Điều tra và so sánh giải pháp QoS MPLS và các dịch vụ
phân biệt Giải pháp QoS

LỚP 57MTT
GVHD: Nguyễn Hồng Giang


Danh sách nhóm:
1. Đinh Hữu Hoàng
2. Nguyễn Thị Thu Cúc


Bài báo này kiểm tra hiệu suất của các dịch vụ phân biệt và phương pháp MPLS để đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng. Tập hợp các
kịch bản đầu tiên có các nguồn lưu lượng truy cập FTP, thoại và video được ánh xạ vào các lớp DiffServ khác nhau và được xử lý bởi các bộ
định tuyến sử dụng các quy tắc xếp hàng khác nhau, tức là FIFO, xếp hàng ưu tiên, DWRR và WFQ. Trong tập hợp các kịch bản thứ hai, chúng

Mục tiêu

tôi đã triển khai Chuyển mạch Nhãn Đa giao thức (MPLS) và các nguồn lưu lượng được ánh xạ vào các Nhãn chuyển đổi (LSP) khác nhau.
Chúng tôi cũng thay đổi khả năng liên kết trong mạng để tạo ra các tình huống mà luồng giao thông phải tuân thủ tắc nghẽn. Kết quả mô phỏng
được thu thập bằng cách sử dụng OPNET IT Guru17.5showed rằng trong trường hợp tắc nghẽn DiffServ không thể cung cấp bảo đảm QoS.
MPLS, mặt khác, có thể định tuyến lưu lượng trên các đường dẫn không bị kéo dài giúp các luồng đạt được mức QoS của chúng


Giới thiệu

Với sự gia tăng nhanh chóng số lượng ứng

Kiến trúc Dịch vụ tích hợp [1-2] cung cấp các đảm bảo dòng chảy chi tiết.

Chuyển mạch nhãn Multiprotocol (MPLS) [4-5] là một cách tiếp cận để

dụng dựa trên mạng, đã có rất nhiều nỗ lực

Để đạt được mức QoS này, IntServrequires tất cả các routerson luồng

chuyển tiếp dữ liệu qua mạng dựa trên nhãn đường dẫn chứ không phải địa

để đáp ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ

đường đi qua để lưu trữ và quản lý các resourcessuch có sẵn như khả năng

chỉ mạng. Mỗi nhãn xác định liên kết ảo giữa các nút và quyết định chuyển

(QoS) từ các ứng dụng này mà không làm

liên kết gửi đi spaceand và hàng đợi sẵn có. Internet thường giao dịch với

tiếp được thực hiện dựa trên nhãn của gói.By chỉ định đường dẫn được xác

tăng dung lượng mạng. 1-2] (IntServ) và

hàng tỷ luồng lưu lượng truy cập, nhiều trong số đó có thể đi qua cùng một

định trước cho lưu lượng truy cập cần theo dõi, cân bằng tải MPLSallows và

dịch vụ phân biệt [3] (DiffServ). Trong khi

bộ định tuyến lõi. Duy trì và quản lý việc đặt trước tài nguyên cho tất cả

phân phối lưu lượng truy cập hiệu quả trong mạng. Khi được triển khai cùng


mỗi phương pháp tiếp cận có lợi ích riêng

các luồng đi qua các bộ định tuyến lõicung cấp chi phí xử lý và lưu trữ

với DiffServ, MPLScan cũng cung cấp hỗ trợ QoS: MPLS vô trách nhiệm cho

của nó, có những lúc IntServ và DiffServ

khổng lồ. Đó là lý do tại sao các Kiến trúc Dịch vụ Tích hợp không quy mô

việc phân phối lưu lượng trên các đường dẫn không ngắn nhất nhằm cung cấp

không đủ để đáp ứng các yêu cầu QoS

tốt cho các mạng lớn, vì Internetand chỉ được triển khai trên quy mô lớn

việc sử dụng hiệu quả tài nguyên mạng, trong khi DiffServ phân biệt dịch vụ

mong muốn.

trong các mạng riêng.

cho tập hợp lưu lượng tại các router riêng lẻ [5].


