Điều khiển tắc nghẽn trong NGN

ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN TRONG NGN2.1 Giới thiệu chương Nhu cầu về các dịch vụ mạng ngày càng đa dạng, phong phú và đòi hỏi nhiều mức độ chất lượng dịch vụ khác nhau. Xu hướng phát triển là tiến tới hội tụ về mạng và hội tụ về dịch vụ. Tài nguyên của mạng có giới hạn trong khi nhu cầu truyền thông tin ngày càng tăng, chính vì vậy mà hiện tượng tắc nghẽn mạng là khó tránh khỏi. Chương 2 trình bày về vấn đề tắc nghẽn, nguyên nhân phân loại cũng như các tiêu chí đánh...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển tắc nghẽn trong NGNChương 2: Điều khiển tắc nghẽn trong NGN www.4tech.com.vn Chương 2 ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼN TRONG NGN2.1 Giới thiệu chương Nhu cầu về các dịch vụ mạng ngày càng đa dạng, phong phú và đòi hỏi nhiềumức độ chất lượng dịch vụ khác nhau. Xu hướng phát triển là tiến tới hội tụ vềmạng và hội tụ về dịch vụ. Tài nguyên của mạng có giới hạn trong khi nhu cầutruyền thông tin ngày càng tăng, chính vì vậy mà hiện tượng tắc nghẽn mạng là khótránh khỏi. Chương 2 trình bày về vấn đề tắc nghẽn, nguyên nhân phân loại cũngnhư các tiêu chí đánh giá phương pháp điều khiển tắc nghẽn. Ngoài ra, thuật toántăng giảm tuyến tính cũng được đề cập trong chương này.2.2 Vấn đề tắc nghẽn trong NGN Tắc nghẽn là một hiện tượng rất quen thuộc trên mạng, mà nguyên nhân nóichung là do tài nguyên mạng giới hạn trong khi nhu cầu truyền thông tin của conngười là không có giới hạn. Hình 2.1 trình bày hiện tượng tắc nghẽn trên mạng vàhình 2.2 trình bày hiệu quả của việc có điều khiển. Thông thường, nút mạng được thiết kế với một bộ đệm lưu trữ có hạn. Nếutình trạng nghẽn mạng kéo đủ dài, bộ đệm bị tràn, các gói sẽ bị mất hoặc trễ quáthời gian cho phép. Nếu một gói bị mất trên mạng thì tại thời điểm ấy các tàinguyên mạng mà gói đó đã sử dụng cũng bị mất theo. 18Chương 2: Điều khiển tắc nghẽn trong NGN www.4tech.com.vn Xảy ra tắc nghẽn 3 6 1 8 4 2 7 5 Hình 2.1 Hiện tượng xảy ra tắc nghẽn Hình 2.2 Hiệu quả của việc điều khiển tắc nghẽn [7] Hình 2.3 minh họa môi trường mạng hỗn tạp trong NGN. Các mạng riêng lẻđược kết nối với nhau thông qua các bộ định tuyến hay các cổng (MG), tại đây cácgói tin đến sẽ được lưu giữ (store) trong bộ đệm và chuyển tiếp (forward) theo mộttrong các đường kết nối đầu ra. Tốc độ của các gói tin đầu ra bị giới hạn bởi băngthông (bandwidth) của các đường kết nối, thường nhỏ hơn băng thông của cácđường đến do phải phân chia cho nhiều luồng. 19Chương 2: Điều khiển tắc nghẽn trong NGN www.4tech.com.vn Máy Mạng chủ truyền hình MG MG Mạng lõi MG MG Mạng di Mạng cố Mạng động định dữ liệu Hình 2.3 Môi trường mạng hỗn tạp trong NGN2.2.1 Nguyên nhân xảy ra tắc nghẽnNguyên nhân xảy ra tắc nghẽn trong môi trường mạng mới đó là: 1. Tràn bộ đệm: thường nút mạng được thiết kế với 1 bộ đệm lưu trữ có hạn.Nếu tình trạng nghẽn mạng kéo đủ dài, bộ đệm bị tràn, các gói sẽ bị mất hoặc trễquá thời gian cho phép. Đây cũng là nguyên nhân giống như trong mạng truyềnthống. 2. Lỗi do đường truyền vô tuyến 3. Do nghẽn cổ chai: tại điểm đấu nối từ các mạng tốc độ thấp vào các mạngtốc độ cao. 4. Nhu cầu băng thông cao của các dịch vụ đa phương tiện và các loại hìnhdịch vụ mới 5. Lưu lượng lớn, thay đổi đột biến và biến đổi động 6. Tính biến động của mạng, topo mạng: Đây là một đặc tính mới của mạngNGN so với mạng truyền thống. Các nút mạng có thể dịch chuyển làm topo mạngthay đổi gây ra những biến đổi về phân chia lưu lượng trên mạng.2.2.2 Nguyên lý chung điều khiển chống tắc nghẽn 20Chương 2: Điều khiển tắc nghẽn trong NGN www.4tech.com.vn Điểm gãy Điểm vách (knee) (cliff) Thông lượng (Throughput) Lưu lượng đầu vào (offered load) Hình 2.4 Quá trình diễn ra tắc nghẽn [7] Quá tải làm thông lượng (throughput) suy biến như được chỉ ra trên hình 2.4.Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thông lượng với lưu lượng đưa vào (offeredload). Ở mức lưu lượng đưa vào nhỏ (phía trái của điểm gãy - Knee), thông lượngtăng tuyến tính với lưu lượng đưa vào. Đó là lúc băng thông chưa sử dụng hết.Thông lượng lớn nhất khi lưu lượng đưa vào gần với băng thông thắt cổ chai(bottleneck bandwidth) và thông lượng tăng chậm tương ứng với kích thước dữ liệutrong bộ đệm. Khi lưu lượng đưa vào tiếp tục tăng, thông lượng giảm đột ngột từđiểm vách (Cliff) xuống một giá trị rất nhỏ, đó là lúc tất cả các luồng cùng gửi dữliệu nhưng dữ liệu không được truyền đến phía nhận. Lúc đó, hầu hết các gói bị mấtvà hiện tượng tắc nghẽn xảy ra . Nguyên lý chung để điều khiển chống tắc nghẽn là: - Duy trì điểm hoạt động của mạng luôn ở mức lưu lượng đưa vào nhỏ. - Đảm bảo cho các bộ đệm của bộ định tuyến không bị tràn. - Đảm bảo phía gởi dữ liệu nhanh mà phía nhận vẫn có thể xử lý, giúp sửdụng tài nguyên một cách hiệu quả nhất. 21Chương 2: Điều khiển tắc nghẽn trong NGN www.4tech.com.vn2.3 Các phương pháp điều khiển chống tắc nghẽn2.3.1 Các đặc điểm chung Các phương pháp điều khiển chống tắc nghẽn có thể được phân loại dựa trêncác đặc điểm chung như sau: • Điều khiển tiếp nhận (Admission control): cho phép một kết nối mới chỉ khimạng có thể đáp ứng một cách ...