Tải bản đầy đủ
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP VÀ CÁC THÀNH PHẦN QoS TRONG MẠNG IP

CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG IP VÀ CÁC THÀNH PHẦN QoS TRONG MẠNG IP

Tải bản đầy đủ

Nếu nhìn từ góc độ mạng thì bất cứ một mạng nào cũng bao gồm:
- Hosts (chẳng hạn như: Servers, PC…).
- Các bộ định tuyến và các thiết bị chuyển mạch.
- Đường truyền dẫn.
Nếu nhìn từ khía cạnh thương mại:
- Băng thông, độ trễ, jitter, mất gói, tính sẵn sàng và bảo mật đều được coi
là tài nguyên của mạng. Do đó với người dùng cụ thể phải được đảm bảo sử dụng
các tài nguyên một cách nhiều nhất.
- QoS là một cách quản lý tài nguyên tiên tiến của mạng để đảm bảo có một
chính sách ứng dụng đảm bảo.
Vậy sự định nghĩa chính xác QoS là rất khó khăn nhưng ta có thể hiểu
chúng gần như là khả năng cung cấp dịch vụ (ở lớp phần tử mạng, vvv...) đưa ra
cho khách hàng thông qua những yêu cầu chính xác (trên khả năng thực tế hay lý
thuyết) có thể đáp ứng dựa trên bản hợp đồng về thoả thuận lưu lượng. Sự định
nghĩa khuôn dạng của nó kết thành chất lượng dịch vụ của lớp mạng do sự phân
phát chất lượng dịch vụ của peer-to-peer (cùng lớp) edge-to-edge (biên tới biên)
hay end-to-end (đầu cuối tới đầu cuối). Lẽ tự nhiên những yêu cầu này có thể
thay đổi từ phía ứng dụng cho ứng dụng hay từ phân phối dịch vụ.
2.2 Các thông số QoS
Phần này sẽ giới thiệu qua về các thông số của QoS. Sáu thông số chung về
chất lượng dịch vụ:
- Băng thông.
- Độ trễ (delay).
- Jitter (biến động trễ).
- Mất gói.
- Tính sẵn sàng (tin cậy).
- Bảo mật.
Các giá trị ví dụ, được liệt kê trong Bảng 2.1. Bởi vì danh sách này bao gồm
cả các thông số không thường thấy trong nhiều thảo luận về QoS, đặc biệt là
thông số bảo mật, nên có thể có thêm một vài chú thích.

22

Thông số QoS
Băng thông (nhỏ nhất)
Trễ (lớn nhất)
Jitter (biến động trễ)
Mất thông tin (ảnh hưởng của lỗi)

Các giá trị ví dụ
64 kb/s, 1.5 Mb/s, 45 Mb/s
50 ms trễ vòng, 150 ms trễ vòng
10% của trễ lớn nhất, 5 ms biến động
1 trong 1000 gói chưa chuyển giao

Tính sẵn sàng (tin cậy)
Bảo mật

99.99%
Mã hoá và nhận thực trên tất cả các luồng lưu
lượng
Bảng 2.1:sáu thông số của QoS