Kiến trúc dịch vụ phân biệt [1] kiến trúc sẽ giải quyết vấn đề khả năng mở rộng bằng cách hỗ trợ các yêu cầu
chất lượng theo từng giai đoạn, chất lượng của từng dịch vụ. Trong kiến trúc dịch vụ phân biệt, các luồng với
các yêu cầu QoS tương tự được kết hợp thành các tập hợp lưu lượng hoặc các lớp lưu lượng. Mỗi tổng hợp
hoặc lớp được xác định bởi điểm mã dịch vụ phân biệt (DSCP). DSCPvalueis được ghi lại trong trường Loại

dịch vụ (ToS) của tiêu đề IP của gói và thường được đặt trong các cạnh mạng, trước khi gói được nhập vào lõi
mạng. Các bộ định tuyến tuân thủ dịch vụ khác nhau xử lý các gói đến dựa trên hành vi trên mỗi bước được
định cấu hình trước (PHB) chỉ định cách thức các gói thuộc về một tập hợp nhất định sẽ được xử lý (tức là
xếp hàng, chuyển tiếp, lên lịch, vv). Unmarkedpackets không thuộc bất kỳ lớp nào được xử lý theo đặc tả
PHB mặc định. Kiến trúc các dịch vụ phân biệt cung cấp giải pháp có thể mở rộng cho vấn đề QoS. Tuy
nhiên, các bảo đảm QoS do DiffServ cung cấp được gắn chặt chẽ với việc cung cấp mạng. Nếu đường dẫn mà
tổng lưu lượng truy cập di chuyển không có đủ tài nguyên thì phương pháp DiffServ sẽ không thể đáp ứng
các yêu cầu QoS mong muốn.


Trong bài báo này, chúng tôi kiểm tra hiệu suất của các cơ chế xếp hàng khác nhau được sử dụng cùng với các dịch vụ phân biệt và phương pháp tiếp cận MPLS để đảm bảo chất lượng dịch vụ
(QoS). Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã kiểm tra hiệu suất của các ứng dụng video, thoại và video khi gửi lưu lượng truy cập qua mạng với First-In-First-Out (FIFO), Priority Queuing
(PQ), Deficit Weighted Round Robin (DWRR), và Weighted Fair Các hàng đợi xếp hàng (WFQ) được triển khai tại giao diện bộ định tuyến được kết nối với liên kết nút cổ chai. Chúng tôi đã kiểm
tra hai kịch bản một với MPLS bị vô hiệu hóa và một số khác đã bật MPLS. Trong kịch bản thứ hai, chúng tôi đã triển khai Multiprotocol.

Chuyển đổi nhãn (MPLS) và các nguồn lưu lượng được ánh xạ thành các Label-SwitchedPaths (LSP) khác nhau. Chúng tôi đã thay đổi dung lượng liên kết trong mạng để tạo ra các tình huống mà
luồng lưu lượng phải tuân theo tắc nghẽn. Kết quả mô phỏng thu được bằng cách sử dụng OPNET IT Guruversion 17.5 [6] cho thấy rằng trong trường hợp severecongestion, DiffServ không thể
cung cấp bảo đảm QoS. MPLS, mặt khác, có thể định tuyến lưu lượng trên các đường dẫn không bị kéo dài giúp các luồng đạt được mức QoS mong muốn của chúng.

Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau. Phần 2 cung cấp một nghiên cứu tóm tắt trong đó chúng tôi đã kiểm tra hiệu suất ứng dụng trong mạng IntheDifferentiated Services với MPLS bị vô
hiệu hóa. Trong phần 3 chúng tôi đã kiểm tra hiệu năng ứng dụng trong mạng với MPLS được kích hoạt và minh họa rằng MPLS có thể giúp các ứng dụng đạt được mức QoS mong muốn của
chúng trong các tình huống mà cách tiếp cận các dịch vụ khác biệt không thực hiện được. Bài báo kết luận trong Phần 4.


Hiệu suất ứng dụng trong mạng dịch vụ phân biệt với MPLS bị vô hiệu hóa
Thiết lập mô phỏng

Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã sử dụng cấu trúc liên kết mạng được hiển thị trong Hình 1, nơi các nút máy khách (ví dụ, FTP
Client, VoIP Caller và Video Caller) gửi lưu lượng FTP, Voice và Video đến các đích tương ứng của chúng (ví dụ: FTP Server, VoIP) Người
nhận và Người nhận video). Trong kịch bản DiffServ không có MPLS, tất cả lưu lượng truy cập trên đường đi ngắn nhất thông qua liên kết

Router1 –Router 3, được cấu hình là nút cổ chai. Trong kịch bản MPLS, luồng lưu lượng có thể sử dụng một đường dẫn thay thế Router 1 –
Router 2 –Router 3 cho phép chúng sử dụng tốt hơn tài nguyên mạng và đạt được mức độ thỏa mãn QoS cao hơn.


