÁM SÁT, ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ DỰA
TRÊN CÁC THAM SỐ ĐƯỢC GIÁM SÁT VÀO MÔ HÌNH QoS DOWNLOAD
GATEWAY.............................................................................................................104
4.1. Các nghiên cứu liên quan ..........................................................................104
4.1.1. Mô hình best-effort cơ bản................................................................105
4.1.2. Mô hình Diffserv cơ bản ...................................................................105
4.1.3. Mô hình WSPT .................................................................................106
4.1.4. Nhận xét ............................................................................................107
4.2. Mô hình QoS Download Gateway ............................................................108
4.2.1. Xử lý các yêu cầu tải file ..................................................................108
4.2.2. Xử lý các phiên tải file ......................................................................110
4.3. Vấn đề mô phỏng mô hình QoS Download Gateway ...............................111
4.4. Kết luận chương 4 .....................................................................................112
KẾT LUẬN .............................................................................................................113
Những kết quả chính của luận án ......................................................................113
Hướng phát triển tiếp của luận án......................................................................115
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ .........................................................116
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................117
vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
3G
Nghĩa tiếng Anh
Nghĩa tiếng Việt
Third Generation mobile Mạng di động thế hệ thứ 3
telecommunications
AO
Administrative Owner
AQM
Active
Chủ thể quản trị
Queue Quản lý hàng đợi tích cực
Management
AQoS
Active Quality of Service
ATM
Asynchronous
Chủ động đo chất lượng dịch vụ
Transfer Phương thức truyền dị bộ
Mode
Giao thức cổng kết nối
BGP
Border Gateway Protocol
BM
Buffer Management block Khối quản lý bộ đệm
BW
Bandwidth
Băng thông
CBR
Constant Bit Rate
Tốc độ bít cố định
CBWFQ
Class-Based
Weighted Hàng đợi công bằng theo trọng số,
Fair Queueing
theo lớp
CE
Customer Edge
Thiết bị biên của người dùng
CoS
Class of Service
Lớp dịch vụ
CPE
Customer
Premise Thiết bị tại nhà người dùng
Equipment
DiffServ
Differentiated Service
DS
Differentiated
field
DSCP
Differentiated
Code Point
Dịch vụ được phân biệt
Service Trường phân biệt lưu lượng của các
loại dịch vụ
Service Điểm mã phân biệt dịch vụ
vii
DSL
Digital Subscriber Line
EWMA
Exponential
Đường dây thuê bao số
Weighted Trung bình dịch chuyển trọng số theo
Moving Average
hàm mũ
EM
Error Model
Mô hình lỗi
EM1
Uniform Error Model
Mô hình lỗi đơn
EM2
Markov Error Model
Mô hình lỗi Markov
EO
Element Owner
Chủ thể hành phần
FIFO
First In First Out
Hàng đợi vào trước ra trước
FQ
Fair Queueing
Hàng đợi công bằng
FTTH
Fiber to the home
Cáp quang tới nhà thuê bao
GPS
General Processor System Hệ thống xử lý tổng quát
GSM
Global System Mobile
Mạng di động toàn cầu
HOL
Head of Line
Đầu hàng đợi
IEEE
Institute of Electrical and Viện nghiên cứu điện và điện tử Mỹ
Electronics Engineers
IETF
Internet Engineering Task Tổ chức đưa ra các khuyến nghị, định
Force
hướng phát triển mạng Internet
IMS
IP Multimedia Subsystem
Phân hệ đa phương tiện IP
IntServ
Integrated Service
Dịch vụ được tích hợp
INTERMON
Inter-network Monitoring
Giám sát liên mạng
IP
Internet Protocol
Giao thức Internet
IPTV
Internet
Protocol Truyền hình sử dụng giao thức IP
TeleVision
LAN
Local Area Network
Mạng cục bộ
viii
LSR
Label Switch Router
Router chuyển mạch nhãn
LTE
Long-Term Evolution
Công nghệ truy nhập vô tuyến băng
rộng (4G)
M/M/1
arivals, Hàng đợi với gói tin đến theo tiến
Poisson
exponential
service,
1 trình Poisson, FIFO, thời gian phục vụ
server queue
theo hàm mũ, một bộ xử lý
MAN
Metro Area Network
Mạng đô thị
MOS
Mean Opinion Score
Điểm đánh giá chất lượng dịch vụ
(audio, voice, video) theo quan điểm
của người sử dụng
Label Bít phân loại dịch vụ trong chuyển
MPLS-
Multi-Protocol
EXP
Switching Experience bit
MPWPS
Max-Rated
mạch nhãn đa giao thức
Per-flow Cơ chế định trình bù trọng số theo
luồng tin có hạn chế tốc độ tối đa
Weight-compensation
Scheduling mechanism
MQCM
MRC
Monitoring-based
QoS Cơ chế kiểm soát chất lượng dịch vụ
Control Mechanism
dựa trên giám sát
Multi-Router Collector
Bộ thu thập thông tin lưu lượng từ các
router sử dụng SNMP
NAM
Network Animator
Phần mềm minh họa kết quả mô
phỏng.
