Câu 1: Nguyên lý điều khiển tránh tắc nghẽn và các giải pháp
Khái niệm
Trong lý thuyết mạng dữ liệu và hàng đợi, sự tắc nghẽn mạng xảy ra khi một nút hoặc một liên kết mang theo quá nhiều dữ liệu làm giảm chất lượng dịch vụ của nó. Các tác động điển hình như: làm chậm trể xếp hàng, mất gói tin hay chặn các kết nối mới làm tăng lưu lượng mạng. Các giao thức mạng thường sử dụng cách truyền lại tích cực để bù đắp cho gói tin bị mất, làm cho hệ thống trong tình trạng tắc nghẽn ngay cả khi truyền tải ban đầu đã được giảm xuống mức độ bình thường.
Hệ thống mạng hiện đại sử dụng các kỹ thuật kiểm soát tắc nghẽn và tránh ùn tắc mạng bao gồm hàm mũ chờ để truyền ( Back off) trong các giao thức như là 802,11 , CSMA / CA và Enthernet truyền thống; sự giảm xuống cửa sổ trong TCP và xếp hàng công bằng trong các thiết bị như router. Một phương pháp để tránh tác động tiêu cực của tắc nghẽn mạng là thực hiện phương án ưu tiên, theo đó một gói tin sẽ được truyền đi với độ ưu tiên cao hơn những gói tin khác. Phương án ưu tiên không giải quyết tắc nghẽn nhưng làm giảm bớt ảnh hưởng của tắc nghẽn mạng trong một số dịch vụ ( ví dụ 8021b). Một phương pháp thứ ba để tránh tắc nghẽn mạng là phân chia tài nguyên màng thành các luồng cụ thể ( ví dụ sử dụng cơ chế truyền tự do (CFTXOP) trong chuẩn  ITU-TG.hn được cung cấp trong mạng cục bộ tốc độ cao qua các đường dây hiện có như: đường dây điện, đường dây điện thoại và cáp đồng trục.)
Nguyên nhân:
Khi các gói tin được gởi đi nó có thể được xử lý bởi các gói tin trung gian, các bộ định tuyến trung gian lọa bỏ bớt gói tin với hy vọng tại các điểm cuối của mạng thông tin được truyền lại. Tuy nhiên các triển khai TCP đầu tiên thực hiện việc truyền lại không tốt. Do đó xảy ra mất gói tin, ở các điểm kết thúc được gửi thêm các gói tin lập đi lập lại thông tin bi bất, làm tăng gấp đôi tốc độ dữ liệu gữi đi. Điều này đã đẩy tòan bộ mạng tắt nghẽn tai nơi mà các gói tin bi mất.
Kiểm soát tắc nghẽn đề cập kiểm soát lưu lượng trong mạng viễn thông, để tránh tắc nghẽn bằng cách cố gắng tránh sự quá nhiều liên kết hay xử lý ở các nút và các mạng trung gian và các bước làm giảm tài nguyên như: giảm tỷ lệ gửi các gói tin. Không nên nhầm lẫn với kiểm soát luồng, ngăn chặn người gửi tràn ngập người nhận.
Những giải pháp tránh tắc nghẽn mạng
Thực hiện các giao thức hướng kết nối như giao thức TCP được sử dụng rộng rãi là xem xét các gói tin bị lỗi, bị mất hoặc bị trễ để điều chỉnh tốc độ truyền tải. Có nhiều quy trình tránh tắc nghẽn khác nhau, từ đó sẽ cân nhắc các lựa chọn khác nhau.
Tránh tắc nghẽn TCP/IP
Thuật toán tránh tắc nghẽn TCP/IP là nền tảng chính để tránh tắc nghẽn trong mạng Internet.
Vấn đề xảy ra khi có nhiều luồng kết nối TCP đồng thời đi qua cổng bộ đệm hàng đợi tail-drop. Khi đó, tự động tránh tắc nghẽn của TCP là không đủ. Tất cả các luồng đi qua cổng bộ đệm hàng đợi tail-drop sẽ huấn luyện TCP lại cùng một lúc, điều này được gọi là sự đồng bộ toàn cục TCP.
Quản lý hàng đợi chủ động (AQM)
Trong các bộ định tuyến Internet, AQM là kỷ thuật bao gồm các gói tin bị rớt hay bị đánh dấu ECN trước khi hàng đợi của router đầy. Một bộ định tuyến Internet thường duy trì một tập hợp các hàng đợi, mỗi giao diện, nắm giữ các gói tin đi theo lịch trình trên giao diện đó. Trong lịch sử hàng đợi này sử dụng luật drop-tail(thả- đuôi): một gói tin được đưa vào hàng đợi nếu hàng đợi ngắn hơn kích thước tối đa của nó và ngược lại bị rớt. Hàng đợi hoạt động thả hay đánh dấu các gói tin trước khi hàng đợi đầy. Thông thường chúng hoạt động bằng cách duy trì một hay nhiều các xác suất rơi/đánh dấu,
Phát hiện sớm ngẫu nhiên RED (Random early detection)
Một giải pháp là sử dụng RED trên cổng bộ đệm hàng đợi của thiết bị mạng . Trên các cổng của thiết bị mạng có nhiều hơn một bộ đệm hàng đợi để phát hiện sớm ngẫu nhiên có thể được sử dụng nếu có. RED gián tiếp báo hiệu cho người gởi và người nhận bằng cách xóa một số gói dữ liệu
Phát hiện sớm ngẫu nhiên mạnh mẽ (RRED)
RRED đã được đề xuất để cải tiến lưu lượng TCP chống lại tấn công từ chối dịch vụ (DoS), đặc biệt là tấn công từ chối dịch vụ tốc độ thấp (LdoS). Các thí nghiệm đã xác nhận rằng