2.2.1 Băng thông
Băng thông: Là một thông số quan trọng nhất, nếu chúng ta có băng thông
dùng rộng rãi thì mọi vấn đề coi như không cần phải quan tâm đến, như nghẽn,
kỹ thuật lập lịch, phân loại, trễ….Nhưng đó không phải là điều chúng ta nói ở
đây vì điều này hiện này là không tưởng. Thực tế phần nhiều vấn đề về QoS đều
bắt đầu và kết thúc với băng thông. Băng thông chỉ đơn giản là thước đo số
lượng bit trên giây mà mạng sẵn sàng cung cấp cho các ứng dụng. Các ứng dụng
bùng nổ (bursty) trên mạng chuyển mạch gói có thể chiếm tất cả băng thông của
mạng nếu không có ứng dụng nào khác cùng bùng nổ với nó. Khi điều này xảy
ra, các bùng nổ phải được đệm lại và xếp hàng chờ truyền đi, do đó tạo ra trễ trên
mạng. Để giải quyết sự hạn chế băng thông này mà nhiều giải pháp tiết kiệm, hay
khắc phục băng thông được đưa ra.
Khi được sử dụng như là một thông số QoS, băng thông là yếu tố tối thiểu mà
một ứng dụng cần để hoạt động. Ví dụ, thoại PCM 64 kb/s cần băng thông là 64
kb/s. Điều này không tạo ra khác biệt khi mạng xương sống có kết nối 45 Mb/s
giữa các nút mạng lớn. Băng thông cần thiết được xác định bởi băng thông nhỏ
nhất sẵn có trên mạng. Nếu truy nhập mạng thông qua một MODEM V.34 hỗ trợ
chỉ 33.6 kb/s, thì mạng xương sống 45 Mb/s sẽ làm cho ứng dụng thoại 64 kb/s
không hoạt động được. Băng thông QoS nhỏ nhất phải sẵn sàng tại tất cả các điểm
giữa các người sử dụng. Các ứng dụng dữ liệu được lợi nhất từ việc đạt được băng
thông cao hơn. Điều này được gọi là các ứng dụng giới hạn băng thông, bởi vì hiệu
quả của ứng dụng dữ liệu trực tiếp liên quan tới lượng nhỏ nhất của băng thông sẵn
23

sàng trên mạng. Mặt khác, các ứng dụng thoại như thoại PCM 64 kb/s được gọi là
các ứng dụng giới hạn trễ. Thoại PCM 64 kb/s này sẽ không hoạt động tốt hơn
chút nào nếu có băng thông 128 kb/s. Loại thoại này phụ thuộc hoàn toàn vào
thông số QoS trễ của mạng để có thể hoạt động đúng đắn.
2.2.2 Độ Trễ
Trễ liên quan chặt chẽ với băng thông khi nó là một thông số QoS. Với các
ứng dụng giới hạn băng thông thì băng thông càng lớn trễ sẽ càng nhỏ. Đối với các
ứng dụng giới hạn trễ, như là thoại PCM 64 kb/s, thông số QoS trễ xác định trễ lớn
nhất các bit gặp phải khi truyền qua mạng. Tất nhiên là các bit có thể đến với độ
trễ nhỏ hơn.

Hình 2.1 (a) băng thông , (b) trễ
Trễ được định nghĩa là khoảng thời gian chênh lệch giữa hai thời điểm của
cùng một bít khi đi vào mạng (thời điểm bít đầu tiên vào với bít đầu tiên ra) .
Với băng thông có nhiều cách tính, giá trị băng thông có thể thường xuyên
thay đổi. Nhưng thông thường giá trị băng thông được định nghĩa là số bit của
một khung chia cho thời gian trôi qua kể từ khi bit đầu tiên rời khỏi mạng cho
đến khi bit cuối cùng rời mạng.
Mối quan hệ giữa băng thông và trễ trong mạng được chỉ ra trong hình 2.1.
Trong phần (b), t2 – t1 = số giây trễ. Trong phần (a), X bit/ (t3 - t2) = bit/s băng
thông. Nhiều băng thông hơn có nghĩa là nhiều bit đến hơn trong một đơn vị thời
gian, trễ tổng thể nhỏ hơn. Đơn vị của mỗi thông số, bit/s với băng thông hay
giây với trễ, cho thấy mối quan hệ hiển nhiên giữa băng thông và trễ.
24