NGN
Next Generation Network
NS-2
Network
Simulator Phần mềm mô phỏng mạng mã nguồn
version 2
OSI
Mạng thế hệ kế tiếp
mở
Open Systems Intercon- Mô hình tham chiếu liên kết mở
nection Reference Model
ix
OSPF
Open Shortest Path First
Giao thức định tuyến chọn đường
ngắn nhất
PAE
Periodical Average QoS Phương pháp ước lượng giá trị trung
Estimating bình các tham số QoS định kỳ.
parameters
method
PDV
Packet Delay Variation
Biến thiên trễ truyền gói tin
PE
Provider Edge
Thiết bị biên của nhà cung cấp dịch vụ
PID
Proportional
Integral Vi tích phân tỷ lệ
Derivative
Tỷ lệ mất gói tin
PLR
Packet Lost Ratio
PSTN
Public Switch Telephone Mạng điện thoại chuyển mạch công
Network
cộng
PTD
Packet Transfer Delay
Trễ truyền gói tin
QCM
QoS
Compensation Phương pháp bù chất lượng dịch vụ có
Mechanism
tên là QCM
QoE
Quality Of Experience
Chất lượng trải nghiệm
QoS
Quality Of Service
Chất lượng dịch vụ
QoSM
QoS
Monitoring Cơ chế giám sát chất lượng dịch vụ có
mechanism
tên là QoSM
QFQ
Quick Fair Queueing
Hàng đợi công bằng nhanh
RFC
Request For Comment
Khuyến nghị do IETF đưa ra về định
hướng phát triển mạng Internet
RL
Rate Limitation block
RSVP
Resource
Protocol
Khối hạn chế tốc độ
reSerVation Giao thức đặt trước tài nguyên mạng
x
RTT
Round Trip Time
Thời gian trễ toàn trình
SLA
Service Level Agreement
Thỏa thuận cấp độ dịch vụ
TCP
Transmission
Control Giao thức điều khiển truyền tin
Protocol
TCP-like
Control Giao thức tựa TCP
Transmission
Protocol - like
TDM
Division Ghép kênh phân chia theo thời gian
Time
Multiplexing
ToS
Type of Service
TSFQ
Tiered-Service
Loại dịch vụ
Fair Hàng đợi công bằng theo lớp dịch vụ
Queueing
TTL
Time To Live
Thời gian tồn tại của gói tin
UDP
User Datagram Protocol
Giao thức truyền dữ liệu của người
dùng
UE
User Equipment
Thiết bị của người dùng
User profile
Tập yêu cầu chất lượng dịch vụ của
người dùng
VC
Virtual Clock
VLAN
Virtual
Local
Đồng hồ ảo
Area Mạng cục bộ ảo
Network
VoD
Video on Demand
Dịch vụ Video theo yêu cầu
VoIP
Voice over IP
Thoại sử dụng giao thức Internet
VPN
Virtual Private Network
Mạng riêng ảo
WAN
Wide Area Network
Mạng diện rộng
WCDMA Wideband Code Division Đa truy nhập phân chia theo mã băng
xi
Multiple Access
rộng
WF2Q,
Worst-case Fair Weighted Hàng đợi công bằng có trọng số trong
WF2Q+
Fair Queueing
WF2Q-M
WF2Q+ with maximum WF2Q+ được bổ sung giải thuật điều
điều kiện xấu nhất
rate control mechanism
khiển hạn chế tốc độ tối đa
WFQ
Weighted Fair Queueing
Hàng đợi công bằng có trọng số
WWW
World Wide Web
Mạng lưới toàn cầu, không gian thông
tin toàn cầu mà mọi người có thể truy
nhập (đọc và viết) qua các máy tính
nối với mạng Internet
xDSL
Digital Subscriber Line Các công nghệ đường dây thuê bao số
technologies
xii
DANH MỤC KÝ HIỆU
Ký hiệu
aik
Ý nghĩa
Thời điểm đến của gói tin thứ k thuộc luồng tin i
B (t )
Tập các luồng tin tồn đọng tại thời điểm t
BM (t )
Tập các luồng bão hòa tại thời điểm t
Tập các luồng chưa bão hòa tại thời điểm t
BM (t )
Tập các luồng tin được truyền tại thời điểm t trong giải thuật s
Bs (t )
C
Băng thông đầu ra của nút mạng
Cb,j
Băng thông của kết nối cổ chai j
Cn
Băng thông đã cấp phát cho các luồng tin tại đầu ra của nút mạng
Cnk
Băng thông đã cấp phát cho các luồng tin tại đầu ra của nút mạng
tại thời điểm gửi gói tin k
Cnk
Băng thông trung bình tại thời điểm gửi gói tin k
