ĐỀ TÀI “ĐÁNH GIÁ VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG CHƯƠNG IV ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THOẠI TRONG MẠNG VoIP BẰNG MÔ HÌNH- E. Hình 4.2 GoB và PoW là một hàm số của R. T1207880-96 0 20 40 60 80 100 R MOS Excellent 5 Good 4 Fair 3 Poor 2 Bad 1 Hình 4.3 MOS là một hàm số của R. Trong một số trường hợp, người lập kế hoạch truyền dẫn có thể không quen sử dụng tham số R để đánh giá chất lượng truyền dẫn. Khi đó họ có thể sử dụng một trong các tham số trên dựa vào hình 4.4. Hình 4.4 nêu ra các mức tương ứng của các tham số đầu ra mô hình E và các loại chất lượng thoại được khuyến nghị. Chú ý là với R nhỏ hơn 50 là vùng không được khuyến nghị cho chất lượng truyền dẫn thoại. Hình 4.4 Mối quan hệ giữa tham số đầu ra của mô hình E và các loại chất lượng truyền dẫn thoại. 4.4 Một số phưong pháp cải thiện QoS trong mạng VoIP Do đặc điểm của loại hình dịch vụ lưu lượng thoại IP cần được hỗ trợ các biện pháp tăng cường mức QoS để đảm bảo việc thoả mãn cho các yêu cầu từ phía người sử dụng. Có nhiều phương pháp hỗ ttrợ chất lượng dịch vụ trong mạng VoIP. Ngoài các biện pháp từ phía người sử dụng như tăng cường độ thông minh của các thiết bị đầu cuối, sử dụng dịch vụ vào những thời điểm hợp lý thì về phía mạng người ta khuyến nghị sử dụng một số phương pháp. 4.4.1 Tốc độ truy nhập cam kết (CAR: Committed Access Rate) Phương pháp này là một chức năng của “bộ định tuyến chuyển mạch” của Cisco. Cách tiếp cận đặc trưng của nhà cung cấp thiết bị được đưa ra ở đây không có nhiều giới hạn như cảm giác đầu tiên, bởi phần lớn các bộ định tuyến trên mạng đều là của Cisco. Tuy nhiên, không phải tất cả các bộ định tuyến của Cisco đều có thể chạy trên CAR. CAR giới hạn lượng băng thông sử dụng trên một liên kết cho bất kỳ ứng dụng nào. Theo đó trên một liên kết T1, CAR có thể giới hạn truy cập WEB vào 50% của lượng này, để 50% cho các ứng dụng khác như thoại. CAR không thêm QoS nhiều như giới hạn cạnh tranh cho băng thông. CAR có thể được bổ sung vào một bộ định tuyến truy nhập và cải thiện đáng kể hoạt động của mạng thạm chí trong trường hợp các bộ định tuyến khác không biết chút gì về hoạt động của CAR. 4.4.2 Xếp hàng trên cơ sở lớp (CBQ: Class- Based Queuing) Phương pháp này là một kế hoạt công cộng- vùng được Network Research Group tại Lawrence Berkeley National Laboratory đề xuất. Theo đó mọi người được tự do thực hiện công nghệ quản lý lưu lượng này. CBQ nằm ở lớp 3 của bộ định tuyến kết nối truy nhập của mạng LAN và mạng WAN. CBQ chia lưu lượng của tất cả người sử dụng ra thành các loại và ấn định băng thông cho từng loại. Các lớp có thể là các luồng riêng biệt các gói tin hay đại diện cho một loạt tổng thể của ứng dụng, người sử dụng hay máy chủ. Bản thân các lớp có thể được xác định bằng cách kết hợp địa chỉ IP, các giao thức như TCP hay UDP và các cổng đại diện tương ứng cho các ứng dụng như truyền tập tin, truy nhập WEB… CBQ có thể làm giảm bớt hiệu ứng cổ chai giữa LAN và WAN, điều này rất linh động và không yêu cầu những thay đổi lớn với hạ tầng internet. 