Nâng cao hiệu quả của nguyên tắc hạn chế và bù băng thông trong mạng IP

 ành tèc ë cõa luçng gâi tin.
N…NG CAO HI›U QUƒ CÕA NGUY–N TC H„N CH˜ V€ BÒ B‹NG THÆNG 385
Do t½nh bi¸n thi¶n khâ l÷íng tr÷îc cõa l÷u l÷ñng v  kh£ n«ng bòng ph¡t dú li»u cõa c¡c ùng
döng trong m¤ng IP hi»n nay, vi»c h¤n ch¸ b«ng thæng cõa luçng tin º tr¡nh £nh h÷ðng tîi
c¡c luçng tin kh¡c, bò b«ng thæng cho c¡c luçng tin phöc hçi sau khi bà léi v¨n cán l  v§n ·
nan gi£i.
ffièi vîi c¡c luçng tin câ y¶u c¦u tèc ë tèi a, t¤i méi thíi iºm c¦n ÷îc l÷ñng tèc hi»n
thíi º thüc hi»n i·u ch¿nh tèc ë phò hñp. Thüc hi»n bò b«ng thæng cho c¡c luçng tin bà
léi sau â phöc hçi º £m b£o sü cæng b¬ng giúa c¡c luçng trong thíi gian d i h¤n. Nhúng
cæng tr¼nh nghi¶n cùu v· v§n · n y tîi nay cán nhúng h¤n ch¸ nh÷ sau:
- H¤n ch¸ tèc ë: Trong c¡c cì ch¸ ành tr¼nh ¸n nay (iºn h¼nh nh÷ trong c¡c t i li»u [1,2,3]),
b«ng thæng c§p ph¡t cho c¡c ùng döng ch÷a h¤n ch¸ tèc ë tèi a, do â câ thº g¥y ra bi¸n
thi¶n tr¹ v  bòng nê l÷u l÷ñng ð nót m¤ng k¸ ti¸p. ffii·u n y công l m n£y sinh nguy cì nót
m¤ng bà t§n cæng tø chèi dàch vö (DoS). Cæng tr¼nh trong [4] ¢ thüc hi»n h¤n ch¸ tèc ë tuy
nhi¶n cán h¤n ch¸ l  khi ph¡t hi»n luçng v÷ñt qu¡ tèc ë tèi a th¼ døng khæng xû lþ gâi tin
d¨n tîi gi£m hi»u su§t cõa bë ành tr¼nh. Cæng tr¼nh trong [5] thüc hi»n h¤n ch¸ tèc ë tùc
thíi cõa luçng tin, i·u n y d¨n tîi b«ng thæng ¤t ÷ñc cõa luçng ch÷a s¡t vîi gi¡ trà giîi
h¤n tèi a.
- Gi¡m s¡t c¡c tham sè QoS º hi»u ch¿nh trång sè, bò QoS c«n cù tr¶n thæng tin gi¡m s¡t
÷ñc. V§n · n y ¢ ÷ñc · cªp trong [1,6,7], song ch÷a cö thº v  v¨n cán nhúng tçn t¤i
v· tham sè gi¡m s¡t, ph÷ìng thùc bò, i·u khiºn tèc ë... Cæng tr¼nh [5] chån gi¡ trà tham
sè hi»u ch¿nh trång sè cè ành, do â ch÷a £m b£o ë ên ành trång sè cõa c¡c luçng trong
tr÷íng hñp sè luçng thay êi.
Tr¶n cì sð mæ h¼nh MPWPS [5], b i b¡o · xu§t gi£i ph¡p n¥ng cao hi»u qu£ cõa nguy¶n
t­c h¤n ch¸, bò b«ng thæng vîi nhúng iºm mîi nh÷ sau: 1) Ph÷ìng ph¡p ÷îc l÷ñng tèc ë
n¥ng cao hi»u qu£ h¤n ch¸ tèc ë; 2) Nguy¶n t­c lüa chån tham sè hi»u ch¿nh trång sè £m
b£o ên ành trång sè cõa c¡c luçng khi thüc hi»n bò QoS trong tr÷íng hñp sè luçng gâi tin
bi¸n ëng.
Bè cöc cõa b i b¡o nh÷ sau: Ph¦n 2 tr¼nh b y mët nguy¶n t­c n¥ng cao hi»u qu£ h¤n ch¸
tèc ë. Ph¦n 3 tr¼nh b y nguy¶n t­c lüa chån tham sè hi»u ch¿nh bò QoS. Ph¦n 4 tr¼nh b y
mët sè k¸t qu£ mæ phäng. Cuèi còng l  ph¦n k¸t luªn.
