Tweet
QoS là gì?
QoS – Quality of Service, là 1 cách thức điều khiển mức độ ưu tiên traffic của hệ thống mạng, tính năng này hoạt động trên tất cả các tầng khác nhau của hệ thống, nhưng trong bài thử nghiệm này, chúng ta sẽ tập trung vào thiết bị router sử dụng trong mô hình nhà hoặc cá nhân. Cụ thể hơn, QoS sẽ thể hiện rõ tác dụng ở những vị trí thường xảy ra hiện tượng bottleneck (hay thường gọi nôm na là thắt nút cổ chai), đồng thời quyết định phần traffic nào quan trọng hơn các phần còn lại, dựa trên quy luật mà người sử dụng thiết lập có liên quan tới địa chỉ IP, MAC, các dịch vụ đang hoạt động...
Bottleneck thường xảy ra ở đâu?
Cơ chế hoạt động chính của QoS thường được áp dụng khi hiện tượng bottleneck xảy ra tại 1 thời điểm hoặc nơi nào đó trong hệ thống, và yếu tố chính ở đây là các thông số bạn thiết lập có liên quan đến bandwidth: Giả sử rằng các thiết lập của QoS được khởi tạo vượt quá mức bandwidth bạn nhận được từ phía nhà cung cấp.
Chuyện gì sẽ xảy ra nếu lượng traffic trên router của bạn không được ưu tiên vì hệ thống “nghĩ” rằng lưu lượng bandwidth này hoàn toàn hợp lý. Trong khi đó, nếu bạn đã sử dụng đến mức giới hạn cung cấp của ISP, thì họ mới là người quyết định những gì được phép và không được phép tiếp tục hoạt động:
- 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
Như vậy, mạng IP chỉ cung cấp mô hình dịch vụ “nỗ lực tối đa ”_best effort service_có nghĩa là mạng sẽ khai thác hết khả năng trong giới hạn cho phép, nhưng không đảm bảo độ trễ và mất mát dữ liệu. Vì vậy, khi có nhiều luồng lưu lượng truyền đi trong mạng và vượt quá khả năng của mạng, dịch vụ không bị từ chối nhưng chất lượng dịch vụ giảm: thời gian trễ tăng, tốc độ giảm và mất dữ liệu.
Do đó, mạng IP không thích hợp với những ứng dụng yêu cầu thời gian thực. Ngoài ra, với thông tin đa điểm (multicast) đồng thời phục vụ hàng triệu khách hàng thì hiện nay mạng IP không thực hiện được. Nếu có thể triển khai tốt thông tin quảng bá có thể tích hợp phát thanh truyền hình vào mạng IP.
- 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
+ Độ biến động trễ
+ Thông lượng
+ 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.
QoS – Quality of Service, là 1 cách thức điều khiển mức độ ưu tiên traffic của hệ thống mạng, tính năng này hoạt động trên tất cả các tầng khác nhau của hệ thống, nhưng trong bài thử nghiệm này, chúng ta sẽ tập trung vào thiết bị router sử dụng trong mô hình nhà hoặc cá nhân. Cụ thể hơn, QoS sẽ thể hiện rõ tác dụng ở những vị trí thường xảy ra hiện tượng bottleneck (hay thường gọi nôm na là thắt nút cổ chai), đồng thời quyết định phần traffic nào quan trọng hơn các phần còn lại, dựa trên quy luật mà người sử dụng thiết lập có liên quan tới địa chỉ IP, MAC, các dịch vụ đang hoạt động...
Bottleneck thường xảy ra ở đâu?
Cơ chế hoạt động chính của QoS thường được áp dụng khi hiện tượng bottleneck xảy ra tại 1 thời điểm hoặc nơi nào đó trong hệ thống, và yếu tố chính ở đây là các thông số bạn thiết lập có liên quan đến bandwidth: Giả sử rằng các thiết lập của QoS được khởi tạo vượt quá mức bandwidth bạn nhận được từ phía nhà cung cấp.
Chuyện gì sẽ xảy ra nếu lượng traffic trên router của bạn không được ưu tiên vì hệ thống “nghĩ” rằng lưu lượng bandwidth này hoàn toàn hợp lý. Trong khi đó, nếu bạn đã sử dụng đến mức giới hạn cung cấp của ISP, thì họ mới là người quyết định những gì được phép và không được phép tiếp tục hoạt động:
- 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
Như vậy, mạng IP chỉ cung cấp mô hình dịch vụ “nỗ lực tối đa ”_best effort service_có nghĩa là mạng sẽ khai thác hết khả năng trong giới hạn cho phép, nhưng không đảm bảo độ trễ và mất mát dữ liệu. Vì vậy, khi có nhiều luồng lưu lượng truyền đi trong mạng và vượt quá khả năng của mạng, dịch vụ không bị từ chối nhưng chất lượng dịch vụ giảm: thời gian trễ tăng, tốc độ giảm và mất dữ liệu.
Do đó, mạng IP không thích hợp với những ứng dụng yêu cầu thời gian thực. Ngoài ra, với thông tin đa điểm (multicast) đồng thời phục vụ hàng triệu khách hàng thì hiện nay mạng IP không thực hiện được. Nếu có thể triển khai tốt thông tin quảng bá có thể tích hợp phát thanh truyền hình vào mạng IP.
- 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
+ Độ biến động trễ
+ Thông lượng
+ 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.