Luận văn thạc sĩ về vấn đề QoS trong mạng NGN và ứng dụng tại VNPT

Phân tích toàn diện QoS trong mạng NGN: Ứng dụng tại VNPT, đề xuất mô hình mới, nâng cao hiệu quả ứng dụng trong chuyên ngành tron

• Tác giả: Lương Thị Thanh Nga
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Xuân Vinh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Vấn đề QoS trong mạng NGN: Ứng dụng tại VNPT
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QOS
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Một số khái niệm về QoS
• 1.3. Lịch sử phát triển
• 1.4. Chất lượng lưu lượng
• 1.5. Phân cấp QoS
• 1.6. Bảo đảm QoS
• 1.7. Các tham số QoS
• 1.8. Kiến trúc QoS
• 1.9. QoS nhận dạng và đánh dấu
• 1.10. QoS trong một thiết bị mạng
• 1.11. Bổ sung QoS vào mạng IP
• 1.12. Các giao thức và thuật toán sử dụng để thêm QoS vào mạng IP
• 1.13. Định tuyến QoS
• KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC CQS
• 2.1. Tổng quan về kiến trúc CQS
• 2.2. Các chức năng của kiến trúc CQS
• 2.3. Định hình lưu lượng
• 2.4. Hợp đồng lưu lượng
• 2.5. Phân mảnh hàng đợi
• 2.6. Đánh dấu và sắp xếp lại
• 2.7. Tốc độ định hình
• 2.8. Quyền ưu tiên chặt
• 2.9. Một số thuật toán
• KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: VẤN ĐỀ QoS TRONG MẠNG NGN QUỐC TẾ CỦA VNPT-I
• 3.1. Khái quát mạng NGN của VNPT-I
• 3.2. Các phần tử trong NGN
• 3.3. Sơ đồ mạng lưới và dịch vụ
• 3.3.1. Sơ đồ tổng quan mạng NGN của VNPT-I
• 3.3.2. Sơ đồ chi tiết mạng NGN tại Đà Nẵng
• 3.4. Mô hình các dịch vụ đang khai thác NGN VNPT-I
• 3.5. Các công cụ giám sát QoS trên mạng NGN của VNPT-I
• 3.5.1. Giám sát trên IP CORE
• 3.5.2. Giám sát trực tiếp trên NGN
• 3.5.3. Giám sát QoS trên số liệu cước
• 3.5.4. Giám sát QoS trên STP
• 3.6. Kết quả và bàn luận
• 3.6.1. Công cụ giám sát QoS đối với dịch vụ truyền thống
• 3.6.2. Công cụ giám sát QoS đối với dịch vụ VoIP & VoIT
• 3.6.3. Kết quả thực hiện giám sát
• 3.6.4. Quy trình đề nghị cho công tác giám sát chất lượng dịch vụ
• KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về QoS

Chất lượng dịch vụ (QoS) là một yếu tố quan trọng trong lĩnh vực viễn thông, đặc biệt trong mạng NGN (mạng NGN). Nó liên quan đến khả năng cung cấp dịch vụ với các yêu cầu cụ thể về độ trễ, băng thông và độ tin cậy. Trong bối cảnh hiện nay, khi mà nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông ngày càng cao, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Các tham số của QoS như độ trễ, tỷ lệ mất gói, và thông lượng cần được theo dõi và quản lý chặt chẽ để đáp ứng nhu cầu của người dùng. Đặc biệt, trong các ứng dụng như VoIP và IPTV, yêu cầu về QoS càng trở nên khắt khe hơn. Việc áp dụng các công nghệ mới và các giao thức quản lý QoS trong mạng IP là một trong những giải pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng dịch vụ. Theo đó, việc thiết kế và triển khai các chính sách QoS phù hợp sẽ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng và tăng cường hiệu quả kinh doanh cho các nhà cung cấp dịch vụ.

1.1. Khái niệm về QoS

Khái niệm QoS được định nghĩa bởi ITU vào năm 1994, bao gồm các yêu cầu liên quan đến kết nối như thời gian đáp ứng, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu, và mức độ ổn định của dịch vụ. Trong mạng viễn thông, QoS không chỉ là một chỉ số về chất lượng mà còn là một yếu tố quyết định đến sự hài lòng của khách hàng. Đặc biệt, trong môi trường mạng hiện đại, việc đảm bảo QoS cho các dịch vụ đa phương tiện là rất quan trọng. Các nhà cung cấp dịch vụ cần phải có các công cụ giám sát và quản lý QoS hiệu quả để phát hiện và xử lý kịp thời các vấn đề phát sinh. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng dịch vụ mà còn tạo ra sự tin tưởng từ phía khách hàng.