4.4.3 Lớp dịch vụ (CoS: Class of Service) Trong phần này, lớp dịch vụ có ý nghĩa là một nhám của một hay nhiều giá trị của các thông số QoS đại diện cho một loại ứng dụng trọn vẹn. Tuy nhiên, CoS cũng là một khái niệm LAN mới được định nghĩa trong tiêu chuẩn IEEE 802.1p. Tiêu chuẩn này được sử dụng để tạo ra mạng LAN ảo có thể mở rộng các vùng kết nối trong một WAN song hoạt động lại như một mạng LAN đơn lẻ. CoS sử dụng 3 bit trong phần tiêu đề của một khung LAN. Các mức CoS có thể ánh xạ vào các mức điều khiển dịch vụ (ToS) cảu IP hay được hỗ trợ trong các bộ định tuyến với một số cơ chế khác. 4.4.4 Các dịch vụ phân biệt (Diffserv) DiffServ (Differentiated Service) được thiết kế để gộp tất cả các luồng có cùng yêu cầu dịch vụ vào nhau. Ví dụ: RSVP sẽ dự trữ độ rộng băng thông cho một cuộc gọi VoIP riêng trong khi DiffServ lại nhóm tất cả lưu lượng VoIP vào một luồng. Luồng kết hợp này nhận loại chất lượng dịch vụ tuỳ theo ưu tiên ứng dụng. Khi cơ cấu QoS như DiffServ được sử dụng, nó sẽ hoàn chỉnh tính linh hoạt trong việc định nghĩa loại dịch vụ mà có thể được cấp trong mạng hội nhập thoại và dữ liệu. Nó có nghĩa là hệ thống quản lý mạng cấp truy nhập tới các cơ cấu cho phép người sử dụng cuối tạo ra các lớp dịch vụ tuỳ chọn cho mỗi ứng dụng. Kỹ thuật này là một kỹ thuật gắn bó chặt chẽ với VoIP và điện thoại Internet và đã được công bố rộng rãi. DiffServ định nghĩa lại 6 trong số 8 bit trong trường ToS của phần mào đầu trong gói IP cho phép các bit ToS được sử dụng để phân biệt các ứng dụng. 6 bit này tổ hợp ra 64 lớp dịch vụ, nó đại diện cho các loại ứng dụng khác nhau và sẽ được chuẩn hoá giữa tất cả các ISP và cả bộ định tuyến. Chuẩn DiffServ rất hấp dẫn, nhưng tất nhiên là tất cả các bộ định tuyến phải hiểu và tuân theo các loại QoS của DiffServ. DiffServ không có các đảm bảo thực hiện QoS hoàn toàn. Ví dụ, DiffServ tốt nhất có thể làm cho VoIP là đảm bảo rằng các gói thoại được xếp hàng đầu tiên tới cổng ra. 4.4.5 Quyền ưu tiên IP Một trong những vấn đề với QoS trên Internet là thường xuyên có nhiều ISP chỉ quan tâm đến truyền gói IP từ nơi này đến nơi kia. Một ISP thường không có một chút ý niệm nào rằng lưu lượng nào là quan trọng khi nó đến từ một ISP khác. Quyền ưu tiên IP cho phép 3 bit trong truờng ToS cảu phần mào đầu IP được đặt với giá trị từ 0 đến 7. Khoảng này xác định quyền ưu tiên của các gói tin khi nó chuyển từ ISP này tới ISP khác, với 7 là quyền ưu tiên cao nhất. Theo đó, ISP tiếp theo có thể xử lý gói với quyền ưu tiên đã được cho biết. Phương pháp này xung đột với phương pháp Diffserv do trường ToS khác nhau và đòi hỏi tất cả các ISP phải hiểu cách sử dụng các bit này. 4.4.6 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (MPLS: MultiProtocol Label Switching) Phương pháp này cũng là một chuẩn của IETF, nhưng nó có thể hoạt động dễ dàng với