Shaping traffic (phần 2)

  Đánh dấu 3 màu tốc độ đơn – Single Rate Three Color Marker

            Kỹ thuật đánh dấu 3 màu tốc độ đơn (srTCM – single rate Three Color Marker) được định nghĩa trong RFC 2696. srTCM được sử dụng để đặt chính sách cho một luồng đơn tốc độ, CIR. Nó đo tốc độ lưu lượng và dựa trên kết quả đo đó, đánh dấu hoặc đánh dấu lại các gói tin theo 3 màu hoặc các cấp độ. Ba màu là xanh, vàng và đỏ. Mỗi màu thể hiện một cấp độ tương ứng với lưu lượng và chúng được sắp xếp giảm dần.

            srTCM có 2 chế độ hoạt động: chế độ mù màu (color blind mode) và chế độ nhận thức được màu (color aware mode). Trong chế độ mù màu, srTCM giả thiết các gói tin đến chưa được đánh dấu màu, trong khi chế độ nhận thức màu giả thiết các gói tin đến đã được dánh dấu màu từ các thực thể trước đó. srTCM được cấu hình bằng cách thiết lập chế độ hoạt động và xác định các giá trị CIR, CBS và EBS.

            Mục đích của srTCM là bảo đảm tốc độ lưu lượng trung bình dài hạn của người sử dụng trong giới hạn của tốc độ thông tin cam kết CIR. Vậy khoảng thời gian dài hạn trung bình là bao nhiêu? Đó là một giá trị không xác định, nó chỉ đủ dài để duy trì một phiên làm việc của người dùng. Khoảng thời gian dài hạn này không tương thích với khoảng thời gian áp dụng chính sách vì mục tiêu của chính sách là xác định các luồng lưu lượng vi phạm tốc độ đã thoả thuận trước và đánh dấu các gói tin để chuyển chúng đi. Do đó, các luồng lưu lượng vi phạm tốc độ cần được phát hiện và đánh dấu ngay lập tức và không được lưu trữ trong các bộ định tuyến trong khoảng thời gian dài để chờ CIR được xác định dựa trên giá trị trung bình thời gian dài hạn.

            Vì vậy, cần một kỹ thuật để thiết lập chính sách cho CIR dựa trên một khoảng thời gian ngắn hơn, hai tham số phụ là CBS và EBS được sử dụng để xác định khoảng thời gian ngắn hơn đó. Hình dưới đây hiển thị hai khoảng thời gian: khoảng thời gian CBS và khoảng thời gian CIR.

Hình 1: Khoảng thời gian CIR và CBS.

            Đánh dấu 3 màu tốc độ đơn srTCM có 2 kiểu gáo Token: gáo token C và gáo token E.

Hình 2: Gáo token C và E trong kỹ thuật đánh  dấu 3 màu tốc độ đơn srTCM

            Độ sâu, hoặc kích thước tối đa của gáo C là kích thước bùng nổ cam kết CBS. Gáo C được khởi tạo đầy với số lượng token Tc = CBS. Độ sâu của gáo E là kích thước bùng nổ quá hạn EBS. Gáo E cũng được khởi tạo đầy với số lượng Te = EBS. Cả hai bộ đệm token Tc và token Te được cập nhật tại tốc độ cam kết thông tin CIR, ví dụ tại thời điểm 1/CIR giây.

            Thuật toán cập nhật của hai gáo như sau:

-         Tại khoảng thời gian cập nhật (ví dụ 1/CIR giây), nếu gáo C không đầy (Tc < CBS) thì Tc tăng lên 1 (Tc:= Tc+1).

-         Nếu gáo C đầy nhưng gáo E chưa đầy thì (Tc = CBS và Te < EBS), Tc không thay đổi và Te tăng lên 1 (Te:=Te+1).

-         Nếu cả hai gáo đầy (Tc = CBS và Te = EBS) thì không gáo nào thay đổi trạng thái (Tc và Te  không đổi).

Hình dưới đây chỉ ra phương pháp hoạt động của chế độ mù màu srTCM. Một gói tin chưa được đánh dấu có kích thước B byte đi vào tại thời điểm t cũng là thời điểm tiến hành đo.

-         Đầu tiên, bộ đếm so sánh kích thước gói tin B byte với số lượng token hiện thời trong gáo C (Tc). Nếu gáo C có đủ chỗ (B Tc) thì gói tin được đánh dấu màu xanh, Tc sẽ giảm đi một lượng B (Tc := Tc – B).

-         Nếu gáu C không đủ chỗ ( B > Tc), bộ đếm tiến hành kiểm tra gáo thứ hai (gáo E), nếu gáo E còn đủ chỗ (Te  B) gói tin sẽ được đánh dấu màu vàng và Te sẽ giảm đi một lượng là B (Te := Te – B). Khi đó gáo C không sử dụng nên Tc không thay đổi.