d i , si
Kích thước của dữ liệu yêu cầu, tốc độ truyền dữ liệu
delta_t
Khoảng thời gian giữa thời điểm truyền 2 gói tin liên tiếp
Deque()
Hàm trong NS-2 được kích hoạt khi đưa gói tin ra khỏi hàng đợi
Enque()
Hàm trong NS-2 được kích hoạt khi gói tin đến nút mạng
Fik
Nhãn thời gian kết thúc xử lý (dự kiến) của gói tin k thuộc luồng i
i
FQoS
(t )
Hàm QoS của luồng i
i
FQoS
Hàm QoS của luồng i tại trong khoảng thời gian (0, t] (dài hạn)
long
(t )
i
FQoSTmon
(t )
Hàm QoS của luồng i tại trong khoảng thời gian Tmon (ngắn hạn)
xiii
k
Số thứ tự gói tin trong một luồng tin
K
Hệ số tỷ lệ trong PID
Lik
Độ dài gói tin k của luồng tin i
LostPkti (t )
Số lượng gói tin bị mất đến thời điểm t của luồng i
Mi
Tốc độ tối đa của luồng i
N
Tập tất cả các luồng tin tích cực của hệ thống
Now
Thời gian hiện tại
PDV
Packet Delay Variation – Biến thiên trễ
pik
Gói tin thứ k của luồng i
pktSize
Kích thước gói tin
PktSqNo
Số thứ tự của gói tin, được chèn vào phần mào đầu của gói tin để
giám sát QoS
PLR
Packet Loss Ratio - Tỷ lệ mất gói tin
PTD
Packet Time Delay - Trễ của gói tin
qcrtSizei
Độ dài tức thời của hàng đợi của luồng i
qmaxSizei
Độ dài tối đa của hàng đợi của luồng i
Qi ,s ( )
Độ dài hàng đợi của luồng tin i tại thời điểm
r
Băng thông của kết nối
ri
Tốc độ được đảm bảo (cam kết) cho kênh i
Ri
Băng thông cấp phát cho luồng tin i (bít/s)
rateik
Tốc độ tức thời của luồng tin i khi chuyển gói tin thứ k
rateik
Tốc độ trung bình của luồng tin i sau khi chuyển gói tin thứ k
rateiEWMA
Tốc độ trung bình của luồng tin i tính theo phương pháp EWMA
trong giải thuật s
xiv
rateiPAE
Tốc độ trung bình của luồng tin i tính theo phương pháp PAE
rateiTmon
Tốc độ trung bình của luồng i trong khoảng thời gian Tmon
speedup(t)
Giá trị hiệu chỉnh thời gian ảo (V), nhãn thời gian (S, F)
SB(t)
Tập các luồng tin hiện có gói tin trong bộ đệm ở thời điểm t
Sik
Nhãn thời gian bắt đầu xử lý (dự kiến) của gói tin k thuộc luồng i
Tc
Thời gian bù
k
t RTT
Thời gian truyền của gói tin thứ k
k
t RTT
Thời gian truyền trung bình của k gói tin
Ti(t)
Thông lượng của luồng i tại thời điểm t
TD
Thời gian vi phân trong PID
TI
Thời gian tích phân trong PID
Ts
Thời gian lấy mẫu trong PID
Tmon
Khoảng thời gian cập nhật giá trị các tham số QoS giám sát được
Tmoni
Khoảng thời gian cập nhật giá trị các tham số QoS giám sát được
của luồng i
Tsnd
Thời điểm gửi gói tin, được chèn vào phần mào đầu của gói tin để
giám sát QoS
TotalPkti (t ) Tổng số gói tin nhận được đến thời điểm t của luồng i
Vs(t)
Hàm thời gian ảo của hệ thống trong giải thuật s
wa
Giá trị hiệu chỉnh trọng số trong phương pháp bù QCM
wi
Trọng số của luồng tin i
wci
Trọng số của luồng tin i trong khi bù
xv
Wi , s (t1 , t 2 )
Tổng số bít mà luồng tin i được chuyển ra khỏi nút mạng trong
khoảng thời gian [t1, t2] trong giải thuật s
α, β
Hệ số ước lượng sử dụng trong PID
γ
Hệ số ước lượng sử dụng trong EWMA
Hệ số công bằng của các luồng tin
η
Hằng số thời gian
ξ
Chu kỳ giám sát
xvi
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô hình mạng IP cung cấp đa dịch vụ [26] ................................................ 7
Hình 1.2. Mô hình nút mạng IP – router [1] ............................................................... 8
Hình 1.3. Phân loại một số ứng dụng theo thông lượng và độ trễ [39]....................... 9