1.2. Lịch sử phát triển của QoS

Lịch sử phát triển của QoS bắt đầu từ những năm 1990 với sự ra đời của các thiết bị chuyển mạch và định tuyến. Ban đầu, các thiết bị này sử dụng cơ chế best-effort, không đảm bảo chất lượng dịch vụ. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ và nhu cầu ngày càng cao về QoS, các giao thức và kỹ thuật mới đã được phát triển. Hiện nay, các công nghệ như MPLS và Ethernet đã cung cấp các giải pháp QoS hiệu quả hơn, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ quản lý và tối ưu hóa lưu lượng mạng một cách linh hoạt. Sự phát triển này không chỉ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ mà còn tạo ra cơ hội mới cho các ứng dụng và dịch vụ viễn thông.

II. Kiến trúc CQS

Kiến trúc CQS (Classification, Queuing, Scheduling) là một phần quan trọng trong việc quản lý QoS trong mạng NGN. Kiến trúc này cho phép phân loại lưu lượng, xếp hàng và lập lịch cho các gói dữ liệu dựa trên các yêu cầu về QoS. Việc phân loại lưu lượng giúp xác định các loại dịch vụ khác nhau và áp dụng các chính sách QoS phù hợp cho từng loại. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường mạng đa dịch vụ, nơi mà các ứng dụng có yêu cầu khác nhau về độ trễ và băng thông. Các thuật toán lập lịch trong kiến trúc CQS giúp đảm bảo rằng các gói dữ liệu quan trọng được xử lý ưu tiên hơn, từ đó nâng cao trải nghiệm người dùng. Việc áp dụng kiến trúc CQS trong mạng NGN của VNPT không chỉ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ mà còn tối ưu hóa hiệu suất mạng.

2.1. Các chức năng của kiến trúc CQS

Kiến trúc CQS bao gồm nhiều chức năng quan trọng như phân loại lưu lượng, xếp hàng và lập lịch. Phân loại lưu lượng cho phép xác định các loại dịch vụ khác nhau và áp dụng các chính sách QoS phù hợp. Xếp hàng giúp quản lý các gói dữ liệu trong quá trình truyền tải, đảm bảo rằng các gói quan trọng được xử lý trước. Lập lịch là quá trình quyết định thứ tự xử lý các gói dữ liệu, từ đó ảnh hưởng đến độ trễ và thông lượng của mạng. Việc áp dụng các chức năng này trong mạng NGN của VNPT giúp nâng cao chất lượng dịch vụ và đáp ứng tốt hơn nhu cầu của khách hàng.

2.2. Định hình lưu lượng

Định hình lưu lượng là một trong những chức năng quan trọng của kiến trúc CQS. Nó cho phép kiểm soát lưu lượng dữ liệu đi vào mạng, từ đó đảm bảo rằng các yêu cầu về QoS được đáp ứng. Việc định hình lưu lượng giúp giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn mạng và đảm bảo rằng các ứng dụng nhạy cảm với độ trễ như VoIP và video được xử lý một cách hiệu quả. Các công cụ định hình lưu lượng hiện đại cho phép các nhà cung cấp dịch vụ điều chỉnh băng thông và quản lý lưu lượng một cách linh hoạt, từ đó nâng cao chất lượng dịch vụ và trải nghiệm người dùng.

III. Vấn đề QoS trong mạng NGN quốc tế của VNPT I

Mạng NGN quốc tế của VNPT-I đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc đảm bảo QoS cho các dịch vụ viễn thông. Các yếu tố như lưu lượng tăng cao, yêu cầu về độ tin cậy và độ ổn định của dịch vụ đang đặt ra áp lực lớn lên hệ thống. Để giải quyết vấn đề này, VNPT-I đã triển khai nhiều công cụ giám sát QoS nhằm theo dõi và đánh giá chất lượng dịch vụ. Các công cụ này cho phép phát hiện sớm các vấn đề và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời. Việc giám sát QoS không chỉ giúp nâng cao chất lượng dịch vụ mà còn tạo ra sự tin tưởng từ phía khách hàng. Đặc biệt, trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gia tăng, việc đảm bảo QoS trở thành yếu tố quyết định đến sự thành công của VNPT-I.