-         Cuối cùng, nếu gáo E cũng không đủ chỗ ( Te < B) thì gói tin sẽ được đánh dấu màu đỏ và cả Tc và Te đều không thay đổi.

Hình 3: Nguyên lý hoạt động ở chế độ mù màu srTCM.

            Hình dưới đây chỉ ra phương pháp hoạt động của chế độ rõ màu của srTCM, nó tương tự như trong chế độ mù màu. Các gói tin đã được đánh dấu màu sẽ được xử lý như sau:

            Các gói tin màu xanh có kích thước B byte đến tại thời điểm t.

o   Vẫn giữ màu xanh nếu Tc  B và Tc sẽ giảm đi một lượng là B ( Tc:= Tc – B).

o   Được đánh dấu màu vàng nếu Tc < B  Tc và Te := Te – B, Tc không thay đổi.

o   Đánh dấu màu đỏ nếu Tc < B và Te  B, Te và Tc không đổi.

Hình 4: Nguyên lý hoạt động ở chế độ rõ màu srTCM.

Các gói tin màu vàng đi đến có thể giữ nguyên màu vàng hoặc chuyển sang màu đỏ và không thể chuyển sang màu xanh. Một gói tin màu vàng có kích thước B vẫn giữ màu vàng nếu:

o   B  Tc và Tc := Tc – B, Te không thai đổi.

o   Hoặc Tc < B  Te, Tc không thay đổi, Te := Te – B.

Một gói tin màu vàng sẽ bị chuyển sang màu đỏ nếu cả hai gái đều không đủ bộ đệm (B > Tc và B > Te).

Các gói tin màu đỏ luôn giữ màu đỏ và không bao giờ được chuyển tiếp lên cấp độ cao hơn (màu xanh hoặc màu vàng).

Đánh dấu 3 màu tốc độ kép trTCM – Two Rate Three Color Marker

            Kỹ thuật đánh dấu 3 màu tốc độ kép được định nghĩa bởi RFC 26998. trTCM được sử dụng tốc độ thông tin đỉnh PIR và tốc độ thông tin cam kết CIR. Giống như srTCM, trTCM có hai chế độ hoạt động: Chế độ mù màu và chế độ rõ màu. Đánh dấu 3 màu tốc độ kép được cấu hình bởi các chế độ hoạt động và các tham số PIR, CIR, PBS, CBS.

            trTCM hoạt động với hai gáo rò: gáo rò C và gáo rò P. Gáo rò C được sử dụng để khiển tốc độ thông tin cam kết CIR và gáo rò P điều khiển tốc độ thông tin đỉnh PIR. Gáo rò C trong trTCM tương tư như gáo rò C trong srTCM, gáo rò P có độ sâu cân bằng với kích thước bùng nổ đỉnh PBS và được cập nhật tại tốc độ thông tin đỉnh PIR.

Hình 2.26: Các thành phần trong kỹ thuật đánh dấu 3 màu tốc độ kép trTCM.

Chế độ hoạt động mù màu được mô tả ở hình dưới. Giả thiết, các gói chưa được đánh màu có kích thước B đến tại thời điểm t. Gói tin kích thước B sẽ so sánh với số lượng token trong gáo P.

-         Nếu gáo P không đủ chỗ (B > Tp), gói tin sẽ được đánh dấu màu đỏ bất kể gáo C có đủ hay không và Tc và Tp không thay đổi.

-         Nếu gáo P đủ chỗ ( Tp  B), gói tin kích thước B được so sánh với số lượng token trong gáo C, Tc.

o   Nếu Tc  B, gói tin được đánh dấu màu xanh và Tp := Tp – B và Tc := Tc – B.

o   Nếu Tc < B, gói tin được đánh dấu màu vàng và Tp := Tp – B.

Hình 5: Nguyên lý hoạt động ở chế độ hoạt động mù màu.

            Chế độ hoạt động rõ màu được mô tả hình dưới đây, giống như chế độ hoạt động của srTCM, các gói tin đến không thể cải thiện cấp độ tốt hơn ( luôn bằng hoặc nhỏ hơn cấp độ đưa tới).

Hình 2.28: Nguyên lý hoạt động ở chế độ rõ màu.

            Giả thiết các gói tin đã được đánh dấu màu đi tới:

-         Nếu gói tin đã được đánh màu đỏ, gói tin sẽ được đánh dấu lại màu đỏ và các gáo rò được bỏ qua.

-         Nếu gói tin đã được đánh dấu màu vàng, nó được đánh dấu màu đỏ khi B  Tp và Tp := Tp – B; được đánh dấu màu vàng nếu Tp > B.

-         Nếu gói tin đã được đánh dấu màu xanh, nó được chuyển sang màu:

o   Đỏ nếu Tp < B.

o   Màu vàng nếu Tc < B  Tp và Tp := Tp – B.

o   Màu xanh nếu Tc  B, Tp  B và Tc := Tc – B, Tp := Tp – B.