2. NGUY–N TC ×ÎC L×ÑNG TÈC ffiË
ffi¢ câ c¡c cì ch¸ ÷îc l÷ñng b«ng thæng trong m¤ng IP ÷ñc · xu§t nh÷: ×îc l÷ñng b«ng
thæng tø b«ng thæng trung b¼nh o ÷ñc nh÷ trong EWMA [8], dòng k½ch th÷îc gâi thay êi,
mæ h¼nh mët gâi, mæ h¼nh c°p gâi, mæ h¼nh chuéi gâi [9]... C¡c nghi¶n cùu ¢ ch¿ ra ph÷ìng
ph¡p chung v· vi»c ÷îc l÷ñng tèc ë, tuy nhi¶n vi»c ¡p döng mët dàch vö, mët luçng gâi tin
cö thº t¤i mët nót m¤ng ch÷a ÷ñc ch¿ rã. Trong [5] · xu§t cì ch¸ ÷îc l÷ñng tèc ë tùc thíi
düa tr¶n k½ch th÷îc gâi tin v  kho£ng thíi gian t½nh tø khi gûi gâi tin tr÷îc â ¸n thíi gian
gûi gâi tin ti¸p theo cõa mët luçng tin. Tèc ë tùc thíi bi¸n ëng m¤nh, do â sû döng tèc
ë tùc thíi º kiºm so¡t tèc ë tèi a ch÷a ch½nh x¡c. Trong ph¦n ti¸p theo, b i b¡o · xu§t
cì ch¸ ÷îc l÷ñng tèc ë mîi phöc vö cho vi»c h¤n ch¸ tèc ë tèi a cõa luçng gâi tin.
Trong m¤ng IP, tr¶n mët k¸t nèi cho ph²p sè luçng truy nhªp v  l÷u l÷ñng sû döng cõa
méi luçng bi¸n ëng theo thíi gian. X²t tr÷íng hñp kh¡ch h ng sû döng mët k¸t nèi giúa
2 iºm, tr¶n â truy·n c¡c luçng l÷u l÷ñng cõa c¡c dàch vö kh¡c nhau nh÷ tho¤i, hëi nghà
truy·n h¼nh, web, t£i file. Têng b«ng thæng cõa k¸t nèi ÷ñc cung c§p theo SLA trong hñp
386 PH„M V‹N TH×ÌNG
çng giúa kh¡ch h ng v  nh  cung c§p dàch vö. C¡c cì ch¸ nh÷ DSCP, CoS, MPLS EXP thüc
hi»n b¬ng ph¦n cùng cho ph²p g¡n nh¢n, ph¥n lîp l÷u l÷ñng, thüc hi»n ch½nh s¡ch ÷u ti¶n
cho c¡c dàch vö vîi sè l÷ñng lîp húu h¤n (8-64 lîp). Tuy nhi¶n, c¡c cì ch¸ n y ch÷a câ kh£
n«ng ph¥n bi»t, £m b£o ch§t l÷ñng cho tøng luçng tin, ngh¾a l  vîi còng mët dàch vö, luçng
tin cõa c¡c ng÷íi sû döng ÷ñc ÷u ti¶n nh÷ nhau. Do â câ thº x£y ra tr÷íng hñp, v½ dö khi
mët nh¥n vi¶n sû döng dàch vö t£i file câ thº £nh h÷ðng tîi ch§t l÷ñng t£i file cõa l¢nh ¤o
mët doanh nghi»p. Ph¡t biºu b i to¡n: Tr¶n mët k¸t nèi ra t¤i nót m¤ng c¦n phöc vö n luçng
k¸t nèi (1..n) nh÷ tr¶n H¼nh 1. Méi luçng k¸t nèi phöc vö y¶u c¦u k¸t nèi cho mët dàch vö
cõa mët ng÷íi sû döng, vîi gi¡ trà b«ng thæng tèi a l  Mi. V§n · c¦n gi£i quy¸t l : ÷a ra
cì ch¸ xû lþ t¤i nót m¤ng º £m b£o b«ng thæng cung c§p cho luçng i luæn nhä hìn ho°c
b¬ng Mi. v  £m b£o QoS c¦n thi¸t cõa c¡c luçng tin kh¡c.
