giải pháp đảm bảo chất lượng dịch vụ (qos) trên mạng ip, đánh giá và so sánh hiệu quả đảm bảo qos

2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUNG

GIẢI PHÁP

ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRÊN MẠNG IP,

ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH HIỆU QUẢ ĐẢM BẢO QoS

CỦA DIFFSERV VÀ INTSERV

LUẬN VĂN THẠC SĨ

3

Hà Nội – 2010

4

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUNG

GIẢI PHÁP

ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRÊN MẠNG IP,

ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH HIỆU QUẢ ĐẢM BẢO

QoS CỦA DIFFSERV VÀ INTSERV

Ngành: Công Nghệ Thông Tin

Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và Mạng máy tính

Mã số: 60.48.15

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Hồ Sĩ Đàm

Hà Nội – 2010

5

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả

trình bày trong luận văn này là trung thực. Những tư liệu được sử dụng trong luận văn

có nguồn gốc và trích dẫn rõ ràng, đầy đủ.

Hà nội, tháng 9 năm 2010

Nguyễn Thị Phương Nhung

6

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tới thầy giáo hướng

dẫn PGS.TS Hồ Sĩ Đàm người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình

làm luận văn. Sự giúp đỡ quý báu của thầy giáo đã tạo điều kiện về mặt khoa học và là

nguồn động viên tinh thần rất lớn giúp tôi hoàn thành luận văn của mình.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ths Lê Đình Thanh, người đã tận tình

giúp đỡ, hỗ trợ và đóng góp quý báu cho tôi thực hiện các mô phỏng kiểm chứng.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo đã giảng dạy và truyền

thụ kiến thức cho tôi trong quá trình học tập tại trường Đại học Công nghệ, Đại học

Quốc gia Hà Nội.

Cuối cùng, con xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới bậc sinh

thành, người đã dưỡng dục và động viên con trong suốt cuộc đời. Tôi cảm ơn chồng và

người thân trong gia đình đã là nguồn động viên tinh thần rất lớn đối với tôi.

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG NHUNG

7

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................2

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................6

MỤC LỤC...................................................................................................................7

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT...........................................................9

DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................11

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ....................................................................................12

MỞ ĐẦU...................................................................................................................15

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ.........................................17

1.1 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ (QoS) VÀ CÁC THAM SỐ QoS .............................17

1.1.1 Giới thiệu chung về QoS...........................................................................17

1.1.2 Các thành phần thực hiện QoS..................................................................21

1.1.3 Các tham số QoS đặc trưng.......................................................................24

1.2 CÁC YÊU CẦU ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ ...................................26

1.3 CÁC VẤN ĐỀ ĐẢM BẢO QoS .........................................................................27

1.3.1 Cung cấp QoS...........................................................................................28

1.3.2 Điều khiển QoS.........................................................................................28

1.3.3 Quản lý QoS .............................................................................................29

Chương 2 ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG IP .........................30

2.1 GIAO THỨC LIÊN MẠNG (IP – INTERNET PROTOCOL) .............................30

2.1.1 Phần tiêu đề gói IP....................................................................................31

2.1.2 Địa chỉ IP..................................................................................................32

2.1.3 Các giao thức định tuyến...........................................................................33

2.1.4 Các cơ chế truyền tải.................................................................................34

2.2 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO MẠNG IP (QoS IP)..............34

2.2.1 Lịch sử phát triển các mô hình QoS IP......................................................34

2.2.2 Các tham số cơ bản ảnh hưởng tới QoS IP thực tế.....................................36

2.3 CÁC CHỨC NĂNG CHUNG CỦA QoS IP .......................................................39

2.4 CÁC KỸ THUẬT ĐẢM BẢO QoS IP................................................................42

2.4.1 Kỹ thuật đo lưu lượng và màu hóa lưu lượng ............................................42

2.4.2 Kỹ thuật quản lý hàng đợi tích cực............................................................46

2.4.3 Kỹ thuật lập lịch cho gói tin ......................................................................47

2.4.4 Kỹ thuật cắt lưu lượng ..............................................................................50

2.5 KẾT LUẬN ........................................................................................................52

Chương 3: MỘT SỐ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO QoS IP ................................................53