3.1. Các công cụ giám sát QoS

VNPT-I đã áp dụng nhiều công cụ giám sát QoS để theo dõi và đánh giá chất lượng dịch vụ. Các công cụ này cho phép thu thập dữ liệu về độ trễ, tỷ lệ mất gói và thông lượng, từ đó đưa ra các báo cáo chi tiết về tình trạng mạng. Việc sử dụng các công cụ giám sát hiện đại giúp VNPT-I phát hiện sớm các vấn đề và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng dịch vụ mà còn tạo ra sự tin tưởng từ phía khách hàng, từ đó tăng cường vị thế cạnh tranh của VNPT-I trên thị trường.

3.2. Kết quả và bàn luận

Kết quả giám sát QoS tại VNPT-I cho thấy nhiều cải thiện đáng kể trong chất lượng dịch vụ. Các chỉ số về độ trễ và tỷ lệ mất gói đã được cải thiện rõ rệt, đáp ứng tốt hơn nhu cầu của khách hàng. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần phải giải quyết, đặc biệt là trong bối cảnh lưu lượng tăng cao và yêu cầu về độ tin cậy ngày càng cao. Việc tiếp tục đầu tư vào công nghệ và cải tiến quy trình giám sát sẽ là yếu tố quyết định để VNPT-I duy trì và nâng cao chất lượng dịch vụ trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của công nghệ viễn thông, mạng NGN (Next Generation Network) đã trở thành nền tảng quan trọng để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện với chất lượng cao. Tại Việt Nam, mạng NGN quốc tế của VNPT-I được triển khai nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về dịch vụ thoại quốc tế, VoIP, và các dịch vụ truyền thông đa phương tiện khác. Tuy nhiên, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng NGN vẫn là thách thức lớn do tính phức tạp của mạng và yêu cầu khắt khe từ khách hàng. Theo báo cáo của ngành, sản lượng điện thoại quốc tế và các dịch vụ VoIP tại VNPT-I tăng trưởng liên tục, đòi hỏi công tác giám sát và quản lý QoS phải được thực hiện một cách khoa học và hiệu quả.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích các vấn đề QoS trong mạng NGN quốc tế của VNPT-I, đánh giá thực trạng công tác giám sát QoS, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ. Nghiên cứu tập trung vào mạng NGN tại VNPT-I trong giai đoạn 2012-2014, với phạm vi khảo sát tại các trung tâm chuyển mạch quốc tế, đặc biệt là tại Đà Nẵng. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cải thiện các chỉ số QoS như độ trễ, jitter, tỷ lệ mất gói và tính sẵn sàng mạng, góp phần nâng cao trải nghiệm người dùng và hiệu quả kinh doanh của VNPT-I.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình về QoS trong mạng viễn thông, bao gồm:

• Khái niệm QoS và các tham số chính: QoS được định nghĩa là khả năng mạng đảm bảo các mức độ ưu tiên và chất lượng dịch vụ cho từng ứng dụng, với các tham số quan trọng như băng thông tối thiểu, độ trễ tối đa, jitter, tỷ lệ mất gói và tính sẵn sàng mạng. Các tham số này được đo lường và đánh giá theo tiêu chuẩn ITU và ETSI.

• Kiến trúc CQS (Classification, Queuing, Scheduling): Đây là mô hình quản lý lưu lượng trong router, bao gồm phân loại gói tin, quản lý hàng đợi và lập lịch chuyển gói nhằm đảm bảo các lớp dịch vụ khác nhau được phục vụ đúng mức ưu tiên.

• Các giao thức và thuật toán QoS trong mạng IP: Nghiên cứu áp dụng các phương pháp như DiffServ, MPLS, RSVP, CAR, CBQ, WFQ để bổ sung và quản lý QoS trong mạng NGN, đồng thời phân tích các thuật toán lập lịch như FIFO, WRR, DRR để tối ưu hóa hiệu suất mạng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa thu thập dữ liệu thực nghiệm và phân tích lý thuyết:

• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ hệ thống giám sát QoS của mạng NGN quốc tế VNPT-I, bao gồm số liệu cước, báo cáo lưu lượng, kết quả đo đạc độ trễ, jitter, tỷ lệ mất gói trong các khoảng thời gian 24 giờ, 30 ngày và 365 ngày.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng phân tích thống kê mô tả để đánh giá các chỉ số QoS, so sánh các kết quả đo đạc với các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu dịch vụ. Phân tích chuyên sâu về kiến trúc CQS và các thuật toán lập lịch được thực hiện để đánh giá hiệu quả quản lý lưu lượng.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2012-2014, với các bước thu thập dữ liệu, phân tích, thử nghiệm các giải pháp và đề xuất được triển khai liên tục trong khoảng thời gian này.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thực trạng QoS trong mạng NGN VNPT-I: Kết quả đo đạc cho thấy độ trễ trung bình trong mạng NGN quốc tế dao động khoảng 50-150 ms, jitter trung bình khoảng 5-10 ms, tỷ lệ mất gói dưới 1%, và tính sẵn sàng mạng đạt trên 99,99%. So với các tiêu chuẩn quốc tế, các chỉ số này cơ bản đáp ứng yêu cầu nhưng vẫn còn tiềm ẩn nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ thoại và video.

2. Hiệu quả của kiến trúc CQS: Việc áp dụng kiến trúc CQS giúp phân loại lưu lượng và ưu tiên các dịch vụ thời gian thực như VoIP, giảm thiểu độ trễ và jitter cho các gói thoại. Số liệu thống kê cho thấy lưu lượng thoại được ưu tiên xử lý với độ trễ giảm khoảng 20% so với lưu lượng dữ liệu không ưu tiên.

3. Công cụ giám sát QoS hiện tại còn hạn chế: Các công cụ giám sát QoS tại VNPT-I chủ yếu dựa trên dữ liệu cước và giám sát trực tiếp trên IP CORE, chưa có hệ thống giám sát toàn diện và tự động hóa cao. Tỷ lệ phát hiện lỗi và xử lý sự cố còn chậm, ảnh hưởng đến trải nghiệm khách hàng.

4. Quy trình giám sát và xử lý sự cố chưa đồng bộ: Quy trình hiện tại chưa có sự phối hợp chặt chẽ giữa các bộ phận kỹ thuật và quản lý, dẫn đến việc xử lý các vấn đề QoS chưa kịp thời, đặc biệt trong các tình huống nghẽn mạng hoặc sự cố thiết bị.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các vấn đề QoS trong mạng NGN VNPT-I là do sự phức tạp trong quản lý lưu lượng đa dịch vụ và hạn chế về công nghệ giám sát. So với các nghiên cứu quốc tế, VNPT-I đã áp dụng các mô hình và giao thức QoS tiên tiến như DiffServ và MPLS, tuy nhiên việc triển khai chưa đồng bộ và thiếu các công cụ tự động hóa hiện đại. Việc áp dụng kiến trúc CQS đã chứng minh hiệu quả trong việc phân loại và ưu tiên lưu lượng, giảm thiểu độ trễ và jitter cho các dịch vụ thời gian thực, phù hợp với yêu cầu của các ứng dụng VoIP và video.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện sự biến động độ trễ, jitter theo thời gian, bảng so sánh tỷ lệ mất gói giữa các loại dịch vụ, và sơ đồ quy trình giám sát QoS hiện tại để minh họa các điểm nghẽn và đề xuất cải tiến.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng hệ thống giám sát QoS tự động và toàn diện: Triển khai các công cụ giám sát hiện đại tích hợp phân tích dữ liệu thời gian thực, cảnh báo sớm các sự cố QoS, nhằm nâng cao khả năng phát hiện và xử lý nhanh chóng. Mục tiêu giảm thời gian phản hồi sự cố xuống dưới 30 phút, thực hiện trong vòng 12 tháng, do bộ phận kỹ thuật VNPT-I chủ trì.

2. Tối ưu hóa kiến trúc CQS và thuật toán lập lịch: Nâng cấp các router và switch hỗ trợ các thuật toán lập lịch tiên tiến như WFQ, DRR để đảm bảo phân bổ băng thông hợp lý, giảm thiểu jitter và độ trễ cho các dịch vụ thời gian thực. Thời gian thực hiện dự kiến 18 tháng, phối hợp giữa phòng kỹ thuật và nhà cung cấp thiết bị.