H¼nh 1. Cì ch¸ h¤n ch¸ tèc ë luçng i t¤i nót m¤ng N1
Trong [5], ph÷ìng ph¡p xû lþ l  x¡c ành tèc ë cõa mët luçng tr÷îc khi chuyºn gâi tin
cõa luçng â i:
ratek+1i = L
k+1
i /delta_t (1)
trong â, Lki l  k½ch th÷îc gâi tin thù k cõa luçng i, delta_t l  kho£ng thíi gian tø khi truy·n
gâi tin thù k tîi thíi gian truy·n gâi tin k + 1. Gâi tin cõa luçng ch¿ ÷ñc chuyºn i n¸u tèc
ë cõa luçng khæng v÷ñt qu¡ tèc ë tèi a Mi cho ph²p [5]:
ratek+1/δ < Mi, (2)
trong â, δ l  h¬ng sè. Tèc ë tùc thíi cõa mët luçng gâi tin bi¸n ëng m¤nh, n¸u h¤n ch¸
tèc ë tùc thíi theo tèc ë tèi a th¼ tèc ë trung b¼nh ¤t ÷ñc s³ nhä hìn nhi·u so vîi tèc
ë tèi a c¦n ¤t. ffiº gi£i quy¸t v§n · n y, ta c¦n xem x²t vi»c h¤n ch¸ tèc ë trung b¼nh
cõa luçng i sao cho khæng v÷ñt qu¡ tèc ë tèi a Mi. Ph÷ìng ph¡p EWMA o b«ng thæng
cõa c¡c luçng tin ð li¶n k¸t ra nh÷ sau [8]:
CK+1n = β × CKn + (1− β)× CK+1n , (3)
trong â, CK+1n l  b«ng thæng o ÷ñc t¤i thíi iºm K + 1, C
K
n l  b«ng thæng o ÷ñc ð
thíi iºm K,CK+1n l  b«ng thæng ÷îc l÷ñng ÷ñc t¤i thíi iºm K + 1, β = 0, 9 l  h» sè ÷îc
l÷ñng, n l  sè c¡c luçng tin ÷ñc c§p ph¡t b«ng thæng.
Ta ¡p döng cæng thùc (3) cho tr÷íng hñp t½nh tèc ë trung b¼nh cõa luçng i khi truy·n
gâi tin k + 1 nh÷ sau:
N…NG CAO HI›U QUƒ CÕA NGUY–N TC H„N CH˜ V€ BÒ B‹NG THÆNG 387
ratek+1n = β × ratekn + (1− β)× ratek+1n . (4)
Tuy nhi¶n tèc ë trung b¼nh t½nh theo (4) phö thuëc nhi·u v o làch sû truy·n c¡c gâi tin
cõa luçng i, ch÷a s¡t vîi tèc ë tùc thíi. V½ dö, khi mët luçng bà léi, tèc ë tùc thíi cõa
luçng â b¬ng 0 trong suèt thíi gian léi. Trong thíi gian â, tèc ë trung b¼nh cõa luçng gi£m
d¦n v  trð th nh r§t nhä khi léi x£y ra trong thíi gian d i. Khi luçng ÷ñc phöc hçi, tèc ë
tùc thíi lîn, nh÷ng tèc ë trung b¼nh cõa nâ v¨n r§t nhä. ffiº tèc ë trung b¼nh t½nh trong
cæng thùc (4) s¡t vîi tèc ë tùc thíi cõa luçng i, b i b¡o · xu§t nguy¶n t­c PAE (Periodical
Average QoS parameter Estimating) t½nh tèc ë trung b¼nh cõa luçng i trong méi kho£ng thíi
gian ng­n Tgs nh÷ sau:
Gåi l l  sè gâi tin cõa luçng i ÷ñc truy·n i trong kho£ng thíi gian Tgs, ta câ:
rateTgsi =
l∑
j=1
Lji/Tgs, (5)
trong â, rateTgsi l  tèc ë trung b¼nh cõa luçng i trong kho£ng thíi gian Tgs;L
j
i l  k½ch
th÷îc gâi tin thù j cõa luçng i ÷ñc gûi i trong kho£ng thíi gian Tgs.
Thay rateki trong cæng thùc (4) b¬ng rate
Tgs
i ta câ:
ratek+1i = β × rateTgsi + (1− β)× ratek+1i . (6)
ffiº h¤n ch¸ tèc ë cõa luçng i, tr÷îc khi chuyºn méi gâi tin cõa nâ i, ta kiºm tra tèc ë
trung b¼nh, v  gâi tin ch¿ ÷ñc chuyºn i n¸u tèc ë trung b¼nh ≤Mi :
ratek+1i ≤Mi. (7)
B£ng 1. Tèc ë trung b¼nh ÷îc l÷ñng theo ph÷ìng ph¡p EWMA v  PAE
ffiº ¡nh gi¡ hi»u qu£ cõa nguy¶n t­c h¤n ch¸ tèc ë düa tr¶n vi»c gi¡m s¡t tèc ë trung
b¼nh trong kho£ng thíi gian Tgs n¶u tr¶n, ta x²t v½ dö nh÷ trong b£ng 1.
