Tính năng QoS trên mạng truyền dẫn

Về cơ bản, QoS-Quality of Service cho phép cung cấp tốt hơn các dịch vụ đối với các luồng.Việc này được thực hiện bằng việc tăng độ ưu tiên của luồng này và giới hạn độ ưu tiên của luồng khác. Khi sử dụng các phương pháp điều khiển tắc nghẽn, ta có thể cố gắng làm tăng độ ưu tiên của luồng bằng cách sử dụng hàng đợi và các hàng đợi  phục vụ theo nhiều cách. Phương pháp hàng đợi được sử dụng để tránh tắc nghẽn, tăng độ ưu tiên bằng việc loại bỏ các luồng có độ ưu tiên thấp hơn. Bắt giữ và định dạng cung cấp độ ưu tiên cho một luồng bằng việc giới hạn độ thông qua của luồng khác. Phương pháp này giới hạn các luồng lớn, ưu tiên xử lý các luồng nhỏ.

1. Kiến trúc cơ bản của QoS

Kiến trúc cơ bản của QoS gồm 3 mảng cơ bản:

• Định dạng QoS và kĩ thuật đánh dấu cho phép phối hợp QoS từ điểm đầu tới điểm cuối giữa từng thành phần mạng.
• QoS trong từng thành phần mạng đơn(các công cụ hàng đợi định dạng,lập lịch, định dạng lưu lượng)
• Cách giải quyết, điều khiển QoS, các chức năng tính toán để điều khiển và giám sát lưu lượng đầu cuối qua mạng.

Hình 2:  Ba thành phần của kiến trúc QoS cơ bản.

2. Định dạng QoS và quá trình đánh dấu

Để cung cấp các dịch vụ ưu tiên cho từng loại lưu lượng, đầu tiên phải định dạng được lưu lượng. Thứ hai luồng phải được đánh dấu hoặc không. Nếu gói chỉ được định dạng mà không đánh dấu thì phân loại được xem như xảy ra trên từng chặng. Khi sự phân loại gắn liền với thiết bị nó tích hợp trên thì gói không được chuyển tới node kế tiếp. Còn nếu gói được đánh dấu sử dụng cho mạng diện rộng thì các bit cho phép truyền trước precedence được thiết lập.

• Quản lý tắc nghẽn:

Do lưu lượng video, voice, data có dạng bó, thỉnh thoảng có một số lượng vượt quá tốc độ cho phép lúc này router sẽ làm gì? Nó sẽ chuyển các gói đến đầu tiên ra trước trong một hàng đợi đơn hay đưa các gói vào trong các hàng đợi khác nhau và phục vụ từng hàng lần lượt? Để giải quyết vần đề này ta sử dụng các công cụ: hàng đợi ưu tiên (PQ), hàng đợi đặt trước (CQ), hàng đợi cân bằng trọng số (WFQ) …

• Quản lý hàng đợi

Do kích thước của hàng đợi là giới hạn nên chúng có thể bị đầy và tràn hàng đợi. Do đó khi hàng đợi đầy thì bất kì một gói truyền thông nào đến đều không thể vào trong hàng đợi và nó sẽ bị loại bỏ. Việc loại bỏ này là loại bỏ đằng đuôi, điều này có nghĩa là bất kì gói nào đến (thậm chí các gói có độ ưu tiên cao) đến khi hàng đợi đã đầy đều bị loại bỏ. Do đó cơ chế này cần 2 yếu tố:

+ Luôn chắc chắn rằng hàng đợi không bao giờ đầy để có đủ chỗ cho các gói có độ ưu tiên cao.

+ Phải có cơ chế loại bỏ các gói có độ ưu tiên thấp trước các gói có độ ưu tiên cao.

Phát hiện sớm ngẫu nhiên (RED) cung cấp đủ hai cơ chế này

• Định dạng và bắt giữ lưu lượng

     + Định dạng: được sử dụng để giới hạn tiềm năng băng thông của luồng. Điều này được sử dụng rất nhiều lần để ngăn chặn vấn đề tràn luồng. Có thể tăng hoặc giảm tốc độ của lưu lượng đến để phù hợp với hiện trạng của mạng.

     + Bắt giữ: cũng tương tự như định dạng, nó chỉ khác là nếu lưu lượng vượt quá tốc độ cấu hình thì nó không dược đưa vào bộ đêm và có thể bị loại bỏ.