3.1 MÔ HÌNH DỊCH VỤ TÍCH HỢP - INTSERV .....................................................53

8

3.1.1 Giới thiệu chung .......................................................................................53

3.1.2 Giao thức dành trước tài nguyên RSVP.......................................................57

3.2 MÔ HÌNH DỊCH VỤ PHÂN BIỆT - DIFFSERV..................................................64

3.2.1 Tổng quan về mô hình DiffServ..................................................................64

3.2.2 Miền dịch vụ phân biệt và điểm mã dịch vụ phân biệt .................................66

3.2.4 Xử lý gói tin trong DiffServ ........................................................................68

3.3 KHUYẾN NGHỊ TRIỂN KHAI QoS TRÊN MẠNG IP........................................73

3.4 KẾT LUẬN ........................................................................................................73

Chương 4 ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH ĐẢM BẢO QoS IP QUA MÔ PHỎNG............74

4.1 ĐÁNH GIÁ CHUNG...........................................................................................74

4.2 MÔ PHỎNG VÀ KIỂM TRA QoS.....................................................................75

4.2.1 Tổng quan chương trình mô phỏng mạng NS2..........................................75

4.2.2 Mô phỏng mô hình DiffServ .....................................................................79

KẾT LUẬN ...............................................................................................................88

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................89

9

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

AF

AL

AQM

ATM

ACS

AF

BA

BB

BE

B-ISDN

CBR

CBS

CIR

CoS

CR

DiffServ

DLL

DS

DSCP

ECN

EF

ER

ETSI

FIFO

FLOWSPEC

FQ

FSI

GoS

GS

IETF

IntServ

IPLR

IPTD

IPER

ISO

Assured Forwarding

Application Layer

Active Queue Management

Asychronous Transfer Mode

Access Control System

Assured Forward

Behavior Aggressive

Bandwith Broker

Best-Effort

Broadband ISDN

Constant Bit Rate

Committed Burst Size

Committed Information Rate

Class of Service

Core Router

Differentiated Services

Data Link Layer

Differentiated Server

Differentiated Services Code Point

Explicit Congestion Notification

Expedited Forwarding

Edge Router

European Telecommunications

Standards Institute

First In First Out

Flow Specification

Fair Queueing

Flow State Information

Grade of Sevice

Guaranteed Service

Internet Engineering Task Force

Intergrated Service

IP Loss Rate

IP Packet Transfer Delay

IP Error Rate

International Standard Organization

Chuyển tiếp đảm bảo

Tầng ứng dụng

Quản lý hàng đợi tích cực

Chế độ truyền tải không đồng bộ

Hệ thống điều khiển truy nhập

Chuyển tiếp đảm bảo

Kết hợp hành vi

Phân bổ băng thông

Cố gắng tối đa

Mạng tích hợp đa dịch vụ băng rộng

Tốc độ bit cố định

Kích thước bùng nổ cam kết

Tốc độ thông tin cam kết

Lớp dịch vụ

Bộ định tuyến lõi

Dịch vụ phân biệt

Tầng liên kết dữ liệu

Server phân biệt

Điểm mã dịch vụ phân biệt

Thông báo tắc nghẽn tường minh

Chuyển tiếp nhanh

Bộ định tuyến biên

Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

Vào trước ra trước

Đặc tả luồng

Hàng đợi công bằng

Thông tin trạng thái luồng

Cấp độ dịch vụ

Dịch vụ đảm bảo

Uỷ ban thực thi kỹ thuật Internet

Dịch vụ tích hợp

Tỷ lệ mất gói IP

Trễ truyền tải gói tin IP

Tỷ lệ lỗi gói tin IP

Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế