Báo cáo nghiên cứu khoa học ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ TRONG QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI VÀ TRÁNH TẮC NGHẼN TRÊN INTERNET

Sự bùng nổ thông tin đã dẫn đến lưu lượng tin trên đường truyền Internet ngày càng lớn, sự quá tải xử lý tại các nút mạng trung tâm càng cao, có nguy cơ dẫn đến tắc nghẽn. Sự tắc nghẽn có khuynh hướng tác động lại chính nó và trở nên tồi tệ hơn nếu một bộ định tuyến không còn bộ đệm tự do, nó sẽ bỏ qua những gói tin mới đến khi mà khả năng xử lý của các nút yếu sẽ dẫn đến tắc nghẽn ở trạm nhận và buộc trạm gửi tự dừng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học " ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ TRONG QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI VÀ TRÁNH TẮC NGHẼN TRÊN INTERNET "ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ TRONG QUẢN LÝ HÀNG ĐỢI VÀ TRÁNH TẮC NGHẼN TRÊN INTERNET Võ Thanh Tú Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế 1. Mở đầu: Sự bùng nổ thông tin đã dẫn đến lưu lượng tin trên đường truyền Internetngày càng lớn, sự quá tải xử lý tại các nút mạng trung tâm càng cao, có nguy cơdẫn đến tắc nghẽn. Sự tắc nghẽn có khuynh hướng tác động lại chính nó và trởnên tồi tệ hơn nếu một bộ định tuyến không còn bộ đệm tự do, nó sẽ bỏ quanhững gói tin mới đến khi mà khả năng xử lý của các nút yếu sẽ dẫn đến tắcnghẽn ở trạm nhận và buộc trạm gửi tự dừng lại để giải phóng bộ nhớ đệm tự do. Trong thời gian vừa qua đã có một số kết quả nghiên cứu để hạn chế sự tắcnghẽn dựa vào việc tổ chức lại hàng đợi phù hợp hơn, như theo cơ chế tổ chứchàng đợi DropTail, Fair Queue, RED [1],[3],[4]. Đồng thời có nhiều cải tiến vềgiao thức TCP Tahoe, TCP Reno, TCP Vegas, để điều khiển luồng tránh tắcnghẽn [5]. Trong bài báo này chúng tôi phân tích ảnh hưởng của các tham sốtrong cơ chế quản lý hàng đợi tích cực để hạn chế tình trạng dẫn đến tắc nghẽnxãy ra tại nút mạng và ổn định lưu thông trong khoảng thời gian ngắn bùng nổthông tin trên hệ thống mạng. 2. Cơ chế điều khiển luồng để tránh tắc nghẽn 27 Điều khiển luồng được xét đến ở đây là quá trình điều khiển gói báo nhậnhoặc điều chỉnh kích thước cửa sổ trượt. Việc sử dụng cửa sổ trượt có kích thướcthay đổi là hỗ trợ việc điều khiển tốc độ truyền dữ liệu cũng như là việc truyềnđáng tin cậy. Để tránh việc nhận nhiều gói tin hơn khả năng lưu trữ, nơi nhận sẽgửi đi thông báo cửa sổ nhỏ hơn và ngược lại. Trường hợp xấu nhất, nơi nhận sẽgửi đi thông báo cửa sổ có kích thước là zero để ngưng tất cả việc truyền. Nhưngviệc nhiều lần ngưng truyền với những đợt ngắn do tràn hàng đợi tạm thời làkhông cần thiết, điều này làm tăng sự dao động thông lượng. Vì vậy cần có cơchế điều khiển hợp lý giữa luồng gói tin đến và cơ chế xử lý tại nút nhận thíchhợp. Thông thường các điểm đầu cuối thường không nhận biết sự tắc nghẽn vàtại sao chúng xảy ra. Bởi vì tắc nghẽn là do sự trì hoãn gia tăng, nên hầu hết cácphần mềm giao thức sử dụng bộ đếm thời gian và truyền lại. Việc truyền lại cóảnh hưởng lớn đến hệ thống vì nó sẽ làm tăng thêm sự nghẽn mạch, và đến mộtlúc nào đó mạng sẽ trở nên vô dụng. Vấn đề này được gọi là sự sụp đổ donghẽn mạch. Giải quyết toàn diện vấn đề này là vô cùng phức tạp, liên quannhiều tầng giao thức khác nhau và nhiều dịch vụ khác nhau. Thông thường việcđiều khiển sự tắc nghẽn được thực hiện qua 3 bước như sau: Bước 1: Làm chủ hệ thống để phát hiện khi nào và xảy ra ở đâu. Khi xácđịnh được tắc nghẽn ở đâu, lúc đó bước thứ 2 sẽ được thực hiện. Bước 2: Chuyển thông tin đến những nút mạng (router) khác mà ở đó cóthể tiến hành giải quyết được công việc đồng thời thông báo tắc nghẽn (ECN:Explicit Congestion Notification)[3] cho các router khác. Tất nhiên, các gói tinphụ sẽ làm tăng tải vào thời điểm nhiều tải không cần thiết. 28 Một phương pháp khác là máy chủ hay router gửi các gói tin thăm dò đểbiết rõ ràng về sự tắc nghẽn. Thông tin có thể được sử dụng chỉ lưu thông quanhkhu vực có sự cố. Bước 3: Khi nhận được thông tin về sự tắc nghẽn, máy chủ có những hànhđộng thích hợp để giảm sự tắc nghẽn như: Sắp xếp lại tuyến đường truyền tin,hạn chế không cho truyền gói tin vào những đường xảy ra tắc nghẽn… Cácphương pháp có thể hoạt động ở trạm nguồn hoặc ở trạm đích. Hoạt động ở trạm nguồn: Bao gồm gói tin được gửi đi, trở lại từ điểm tắcnghẽn báo cho nguồn hoặc nguồn suy đoán về sự tồn tại của tắc nghẽn bằng việcquan sát thời gian cần thiết cho sự báo nhận đi trở lại. Hoạt động ở trạm đích: Sự hiện diện của tắc nghẽn có nghĩa tải (tạm thời)là lớn hơn lượng tin (một phần hệ thống) có thể quản lý. Hai giải pháp có thểthực hiện để giải quyết là tăng tài nguyên (lượng thông tin có thể lưu trữ) hoặcgiảm tải. Tuy nhiên, đôi khi không thể tăng khả năng tài nguyên lên được hoặc nếutăng thì chỉ tăng đến một giới hạn nhất định. Cách duy nhất để tác động sự tắcnghẽn là giảm tải. Để giảm tải có thể phủ nhận dịch vụ với nơi sử dụng, giảm bớtdịch vụ từ các trạm gửi đến hoặc cải tiến giao thức điều khiển phù hợp, cải tiếncơ chế xử lý gói tin tại hàng đợi của các nút mạng trung tâm theo một trực tự ưutiên phù hợp. 3. Ảnh hưởng của tham số điều khiển trong cơ chế quản lý hàng đợi 29 3.1. Phương pháp luận Khi các gói tin gửi đến nhanh hơn là chúng được chuyển đi thì hàng đợi sẽdài ra hay các gói tin chuyển đến chậm hơn thì hàng đợi thu ngắn lại. N ...