Gi£ sû trong kho£ng thíi gian tø t = 4 ¸n t = 99ms, luçng i bà léi v  phöc hçi t¤i thíi
iºm t = 100ms. B£ng 1 l  k¸t qu£ so s¡nh tèc ë x¡c ành theo c¡c ph÷ìng ph¡p:
1) Tèc ë tùc thíi ÷ñc t½nh theo cæng thùc (1).
2) Tèc ë trung b¼nh (rateEWMAi ) ÷ñc t½nh theo cæng thùc (4).
3) Tèc ë trung b¼nh (ratePAEi ) ÷ñc t½nh theo cæng thùc (6).
388 PH„M V‹N TH×ÌNG
H¼nh 2 l  k¸t qu£ so s¡nh tèc ë tùc thíi, tèc ë trung b¼nh t½nh theo EWMA v  PAE
sau khi luçng i phöc hçi, tø thíi iºm t = 101ms tèc ë trung b¼nh t½nh b¬ng nguy¶n t­c
PAE phò hñp vîi bi¸n ëng tèc ë tùc thíi v  ð mùc trung b¼nh so vîi ÷íng biºu di¹n tèc
ë tùc thíi v  tèc ë trung b¼nh t½nh theo EWMA. Nh÷ vªy ta câ thº nhªn x²t r¬ng, tèc ë
÷îc l÷ñng theo nguy¶n t­c PAE phò hñp hìn so vîi EWMA [8] v  tèc ë tùc thíi [5].
H¼nh 2. Tèc ë tùc thíi, tèc ë trung b¼nh cõa luçng gâi tin
ffië phùc t¤p t½nh to¡n cõa PAE: Vîi méi gâi tin cõa luçng c¦n h¤n ch¸ tèc ë, c¦n thüc
hi»n t½nh tèc ë trung b¼nh theo cæng thùc (5), (6) v  so s¡nh vîi tèc ë tèi a theo cæng
thùc (7). Nh÷ vªy ë phùc t¤p t½nh to¡n cõa PAE l  O(m), vîi m l  sè l÷ñng gâi tin cõa c¡c
luçng c¦n h¤n ch¸ b«ng thæng.
3. NGUY–N TC LÜA CHÅN THAM SÈ HI›U CHŸNH TRÅNG SÈ BÒ
QOS
Trong [5], t¡c gi£ sû döng h m ành gií º t½nh l¤i c¡c tham sè QoS sau méi kho£ng thíi
gian Tgs (short-term) v  trong to n thíi gian truy·n (long-term); x¡c ành ÷ñc luçng câ QoS
c¦n bò, luçng câ QoS tèt nh§t câ thº gi£m trång sè º bò cho luçng kh¡c. Sau méi chu ký
gi¡m s¡t Tgs, MPWPS thüc hi»n bò cho luçng bà suy gi£m QoS º £m b£o sü b¼nh ¯ng
trong vi»c phöc vö c¡c luçng tin. ffiº bò b«ng thæng cho luçng bà suy gi£m QoS ÷ñc khæi
phöc tø tr¤ng th¡i léi, c¦n b«ng thæng º bò. Vªy b«ng thæng º bò ÷ñc l§y tø ¥u, câ £nh
h÷ðng ¸n c¡c luçng tin kh¡c hay khæng? C¡c cæng tr¼nh tr÷îc ¥y [1,5,6,7] sû döng nguy¶n
t­c bò nh÷ sau: 1) Nguy¶n t­c trong [7] l  d nh s®n mët ph¦n b«ng thæng cho möc ½ch bò;
2) Nguy¶n t­c trong [1,6] l  ²p buëc c¡c luçng tin khæng y¶u c¦u thíi gian thüc nh÷íng l¤i
mët ph¦n b«ng thæng º bò. 3) Nguy¶n t­c trong [5] l  gi£m trång sè cõa luçng câ QoS tèt
nh§t trong chu ký gi¡m s¡t tr÷îc â, t«ng trång sè cõa luçng c¦n bò. N¸u chån ph÷ìng ¡n
1, khi khæng câ luçng n o c¦n bò, b«ng thæng d nh s®n khæng ÷ñc sû döng g¥y l¢ng ph½ t i
nguy¶n. N¸u chån ph÷ìng ¡n 2 m  khæng câ gi¡m s¡t cö thº, vi»c bò câ thº £nh h÷ðng nhi·u
¸n QoS cõa c¡c luçng tin kh¡c. Nguy¶n t­c bò trong [5] sû döng ph÷ìng ¡n 3 kh­c phöc
÷ñc nh÷ñc iºm cõa ph÷ìng ¡n 1, 2.