cách tiếp cận DiffServ. DiffServ đặt ra một cơ chế để nhận biết CoS của IP nhưng để lại một khoảng hoạt động lại cho nhà cung cấp dịch vụ. MPLS cung cấp một cơ chế như vậy bằng cách yêu cầu bộ định tuyến trở thành các bộ chuyển mạch lớp 3. Có nhiều cách để biến một bộ định tuyến thành một bộ chuyển mạch lớp 3, và một cách trong số đó là gắn bộ định tuyến vào một mạng ATM và biến đổi một cách hiệu quả bộ định tuyến thành chuyển mạch ATM. Trên cơ sở một phương pháp của Cisco gọi là chuyển mạch cờ, MPLS đòi hỏi các ISP xây dựng một cơ sở hạ tầng MPLS mới để xử lý các nhãn và do đó giữ được tất cả các đặc trưng của một bộ định tuyến IP và bộ chuyển mạch ATM trên thiết bị. MPLS sẽ giải quyết được vấn đề riêng tư và khả năng mở rộng cũng như sử dụng kênh ảo và các bộ xử lý gói. 4.4.7 Xếp hàng theo VC Các bộ định tuyến thường được kết nối bởi các mạng kênh ảo (VC) như là Frame relay hay ATM. Nhiều nhà cung cấp thiết bị chuyển mạch Frame relay và ATM sử dụng một bộ đệm đầu ra đơn cho tất cả lưu lượng cho cùng một cổng ra. Xếp hàng theo VC sử dụng các bộ đệm riêng cho các kênh ảo. Mỗi bộ đệm có thể được cấp cho một mức ưu tiên, do đó các kênh thoại ví dụ có thể có được quyền ưu tiên hơn các kênh ảo mang dữ liệu. Phương pháp này không thiết lập một quan hệ chắc chắn giữa các lưu lượng IP và bản thân các số lượng kênh ảo, do đó mức ưu tiên lưu lượng cần phải được xác định bởi các cơ chế khác. 4.4.8 Định tuyến theo chính sách Đây là một khái niệm đã được đề cập đến trong một khoảng thời gian và cũng đã được xây dựng thành các giao thức định tuyến như giao thức tìm đường ngắn nhất (OSPF). Người quản lý mạng phải quyết định chọn lựa một hoặc nhiều chính sách để áp dụng khi các bộ định tuyến xây dựng các bảng định tuyến cho chúng. Lấy một ví dụ, bảo mật có thể là một chính sách định tuyến có thể được sử dụng để chỉ dẫn bộ định tuyến chọn tuyến đường bảo mật nhất đầu tiên (ví dụ như là liên kết có sử dụng mã hoá) và đặt tuyến đường ít bảo mật nhất làm lựa chọn cuối cùng (như các liên kết trên viba hay các phương tiện quảng bá khác). Mỗi một chính sách yêu cầu một bảng định tuyến riêng và được duy trì bởi mỗi bộ định tuyến. Thường thì trường ToS trong phần mào đầu IP được sử dụng để quyết định bảng định tuyến được sử dụng cho một gói cụ thể. Để có hiệu quả, các chính sách phải được ứng dụng phù hợp trên tất cả các bộ định tuyến và cùng sử dụng một nguyên tắc. 4.4.9 Các hàng QoS Cũng được gọi là các hàng lớp dịch vụ (CoS Queues), theo phương pháp này các nhà cung cấp bộ định tuyến và bộ chuyển mạch thiết lập một số lượng nhỏ các hàng đợi cho mỗi cổng ra và chia lưu lượng ra vào những hàng đợi trên cơ sở QoS cần thiết. Đây là một loại “Xếp hàng theo VC không có các VC”. Không có VC để xác định QoS cần thiết, QoS yêu cầu phải được đặt cho một luồng gói cá biệt bằng một cơ chế khác, ví dụ dùng trường ToS. ToS này có thể được sử dụng để ánh xạ gói vào một lớp QoS của một hạ tầng cơ sở mạng ở dưới. Các bộ chuyển mạch ATM thường có bốn hàng đợi cho lưu lượng ra, nhưng cấp độ của những hàng đợi QoS dành cho chuyển giao gói IP này là thuộc về tiện ích bị giới hạn, bởi vì tất cả các gói IP có xu hướng rơi vào cùng một loại QoS của ATM. 4.4.10 Loại bỏ sớm ngẫu nhiên (RED) Phương pháp này dựa trên nguyên tắc xác xuất chỉ dẫn một bộ định tuyến bắt đầu bỏ qua gói tin khi vượt ngưỡng xếp hàng đã được thiết lập trước. Ví dụ, một bộ định tuyến RED có thể bắt đầu ngẫu nhiên bỏ qua các gói khi một bộ đệm ra đạt đến 80 phần trăm dung lượng. Mục đích là ngăn chặn tràn bộ đệm và khả năng bị mất nhiều gói có mức ưu tiên cao của cùng một nguồn. Theo đó, khi bắt đầu bị nghẽn, thay vì khả năng bị mất nhiều gói thoại, một bộ định tuyến RED cố gắng làm mất một vài gói từ nhiều nguồn khác nhau, và chúng có thể có mức ưu tiên thấp hơn. RED có thể kết hợp với nhiều phương pháp khác và không cần bắt buộc phải được sử dụng trên tất cả các bộ định tuyến thì mới mang lại hiệu quả cao. 4.4.11 Giao thức dữ trữ tài nguyên (RSVP) Mục đích chính của RSVP (giao thức dữ trữ tài nguyên) là đảm bảo QoS đầu cuối-đầu cuối (end-to-end) thông suốt qua mạng bằng cách dữ trữ băng thông cho các ứng dụng unicast và multicast trên cơ sở các luồng riêng biệt. Một vài năm trước RSVP là phương pháp dẫn đầu để bổ sung QoS vào một mạng IP. Một máy chủ IP hỗ trợ RSVP có thể yêu cầu rất rõ ràng các giá trị thông số QoS (64 kb/s, 100 ms trễ ổn định ) từ mạng, và các bộ định tuyến RSVP có thể cung cấp QoS cần thiết. Theo đó, các yêu cầu RSVP thay đổi không những trong các bộ định tuyến mà còn trong tất cả các máy chủ, không giống như hầu hết các phương pháp QoS khác chỉ cung cấp trong bộ định tuyến. RSVP thực sự dự trữ trước tìa nguyên được yêu cầu, do đó, ví dụ một liên kết 1,5 Mb/s có thể cung cấp tới 24 yêu cầu 64 kb/s và không hơn. Trong RSVP thường bên nhận (chủ) là thiết bị yêu cầu QoS, không phải là bên gửi (khách). Không có cơ chế nào làm cho máy chủ trả lại tài nguyên cho mạng trong bất kỳ khung thời gian nào, điều này gây ra khó khăn khi đặt tỷ lệ RSVP vào một môi trường có hàng ngàn máy chủ đang cần băng thông. Hầu hết những điểm quan trọng của RSVP đã được chuyển vào DiffServ. 4.4.12 Kiểu dịch vụ (ToS: Type of Service) Tiêu đề IP chứa trường 8 bit gọi là kiểu dịch vụ được sử dụng để ra mức ưu tiên của gói trong một vài phạm vi QoS. Các nhà cung cấp bộ định tuyến thường bỏ qua ToS bởi vì phần mềm thực hiện trên máy chủ IP không bao giờ thực sự đặt các bit này. IP luôn là “cố gắng tối đa”, cho đến khi một số nhà sản xuất bắt đầu sử dụng trường này cho mục đích riêng của họ. Trường ToS được định nghĩa lại trong DiffServ. 