Chương 1. KHÁI NIỆM, CÁC THÔNG SỐ, CÁCH XÁC ĐỊNH VÀ THIẾT LẬP LUỒNG LƯU LƯỢNG 1. Khái niệm luồng lưu lượng Luồng (còn được gọi là luồng lưu lượng hoặc luồng dữ liệu) là tập hợp lưu lượng mạng (công cụ, giao thức và thông tin điều khiển) có các thuộc tính chung, chẳng hạn như địa chỉ nguồn/đích, loại thông tin, hướng hoặc thông tin đầu & cuối khác.1 minh hoạ khái niệm này.1 Các thuộc tính của luồng áp dụng từ đầu đến cuối và xuyên suốt mạng Thông tin trong luồng được truyền trong một phiên duy nhất của ứng dụng. Luồng là kết nối end-to-end, giữa các ứng dụng/thiết bị/người dùng nguồn và đích.
Vì chúng có thể được xác định bằng thông tin end-to-end nên chúng có thể được liên kết trực tiếp với ứng dụng, thiết bị hoặc mạng hoặc được liên kết với người dùng cuối. Chúng ta cũng có thể kiểm tra các luồng trên cơ sở liên kết theo liên kết hoặc mạng theo mạng. Điều này rất hữu ích khi chúng ta muốn kết hợp các yêu cầu luồng ở cấp mạng hoặc cấp phần tử mạng. Các đặc tính chung của luồng lưu lượng được thể hiện trên bảng 1.
Phân tích luồng lưu lượng là một phần không thể thiếu của quá trình phân tích tổng thể. Luồng là nơi các yêu cầu về chất lượng, dịch vụ và số liệu dịch vụ được kết hợp với thông tin vị trí để hiển thị nơi cần hiệu suất và dịch vụ trong mạng. Phân tích luồng cung cấp góc nhìn từ đầu đến cuối về các yêu cầu và chỉ ra nơi các yêu cầu kết hợp và tương tác. Nó cũng cung cấp một số thông tin chi tiết về mức độ phân cấp và sự đa dạng cần thiết trong kiến trúc và thiết kế.
Ngoài ra, như chúng ta sẽ thấy trong quá trình thiết kế, 1 phân tích này cũng cung cấp thông tin có thể hữu ích trong việc lựa chọn các chiến lược kết nối, chẳng hạn như cơ chế chuyển mạch, định tuyến hoặc kết hợp.1 Đặc điểm kỹ thuật của luồng lưu lượng Flow Characteristics Capacity (e., Bandwidth) Performance Delay (e., Latency) Requirements Reliability (e., Availability) Quality of Service Levels Importance/ Business/Enterprise/Provider Priority Levels Political Directionality Common Sets of Users, Applications, Devices Scheduling (e., Time-of-Day) Other Protocols Used Addresses/Ports Security/Privacy Requirements Hầu hết các luồng đều có hai chiều và có thể được biểu diễn dưới dạng một mũi tên hai chiều với một hoặc hai nhóm yêu cầu về hiệu suất hoặc dưới dạng hai luồng riêng biệt, mỗi luồng có một bộ yêu cầu riêng. Mũi tên một chiều với một tập hợp các yêu cầu về hiệu suất thể hiện luồng một chiều.2 cho thấy những trường hợp này.2 Các luồng được biểu diễn dưới dạng mũi tên 2 Các luồng cung cấp một quan điểm khác về chuyển động của lưu lượng trong mạng: chúng có các thành phần logic cũng như vật lý và chúng cho phép lưu lượng truy cập kết hợp với người dùng, ứng dụng hoặc thiết bị. Các luồng ngày càng trở nên quan trọng trong quá trình phân tích và thiết kế. Chúng ta xem xét hai loại luồng: riêng lẻ & hỗn hợp.