Hình 1.4. Mô hình bộ định trình xử lý n luồng tin. ...................................................14
Hình 1.5. Mô hình dòng chảy lý tưởng [47] .............................................................19
Hình 1.6. Mô hình GPS [47] .....................................................................................19
Hình 1.7. Mô hình hàng đợi công bằng có trọng số [10] ..........................................21
Hình 1.8. Điều khiển QoS bằng hàm thời gian ảo [26].............................................22
Hình 1.9. Gói tin đến, dịch vụ và hàm thời gian ảo của hai luồng tin [26]...............22
Hình 1.10. Gán nhãn thời gian và xử lý gói tin trong WFQ [40]..............................24
Hình 1.11. Giới hạn của giá trị tham số QoS [26] ....................................................28
Hình 1.12. Mô hình cặp gói [13] ...............................................................................32
Hình 2.1. Cấu trúc điều khiển QoS [30] ...................................................................36
Hình 2.2. Mô hình giám sát QoS tổng quát [46] .......................................................37
Hình 2.3. Mô hình QoSM .........................................................................................40
Hình 2.5. Giám sát QoS offline.................................................................................43
Hình 2.6. Yêu cầu hạn chế tốc độ luồng i tại nút mạng N1 ......................................44
Hình 2.7. Tốc độ tức thời, tốc độ trung bình của luồng tin .......................................47
* Giải thuật triển khai phương pháp giám sát, hạn chế tốc độ: ............................47
Hình 2.8. Giải thuật giám sát tại một nút mạng để giới hạn tốc độ. .........................48
Hình 2.9. Phương pháp giám sát QoS phối hợp 2 nút mạng.....................................49
Hình 2.10. Chọn giá trị Tmon....................................................................................53
Hình 2.11. Giải thuật chèn thông tin giám sát của QoSMon.....................................54
Hình 2.12. Giải thuật thu thập thông tin giám sát của cơ chế QoSMon ....................55
Hình 2.13. Giải thuật tính các tham số QoS của cơ chế MonQoS. ...........................56
Hình 2.14. Sơ đồ mô phỏng giám sát ........................................................................59
Hình 2.15. Kết quả mô phỏng tốc độ ........................................................................61
Hình 2.16. Kết quả mô phỏng thông lượng ..............................................................62
Hình 2.17. Kết quả so sánh số lượng bít được phục vụ ............................................63
Hình 2.18. Kết quả so sánh tỷ lệ mất gói tin .............................................................63
xvii
Hình 2.19. Kết quả so sánh thời gian trễ ...................................................................64
Hình 2.20. Kết quả so sánh biến thiên trễ .................................................................65
Hình 3.1. Yêu cầu xử lý n luồng tin tại kết nối ra .....................................................69
Hình 3.2. Kiến trúc chung của các bộ định trình [26] ...............................................70
Hình 3.3. Kiến trúc mô hình MQCM ........................................................................71