Các mạng chuyển mạch gói cung cấp cho các ứng dụng các băng thông biến
đổi phụ thuộc vào hoạt động và bùng nổ của ứng dụng. Băng thông biến đổi này
có nghĩa là trễ cũng có thể biến đổi trên mạng. Các nút mạng được nhóm với
nhau cũng có thể đóng góp vào sự biến đổi của trễ. Tuy nhiên, thông số QoS trễ
chỉ xác định trễ lớn nhất và không quan tâm tới bất kỳ giới hạn nhỏ hơn nào cho
trễ của mạng. Nếu cần trễ ổn định, một thông số QoS khác phải quan tâm đến
yêu cầu này.
Một số nguyên nhân gây ra trễ trong mạng IP:
- Trễ do quá trình truyền trên mạng.
- Trễ do xử lý gói trên đường truyền.
- Trễ do xử lý hiện tượng jitter.
- Trễ do việc xử lý sắp xếp lại gói đến (xử lý tại đích).
2.2.3 Biến động trễ(Jitter)
Biến động trễ: Là sự khác biệt về độ trễ của các gói khác nhau trong cùng
một dòng lưu lượng. Biến động trễ có tần số cao được gọi là jitter với tần số thấp
gọi là eander. Nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng jitter do sự sai khác trong
thời gian xếp hàng của các gói liên tiếp nhau trong một hàng gây ra.Trong mạng
IP jitter ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng dịch vụ của tất cả các dịch vụ. Thông số
QoS jitter thiết lập giới hạn lên giá trị biến đổi của trễ mà một ứng dụng có thể
gặp trên mạng. Jitter không đặt một giới hạn nào cho giá trị tuyệt đối của trễ, nó
có thể thể tương đối thấp hoặc cao phụ thuộc vào giá trị của thông số trễ.
Jitter theo lý thuyết có thể là một giá trị thông số QoS mạng tương đối hay
tuyệt đối. Ví dụ, nếu trễ mạng cho một ứng dụng được thiết lập là 100 ms, jitter
có thể đặt là cộng hay trừ 10 phần trăm của giá trị này. Theo đó, nếu mạng có
trễ trong khoảng 90 đến 110 ms thì vẫn đạt được yêu cầu về jitter (trong trường
hợp này, rõ ràng là trễ không phải là lớn nhất). Nếu trễ là 200 ms, thì 10 phần
trăm giá trị jitter sẽ cho phép bất kỳ trễ nào trong khoảng 180 đến 220 ms. Mặt
khác, jitter tuyệt đối giới hạn cộng trừ 5 ms sẽ giới hạn jitter trong các ví dụ
trên trong khoảng từ 95 tới 105 ms và từ 195 tới 205 ms.
Các ứng dụng nhạy cảm nhất đối với giới hạn của jitter là các ứng dụng thời
gian thực như thoại hay video. Nhưng đối với các trang Web hay với truyền tập
25

tin qua mạng thì lại ít quan tâm hơn đến jitter. Internet, là gốc của mạng dữ liệu,
có ít khuyến nghị về jitter. Các biến đổi của trễ tiếp tục là vấn đề gây bực mình
nhất gặp phải đối với các ứng dụng video và thoại dựa trên Internet.