3. Xây dựng quy trình phối hợp liên phòng ban trong quản lý QoS: Thiết lập quy trình chuẩn hóa, phân công rõ ràng trách nhiệm giữa các bộ phận vận hành, kỹ thuật và quản lý để xử lý sự cố QoS hiệu quả hơn. Mục tiêu hoàn thiện quy trình trong 6 tháng, do ban quản lý dự án VNPT-I đảm nhiệm.

4. Đào tạo nâng cao năng lực nhân sự về QoS và công nghệ mạng NGN: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về quản lý QoS, kiến trúc mạng NGN và các công nghệ mới cho đội ngũ kỹ thuật viên nhằm nâng cao chất lượng vận hành. Kế hoạch đào tạo định kỳ hàng năm, do phòng nhân sự phối hợp với các chuyên gia trong và ngoài nước thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư và quản lý mạng tại các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về QoS trong mạng NGN, giúp họ hiểu rõ các tham số kỹ thuật, kiến trúc quản lý lưu lượng và các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Điện tử - Viễn thông: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá về lý thuyết QoS, các mô hình kiến trúc mạng và phương pháp phân tích dữ liệu thực nghiệm trong môi trường mạng NGN.

3. Các nhà hoạch định chính sách và quản lý viễn thông: Nghiên cứu cung cấp cái nhìn tổng quan về thực trạng và thách thức trong quản lý QoS, từ đó hỗ trợ xây dựng các chính sách và tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp cho ngành viễn thông.

4. Các nhà phát triển và cung cấp thiết bị mạng: Luận văn giúp hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật và thực tế vận hành mạng NGN tại Việt Nam, từ đó phát triển các sản phẩm và giải pháp phù hợp với nhu cầu thị trường.

Câu hỏi thường gặp

1. QoS là gì và tại sao nó quan trọng trong mạng NGN?
   QoS (Quality of Service) là khả năng mạng đảm bảo các mức độ ưu tiên và chất lượng dịch vụ cho từng ứng dụng, đặc biệt quan trọng trong mạng NGN để đảm bảo các dịch vụ thời gian thực như VoIP, video hoạt động ổn định và chất lượng cao.

2. Các tham số chính của QoS bao gồm những gì?
   Các tham số chính gồm băng thông tối thiểu, độ trễ tối đa, jitter (biến động trễ), tỷ lệ mất gói và tính sẵn sàng mạng. Những tham số này ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm người dùng và hiệu quả dịch vụ.

3. Kiến trúc CQS hoạt động như thế nào trong quản lý lưu lượng?
   CQS gồm ba bước: phân loại gói tin (Classification), quản lý hàng đợi (Queuing) và lập lịch chuyển gói (Scheduling). Kiến trúc này giúp phân tách lưu lượng theo lớp dịch vụ, ưu tiên các gói quan trọng và giảm thiểu độ trễ, jitter.

4. VNPT-I đang sử dụng những công cụ nào để giám sát QoS?
   VNPT-I sử dụng các công cụ giám sát dựa trên dữ liệu cước, giám sát trực tiếp trên IP CORE và hệ thống AIS-STP để theo dõi các chỉ số QoS. Tuy nhiên, các công cụ này còn hạn chế về tính tự động và toàn diện.

5. Làm thế nào để cải thiện QoS trong mạng NGN?
   Cải thiện QoS có thể thực hiện bằng cách nâng cấp kiến trúc mạng, áp dụng các thuật toán lập lịch tiên tiến, xây dựng hệ thống giám sát tự động, chuẩn hóa quy trình vận hành và đào tạo nhân sự chuyên môn cao.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích chi tiết các tham số và khái niệm QoS trong mạng NGN, đồng thời đánh giá thực trạng QoS tại mạng NGN quốc tế VNPT-I với các số liệu cụ thể về độ trễ, jitter, tỷ lệ mất gói và tính sẵn sàng.
• Kiến trúc CQS được áp dụng hiệu quả trong việc phân loại và ưu tiên lưu lượng, góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ thoại và video.
• Công tác giám sát QoS hiện tại còn nhiều hạn chế, cần được cải tiến bằng hệ thống tự động và quy trình phối hợp liên phòng ban.
• Đề xuất các giải pháp nâng cao QoS bao gồm xây dựng hệ thống giám sát toàn diện, tối ưu hóa thuật toán lập lịch, chuẩn hóa quy trình và đào tạo nhân sự.
• Các bước tiếp theo là triển khai các giải pháp đề xuất, đánh giá hiệu quả và mở rộng nghiên cứu sang các dịch vụ NGN khác nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ viễn thông quốc tế của VNPT-I.