Hình 3.4. Giải thuật TimeStamp() ............................................................................74
Hình 3.5. Lượng bit được phục vụ Wi(t) và hàm thời gian V(t) ...............................76
Hình 3.6. Giải thuật giám sát, điều chỉnh trọng số MPWPS::MonQoS(). ................79
Hình 3.7. Biến đổi thông lượng của các luồng trong khi bù .....................................80
Hình 3.8. Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển bù theo trạng thái [22]. ....................81
Hình 3.9. Mô hình bài toán điều khiển MPWPS. .....................................................83
Hình 3.10. Sơ đồ mô phỏng MQCM thực hiện giám sát, bù, hạn chế tốc độ ...........86
Hình 3.11. Kết quả mô phỏng tốc độ ........................................................................88
Hình 3.12. Kết quả so sánh thông lượng ...................................................................90
Hình 3.13. Kết quả so sánh số lượng bít được phục vụ ............................................91
Hình 3.14. Kết quả so sánh trễ ..................................................................................92
Hình 3.15. Kết quả so sánh biến thiên trễ .................................................................94
Hình 3.16. Kết quả so sánh tỷ lệ mất gói tin .............................................................95
Hình 3.17. Kết quả so sánh thông lượng ...................................................................98
Hình 3.18. Kết quả so sánh số lượng bít được phục vụ ............................................99
Hình 3.19. Kết quả so sánh tốc độ ..........................................................................101
Hình 3.20. Kết quả so sánh thông lượng .................................................................102
Hình 4.1. Web server QoS xử lý tuần tự [55] .........................................................105
Hình 4.2. Mô hình DiffServ cơ bản [55] .................................................................105
Hình 4.3. Mô hình QoS Download Gateway ..........................................................108
Hình 4.4. Xử lý các yêu cầu tải file.........................................................................108
xviii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Phân loại lưu lượng các dịch vụ [19] .......................................................... 9
Bảng 1.2. Yêu cầu QoS của các ứng dụng thoại, video, dữ liệu [17], [49] ..............10
Bảng 1.3. Phân nhóm QoS trong các lớp của mô hình OSI [44] ..............................29
Bảng 1.4. Ánh xạ tham số QoS giữa RTP và UDP [44] ...........................................30
Bảng 2.1. Tốc độ trung bình ước lượng theo phương pháp EWMA và PAE ...........47
Bảng 2.2. Tham số của các luồng mô phỏng giám sát ..............................................60
Bảng 3.1. Tham số của các luồng mô phỏng giám sát, bù thông lượng ...................87
Bảng 3.2. Thay đổi tham số của các luồng mô phỏng giám sát, bù thông lượng .....96
Bảng 3.3. Dùng mô hình lỗi cho các luồng mô phỏng giám sát, bù thông lượng ....96
Bảng 3.4. Mô phỏng với nguồn lưu lượng FTP-TCP .............................................100
Bảng 4.1. Đặc tính của một số mô hình Download Server hiện nay ......................107
- Xem thêm -