26

2.2.4 Mất gói
Mất thông tin: Là một thông số QoS không được đề cập thường xuyên như là
băng thông và trễ, đặc biệt đối với mạng Internet. Đó bởi vì bản chất tự nhiên được
thừa nhận của mạng Internet là "cố gắng tối đa". Nếu các gói IP không đến được
đích thì Internet không hề bị đổ lỗi vì đã làm mất chúng. Điều này không có nghĩa
là ứng dụng sẽ tất yếu bị lỗi, bởi vì đối với những dịch vụ khác nhau đều đặt ra giá
trị ngưỡng của riêng mình. Nếu các thông tin bị mất vẫn cần thiết đối với ứng dụng
thì nó sẽ yêu cầu bên gửi gửi lại bản sao của thông tin bị mất. Bản thân mạng
không quan tâm giúp đỡ vấn đề này, bởi vì bản sao của thông tin bị mất không
được lưu lại tại bất cứ nút nào của mạng.
Thực ra Internet là mạng của các mạng và không có cơ chế giám sát đầy đủ
nào đảm bảo chất lượng thông tin truyền. Hiện tượng mất gói tin là kết quả của
rất nhiều nguyên nhân :
- Quá tải lượng người truy nhập cùng lúc mà tài nguyên mạng còn hạn chế.
- Hiện tượng xung đột trên mạng LAN.
- Lỗi do các thiết bị vật lý và các liên kết truy nhập mạng.
Cho một ví dụ nếu một kết nối bị hỏng, thì tất cả các bit đang truyền trên
liên kết này sẽ không thể tới được đích. Nếu một nút mạng ví dụ như bộ định
tuyến hỏng, thì tất cả các bit hiện đang ở trong bộ đệm và đang được xử lý bởi
nút đó sẽ biến mất không để lại dấu vết. Do những loại hư hỏng này trên mạng có
thể xảy ra bất cứ lúc nào, nên việc một vài thông tin bị mất do lỗi trên mạng là
không thể tránh khỏi.
2.2.5 Tính sẵn sàng (Độ tin cậy)
Tính sẵn sàng: Là tỉ lệ thời gian mạng hoạt động để cung cấp dịch vụ. Yếu
tố này bất kỳ nhà cung cấp dịch vụ nào tối thiểu cũng phải có. Tổn thất khi mạng
bị ngưng trệ là rất lớn. Tuy nhiên, để đảm bảo được tính sẵn sàng chúng ta cần
phải có một chiến lược đúng đắn, ví dụ như: định kỳ tạm thời tách các thiết bị ra
khỏi mạng để thực hiện các công việc bảo dưỡng, trong trường hợp mạng lỗi
phải chuẩn đoán trong một khoảng thời gian ngắn nhất có thể để giảm thời gian
ngừng hoạt động của mạng. Tất nhiên, thậm chí với một biệt pháp bảo dưỡng
hoàn hảo nhất cũng không thể tránh được các lỗi không thể tiên đoán trước.
27

Đối với mạng PSTN vì là mạng thoại nên điều này luôn luôn chiếm một vị
trí quan trọng. Mạng đảm bảo hoạt động 24/24 trong ngày , tất cả những ngày lễ,
kỉ niệm, khi nhu cầu lớn hay ngay cả khi nhu cầu giảm xuống rất thấp.
Mạng dữ liệu thực hiện công việc đó dễ hơn. Hầu hết mạng dữ liệu dành cho
kinh doanh, và do đó hoạt động trong những giờ kinh doanh, thường là từ 8 giờ
sáng đến 5 giờ chiều, từ thứ Hai đến thứ Sáu. Hoạt động bổ trợ có thể thực hiện
"ngoài giờ", và một tập kiểm tra đầy đủ với mục đích phát hiện ra các vấn đề có
thể chạy trong ngày nghỉ.
2.2.6 Bảo mật
Bảo mật: Là một thông số mới trong danh sách QoS, nhưng lại là một thông
số quan trọng. Thực tế, trong một số trường hợp độ bảo mật có thể được xét ngay
sau băng thông. Gần đây, do sự đe doạ rộng rãi của các hacker và sự lan tràn của
virus trên mạng Internet toàn cầu đã làm cho bảo mật trở thành vấn đề hàng đầu.
Hầu hết vấn đề bảo mật liên quan tới các vấn đề như tính riêng tư, sự tin
cẩn và xác nhận khách và chủ. Các vấn đề liên quan đến bảo mật thường được
gắn với một vài hình thức của phương pháp mật mã, như mã hoá và giải mã. Các
phương pháp mật mã cũng được sử dụng trên mạng cho việc xác nhận
(authentication), nhưng những phương pháp này thường không liên quan chút
nào đến vấn đề giải mã.
Toàn bộ kiến trúc đều xuất phát từ việc bổ sung thêm tính riêng tư hoặc bí
mật và sự xác nhận hoặc nhận thực cho mạng Internet. Giao thức bảo mật chính
thức cho IP, gọi là IPSec, đang trở thành một kiến trúc cơ bản để cung cấp
thương mại điện tử trên Internet và ngăn ngừa gian lận trong môi trường VoIP.
Thật trớ trêu là mạng Internet công cộng toàn cầu, thường xuyên bị coi là thiếu
bảo mật nhất, đã đưa vấn đề về bảo mật trở thành một phần của IP ngay từ khi
bắt đầu. Một bit trong trường loại dịch vụ (ToS) trong phần tiêu để gói IP được
đặt riêng cho ứng dụng để có thể bắt buộc bảo mật khi chuyển mạch gói. Tuy
nhiên lại nảy sinh một vấn đề là không có sự thống nhất giữa các nhà sản xuất
bộ định tuyến khi sử dụng trường ToS.
Một thông số QoS bảo mật điển hình có thể là "mã hoá và nhận thực đòi
hỏi trên tất cả các luồng lưu lượng". Nếu có lựa chọn, thì truyền dữ liệu có
28

