91132158 kỹ-thuật-hang-đợi

MỘT SỐ KỸ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

QoS TRONG MẠNG IP

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAKHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI:

NGƯỜI THỰC HIỆN : NGÔ THỊ TRANGLỚP : 06DT3NGƯỜI HƯỚNG DẪN : GVC. ThS. NGUYỄN DUY NHẬT VIỄN

ĐÀ NẴNG, NĂM 20111

NỘI DUNG

Giới thiệu về QoS Mô hình chất lượng dịch vụ Một số kỹ thuật hàng đợi điều khiển

tắc nghẽn• Thuật toán lập lịch hàng đợi• Thuật toán quản lý hàng đợi Mô phỏng trên NS2

2

GIỚI THIỆU VỀ QoS

Chất lượng dịch vụ là cơ chế, công cụ đảm bảo cho các mức dịch vụ thỏa mãn các yêu cầu về:

• Băng thông (BW)

• Độ trễ (Delay)

• Độ trượt (Jitter)

• Độ mất gói (Packet Loss)

3

MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

Dịch vụ tích hợp Intergratd Service(IntServ).• Cung cấp các ứng dụng thời gian thực trên mạng IP.• Hoạt động theo từng luồng.• Sử dụng giao thức dự trữ tài nguyên RSVP. Ưu:− Cung cấp dịch vụ tốt nhất. Nhược:− Phức tạp, đắt tiền.− Không có khả năng mở rộng.

4

DỊCH VỤ PHÂN BIỆT (DIFFSERV)

Dịch vụ phân biệt Differentiated Service (DiffServ):

• Trường mã dịch vụ phân biệt DSCP

Ưu điểm :− Đơn giản và có khả năng mở rộng.

5

MỘT SỐ KỸ THUẬT HÀNG ĐỢI ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN Một số thuật toán lập lịch hàng đợi:- Lập lịch hàng đợi phân phối các gói vào các hàng đợi ưu tiên

khác nhau và lập lịch cho chúng. Bao gồm: Hàng đợi vào trước ra trước FIFO. Hàng đợi ưu tiên PQ. Hàng đợi tuần tự CQ. Hàng đợi cân bằng trọng số WFQ. Một số thuật toán quản lý hàng đợi:- Quản lý hàng đợi đưa ra phương pháp đánh rớt gói tin. Gồm: Thuật toán loại bỏ đuôi drop-tail. Thuật toán loại bỏ sớm ngẫu nhiên RED. Thuật toán CHOKe. Thuật toán Blue.

6

THUẬT TOÁN LẬP LỊCH HÀNG ĐỢI

Hàng đợi vào trước ra trước FIFO (First In First Out).

Ưu: Đơn giản, nhanh. Nhược: Phân phối băng thông không công bằng.

7

Hàng đợi ưu tiên PQ (Priority Queuing).

Ưu: - Dịch vụ cần được ưu tiên được phục vụ tốt nhất. Nhược:

- Các gói ở hàng đợi ưu tiên thấp có thể không bao

giờ được phục vụ.


8

Hàng đợi tuần tự CQ (Custom Queuing) :

Ưu: - Các hàng đợi đều được phục vụ. Nhược: − Phần trăm băng thông được chia không chính xác.− Độ jitter cao.− Cấu hình không tự động.


9

• Hàng đợi cân bằng trọng số WFQ (Weighted Fair Queuing)

Ưu: - Cấu hình tự động.

- Cấp băng thông công bằng và có ưu tiên.

- Tận dụng băng thông. Nhược: - Khá phức tạp.


10

THUẬT TOÁN QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI

Thuật toán bỏ đuôi (Tail drop):

Ưu: Đơn giản. Nhược:

- Một số luồng chiếm giữ hàng đợi ngăn các luồng khác đi vào hàng đợi.

- Gây đồng bộ trên các luồng TCP.11


Thuật toán loại bỏ sớm ngẫu nhiên (RED).

