HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài : Nghiên cứu kĩ thuật quản lý hàng đợi Đề tài : Nghiên cứu kĩ thuật quản lý hàng đợi trong mạng IP trong mạng IP Giáo viên hướng dẫn : Ths Nguyễn Văn Đát Giáo viên hướng dẫn : Ths Nguyễn Văn Đát Sinh viên thực hiện : Đỗ Thị Thanh Huyền Sinh viên thực hiện : Đỗ Thị Thanh Huyền Lớp : D2001VT Lớp : D2001VT Nội dung đề tài Nội dung đề tài  Chất lượng dịch vụ(QoS) trong mạng Chất lượng dịch vụ(QoS) trong mạng gói và các kiểu mạng hỗ trợ QoS gói và các kiểu mạng hỗ trợ QoS  Kiến trúc CQS trong router Kiến trúc CQS trong router  Hàng đợi và các phương pháp quản Hàng đợi và các phương pháp quản lý hàng đợi trong việc điều khiển tắc lý hàng đợi trong việc điều khiển tắc nghẽn, nâng cao QoS nghẽn, nâng cao QoS Khái niệm QoS Khái niệm QoS  Theo khuyến nghị E800 của ITU QoS : “kết Theo khuyến nghị E800 của ITU QoS : “kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể hiện quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể hiện ở mức độ hài lòng của khách hàng sử dụng ở mức độ hài lòng của khách hàng sử dụng dịch vụ đó”. dịch vụ đó”.  QoS cho phép khách hàng được sử dụng dịch QoS cho phép khách hàng được sử dụng dịch vụ có chất lượng tốt hơn. vụ có chất lượng tốt hơn.  NP(network performance) : là năng lực của NP(network performance) : là năng lực của mạng(hoặc một phần của mạng) cung cấp các mạng(hoặc một phần của mạng) cung cấp các chức năng liên quan tới truyền thông tin giữa chức năng liên quan tới truyền thông tin giữa những người sử dụng những người sử dụng A NP QoS NET NET NET NET CEQ CEQ NP NP B Hình 1.1: Mô hình tổng quan QoS Net 1 xử lý gói tin tuỳ theo cấu trúc mạng. Mạng 1 có NP1 Net n xử lý gói tin tuỳ theo cấu trúc mạng. Mạng thứ n có NPn Đo đạc QoS đầu cuối Kiến trúc cơ bản của QoS Kiến trúc cơ bản của QoS Queue, shaping management QoS signaling client host 5 tham số cơ bản của QoS 5 tham số cơ bản của QoS  Latency (độ trễ) Latency (độ trễ)  Loss (độ mất gói) Loss (độ mất gói)  Jitter Jitter  Throughput (Thông lượng) Throughput (Thông lượng)  Availabily (Độ khả dụng) Availabily (Độ khả dụng) Dịch vụ phân biệt (DiffServ) Dịch vụ phân biệt (DiffServ) Ưu điểm : • Không yêu cầu báo hiệu cho từng luồng • Không yêu cầu thay đổi tại các máy chủ hay các ứng dụng để hỗ trợ dịch vụ ưu tiên Nhược điểm : +Không có khả năng cung cấp băng thông và độ trễ đảm bảo +Yêu cầu bộ classìier chất lượng cao tại biên Dịch vụ tích hợp (Interserv) Dịch vụ tích hợp (Interserv) Ưu điểm :  Tối ưu hoá hiệu suất sử dụng tài nguyên  Cung cấp dịch vụ tốt nhất Nhược điểm :  Tăng gánh nặng xử lý cho Router  Tăng kích cỡ mạng Ứng dụng setup Phân loại Lập lịch setup Routing P/ database Phân loại Lập lịch Điều khiển chấp nhận Các bản tin setup đặt trước Data IP data Đánh giá về DS và IS Đánh giá về DS và IS  IntServ : IntServ :  Đảm bảo QoS từ đầu cuối đến đầu cuối Đảm bảo QoS từ đầu cuối đến đầu cuối  Các router phải duy trì trạng thái cho mỗi Các router phải duy trì trạng thái cho mỗi luồng thông tin luồng thông tin  Tối ưu về sử dụng tài nguyên mạng Tối ưu về sử dụng tài nguyên mạng  Sử dụng cho mạng truy nhập Sử dụng cho mạng truy nhập  Diffserv : Diffserv :  Đảm bảo QoS từng chặng Đảm bảo QoS từng chặng  Gánh nặng xử lý router nhẹ hơn, đơn giản Gánh nặng xử lý router nhẹ hơn, đơn giản  Sử dụng trong mạng lõi Sử dụng trong mạng lõi Cấu trúc Router Cấu trúc Router  Router là thiết bị hoạt động tại lớp 3 (mô Router là thiết bị hoạt động tại lớp 3 (mô hình OSI) có chức năng định tuyến và hình OSI) có chức năng định tuyến và chuyển mạch gói tin tới giao diện đầu ra. chuyển mạch gói tin tới giao diện đầu ra.  Cấu trúc gồm 3 phần: Cấu trúc gồm 3 phần: +Giao diện vào/ra +Giao diện vào/ra +Bộ chuyển gói +Bộ chuyển gói +Bộ quản lý +Bộ quản lý [...]