Nguy¶n t­c bò QoS trong [5] nh÷ sau: Gi¡m s¡t º bi¸t luçng câ QoS tèt nh§t v  k²m
nh§t; gi£m QoS cõa luçng tèt nh§t º bò cho luçng câ QoS k²m nh§t t¤i thíi iºm â. ffii·u
ch¿nh gi¡ trà trång sè wci düa v o gi¡ trà c¡c tham sè QoS gi¡m s¡t ÷ñc trong kho£ng thíi
gian Tgs ngay tr÷îc â. Cö thº nh÷ sau [5]:
1) ffièi vîi luçng ÷ñc gi£m QoS º bò: wci = wi − ri. (8)
2) ffièi vîi luçng ÷ñc bò: wci = wi + ri. (9)
N…NG CAO HI›U QUƒ CÕA NGUY–N TC H„N CH˜ V€ BÒ B‹NG THÆNG 389
3) ffièi vîi c¡c luçng kh¡c: wci = wi. (10)
Trong â ri l  h» sè i·u ch¿nh trång sè. V§n · l  c¦n chån ri b¬ng bao nhi¶u º vi»c
i·u ch¿nh thüc hi»n nhanh, thæng qua thüc nghi»m, [5] chån ri = 0, 1 (10% b«ng thæng cõa
k¸t nèi ra). Gi¡ trà cho ri £nh h÷ðng tîi thíi gian bò, ë ên ành trång sè, hi»u su§t sû döng
b«ng thæng cõa c¡c luçng. Vi»c chån gi¡ trà ri = 0, 1 trong [5] câ thº cho k¸t qu£ tèt trong
tr÷íng hñp sè luçng nhä, tuy nhi¶n khi nót m¤ng xû lþ h ng tri»u luçng th¼ vi»c chån ri nh÷
vªy d¨n tîi trång sè cõa c¡c luçng li¶n töc bi¸n ëng m¤nh.
H¼nh 3. Bi¸n êi thæng l÷ñng cõa c¡c luçng trong khi bò
X²t tr÷íng hñp hai luçng 1, 2 câ trång sè b¬ng nhau, luçng 2 bà léi trong kho£ng thíi gian
[t1, t2] sau â phöc hçi. H¼nh 3 mæ t£ sü bi¸n êi thæng l÷ñng cõa c¡c luçng trong qu¡ tr¼nh
bò. Thíi gian bò T
bò
÷ñc t½nh tø khi luçng 2 phöc hçi ¸n khi thæng l÷ñng cõa nâ trð v·
ngang b¬ng vîi luçng 1.
Y¶u c¦u èi vîi cì ch¸ bò nh÷ sau:
- Thíi gian bò (T
bò
) ng­n.
- Bi¸n thi¶n thæng l÷ñng cõa c¡c luçng (∆τ) nhä.
Vi»c bò ÷ñc thüc hi»n b¬ng c¡ch hi»u ch¿nh trång sè mët gi¡ trà l  ri èi vîi luçng câ
thº bò v  luçng c¦n bò l¦n l÷ñt theo cæng thùc (9) v  (10). Tuy nhi¶n gi¡ trà ri c¦n lüa chån
phò hñp vîi sè luçng, trång sè cõa c¡c luçng v  sü m§t cæng b¬ng v· thæng l÷ñng cõa luçng
c¦n bò so vîi c¡c luçng kh¡c t¤i méi thíi iºm.
Cæng tr¼nh [10] ¢ sû döng quy luªt i·u ch¿nh tff l» vi t½ch ph¥n (PID) º gi£i quy¸t b i
to¡n c§p ph¡t t i nguy¶n theo trång sè t¾nh wi (vîi i = 1..n) cho n t¡c vö ùng döng t½ch cüc,
biºu di¹n trong ph÷ìng tr¼nh nh÷ sau [10]:
u(k) = u(k − 1) + αe(k) + β[e(k)− e(k − 1)], (11)
trong â, k l  h¬ng sè thíi gian, u(k) l  ¦u ra cõa bë i·u khiºn ð thíi iºm k, e(k) l  sai
l»ch tr¤ng th¡i cõa h» thèng so vîi tr¤ng th¡i tham chi¸u; α, β l  c¡c h» sè i·u ch¿nh. T¡c
gi£ trong [10] ¢ chùng minh ÷ñc r¬ng h» thèng h» thèng i·u khiºn ho¤t ëng ên ành khi
c¡c tham sè α, β ÷ñc lüa chån thäa m¢n cæng thùc (12):
α+ 2β < 4wmin/
∑
∀i
wi, (12)
trong â, wmin = min{wi} vîi måi i = 1..n.