Bảng 1 cho thấy cấu hình của các ứng dụng FTP, Thoại và Video và các dấu
hiệu DSCP của chúng. Wesummarize cấu hình của các hàng đợi DiffServ
khác nhau trong bảng 2. Tất cả các cơ chế xếp hàng được cấu hình với các
cấu hình QoS toàn cầu và được triển khai trên các giao diện liên kết với nút
cổ chai giữa Router 1 và Router 2.Để đơn giản hóa việc phân tích và so sánh
kết quả thu được, chúng ta đã vô hiệu hóa RED và sử dụng hằng số tốc độ
truyền tải giao thông.
Chúng tôi đặt dung lượng của các liên kết kết nối các nút kết thúc với các
cổng của chúng (ví dụ: Bộ định tuyến 1 và Bộ định tuyến 2) với các nút của
dòng DS3. Chúng tôi thay đổi dung lượng trên liên kết nút cổ chai Router 1 –
Router 2 bằng cách đặt nó thành 1.0Mbps, 1.5 Mbps và 2.0Mbps. Cấu hình
như vậy dẫn đến các mức tắc nghẽn mạng khác nhau vì tổng lưu lượng truy
cập đến vượt quá khả năng của liên kết nút cổ chai.


Phân tích kết quả

Hình 2 minh họa tổng lượng lưu lượng được tạo ra bởi các ứng dụng riêng lẻ trong nghiên cứu này. Cụ thể, lưu lượng truy cập video được
tạo ở tốc độ không đổi 1,4 Mbps, lưu lượng VoIP được tạo với tốc độ không đổi là 45,6 Kb / giây và lưu lượng truy cập FTP là được gửi ở tốc
độ trung bình khoảng 420Kbps. Trong hình 2, có hai dòng cho lưu lượng ứng dụng FTP: một dòng cho thấy tốc độ truyền khoảng 840 Kb /
giây và một tốc độ truyền khác là 0 Kbps, biểu thị tốc độ truyền trung bình khoảng 420 Kb / giây


Phân tích kết quả

Hình 3 minh họa băng thông được phân bổ cho lưu lượng video bằng cách sử dụngChế

độ xếp hạng công bằng (WFQ) khi nút cổ chaicấp độ được đặt thành1.0Mbps, 1,5 Mb /
giây và 2,0Mb / giây.


Tạo và cấu hình mạng
Khởi tạo mạng


Định cấu hình VPN

Nhấp chuột phải vào nút VPN ⇒Edit Attributes
i. Mở VPN Configuration ⇒ chuyển Row 1 ⇒ Mở Row 0 ⇒ Chỉnh sửa giá trị của
Tunnel Source Name và ghi xuống Router A ⇒ Chỉnh sửa giá trị của Tunnel Destination
Name và ghi xuống Router D
ii. Mở Remote Client List ⇒ chuyển Row 1 ⇒ Mở Row 0 ⇒ Chỉnh sửa giá trị của
Client Node Name và ghi xuống Sales A.
iii. Nhấp vào OK và sau đó lưu dự án của bạn.


Chạy mô phỏng

Để chạy mô phỏng cho ba kịch bản cùng một lúc


Xem kết quả

1. Chọn Compare Results từ menu Results.

2. Mở Sales A ⇒ Mở rộng phân cấp Client DB ⇒ Chọn Traffic Received.


3. Thay đổi trình đơn thả xuống ở phần giữa phía dưới của hộp thoại
Compare Results từ As Is đến time_average

4. Nhấn Show và biểu đồ kết quả sẽ giống với biểu đồ sau:


5. Tạo biểu đồ tương tự như biểu đồ trước, nhưng đối với Bán hàng B:

6. Tạo hai biểu đồ tương tự như các biểu đồ trước để mô tả Lưu lượng truy
cập đã nhận bởi Client Http cho Sales A và Sales B.

Lưu ý: Kết quả có thể thay đổi đôi chút do vị trí nút khác nhau.


Thanks for watching