12


Thuật toán loại bỏ sớm ngẫu nhiên (RED)• Dựa trên tính toán kích thước hàng đợi trung bình để

đánh giá tắc nghẽn và gửi thông báo phản hồi.- Phát hiện sớm, tránh tắc nghẽn.- Tránh đồng bộ trên các luồng TCP.- Điều khiển được kích thước hàng đợi trung bình.- Tính toán phức tạp và nhiều thông số cần cấu hình để

phù hợp với từng mạng khác nhau.

13


Thuật toán CHOKe:

14


Khi có nghẽn thì:− Các luồng lưu lượng đáp ứng khi nhận được thông báo

nghẽn sẽ giảm tốc độ gửi dữ liệu.− Các luồng lưu lượng không đáp ứng vẫn tiếp tục gửi dữ liệu

như bình thường.=> Các luồng không đáp ứng chiếm băng thông nhiều hơn. CHOKe:− Chọn và giữ những luồng lưu lượng đáp ứng.− Chọn và loại bỏ những luồng không đáp ứng.=> Hoạt động tương tự RED nhưng với một điều chỉnh thông

minh mà phân phối băng thông công bằng hơn.

15

Thuật toán Blue : Dựa trên độ mất gói :

if ((now-last_update) > freeze_time) then

Pm = Pm + δ1

Last_update = now

Dựa trên kết nối rỗi :

if ((now – last_update) > freeze_time) then

Pm = Pm – δ2

Last_update = now

Trong đó : Pm : xác suất đánh dấu gói δ1 : lượng tăng Pm

freeze_time: thời gian đóng băng δ2 : lượng giảm Pm


16


Thuật toán Blue :- Thuật toán RED sử dụng kích thước hàng đợi trung bình để

đánh giá tắc nghẽn và gửi thông báo phản hồi là không hiệu quả vì kích thước hàng đợi trung bình thay đổi liên tục.

- Blue đánh giá tắc nghẽn trực tiếp trên độ mất gói và độ khả dụng liên kết, nhờ đó tốc độ gửi lai thông báo phản hồi hiệu quả hơn.

- Blue tính toán đơn giản hơn so với RED.

17

MÔ PHỎNG TRÊN NS2

Mục đích mô phỏng: Đánh giá hiệu quả của thuật toán RED và Blue.

Mô hình mạng mô phỏng:

18


Số gói rớt của Blue và RED:

19


Kích thước hàng đợi RED: Kích thước hàng đợi Blue:

20


Từ kết quả mô phỏng nhận thấy:• Số gói rớt của Blue là ít hơn của RED.• Kích thước hàng đợi của Blue là nhỏ hơn RED.• Việc giữ cho kích thước hàng đợi nhỏ mang lại những

lợi ích: Giúp bộ đệm còn dư khoảng trống để tiếp nhận các gói

tiếp tục đi vào hàng đợi. Giúp hàng đợi tiếp nhận các luồng lưu lượng bùng nổ

thay vì loại bỏ chúng. Làm giảm độ trễ và độ jitter cho các gói khi xếp hàng

trong hàng đợi. Như vậy với một thuật toán đơn giản hơn nhưng Blue

lại hoạt động hiệu quả hơn RED.21

KẾT LUẬN

Các cơ chế hàng đợi đã tác động vào các tham số chất lượng dịch vụ.

• Các thuật toán lập lịch nhằm cung cấp độ ưu tiên về phân phối băng thông và thời điểm truyền tin cho các mức dịch vụ.

• Các thuật toán quản lý hàng đợi đưa ra các phương pháp đánh rớt gói để phòng tránh và giải quyết tắc nghẽn nhờ đó mà nâng cao chất lượng dịch vụ.

Mỗi thuật toán đều có ưu, nhược điểm và giải quyết những khía cạnh khác nhau.

Việc tìm ra một thuật toán đơn giản và hiệu quả là vô cùng cần thiết và cần nghiên cứu lâu dài.

22

XIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ

VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE !

23

91132158 kỹ-thuật-hang-đợi

Documents