Hành động ngay hôm nay để nâng cao chất lượng dịch vụ mạng NGN và đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của khách hàng!

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ QOS 1.Giới thiệu chung 1. Một số khái niệm về QoS [10] Chất lượng dịch vụ (QoS) liên quan đến lĩnh vực điện thoại và mạng máy tính là cho phép truyền tải lưu lượng theo yêu cầu đặc biệt, thực tế hiện nay nhiều mạng điện thoại và mạng máy tính được tích hợp để có thể dùng chung dịch vụ cũng như cung ứng thêm những dịch vụ mới với những yêu cầu dịch vụ nghiêm ngặt. Trên lĩnh vực điện thoại thì QoS được định nghĩa bởi ITU vào năm 1994, QoS bao gồm những yêu cầu liên quan đến một kết nối như: thời gian đáp ứng dịch vụ, mất tín hiệu, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu, xuyên nhiễu, tiếng dội, ngắt mạch, đáp ứng tần số, mức ồn…trong QoS có khái niệm mức độ dịch vụ GoS bao gồm những gì liên quan của một kết nối đến chất lượng và độ hòa mạng cho dịch vụ nào đó ví dụ như đảm bảo tối đa khả năng thực hiện dịch vụ. Trong lĩnh vực mạng máy tính hay mạng truyền thông, chuyển mạch gói khác thì khái niệm kỹ thuật lưu lượng nói đến việc điều khiển tài nguyên hơn là chất lượng dịch vụ đạt được.

Chất lượng dịch vụ là khả năng cung cấp độ ưu tiên khác nhau cho những ứng dụng khác nhau đến cho người sử dụng hay luồng dữ liệu, hay đảm bảo chắc chắn mức năng lực cho luồng dữ liệu. Ví dụ như: tốc độ bit, độ trễ, trượt, khả năng mất gói, tốc độ lỗi bit…Đảm bảo QoS là quan trọng nếu năng lực mạng kém, đặc biệt là những ứng dụng đa phương tiện yêu cầu thời gian thực như Voip, gam onlin và IPTV, những dịch vụ này thường yêu cầu tốc độ bit cố định, độ trễ bé và trong những mạng mà năng lực bị giới hạn như mạng thông tin di động. Chất lượng dịch vụ truyền thống trong mạng viễn thông là sự phối hợp giữa việc truyền tải dữ liệu BE (Best offer) với việc giữ chỗ nguồn tài nguyên mạng phân gói dữ liệu trên đường dẫn truyền thông tin dữ liệu. Với việc thiết kế mạng NGN sẽ đáp ứng được điều này.

Một cấu hình quan trọng trong TOPO mạng NGN khác nhau chính là báo hiệu yêu cầu để đàm phán việc truyền dữ liệu có thể đi qua chung đường dẫn logic lẫn đường dẫn thực, cho nên sẽ được thêm một số yêu cầu/chính sách vào tuyến báo hiệu ứng dụng ở lớp dịch vụ bên trên đến lưu lượng ở lớp truyền tải bên dưới để cho phép những ứng dụng yêu cầu QoS được thực hiện ở lớp lưu lượng. Để thực hiện được điều này chính sách mới này yêu cầu một số chức năng khác như bản quyền, đối chiếu QoS trên lớp dịch vụ và lớp lưu lượng nghĩa là chính sách QoS sẽ quyết định kết quả. Chính sách mới cũng phải xảy ra với QoS end-to- nd nghĩa là thông qua sự phối hợp với giữa mạng, sóng mang và nhà cung cấp dịch vụ. Mạng hay nghi thức (protocol) được đảm bảo QoS được thỏa thuận trên hợp z 14 đồng lưu lượng về phần mềm ứng dụng và khả năng dự trữ trong nút mạng, ví dụ như trong giai đoạn thiết lập phiên, trong phiên có thể kiểm tra mức độ năng lực đạt được như là tốc độ dữ liệu và độ trễ, và điều khiển độ ưu tiên lập lịch tự động trong nút mạng.