thể chỉ cần mã hoá, và kết nối điện thoại Internet có thể chỉ cần nhận thực để
ngăn gian lận.
2.3 Các thành phần QoS trong mạng ip
2.3.1 Cách thức xử lý theo từng chặng dự báo trước
Mục tiêu trong môi trường QoS cho phép là có khả năng phân phối dịch vụ dự
đoán trước cho các phân loại hoặc những loại lưu lượng, không quan tâm đến các
luồng lưu lượng khác đang “chảy” thông qua mạng tại bất kỳ thời điểm xác định
nào. Sự diễn đạt khác của mục tiêu này là quá trình tạo một giải pháp mạng IP đa
dịch vụ nơi mà lưu lượng bùng nổ truyền thống có thể chia sẻ cùng một thiết bị như
(router, switch và đường liên kết) bằng các lưu lượng với những yêu cầu nhiều hơn
về trễ, jitter, băng thông và mất gói. Không kể việc tập trung vào mạng trong suốt,
mạng truy nhập hay mạng đường trục (hay một số kết hợp giữa chúng), đường dẫn
edge – to – edge bởi các gói của người sử dụng đơn chỉ đơn thuần là sự nối tiếp của
các liên kết và các router. Vì vậy ngay từ lúc đầu chúng ta phải cố gắng phác thảo
tổng quan những chức năng của phương thức chuyển tiếp trong bộ định tuyến.
Mặc dù một router truyền thống chủ yếu tập trung vào nơi gửi gói (tạo
quyết định chuyển tiếp dựa trên cơ sở địa chỉ đính trong mỗi gói và chứa thông
tin về bảng chuyển tiếp cục bộ), những bộ định tuyến cho những mạng IP xác lập
chất lượng dịch vụ phải có khả năng điều khiển khi gửi gói đi.
2.3.1.1 Nghẽn tạm thời, trễ , biến động trễ và mất gói.
Trễ: Đối với mỗi một router khả năng điều khiển nhỏ nhất của chúng cũng là
điểm quy tụ và phân chia cho hàng chục, hàng trăm hay hàng nghìn luồng gói.
Trong hầu hết các mạng dữ liệu, lưu lượng đến luôn mang khả năng bùng nổ. Ở
thời điểm có một sự kiện xảy ra thông thường, xuốt hiện tượng đến đồng thời của
gói bùng nổ từ nhiều đường kết nối và tất cả đích của các luồng gói này cùng định
hướng tới một kết nối đầu ra (bản thân các kết nối chỉ có giới hạn duy nhất về khả
năng của chúng), rời khỏi router với số gói nhiều hơn nó có thể lưu thoát trôi chảy
tức thời.
Trễ end – to – end gây ra bởi một gói là sự kết hợp của trễ truyền dẫn qua
mỗi liên kết và trễ quá trình gây ra trong mỗi router. Trễ tạo ra bởi các công nghệ
kết nối như các SONET, SDH, đường leased line hay kênh ảo ATM tốc độ bit cố
29