390 PH„M V‹N TH×ÌNG
B i b¡o sû döng mæ h¼nh i·u khiºn tr¤ng th¡i câ ph£n hçi º x¥y düng nguy¶n t­c lüa
chån tham sè ri º hi»u ch¿nh trång sè bò QoS (H¼nh 4), þ ngh¾a c¡c kþ hi»u nh÷ sau:
H¼nh 4. Nguy¶n t­c i·u ch¿nh trång sè bò QoS
x l  gi¡ trà trång sè c¦n ¤t cõa c¡c luçng x = {wi} (vîi i = 1..n), nh÷ vªy x = const;
w(k) = {wi(k)} (vîi i = 1..n) l  gi¡ trà trång sè cõa c¡c luçng do MonQoS o ÷ñc sau
chu ký gi¡m s¡t k. Gi¡ trà cõa w(k) ÷ñc cªp nhªt ríi r¤c sau méi chu ký Tgs;
F iQoS(t) = Ti(t)/wi [5] l  gi¡ trà h m QoS cõa luçng i trong kho£ng [0, t];
F iQoSTgs(k) = (Ti(t2)− Ti(t1))/wi [5] l  gi¡ trà h m QoS cõa luçng i o ÷ñc sau chu ký
gi¡m s¡t thù k;
z: tªp c¡c luçng tin bà léi ÷ñc phöc hçi do MonQoS x¡c ành ÷ñc sau chu ký gi¡m s¡t
k;
e(k) = {wi(k) − wi} (vîi i = 1..n) l  sai l»ch giúa trång sè o ÷ñc so vîi trång sè c¦n
¤t cõa luçng i, ÷ñc cªp nhªt sau chu ký gi¡m s¡t k;
wi(k+ 1) (vîi i = 1..n) l  gi¡ trà trång sè ¦u ra cõa bë i·u khiºn bò QoS. Bë ành tr¼nh
c¦n xû lþ cho luçng i t¤i chu ký k + 1 vîi trång sè wi(k + 1) nh¬m ¤t ÷ñc trång sè cho
luçng i trong thíi gian d i h¤n l  wi;
y(t) l  c¡c gâi tin ÷ñc truy·n i ð k¸t nèi ¦u ra t¤i thíi iºm t.
Chùc n«ng MonQoS o c¡c tham sè QoS theo chu ký gi¡m s¡t Tgs, khi x¡c ành ÷ñc
luçng bà léi ÷ñc phöc hçi (z), düa tr¶n c¡c tham sèQoS x¡c ành ÷ñc (wi(k), F
i
QoSTgs, F
i
QoSLong);
bë i·u khiºn MPWPS hi»u ch¿nh trång sè cõa c¡c luçng º bò QoS cho luçng tin bà léi, £m
b£o phöc vö cæng b¬ng cho c¡c luçng theo trång sè (wi).
p döng luªt i·u khiºn PID d¤ng ríi r¤c trong cæng thùc (11) [10] º i·u ch¿nh trång
sè cõa luçng i v  luçng j. Gi¡ trà trång sè cõa luçng i ÷ñc t«ng l¶n v  trång sè cõa luçng j
gi£m i mët l÷ñng b¬ng nhau v· gi¡ trà tuy»t èi (ri) nh÷ sau [10]:
ri(k + 1) = αe(k + 1) + β[e(k + 1)− e(k)], (13)
trong â α, β ÷ñc chån sao cho thäa m¢n i·u ki»n nh÷ cæng thùc (12) [10]:
α+ 2β < 4wmin/
∑
∀i
wi. (14)
Gi¡ trà trång sè cõa luçng i ÷ñc t«ng l¶n theo cæng thùc sau:
N…NG CAO HI›U QUƒ CÕA NGUY–N TC H„N CH˜ V€ BÒ B‹NG THÆNG 391
wi(k + 1) = wi(k) + ri(k + 1). (15)
Gi¡ trà trång sè cõa luçng j ÷ñc gi£m i theo cæng thùc sau:
wj(k + 1) = wj(k)− ri(k + 1).(16)
Nguy¶n t­c lüa chån ri theo cæng thùc (13) £m b£o sü ên ành cõa thæng l÷ñng cõa c¡c
luçng ngay c£ trong tr÷íng hñp sè luçng lîn.