... định đưa gói ra từ hàng đợi nào Các loại hàng đợi trong Router Xử lý gói đưa ra giao diện đầu ra 1 .Hàng đợi đơn giản gói Đợi trước được xử lý Server Thời gian đợi Thời gian xử lý Thời gian xếp hàng Các loại hàng đợi trong Router(tiếp) lịch Lập Phân 2 Hàng đợi ưugói (PQ) loại tiên theo độ ưu tiên high Medium Classf Normal low theo độ ưu tiên của gói Các loại hàng đợi trong Router 3 Hàng đợi cân bằng FQ... Kích thước hàng đợi bé độ thông qua cao Kết luận      Đồ án đã tìm hiểu tổng quan về QoS và các kiến trúc mạng hỗ trợ QoS Cấu trúc Router và cấu trúc CQS trong Router Tổng quan về các loại hàng đợi và kĩ thuật quản lý hàng đợi trong điều khiển tắc nghẽn Hướng phát triển : đi sâu tìm hiểu về hoạt động của kĩ thuật quản lý hàng đợi trên toàn mạng, có thể bỗ sung thêm phần mềm mô phỏng để so sánh ưu... bằng FQ Queue 1 Queue 2 Queue 3 Lựa chọn gói ở hàng đợi tiếp theo Kĩ thuật quản lý hàng đợi : Droptail P Loại bỏ hoàn toàn các gói P(q)= đến 0 nếu qmax 100% Max Chiều dài hàng đợi Kĩ thuật quản lý hàng đợi : Droptail 1 Ưu điểm :  Đơn giản, dễ quản lý  Phù hợp với loại lưu lượng không yêu cầu độ ưu tiên 2 Nhược điểm :  Dễ gây ra loại bỏ đa gói trong một luồng  Gây ra hiện tượng độc quyền... sử dụng với lưu lượng có độ ưu tiên Thuật toán RED (Random Early Detection)      Phát hiện tắc nghẽn trước khi xảy ra Tránh đồng bộ trên toàn thể luồng TCP Tránh tắc nghẽn bằng cách điều khiển kích thước hàng đợi trung bình Kích thước hàng đợi trung bình(avg) avgi = avg(i-1) + w(q-avg) (1) Xác suất loại bỏ gói (Pb) Pb = maxp(avg-minth)/(maxth-minth) (2) Thuật toán : RED(Random Early bỏ Loại Detection)...Cấu trúc bộ xử lý gói trong Router Output Forwarding table FIB FIB FIB Input Policing Marking Classification IP header IP payload Queue fabric Sche Sw Kiến trúc CQS trong router Gồm 3 tầng : Tầng phân loại (Classification)  Hàng đợi (Queue)  Tầng lập lịch (Schedular)  Phân loại gói tin dựa trên trường TOS, DS, TC trong header Xử lý gói tin dựa vào các kĩ thuật quản lý Queue Kiến trúc CQS... Hướng phát triển : đi sâu tìm hiểu về hoạt động của kĩ thuật quản lý hàng đợi trên toàn mạng, có thể bỗ sung thêm phần mềm mô phỏng để so sánh ưu nhược điểm của các thuật toán trên Các kĩ thuật quản lý hàng đợi này đã được áp dụng nhiều trong mạng để điều khiển tắc nghẽn Em xin chân thành cảm ơn! ... Detection) hoàn Pb 1 maxp Không loại bỏ gói Loại bỏ các gói bị đánh dấu minth toàn các gói đến maxth avg Thuật toán RED(Random Early Detection) Các tham số của RED :  Xác suất loại bỏ gói (P ) b  Kích thước hàng đợi trung bình (avg)  Trọng số của hàng đợi (w)  Giá trị ngưỡng min , max th th  Xác suất loại bỏ gói lớn nhất max p Thuật toán RIO(RED In/Output) 1 Cấu trúc Router đầu vào Traffic Classifier... From egress Route Thuật toán RIO (tiếp) 2 Cấu trúc Router đầu ra Traffic classifier Traffic from Core Router QoS control packet To ingress router TC TC QoS controller hander Thuật toán RIO (tiếp) In packet Pb 1 Pb Out packet 1 maxp maxp minth maxth avg minth maxth avg Thuật toán RIO(tiếp)        RIO hoạt động theo 3 pha : Pha 1: khoảng hoạt động bình thường [0,min in) Pha 2 : tránh tắc nghẽn [minin,maxin) . CHÍNH VIỄN THÔNG THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài : Nghiên cứu kĩ thuật quản lý hàng đợi Đề tài : Nghiên cứu kĩ thuật quản lý hàng đợi trong mạng IP trong mạng IP Giáo viên hướng. loại hàng đợi trong Router 3. Hàng đợi cân bằng FQ 3. Hàng đợi cân bằng FQ Queue 1 Queue 2 Queue 3 Lựa chọn gói ở hàng đợi tiếp theo Kĩ thuật quản lý hàng đợi : Droptail Kĩ thuật quản lý hàng. DS, TC trong header Xử lý gói tin dựa vào các kĩ thuật quản lý Queue Quyết định đưa gói ra từ hàng đợi nào Các loại hàng đợi trong Router Các loại hàng đợi trong Router 1 .Hàng đợi đơn