4.4.13 Định hình lưu lượng (Traffic Shaping) Có nhiều bộ định tuyến IP được liên kết với nhau bằng Frame relay và/hoặc ATM. Với ATM, các gói IP đi vào mạng ATM được định hình tại thiết bị truy nhập để ngăn chặn một sự bùng nổ lưu lượng do nghẽn mạng xương sống. Định hình bao gồm chấp nhận bùng nổ từ thiết bị vào, đệm lưu lượng, và sau đó “san bằng” lưu lượng ra theo kiểu là phân bố bùng nổ trong một khoảng thời gian dài, khoảng thời gian được đặt trên cơ sở các thông số cấu hình. Bùng nổ lưu lượng quá một giới hạn nhất định thì sẽ bị thiết bị vào bỏ qua, và giá trị giới hạn vào này cũng dựa trên cấu hình. Trong mạng Frame relay, định hình lưu lượng là một phần của khái niệm tỉ lệ thông tin cam kết (CIR: Committed Information Rate) và tỷ lệ thông tin vượt quá (EIR: Excess Information Rate). 4.4.14 Xếp hàng hợp lý theo trọng số (WFQ: Weighted Fair Queuing) Phương pháp này cũng có thể kết hợp với các công nghệ khác và thường được đề cập đến trong các thảo luận về MPLS. WFQ gắn vào băng thông một ứng dụng nhận trên một liên kết đầu ra. Mỗi luồng gói tin mà WFQ được gắn vào được đệm riêng biệt và nhận băng thông biến đổi, trên nền tảng trọng số. Ví dụ, 100 gói dữ liệu và 100 gói thoại có thể đến tại hai cổng trong cùng một khung thời gian và được xếp hàng vào cùng một cổng ra. Thông thường, các gói sẽ được xếp hàng cùng nhau và được đưa ra liên tiếp mà không quan tâm đến mức ưu tiên. Tuy [...]... dụng trong các sơ đồ VoIP để bảo đảm chất lượng dịch vụ trong đó mức yêu cầu về chất lượng dịch vụ phải được đảm bảo Do đó các đầu cuối điện thoại IP hay các Gateway thoại cần yêu cầu các trạm chuyển tiếp tín hiệu thoại trong mạng cần đảm bảo mức tài nguyên end-to-end cho cuộc gọi Các trạm cần giám sát trạng thái cuộc gọi để cung cấp nguồn tài nguyên cho các ứng dụng và cuộc gọi khác Và nếu đủ tài nguyên... vụ cơ bản trong trong mạng thế hệ kế tiếp Có thể nói vấn đề cơ bản trong việc triển khai dịch vụ VoIP vẫn là QoS, các tổ chức viễn thông thế giới vẫn đang tiếp tục nghiên cứu các biện pháp nâng cao chất lượng dịch vụ để đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu của người sử dụng, và nếu giải quyết tốt vấn đề này trong tương lai có thể các mạng PSTN truyền thống có thể được thay thế hoàn toàn bằng các mạng VoIP... hợp dịch vụ trong một thiết bị người sử dụng duy nhất Để làm được điều này cần thay thế mạng chuyển mạch kênh truyền thống bằng một mạng gói linh hoạt hơn trong việc triển khai các dịch vụ mới Điều này sẽ cho phép tiết kiệm tài nguyên mạng và giá thành chi phí dịch vụ cho người sử dụng Cùng với tốc độ phát triển như vũ bão của các công nghệ mới, công nghệ VoIP ra đời đã đánh dấu một bước quan trọng trong. .. vào mạng nền gói thay cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống Những ưu điểm về giá cả, dịch vụ đã dành được sự chấp nhận của người sử dụng trên toàn thế giới Trong những năm qua, việc số người sử dụng dịch vụ Internet Phone trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng tăng vọt đã cho thấy công nghệ điện thoại VoIP sẽ thay thế dần công nghệ chuyển mạch kênh truyền thống và dịch vụ VoIP sẽ là dịch vụ. .. báo khi tài nguyên dự trữ không đủ Giới hạn thứ hai là sự dành sẵn tài nguyên có thể không cung cấp chất lượng tốt nhất trong suốt thời gian