4. MÆ PHÄNG
B i b¡o sû döng NS-2 [11] º mæ phäng v  so s¡nh k¸t qu£ trong c¡c tr÷íng hñp: 1) Sû
döng MPWPS [5]. 2) Sû döng MPWPS câ ¡p döng nguy¶n t­c PAE. Trong khuæn khê b i
b¡o, t¡c gi£ ch÷a thüc hi»n mæ phäng vi»c lüa chån tham sè ri theo mæ h¼nh i·u khiºn ph£n
hçi n¶u trong möc 3, m  tªp trung mæ phäng nguy¶n t­c PAE, vîi gi¡ trà ri=0,1.
H¼nh 5. Sì ç mæ phäng
Sì ç (H¼nh 5) mæ t£ k¸t nèi m¤ng giúa 2 àa iºm. Hai nót m¤ng n1, n2 cõa kh¡ch h ng
÷ñc k¸t nèi l¦n l÷ñt vîi nót n8 v  n9 cõa nh  cung c§p dàch vö vîi b«ng thæng 2Mbps. K¸t
nèi n0, n3, n4 tîi n1 v  k¸t nèi n2 tîi n5, n6, n7 ·u b¬ng 1Mbps. K¸t nèi giúa c¡c nót m¤ng
cõa nh  cung c§p dàch vö (n8, n9, n10, n11, n12) l  100Mbps. B£ng 2 mæ t£ nguçn l÷u l÷ñng
mæ phäng.
K¸t qu£ mæ phäng
- K¸t qu£ mæ phäng thæng l÷ñng ÷ñc n¶u trong H¼nh 6a, trong c£ hai tr÷íng hñp (khæng sû
döng PEA v  câ sû döng PEA), thæng l÷ñng cõa luçng 2 ·u ÷ñc h¤n ch¸ < 0, 3Mbps. Khi
sû döng PEA, thæng l÷ñng cõa luçng 2 ên ành hìn so vîi khi khæng dòng PEA.
- K¸t qu£ mæ phäng b«ng thæng n¶u trong H¼nh 6b: Tr÷íng hñp khæng sû döng PEA, b«ng
thæng cõa luçng 2 bi¸n thi¶n m¤nh. B«ng thæng cõa luçng 2 ên ành hìn khi dòng PEA.
K¸t qu£ mæ phäng cho th§y khi sû döng ph÷ìng ph¡p PEA ÷îc l÷ñng tèc ë nh¬m möc
½ch h¤n ch¸ tèc ë trong MPWPS, v¨n £m b£o kh£ n«ng h¤n ch¸ tèc ë cõa luçng câ y¶u
c¦u tèc ë tèi a, çng thíi tèc ë ¤t ÷ñc ên ành hìn.
392 PH„M V‹N TH×ÌNG
B£ng 2. Nguçn l÷u l÷ñng sû döng º mæ phäng
Luçng Luçng 0 Luçng 1 Luçng 2
K½ch th÷îc h ng ñi (byte) 15000 15000 15000
Trång sè 0,3 0,3 0,3
Nguçn l÷u l÷ñng UDP-CBR UDP-CBR UDP-CBR
ffië lîn gâi tin (byte) 1000 1000 1000
Kho£ng thíi gian ph¡t gâi tin (s) 0,008 0,008 0,008
Tèc ë ph¡t (Mbps) 0,954 0,954 0,954
Mæ h¼nh léi = 0 vîi t ∈ [0, 6s; 1, 6s] - -
B«ng thæng ÷ñc chia x´ theo 0,67 0,67 0,67
trång sè (Mbps)
Tèc ë tèi a (Mbps) - - 0,3
Thíi gian mæ phäng (s) 0-10 0-10 0-10
H¼nh 6a. Thæng l÷ñng cõa luçng 2 H¼nh 6b. B«ng thæng cõa luçng 2
khi dòng MPWPS v  MPWPS+PEA khi dòng MPWPS v  MPWPS+PAE
H¼nh 6. K¸t qu£ mæ phäng MPWPS v  MPWPS+PAE
5. K˜T LUŁN
B i b¡o ¢ nghi¶n cùu c¡c v§n · gi¡m s¡t, h¤n ch¸ tèc ë tèi a; bò QoS cho luçng tin
tin câ QoS th§p v  ÷ñc phöc hçi sau léi v  · xu§t c¡c gi£i ph¡p mîi nh÷ sau:
- Nguy¶n t­c PAE sû döng º x¡c ành tèc ë cõa luçng gâi tin, phöc vö vi»c h¤n ch¸ b«ng
thæng cõa luçng tin. PAE ¡p ùng y¶u c¦u h¤n ch¸ tèc ë v  sü ên ành cõa tèc ë èi vîi
luçng tin h¤n ch¸ tèc ë tèi a. Nh÷ñc iºm cõa nguy¶n t­c n y l  ë phùc t¤p t½nh to¡n l 
O(m), vîi m l  sè gâi tin cõa c¡c luçng c¦n h¤n ch¸ tèc ë.