định (CBR) được dự đoán trước một cách hợp lý khi thiết kế. Nhưng trễ đóng
góp bởi mỗi bộ đệm của router thêm vào thì không thể dự đoán trước. Nó giao
động thay đổi theo mô hình nghẽn, thường thay đổi không xác định thậm chí cả
các gói có cùng đích tới. Thành phần giao động ngẫu nhiên của trễ end – to – end
thường được gọi là jitter.
Mất gói: Thêm một vấn đề khác đó là mất gói. Rõ ràng rằng khả năng của
bộ đệm router chỉ có một giới hạn nào đó,vì trong giai đoạn duy trì nghẽn các
gói được chứa trong bộ đệm có thể đạt tới giới hạn về không gian bộ đệm. Bộ
đêm có khoảng trống chở lại khi các gói được chuyển tiếp đi. Nếu gói vẫn tiếp
tục đi vào bộ đểm thì để cho bộ đệm vẫn khả dụng thì gói phải bị thải hồi .
Jitter: Rõ ràng một vấn đề ở đây là các router truyền thống chỉ có một hàng
đợi cho mỗi điểm nghẽn nội và không có kỹ thuật tách các lớp hoặc các loại khác
nhau từ luồng lưu lượng khác chuyển qua nó. Tính thất thường của các lưu lượng
không liên quan chuyển qua hàng đợi chia sẻ tại mỗi điểm nghẽn nội có ảnh
hưởng lớn vào trễ, jitter và mất gói trên mỗi luồng lưu lượng.

Hình 2.2: Hàng đợi FIFO trên router nỗ lực tối đa
Trên hình 2.2 cho thấy. Những gói đến từ mỗi cổng vào với tốc độ lớn nhất
trong những giá trị từ Y1 đến Yn pps (packets per second). Ở liên kết biên ngoài
các gói được lấy ra từ tốc độ hàng đợi X pps. Ta có tổng tốc độ đầu vào là Y

( Y = Y1 + Y2 + ... + Yn ) . Với giá trị Y nhỏ hơn X thì các gói sẽ không cần phải
đợi trong hàng đợi mà được chuyển ra ngoài ngay. Nhưng khi Y bắt đầu vượt
quá X thì bắt đầu xuốt hiện nghẽn do hiệu tốc độ đầu vào và đầu ra tăng lên một
lượng Y-X > 0. Lượng gói P trong hàng đợi sau một khoảng thời gian T sẽ là:
30

