Giáo trình hướng dẫn phân tích điều khiển luồng và tránh tắc nghẽn thông tin theo tiến trình Poisson p9

Hình: Sử dụng bit chỉ thị tắc nghẽn để thay đổi kích thước cửa sổ Thiết bị mạng không thông minh Trong trường hợp này, các thiết bi mạng không có khả năng cảnh báo cho phía phát về tình trạng tắc nghẽn và việc xác định tắc nghẽn trong mạng hoàn toàn dựa trên việc suy đoán của nút nguồn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình hướng dẫn phân tích điều khiển luồng và tránh tắc nghẽn thông tin theo tiến trình Poisson p9 Hình: Sử dụng bit chỉ thị tắc nghẽn để thay đổi kích thước cửa sổThiết bị mạng không thông minh Trong trường hợp này, các thiết bi mạng không có khả năng cảnh báo cho phía phát về tình trạng tắc nghẽn và việc xác định tắc nghẽn trong mạng hoàn toàn dựa trên việc suy đoán của nút nguồn. Thiết bị mạng không thông minh là các thiết bi mạng đơn giản, không có khả năng xác định trạng thái bộ đệm, trạng thái CPU hay trạng thái sử dụng đường truyền. Trong một số trường hợp khác, do yêu cầu hoạt động với tốc độ cao nên các thiết bị mạng có thể cũng không kiểm tra về trình trạng tắc nghẽn có thể xảy ra mỗi khi gói tin đi qua thiết bị. Khi không có sự hỗ trợ của thiết bị mạng, nút nguồn kết luận về trạng thái tắc nghẽn hoàn toàn dựa trên báo nhận được gửi về. Trong trường hợp mạng bị tắc nghẽn, báo nhận có thể bị trễ lớn (trễ báo nhận hoặc trễ gói đến phía thu) hoặc có thể bị mất (mất báo nhận hoặc mất gói nên không có báo nhận). Trong trường hợp mất báo nhận hoặc báo nhận đến quá trễ, nút nguồn sẽ phải phát lại gói và việc phát lại này có thể coi là một tín hiệu để kết luận về tình trạng tắc nghẽn. Cơ chế tắc nghẽn này gọi là cơ chế điều khiển tắc nghẽn dùng cửa sổ thích ứng dựa trên time-out và hoạt động như sau: Tại thời điểm ban đầu, nút nguồn đặt kích thước cửa sổ bằng Wmax  Mỗi khi có time-out xảy ra và phía phát phải thực hiện phát lại gói  tin thì nút nguồn sẽ đặt W = 1 Mỗi khi nhận được n báo nhận từ nút đích, phía phát lại tăng kích  thước cửa sổ lên 1. Kích thước cửa sổ sẽ không bao giờ vượt quá kích thươc cửa sổ Wmax. Với việc thay đổi giá trị n, người ta có thể thực hiện điều khiển tắc nghẽn ở nhiều mức độ khác nhau. Trong trường hợp này, chúng ta giả thiết tỷ lệ lỗi bit là khá nhỏ và time- out xảy ra hoàn toàn là do trễ chứ không phải do mất gói vì lỗi bit. Ví dụ trên hình dưới đây minh họa cơ chế điều khiển tắc nghẽn theo cửa sổ thích ứng dựa trên time-out. Trong ví dụ này, kích thước cửa sổ ban đầu Wmax = 4, và giá trị n = 2. Giả thiết rằng các nút mạng trung gian có thể gây ra trễ hoặc hủy gói tin hoặc báo nhận nếu tắc nghẽn xảy ra. Điều này dẫn đến hệ quả là có time-out xảy ra tại nút nguồn cho các gói tin đó. 119 Hình: Sử dụng time-out và ACK để tăng/giảm kích thước cửa sổ5.4. Điều khiển luồng và chống tắc nghẽn dựa trên băng thông (rate-based flowcontrol) 5.4.1. Khái niệm Trong phần trên, chúng ta đã thấy hạn chế cơ bản của điều khiển luồng theo phương pháp cửa sổ là trễ gói sẽ tăng tỷ lệ với số lượng kết nối cần thực hiện điều khiển luồng. Mặc dù có thể giảm kích thước 120 cửa sổ để có thể giảm trễ gói tuy nhiên phương pháp này không dễ thực hiện. Để có thể đáp ứng được yêu cầu của điều khiển luồng, người ta để xuất các phương pháp thực hiện điều khiển luồng và chống tắc nghẽn dựa trên việc hạn chế băng thông. Cơ chế kiểm soát băng thông đảm bảo lượng thông tin của người dùng đưa vào mạng không vượt quá một mức nào đó nhằm tránh tắc nghẽn trong mạng. Trong một số trường hợp cụ thể, thông tin của người dùng đưa vào mạng có thể vượt quá lượng thông tin giới hạn ở một mức độ nào đó cho phép. Cơ chế kiểm soát băng thông của thông tin đi vào mạng chia làm hai loại: Kiểm soát chặt (strict implementation) – với tốc độ thông tin vào  mạng trung bình là r gói/s, thì hệ thống kiểm soát sẽ chỉ cho một gói vào cứ sau mỗi 1/r giây. Phương pháp này không phù hợp cho các thông tin có thay đổi với biên độ lớn (bursty traffic). Ví dụ điển hình của phương pháp này là cơ chế TDMA. Kiểm soát lỏng (less-strict implementation) – với tốc độ thông tin  vào mạng trung bình là r gói/s thì hệ thống kiểm soát sẽ cho W gói vào mạng trong khoảng thời gian W/r giây. Trong phương pháp này, tốc độ dữ liệu trung bình là không đổi nhưng cho hệ thống cho phép nhận tối đa W gói tại một thời điểm (bursty traffic). Cơ chế này thường được triển khai với việc sử dụng gáo rò (leaky bucket) Trong phần dưới đây, chúng tôi sẽ trình bày nguyên tắc hoạt động của gáo rò.5.4.2. Điều khiển băng thông theo thuật toán gáo rò (leaky bucket) Nguyên tắc hoạt động của leaky bucket Hình 5-15 dưới đây minh hoạ mô hình gáo rò Hình 5-15: Mô hình gáo rò Trong mô hình này, nút mạng được trang bị một gáo rò dùng kiểm soát lưu lượng thông tin đi v ào mạng. Gáo là một bộ đệm có khả ...