- ffi· xu§t ¡p döng mæ h¼nh i·u khiºn câ ph£n hçi trong vi»c x¡c ành gi¡ trà tham sè hi»u
ch¿nh trång sè bò QoS £m b£o h» thèng ho¤t ëng ên ành ngay c£ trong tr÷íng hñp nót
m¤ng phöc vö nhi·u luçng gâi tin çng thíi t¤i mët k¸t nèi ¦u ra.
K¸t qu£ mæ phäng nguy¶n t­c PAE b¬ng NS-2 [11] phò hñp vîi lþ thuy¸t ÷ñc tr¼nh b y
¢ chùng tä t½nh kh£ thi cõa nguy¶n t­c n y. Trong khuæn khê b i b¡o n y, t¡c gi£ ch÷a thüc
hi»n ÷ñc mæ phäng vi»c lüa chån tham sè hi»u ch¿nh trång sè b¬ng mæ h¼nh i·u khiºn câ
ph£n hçi n¶u trong möc 3.
Nghi¶n cùu ti¸p theo s³ l  nhúng £nh h÷ðng khi sè luçng lîn v  bi¸n ëng èi vîi PAE;
N…NG CAO HI›U QUƒ CÕA NGUY–N TC H„N CH˜ V€ BÒ B‹NG THÆNG 393
thüc hi»n mæ phäng º ¡nh gi¡ hi»u qu£ cõa mæ h¼nh i·u khiºn câ ph£n hçi trong vi»c lüa
chån tham sè hi»u ch¿nh trång sè.
T€I LI›U THAM KHƒO
[1] Van Thuong Pham, Dang Hai Hoang, A compensation mechanism for bandwidth allocation in
IP wireless networks, Proc. of the 12th Int. Conference on Advanced Communication
Technology (ICACT), Vol. 2, 2010 (p.11891193).
[2] C. Hu, Y.Tang, K.Chen, B.Liu, Dynamic queueing sharing mechanism for per-flow quality of
service control, IET Communm 4 (4) (2010) 472483.
[3] Dwekat A. Zyad, Practical Fair Queueing Schedulers: Simplification through Quantization,
PhD Thesis, North Carolina State University, US, (2009).
[4] J.F.Lee, M.C.Chen, Y.Sun, WF2Q-M: worst-case fair weighted fair queueing with maximum rate
control, Computer Networks 51 (2007) 14031420.
[5] Pham Van Thuong, Hoang Dang Hai, A QoS monitoring and compensation mechanism with rate
limitation in IP network, Journal of Science and Technology (accepted) Hanoi University of
Technology (90) (2012).
[6] Ph¤m V«n Th÷ìng, Ho ng ffi«ng H£i, Cì ch¸ ành tr¼nh gi¡m s¡t v  bò ch§t l÷ñng dàch vö, T¤p
ch½ Khoa håc v  Cæng ngh», Vi»n Khoa håc Vi»t Nam, ISSN 0866 708X, (2011) 87100.
[7] D. H. Hoang, Quality of Service Control in the Mobile Wireless Environment, Peter Lang
Publishers, Frankfurt/M-Berlin-Bern-Bruxelles-New York-Oxford-Wien, 2003.
[8] W. Stallings, High-Speed Networks: TCP/IP and ATM Design Principles, ISBN 0-13-
525965-7, Prentice Hall, 1998.
[9] Van Jacobson, Congestion Avoidance and Control, 1998.
[10] Vô Ho ng Hi¸u, Mæ h¼nh t÷ìng th½ch QoS theo ùng döng trong mæi tr÷íng a ph÷ìng ti»n
ph¥n t¡n, Luªn ¡n Ti¸n s¾ kß thuªt, 2008.
[11] K. Fall, K. Varadhan, The ns Manual, The VINT Project, (2008).
Ng y nhªn b i 06 - 9 - 2012
Nhªn l¤i sau sûa ng y 07 - 12 - 2012