Chất lượng dịch vụ (QoS)

Chất lượng dịch vụ (QoS) Bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Giới thiệu Chất lượng dịch vụ QoS chính là yếu tố thúc đẩy MPLS. So sánh với các yếu tố khác, như quản lý lưu lượng và hỗ trợ VPN thì QoS không phải là lý do quan trọng nhất để triển khai MPLS. Như chúng ta sẽ thấy dưới đây, hầu hết các công việc được thực hiện trong MPLS QoS tập trung vào việc hỗ trợ các đặc tính của IP QoS trong mạng. Nói cách khác, mục tiêu là thiết lập điểm tương đồng giữa các đặc tính QoS của IP và MPLS, chứ không phải là làm cho MPLS QoS có chất lượng cao hơn IP QoS. Một lý do để khảng định MPLS không giống như IP là MPLS không phải là giao thức xuyên suốt. MPLS không vận hành trong cảc máy chủ, và trong tương lai nhiều mạng IP không sử dụng nhưng MPLS vẫn tồn tại. QoS mặt khác là đặc tính liên lạc giữa các LSR cung cấp. Ví dụ nếu một kênh kết nối trong tuyến xuyên suốt có độ trễ cao, tổn thất lớn, băng thông thấp sẽ giới hạn QoS có thể cung cấp dọc theo tuyến đó. Một cách nhìn nhận khác về vấn đề này là MPLS không thay đổi về căn bản mộ hình dịch vụ IP. Các nhà cung cấp dịch vụ không ban dịch vụ MPLS, họ cung cấp các dịch vụ IP (hay Frame Relay và các dịch vụ khác), và do đó, nếu họ đưa ra QoS thì họ phải dựa trên IP QoS (Frame Relay QoS,.) chứ không phải là MPLS QoS. Ðiều này không có nghĩa là MPLS không có vai trò trong IP QoS. Thứ nhất, MPLS có thể giúp nhà cung cấp đưa ra các dịch vụ IP QoS hiệu quả hơn. Thứ hai, hiện đang xuất hiện một số khả năng QoS mới hỗ trợ qua mạng sử dụng MPLS, tuy không thực sự xuyên suốt nhưng có thể chứng tỏ là rất hữu ích, một số chúng có thể bảo đảm băng thông của LSP. Do có mội quan hệ giữa IP QoS và MPLS QoS, phần này sẽ được xây dựng xung quanh các thành phần chính của IP QoS. IP cung cấp hay mô hình QoS: dịch vụ tích hợp IntServ (sử dụng chế độ động với RSVP) và dụng cụ Diffserv. Sự thỏa thuận mức dịch vụ theo: − Lớp dịch vụ hay lớp ứng dụng Chất lượng dịch vụ (QoS) 1/6 − Loại khách hàng hay nhóm khách hàng (thực hiện ở lớp mạng VPN) − Luồng hay kết nố?i Ðể thực hiện QoS, mạng phải có: − Các server hoạch định tuyến − Các phần tử mạng thực hiện hoạch định tuyến − Các giao diện nhận biết hoạch định tuyến. Sự phát triển QoS Chất lượng dịch vụ (QoS) 2/6 Các kỹ thuật phục vụ QoS Các kỹ thuật QoS trong mạng IP Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) Ðây là dịch vụ phổ biến trên mạng Internet hay mạng IP nói chung. Các gói thông tin được truyền đi theo nguyên tắc "đến trước được phục vụ trước" mà không quan tâm đến đặc tính lưu lượng của dịch vụ là gì. Ðiều này dẫn đến rất khó hỗ trợ các dịch vụ đòi hỏi độ trễ thấp như các dịch vụ thời gian thực hay video. Cho đến thời điểm nay, đa phần các dịch vụ được cung cấp bởi mạng Internet vàn sử dụng nguyên tắc Best Effort này. Dịch vụ tích hợp (IntServ) Ðứng trước nhu cầu ngày càng tăng trong việc cung cấp dịch vụ thời gian thực (thoại, video) và băng thông cao (đa phương tiện), dịch vụ tích hợp IntServ đã ra đời. Ðây là sự phát triển của mạng IP nhằm đồng thời cung cấp dịch vụ truyền thống Best Effort và các dịch vụ thời gian thực. Sau đây là những động lực thúc đẩy sự ra đời của mô hình này: Dịch vụ cố gắng tối đa không còn đủ đáp ứng nữa: ngày càng có nhiều ứng dụng khác nhau, các yêu cầu khác nhau về đặc tính lưu lượng được triển khai, đồng thời người sử dụng cũng yêu cầu chất lương dịch vụ ngày càng cao hơn. Chất lượng dịch vụ (QoS) 3/6 Các ứng dụng đa phương tiện ngày càng xuất hiện nhiều: mạng IP phải có khả năng hỗ trợ không chỉ đơn dịch vụ mà còn hỗ trợ đa dịch vụ của nhiều loại lưu lượng khác nhau từ thoại, số liệu đến video. Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng và tài nguyên mạng: đảm bảo hiệu quả sử dụng và đầu tư. Tài nguyên mạng sẽ được dự trữ cho lưu lượng có độ ưu tiên cao hơn, phần còn lại sẽ dành cho số liệu best effort. Cung cấp dịch vụ tốt nhất: mô hình IntServ cho phép nhà cung cấp mạng tung ra những dịch vụ tốt nhất, khác biệt với các đối thủ cạnh tranh khác. Mô hình dịch vụ IntServ Một số thành phần chính th am g ia t r o n g m ô h ì nh nh ư : Giao thức thiết lập setup: cho phép các máy chủ và các router dự trữ động tài nguyên mạng đe xử lý các yêu cầu của các luồng lưu lượng riêng. RSVP, Q.2391 là một trong nhưng giao thức đó. Ðặc tính lượng: xác định chất lượng dịch vụ QoS sẽ cung cấp cho các luồng xác định. Luồng ở đây được định nghĩa như một luồng các gói từ nguồn đến đích có cùng yêu cầu về QoS. Về nguyên tắc có thể đặc tính luồng như băng tần tối thiểu mà mạng bắt buộc phải cung cấp để đảm bảo QoS cho các luồng yêu cầu. Ðiều khiển lưu lượng: trong các thiết bị thiết bị mạng (máy chủ, router, chuyển mạch) có thành phần điều khiển và quản lý tài nguyên mạng cần thiết để hỗ trợ QoS theo yêu cầu. Các thành phần điều khiển lưu lượng này có thể được khai báo bởi giao thức báo hiệu RSVP hay nhân công. Thành phần điều khiển lưu lượng bao gồm: Chất lượng dịch vụ (QoS) 4/6 Ðiều khiện chấp nhận: xác định các thiết bị mạng có khả năng hỗ trợ QoS theo yêu cầu hay không. Thiết bị phân loại (Classifier): nhận dạng và chọn lựa lớp dịch vụ trên nội dung của một số trường nhất định trong đầu gói. Thiết bị phân phối(Scheduler): cung cấp các mức chất lượng dịch vụ QoS qua kênh ra của thiết bị mạng. Các mức chất lượng dịch vụ cung cấp bởi IntServ gồm: Dịch vụ đảm bảo GS: băng tần dành riêng, trên có giới hạn và không bị thất thoát gói tin trong hàng. Các ứng dụng cung cấp thuộc loại ấy có thể kể đến: hội nghị truyền hình chất lượng cao, thanh toán tàii chính thời gian thực,. Dịch vụ kiểm soát tối: không đảm bảo về băng tần hay trễ, nhưng khác với best effort ở điểm không giảm chất lượng một cách đáng kể khi tải mạng tăng lên. Dịch vụ này phù hợp cho các ứng dụng không nhạy cảm lắm với độ trễ hay mất gói như truyền hình multicast audio/video chất lượng trung bình. Dịch vụ best effort Dịch vụ Diffserv Việc đưa ra mô hình IntServ có vẻ như giải quyết được nhiều vấn đề liên quan đến QoS trong mạng IP. Tuy nhiên trong thực tế mô hình này đã không đảm bảo được QoS xuyên suốt (end to end). Ðã có nhiều cố gắng nhằm thay đổi điều này nhằm đạt một mức QoS cao hơn cho mạng IP, và một trong những cố gắng đó là sự ra đời của DiffServ. Diffserv sử dụng việc đánh dấu gọi và xếp hàng theo loại để hỗ trợ dịch vụ ưu tiên qua mạng IP. Hiện tại IETF đang có một nhóm làm việc DiffServ để đưa ra các tiêu chuẩn RFC về DiffServ. Nguyên tắc cơ bản của Diffserv như sau: Ðịnh nghĩa một số lượng nhỏ các lớp dịch vụ hay mức ưu tiên. Một lớp dịch vụ có thể liên quan đến đặc tính lưu lượng (băng tần min- max, kích cỡ burst, thời gian kéo dài burst) Phân loại và đánh dấu các gói riêng biệt tại biên của mạng vào các lớpp dịch vụ. Các thiết bị chuyển mạch, router trong mạng lại sẽ phục vụ các gói theo nội dung của các bit đã được đánh dấu trong phần đầu của gói. Với nguyên tắc này, Diffserv có nhiều lợi thế hơn so với IntServ: Chất lượng dịch vụ (QoS) 5/6 Không yêu cầu báo hiệu cho từng luồng Dịch vụ ưu tiên có thể áp dụng cho một số luồng riêng biệt cùng một lớp dịch vụ. Ðiều này cho phép nhà cung cấp dịch vụ đa dạng phân phối một số mức dịch vụ khác nhau cho các khách hàng có nhu cầu. Không yêu cầu thay đổi tại các máy chủ hay các ứng dụng để hỗ trợ dịch vụ ưu tiên. Ðây là nhiệm vụ của thiết bị biên. Hỗ trợ rất tốt dịch vụ VPN. Tuy nhiên có thể nhận thấy DiffServ cần vượt qua một số vấn đề như: − Không có khả năng cung cấp băng tần và độ trễ đảm bảo như GS của IntServ hay ATM. − Thiết bị biên vẫn yêu cầu bộ Classifier chất lượng cao cho từng gói giống như trong mô hình IntServ. − Vấn đề quản lý trạng thái Classifier của một số lượng lớn các thiết bị biên là một vấn đề không nhỏ cần quan tâm. − Chính sách khuyến khích khách hàng trên cơ sở giá cước cho dịch vụ cung cấp cũng ảnh hưởng đến giá trị của DiffServ. Mô hình DiffServ tại biên và lõi Chất lượng dịch vụ (QoS) 6/6