Chúng ta sẽ thấy rằng sự tổng hợp các yêu cầu và luồng trong mạng do phân cấp dẫn đến các luồng tổng hợp và điều này có thể xảy ra trong mạng truy nhập cũng như trong mạng trục. Luồng riêng lẻ Luồng riêng lẻ là luồng cho một phiên duy nhất của một ứng dụng. Một luồng riêng lẻ là đơn vị cơ bản của luồng lưu lượng, chúng được coi là riêng lẻ hoặc được kết hợp thành một luồng tổng hợp. Khi một luồng riêng lẻ có các yêu cầu được đảm bảo, các yêu cầu đó thường được để với luồng riêng và không được hợp nhất với các yêu cầu khác hoặc gộp thành một luồng tổng hợp (Hình 1.3 Luồng riêng lẻ cho một ứng dụng với các yêu cầu được đảm bảo Điều này được thực hiện để các yêu cầu được đảm bảo của luồng có thể được xử lý riêng biệt với phần còn lại của luồng.
Các luồng riêng lẻ được xây dựng trực tiếp từ yêu cầu hoặc được ước tính bởi các nhà quản trị mạng về ứng dụng, người dùng, thiết bị và vị trí. Luồng tổng hợp Luồng tổng hợp là sự kết hợp các yêu cầu từ nhiều ứng dụng hoặc của các luồng riêng lẻ, chia sẻ một liên kết, đường dẫn hoặc mạng chung. Hầu hết các luồng trong mạng là luồng tổng hợp (Hình 1. Các ví dụ khác về luồng được trình bày trong Hình 1.
Ví dụ đầu tiên là một luồng riêng lẻ, bao gồm yêu cầu độ trễ một chiều cho một phiên duy nhất của ứng dụng và luồng này là một chiều. Ví dụ thứ hai cũng là một luồng riêng lẻ, nhưng trong trường hợp này, các yêu cầu về lưu lượng được đưa ra theo từng hướng. Vì chúng khác nhau nên chúng được liệt kê 3 độc lập. Các định nghĩa về Upstream và Downstream được sử dụng ở đây biểu thị hướng dựa trên nguồn và đích của luồng, trong đó Upstream cho biết hướng về nguồn và Downstream là hướng về đích.
Upstream thường hướng tới lõi của mạng, trong khi Downstream thường hướng ra rìa của mạng, đặc biệt là trong các mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Một cách khác để hiển thị luồng hai chiều là sử dụng hai mũi tên riêng biệt, một mũi tên hướng lên và một mũi tên hướng xuống, mỗi mũi tên có yêu cầu về hiệu suất riêng.4 Ví dụ về luồng tổng hợp Ví dụ thứ ba là một luồng tổng hợp, liệt kê các yêu cầu từ ba ứng dụng tỷ lệ riêng tại cùng một nguồn. Ví dụ cuối cùng sử dụng cấu hình hiệu suất (performance profile) để mô tả các yêu cầu về hiệu suất của luồng. Một cấu hình hiệu suất thường được sử dụng khi nhiều luồng có cùng yêu cầu, vì điều này giúp dễ dàng áp dụng các yêu cầu giống nhau cho nhiều luồng: Một lần trỏ đến cấu hình hiệu suất là đủ để mô tả các yêu cầu, thay vì phải viết chúng ra mỗi lần.
Điều này đặc biệt hữu ích khi các yêu cầu dài hoặc khi chúng nhất quán qua nhiều luồng. Luồng trong ví dụ này có thể là một luồng riêng lẻ hoặc một luồng tổng hợp, tùy thuộc vào nội dung của cấu hình hiệu suất. Các yêu cầu về hiệu suất đối với các luồng riêng lẻ và luồng tổng hợp được xác định thông qua việc phát triển một đặc điểm kỹ thuật của luồng lưu lượng, sẽ được đề cập đến ở những phần sau.5 Ví dụ về luồng lưu lượng 1. Luồng ưu tiên Một số luồng có thể được coi là ưu tiên hơn các luồng khác, ở chỗ chúng có hiệu suất cao hơn hoặc có các yêu cầu nghiêm ngặt (ví dụ: ưu tiên về nhiệm vụ, tốc độ, thời gian thực, tương tác, hiệu suất cao), trong khi một số luồng có thể phục vụ những người dùng ưu tiên hơn, các ứng dụng và thiết bị của họ.