xảy ra tắc nghẽn RSVP tạo ra một hàng đợi dành sẵn cho mỗi luồng lưu lượng trong hệ thống và đảm bảo một độ trễ giới hạn Tuy nhiên các hàng đợi này trong một số trường hợp không thể cung cấp mức chất lượng dịch vụ theo yêu cầu Lợi ích của việc sử dụng RSVP giá thành... Một cuộc gọi phải bắt đầu với 2 sự dành sẵn tài nguyên độc lập bởi RSVP không cung cấp các dịch vụ quản lý và dự trữ băng tần song hướng Mỗi GW thoại chịu trách nhiệm cung cấp thông tin liên quan cho GW kia và giám sát trạng thái tài nguyên Quản lý băng tần cuộc gọi VoIP sẽ không thể thực hiện nếu ít nhất một trong các quá trình dành sẵn tài nguyên bị hỏng Trong hình trên một GW ban đầu (OGW) thiết... sẵn tài nguyên bị lỗi, các GW thoại cần được cấu hình lại theo các cách sau: 1 GW thoại có thể thông báo cho User về cuộc gọi bị hỏng hay chuyển mạch sang trạng thái phân tán cuộc gọi 2 Cuộc gọi có thể được định tuyến thông qua một tuyến khác 3 Cuộc gọi có thể được kết nối với QoS tối thiểu Trường hợp cuối xảy ra khi phía bị gọi nhận được các thông tin về khả năng chấp nhận mức dịch vụ tối thiểu trong. .. bởi vì quá trình dành sẵn tài nguyên không đồng bộ với tín hiệu thoại Một cuộc gọi vẫn có thể được thực hiện nếu quá trình dành sẵn tài nguyên bị lỗi hay không thực hiện được Sử dụng RSVP cho VoIP yêu cầu đồng bộ tín hiệu thoại với tín hiệu RSVP Điều này làm cho quá trình quản lý phức tạp thêm một chút Sự đồng bộ này đảm bảo rằng phía bị gọi chỉ được thông báo về cuộc gọi khi tài nguyên đã được thiết... dụng và cuộc gọi khác Và nếu đủ tài nguyên dự trữ cho cuộc gọi nó chấp nhận cuộc gọi và đảm bảo băng tần yêu cầu cho cuộc gọi đó Phương pháp này gọi là mô hình QoS dịch vụ tích hợp Giao thức sử dụng cho mô hình này là giao thức dành sẵn tài nguyên (RSVP) RSVP có một vài ưu điểm như có thể điều khiển quản lý cuộc gọi Tuy nhiên, RSVP cũng có một vài khuyết điểm Khi VoIP được triển khai ngay lập tức RSVP... trước và sau đó là các gói dữ liệu Phương pháp xếp hàng này là trọng số trong thiên vị các gói thoại và vẫn hợp lý bởi vì 100 gói dữ liệu vẫn được gửi đi trước bất kỳ một gói thoại tiếp theo nào Mỗi phương pháp đều có những ưu khuyết điểm riêng và đang tiếp tục được hoàn thiện Phần tiếp theo đây mô tả chi tiết giao thức dành sẵn tài nguyên RSVP là một phương pháp đang được sử dụng rộng rãi OGW TGW Call . ĐỀ TÀI “ĐÁNH GIÁ VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG CHƯƠNG IV ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THOẠI TRONG MẠNG VoIP BẰNG MÔ HÌNH- E. Hình 4 .2 GoB và PoW là một hàm số của R. T 120 7880-96 0 20 . cho phép RSVP. Một phương pháp thường được sử dụng trong các sơ đồ VoIP để bảo đảm chất lượng dịch vụ trong đó mức yêu cầu về chất lượng dịch vụ phải được đảm bảo. Do đó các đầu cuối điện thoại. mạch kênh truyền thống và dịch vụ VoIP sẽ là dịch vụ cơ bản trong trong mạng thế hệ kế tiếp. Có thể nói vấn đề cơ bản trong việc triển khai dịch vụ VoIP vẫn là QoS, các tổ chức viễn thông thế