1. Giới thiệu

Một thập kỷ trước khi mà Internet vẫn còn ở giai đoạn đầu, hầu hết các người đã sử dụng Gopher để tìm kiếm thông tin và FTP để khôi phục nó. Internet là một điều gì đó mới mẻ và thú vị và không một ai thực sự chán bởi thực tế thì nó rất chậm.

Trước đây, khi mà internet chủ yếu là truyền data thì người ta không cần quan tâm đến việc phân biệt và ưu tiên cho các gói tin bởi vì lúc này băng thông mạng và các tài nguyên khác đủ để cung cấp cho các ứng dụng trong mạng, vì vậy các ISPs sẽ cung cấp cho khách hàng của họ dịch vụ best-effort (BE) khi đó tất cả các khách hàng sẽ được đối xử như nhau họ chỉ khác nhau ở loại kết nối. Đây là dịch vụ phố 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. Điều 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 này, đa phần các dịch vụ được cung cấp bởi mạng Internet vẫn sử dụng nguyên tắc Best Effort này.

Ngày nay, Internet đang phục vụ một lượng lớn các tầng lớp xã hội. Internet cũng đã phát triển trong việc cung cấp dịch vụ. Người dùng sử dụng Internet để xem các thông tin, truyền tiếng nói và hình ảnh, shop hay chơi game …

Nhưng khi Internet càng ngày càng phát triển và phát triển thêm các dịch vụ HTTP, Voice, Video… thì điều này sẽ làm cho chất lượng của các dịch vụ này giảm đi rõ rệt vì delay lớn, độ jitter lớn và không đủ băng thông để truyền, phương án tăng băng thông của mạng cũng không giải quyết được vấn đề này mà lại còn rất tốn kém.

Cùng với nhiều ứng dụng trên Internet đến với nhu cầu dịch vụ mà nó cung cấp

•          Một vài ứng dụng chạy chậm.
•          Một số video hay các cuộc hội thảo có chất lượng hình ảnh xấu.
•          Các phiên Voice có chất lượng giọng xấu hoặc không có tiếng.
•          Truyền tải các dữ liệu quan trọng mất nhiều thời gian.

2.  Nguyên nhân

•          Thiếu băng thông? Có nhiều luồng dữ liệu cạnh tranh làm giới hạn lượng băng thông.
•          Quá nhiều trì hoãn (Delay)? Nhiều gói tin phải trải qua nhiều thiết bị mạng và đường dẫn.
•          Trì hoãn thay đổi? Đôi khi có rất nhiều dòng lưu lượng dữ liệu khác, kết quả sẽ làm chậm trễ hơn.
•          Rớt? Nhiều gói tin bị đánh rớt khi đường dẫn bị nghẽn.

Nếu mạng trống thì ứng dụng sẽ có đủ băng thông, có thể chữa sự chậm trễ hay không phải bị đánh rớt gói tin. Thực tế thì có rất nhiều người dùng hoặc nhiều ứng dụng sử dụng mạng tại một thời điểm.

3.   Khái niệm

QoS (Quanlity of Service) là một khái niệm dùng để đề cập đến tất cả các khía cạnh liên quan đến hiệu quả hoạt động của mạng. QoS bao gồm hai thành phần chính: 

+  Tìm đường qua mạng nhằm cung cấp cho dịch vụ được yêu cầu.

+  Duy trì hiệu lực hoạt động của dịch vụ.

Hai mô hình cung cấp chất lượng dịch vụ được sử dụng phổ biến ngày nay là: 

+  Mô hình dịch vụ tích hợp IntServ (Intergrated Services).

+  Mô hình dịch vụ phân biệt DiffServ (Differentiated Services).

Các kĩ thuật QoS trong mạng IP.

                    

Hình 1: Các kĩ thuật QoS trong mạng IP

Nguyên nhân thành công của giao thức IP chính là sự đơn giản của nó. Mọi tính năng phức tạp được cài đặt tại đầu cuối mạng còn mạng lõi thì đơn giản. Bộ định tuyến trong mạng sẽ căn cứ vào địa chỉ IP và các nút trong mạng để tìm nút mạng kế tiếp được nhận gói.

     - Nếu hàng đợi dành cho nút mạng kế tiếp quá dài, thời gian trễ của gói dữ liệu sẽ lớn. Nếu hàng đợi đầy không còn chỗ trống gói dữ liệu sẽ bị hủy.

- Sự ra đời các giao thức chất lượng dịch vụ QoS cung cấp cho mạng các tính năng giúp mạng có thể phân biệt được các lưu lượng có đòi hỏi thời gian thực với các lưu lượng có độ trễ, mất mát hay độ biến động trễ (jitter). Băng thông sẽ được quản lý và sử dụng hiệu quả để có thể đáp ứng những yêu cầu về chất lượng của các luồng lưu lượng. Mục tiêu của QoS là cung cấp một số mức dự báo và điều khiển lưu lượng.

 - Trong các mạng số liệu, QoS được đánh giá qua các tham số chính sau:

• Độ sẵn sàng của dịch vụ

• Độ trễ (delay).

• Độ biến động trễ (jitter)

• Thông lượng hay băng thông

- Tỷ lệ tổn thất gói (packet loss rate): tỷ lệ các gói bị mất, bị hủy, và bị lỗi khi đi trong mạng.

Hiện nay, có hai loại chất lượng dịch vụ cơ bản:

- Dành trước tài nguyên (Resource Reservation) với mô hình “Tích hợp dịch vụ” IntServ (Intergrated Service). Tùy theo yêu cầu của dịch vụ và chính sách quản lý băng thông mà mạng sẽ cung cấp tài nguyên phục vụ cho từng ứng dụng.

- Sự ưu tiên (Prioritization) với mô hình các “dịch vụ phân biệt” (DiffServ-Differentiated Service). Lưu lượng vào mạng được phân loại và được cung cấp theo chỉ tiêu của chính sách quản lý băng thông. Chất lượng dịch vụ được áp dụng cho từng luồng dữ liệu riêng biệt hoặc một nhóm luồng. Luồng được xác định dựa vào 5 thông tin:

•         giao thức lớp vận chuyển.
•         địa chỉ IP nguồn.
•         địa chỉ IP đích.
•         chỉ số cổng nguồn.
•        chỉ số cổng đích.

Read More →