Các luồng như vậy được gọi là các luồng ưu tiên. Trong mục này, chúng ta xem xét cách xác định khi nào các luồng là ưu tiên. Khi ưu tiên các luồng nào sẽ được sự chú ý trong kiến trúc và thiết kế mạng, các luồng quan trọng thường đến trước. Đây là trường hợp thường xảy ra; tuy nhiên, các luồng riêng lẻ với các yêu cầu được đảm bảo cũng có thể được xem xét đầu tiên trong kiến trúc và thiết kế.
Các luồng ưu tiên được đề cập ở cuối phần này. Các luồng được mô tả theo cách này để giúp dễ hiểu và kết hợp các yêu cầu. Các luồng tổng hợp kết hợp các yêu cầu của các luồng riêng lẻ, trong khi các luồng riêng lẻ có thể hiển thị các yêu cầu được đảm bảo cần được xem xét trong suốt đường truyền từ điểm đầu đến điểm cuối (end-to-end) của luồng. Tất cả các luồng này đều quan trọng trong kiến trúc và thiết kế của mạng.
Các mô tả về các loại luồng mà chúng ta phát triển trong đặc điểm kỹ thuật của luồng lưu lượng giúp chúng ta xác định cấu trúc lưu trữ và chọn công nghệ và dịch vụ phù hợp nhất với nhu cầu của khách hàng 5 Trong suốt phần này, chúng ta phân tích các yêu cầu của luồng để xác định chúng áp dụng ở đâu và khi nào chúng gộp vào các luồng tổng hợp, và nếu có, cách kết hợp các yêu cầu về hiệu suất của chúng cho phù hợp. Một số mạng có các luồng biểu thị hiệu suất một cấp, một số khác có các luồng biểu thị hiệu suất nhiều cấp và vẫn còn những mạng khác có hiệu suất có thể dự đoán được và/hoặc được đảm bảo. Thông thường, một số luồng yêu cầu về hiệu suất cao, có thể dự đoán được và/hoặc được đảm bảo là những luồng định hướng kiến trúc và thiết kế từ góc độ dịch vụ (lưu lượng, độ trễ và RMA), trong khi tất cả các luồng đều định hướng kiến trúc và thiết kế từ góc độ lưu lượng. Quy trình kiến trúc và thiết kế phù hợp với cả hai quan điểm này.
Các thông số của luồng lưu lượng Dịch vụ có thể bao gồm một hoặc nhiều đặc điểm hiệu suất mà chúng ta đề cập trong chương này: dung lượng, độ trễ và RMA. Mỗi đặc tính thực sự là một nhãn cho một lớp các đặc tính của loại đó. Ví dụ, thuật ngữ dung lượng được sử dụng làm nhãn cho loại đặc điểm liên quan đến việc di chuyển thông tin từ nơi này sang nơi khác, bao gồm băng thông, thông lượng, lưu lượng, v. Tương tự, độ trễ là một nhãn cho loại đặc điểm bao gồm độ trễ đầu cuối, độ trễ khứ hồi và độ trễ biến thiên.
RMA là nhãn cho nhóm các đặc tính bao gồm độ tin cậy, khả năng bảo trì và tính khả dụng. Đôi khi, việc mô tả dung lượng về mặt lưu lượng sẽ có ý nghĩa hơn – ví dụ: khi phát triển các yêu cầu cho các ứng dụng. Độ trễ khứ hồi thường được sử dụng như một thước đo độ trễ, mặc dù đôi khi các yêu cầu về độ trễ được thể hiện dưới dạng độ trễ một chiều. Lưu lượng Lưu lượng là thước đo khả năng truyền thông tin của hệ thống (thoại, dữ liệu, video hoặc sự kết hợp của những thứ này).
Một số thuật ngữ liên quan đến lưu lượng, chẳng hạn như băng thông hoặc thông lượng. Yêu cầu về lưu lượng Khi đánh giá các yêu cầu về lưu lượng ứng dụng, chúng ta xem xét các ứng dụng yêu cầu lượng công suất lớn cũng như những ứng dụng yêu cầu một giá trị cụ thể (tối đa và tối thiểu) hoặc phạm vi công suất.