Nó cũng có thể dự trữ dung năng trong suốt thời gian rời mạng. Mạng hay dịch vụ BE thì không đảm bảo QoS. Hơn nữa việc cung cấp chất lượng cao cho mạng BE là đòi hỏi sự phức tạp của kỹ thuật điều khiển cơ vì vậy nó chỉ hữu dụng cho tải lượng thấp, cho nên không có sự đánh giá nghẽn trong QoS cơ. QoS đôi lúc cũng được xem như là thước đo chất lượng, với nhiều định nghĩa khác nhau thường thiên về khả năng dữ trữ tài nguyên.

Chất lượng dịch vụ thỉnh thoảng được xem là mức chất lượng của dịch vụ nghĩa là đảm bảo dịch vụ có chất lượng. QoS mức cao thường bao gồm mức cao về năng lực hay chất lượng dịch vụ đạt được như tốc độ bit, độ trễ thấp hay lỗi bit thấp. Một định nghĩa về QoS gây nhiều tranh cãi đặc biệt sử dụng trên lớp dịch vụ như điện thoại hay video là yêu cầu m tric được phản ánh bởi chất lượng kinh nghiệm chủ quan. Th o nghĩa này thì QoS được chấp nhận với mức độ hài lòng của người sử dụng lâu dài trong tất cả các dịch vụ.

Khái niệm khác tương tự là QoE (quality of experience) phụ thuộc vào yêu cầu mà người sử dụng dự đoán, hay mức độ hài lòng của người sử dụng. Lịch sử phát triển [10] Thiết bị Switch và rout r thường dùng cơ chế best-effort. Những thiết bị này rẻ, đơn giản và nhanh hơn nên phổ biến là cạnh tranh được với những thiết bị phức hợp cung cấp được QoS. Trong thiết kế ban đầu có 4 bit “typ of s rvic ” và 3 bit “pr c d nc ” trên mã mào đầu của gói IP dùng cho QoS nhưng không được chú ý đến.

Với sự phát triển của IPTV, IP-telephony những bit này sau đó được định nghĩa lại như là DSCP (diffs r cod point) và thỉnh thoảng được chú ý đến trên những tuyến ngang hàng (peerlink) trên mạng internet hiện đại, thường kỹ thuật QoS được chú ý ở đầu cuối. Trong nhiều năm người ta gán dữ liệu liên quan đến QoS ở lớp 2 (lay r 2) nhưng sau đó thì lãng quên. Ví dụ như Fram Relay hay ATM. Hiện nay MPLS (một kỹ thuật giữa lớp 2 và 3) có chú ý đến chút ít.

Ngày nay trên mạng Ethernet cung cấp QoS thông qua nghi thức 802. Ethernet hầu như ở lớp 2. Trên Internet mạng riêng ảo VLAN có thể dùng nhiều mức QoS khác nhau. Ví dụ trên bộ chuyển mạch SW firbe-to-home cung cấp nhiều cổng th n t đến những VLAN khác nhau: Một VLAn co thể dùng cho int rn t (ưu tiên thấp), một dùng cho IPTV (ưu tiên cao hơn), một dùng cho IP-t l phony (ưu tiên cao nhất).

Những nhà cung cấp internet khác nhau có thể cung cấp dịch vụ trên những VLAN khác nhau. Chất lượng lưu lượng [10] Trong mạng chuyển mạch gói, QoS bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: con người và z 15 kỹ thuật. Yếu tố con người bao gồm: độ ổn định dịch vụ, khả năng cung cấp dịch vụ, trễ, thông tin khách hàng. Yếu tố kỹ thuật bao gồm: độ tin cậy, độ ổn định, khả năng bảo dưỡng, cấp độ dịch vụ GoS.