P = T * (Y − X ). Như vậy khi một gói đến tại thời điểm T khi trong hàng đợi
đã có gói khác thì nó sẽ bị trễ một thời gian là X*P giây (bởi vì gói phải đợi trong
hàng đợi được lưu thoát với tốc độ là X pps). Nếu một gói đến khi hàng đợi đã
đầy (P=L, L là không gian khả dụng của hàng đợi) thì gói sẽ bị loại bỏ. Jitter xuất
hiện từ việc các thành phần của Y bùng nổ và không tương quan với đầu ra.
Nếu gói có độ dài cố định thì mối quan hệ thân thiện đơn giản sẽ tồn tại
giữa hai dạng tốc độ được biểu diễn. Tuy nhiên trong môi trường IP thông
thường độ dài các gói tin là không cố định, hơn nữa nó lại có tính thay đổi mối
quan hệ giữa tốc độ kết nối đầu ra, số lượng gói tồn đọng và trễ gây ra bởi các
gói tồn đọng đó.
2.3.1.2 Sự phân loại , hàng đợi và lập lịch
Như vậy chúng ta cần phải cải thiện điều gì? Những đặc tính trễ, Jitter, và
mất gói của một mạng IP đã có, cuối cùng chung quy lại là đặc tính QoS của các
kết nối và tính mềm dẻo của việc sử dụng hàng đợi, quản lý hàng đợi trong mỗi
router. Nếu tải mạng vượt quá tốc độ dịch vụ thì một hàng đợi đơn tại mỗi điểm
nghẽn nội sẽ không đủ khả năng đáp ứng. Để thay thế cần phải có một hàng đợi
cho mỗi lớp lưu lượng có thể nhận biết cho các đặc tính độc lập như: trễ, biến
động trễ và mất gói được yêu cầu.
Mỗi hàng đợi này chúng có các chính sách loại bỏ gói của bản thân nó (ví
dụ như: đối với hàng đợi khác nhau thì có thể có mức ngưỡng khác nhau, và các
gói được loại bỏ một cách ngẫu nhiên hay xác định). Tất nhiên nhiều hàng đợi
trên giao diện đầu ra được sử dụng mà không có kỹ thuật để ấn định các gói tới
hàng đợi phù hợp.
Một phương pháp phân loại được yêu cầu trên sự tìm kiếm chuyển tiếp
chặng kế tiếp truyền thống của router. Cuối cùng, các hàng đợi phải chia sẻ tất cả
khả năng về giới hạn của kết nối đầu ra mà chúng cho ra. Nhu cầu này bao hàm
việc thêm vào một kỹ thuật lập lịch cho các gói chuyển ra từ mỗi hàng đợi và
như vậy có sự dàn xếp truy nhập kết nối trong khả năng điều kiểu và dự đoán
trước.

31

Các nhu cầu trước đây được giữ lại như một sự trình bày mà những mạng
cho phép xác lập QoS yêu cầu những router có thể lập lịch (CQS), phân loại ,
hàng đợi khác biệt cho tất cả các loại lưu lượng cần thiết .

Hình 2.3: Phân loại, hàng đợi và lập lịch từng chặng cho phép hàng đợi và bộ
lập lịch có thể độc lập.
2.3.1.3 Chất lượng dịch vụ mức liên kết
Đôi khi bộ lập lịch của một router phải thực hiện nhiều hơn việc chèn lưu
lượng thông thường ở mức gói IP. Khả năng của bộ lập lịch cho việc chèn lưu
lượng một cách trôi chảy thuộc hàng đợi khác nhau phụ thuộc kết nối biên ngoài
có thể truyền dẫn mỗi gói nhanh như thế nào. Với các kết nối tốc độ cao (như là
mạng SONET hoặc SDH 150 Mbps), một gói tin IP dài 1500 byte cần ít nhất 80
μs để truyền dẫn. Điều này cho phép bộ lập lịch phân chia băng thông kết nối
trong những khe thời gian 80 μs. Tuy nhiên tại biên của mạng Internet, nhiều kết
nối đang vận hành tại tốc độ 1 Mbps hoặc thấp hơn – trong khoảng rộng từ 56
đến 128 Kbps cho mạng số dịch vụ tích hợp (ISDN) ở Bắc Mĩ và Châu Âu, và
xuống tới 28,8 Kbps trong trường hợp kết nối modem dial-up.
Một gói tin IP được truyền dẫn qua kết nối 128 Mbps mất khoảng 94 ms, là
một trở ngại về măt thời gian cho việc hoàn thành truyền dẫn. Có hay không sự
quan tâm đến sự ảnh hưởng của jitter có trong phân loại ở các hàng đợi khác
nhau, các gói đó cũng trải qua biến động trễ 94 ms khi bộ lập lịch kéo gói tin
1500 byte từ các hàng đợi khác. Rõ ràng điều này gây ra một số vấn đề nếu các
ứng dụng QoS nhạy cảm được hỗi trợ ở khía cạnh xa hơn của các kết nối tốc độ
thấp thông thường.
Giải pháp cơ bản là thực hiện việc bổ sung các đoạn các gói IP tại mức kết nối
một cách rõ ràng cho chính tầng IP. Kiến trúc CQS sau đó được áp dụng tại mức kết
32