Trong quá trình chuyển mạch gói từ đầu phát đến đầu thu có nhiều vấn đề cần bàn tới trên quan điểm người gởi/người nhận như sau: Thông lượng thấp (low throughput): do nhiều loại tải khác nhau cùng chia sẻ tài nguyên mạng, tốc độ bit (thông lượng cao nhất) được cung cấp cho luồng dữ liệu cụ thể nào cũng có thể thấp hơn đa dịch vụ thời gian thực (multimedia real time) cho dù tất cả các luồng dữ liệu đều được lập lịch ưu tiên. Mất gói (loss packet): nếu dữ liệu đến bị ngắt hay bộ nhớ đệm đầy, trong trường hợp này tầng ứng dụng của bên thu sẽ yêu cầu truyền lại dẫn đến trễ. Mất gói do lỗi bit, ồn hay nhiễu đặc biệt thông tin di động hay trên đường dây cáp đồng quá dài. Bên thu sẽ nhận biết điều này và có thể yêu cầu truyền lại.

Độ trễ (latency): do gặp phải hàng đợi dài, gói sẽ phải tốn thời gian mới đến được nơi nhận. Không phụ thuộc vào thông lượng, trễ có thể xuất hiện mọi lúc ngay cả khi thông lượng hoàn toàn bình thường. Trong vài trường hợp trễ sẽ làm cho ứng dụng không thực hiện được như Voip hay gam onlin. Biến động trễ (jitt r): gói đi từ nguồn đến đích với những độ trễ khác nhau.

Độ trễ này khác nhau tại những vị trí khác nhau trên hàng đợi giữa nguồn và đích và vị trí này có thể khác với dự đoán. Sự khác nhau về trễ này gọi là Jitter, nó ảnh hưởng đến chất lượng luồng audio cùng với/hay video. Phân phối phi thứ tự (out-of-order delivery) khi tập trung những gói liên quan truyền qua mạng những gói khác nhau có thể đi th o những hướng khác nhau để đến đích do vậy sẽ nhận những độ trễ khác nhau. Kết quả là tại nơi nhận gói tin đến không giống thứ tự gởi đi.

Vấn đế này yêu cầu có nghi thức đặc biệt để sắp xếp lại thứ tự theo thời gian tại đích. Điều này rất quan trọng đối với video/Voip. Khái niệm Khuyến nghị của CCITT, E800 đưa ra một tính chất chung của QoS: “Hiệu ứng chung của đặc tính chất lượng dịch vụ là xác định mức độ hài lòng của người sử dụng đối với chất lượng dịch vụ”.[5] Khuyến nghị ETR300003 của ETSI chia và cải tiến định nghĩa của ITU thành các định nghĩa nhỏ hơn, nó phù hợp với các yêu cầu và quan điểm của các nhóm khác nhau trong viễn thông. Đó là:  Yêu cầu QoS của người sử dụng  Đề nghị QoS của nhà cung cấp dịch vụ  Sự cảm nhận QoS từ phía khách hàng  Việc thực hiện QoS của nhà cung cấp dịch vụ  Yêu cầu QoS của nhà cung cấp dịch vụ z 16 Như vậy một cách tổng quan QoS mang ý nghĩa là “Khả năng của mạng đảm bảo và duy trì các mức thực hiện nhất định cho mỗi ứng dụng theo các yêu cầu đã chỉ rõ của mỗi người sử dụng”.

Một ý trong định nghĩa này chính là chìa khoá để hiểu được QoS là gì từ góc nhìn của nhà cung cấp dịch vụ mạng. Nhà cung cấp dịch vụ mạng đảm bảo QoS cung cấp cho người sử dụng và thực hiện các biện pháp duy trì mức QoS khi điều kiện mạng bị thay đổi vì các nguyên nhân như nghẽn, hỏng hóc thiết bị hay lỗi đường truyền v. v…QoS cần được cung cấp cho mỗi ứng dụng để người sử dụng có thể chạy ứng dụng đó. Tuy nhiên người sử dụng cũng cần phải tìm hiểu các thông tin từ người quản trị để hiểu mạng phải cung cấp những gì cần thiết cho mỗi ứng dụng.

Các nhà cung cấp dịch vụ mạng đưa ra thông tin đặc tả về giá trị thực tế của thông số QoS theo hai cách sau: Với môi trường kênh ảo cố định (PVC: Permanent Virtual Circuit), các giá trị của các tham số QoS có thể chỉ đơn giản được ghi bằng văn bản và trao lại cho đại diện của nhà cung cấp dịch vụ mạng và khách hàng với nhà cung cấp dịch vụ thoả thuận với nhau về cách thức sử dụng. QoS có hiệu lực trên PVC khi PVC sẵn sàng.