Загальнi принципи управлiння мережними ресурсами в ТКС

Загальнi принципи управлiння мережними ресурсами в ТКС

1. Якiсть обслуговування як мета мережного управлiння

1.1 Загальнi поняття та визначення щодо якостi обслуговування

Основною метою мережного управлiння, в кiнцевому результатi, i забезпечення заданних показникiв якостi обслуговування (Quality of service, QoS). Пiдтримка якостi обслуговування в сучасних, перш за все, мультисервiсних ТКС i досить трудомiстким завданням i вимагаi узгодженого розвтАЩязання цiлого комплексу задач управлiння мережними ресурсами. Однiiю з найважливiших складових системи мережного управлiння i пiдсистема управлiння мережними ресурсами на рiвнях транспортноi мережi та мереж доступу до неi. Засоби управлiння мережними ресурсами на цих рiвнях мають брати активну участь у процесi забезпечення заданих показникiв якостi обслуговування та пiдвищення продуктивностi ТКС в цiлому на пiдставi:

тАУ ведення та постiйного оновлення iдиноi бази даних щодо стану ТКС тАУ ii топологii, завантаженостi вузлiв, трактiв передачi та iн.;

тАУ забезпечення високого рiвня вiдмовостiйкостi мережi;

тАУ реорганiзацii доступу до використання та збалансованого завантаження доступних мережних ресурсiв;

тАУ автоматизованого контролю параметрiв трафiка користувачiв у вiдповiдностi до укладеноi умови щодо якостi обслуговування (Service Level Agreement, SLA);

тАУ рацiональноi органiзацii та адаптивноi змiни стратегiй маршрутизацii трафiка;

тАУ реконфiгурацii режимiв роботи мережного обладнання, в тому числi настроювання механiзмiв прiоритетноi обробки пакетiв на всiх або частинi мережних вузлiв.

Вiдповiдно до рекомендацiй ITU-Т Е.800 якiсть обслуговування (QoS) тАУ це певна iнтегральна оцiнка, яка визначаi ступiнь задоволеностi користувача наданою йому послугою зв'язку. Це визначення уточнене в рекомендацii Е.860: "Якiсть обслуговування тАУ ступiнь вiдповiдностi обслуговування, надаваного користувачевi постачальником, угодi мiж ними". Це надаi ще бiльшу важливiсть угодам (трафiк-контрактам) SLA мiж користувачами й постачальниками послуг.

Фахiвцями компанii Cisco уведене таке визначення термiну "якiсть обслуговування" тАУ "Здатнiсть мережi забезпечити необхiдний сервiс заданому трафiку в певних технологiчних рамках (Frame Relay, ATM, Ethernet й 802.1 мережi, SONET i РЖP мережi)". Вiдповiдно до змiсту RFC 2475 пiд сервiсом варто розумiти набiр характеристик передачi пакетiв в одному напрямку одним або декiлькома мережними маршрутами.

Типове рiшення завдань щодо QoS охоплюi такi областi:

- класифiкацiю аплiкацiй (applications) iз призначенням прiоритетiв (маркуванням) i диференцiюванням трафiка;

- профiлювання мережного трафiка;

- обмеження (за необхiднiстю) iнтенсивностi трафiка, який надходить вiд користувачiв;

- управлiння чергами зi встановленням черговостi обробки пакетiв на мережних вузлах;

- маршрутизацiя мережного трафiка.

Вирiшення задач щодо забезпечення QoS у рамках наведених областей, визначаючи свiй набiр управляючих механiзмiв i протоколiв, маi вiдбуватися взаiмоповтАЩязано та узгоджено. Наприклад, класифiкацiя трафiка багато в чому визначаi особливостi вирiшення iнших завдань, таких як маршрутизацiя, розподiл канальних та буферних ресурсiв i т.iн. Стандартизацiя технiчних вимог щодо якостi послуг у мережах зв'язку здiйснюiться на глобальному рiвнi Мiжнародним союзом електрозв'язку (РЖTU), на мiжнародному регiональному рiвнi тАУ РДвропейським iнститутом телекомунiкацiйних стандартiв (ETSРЖ), Асоцiацiiю телекомунiкацiйноi промисловостi (TIA), Американським нацiональним iнститутом стандартiв (ANSРЖ) та iн. Всi цi органiзацii взаiмодiють одна з одною при розробцi стандартiв, особливо коли мова йде про стандарти глобального характеру.

1.2 Класифiкацiя показникiв якостi обслуговування в ТКС

Точне визначення й параметри якостi обслуговування переважно визначаються типом аплiкацii. Сервiс (якiсть обслуговування) описуiться рядом параметрiв. Так, наприклад, для передачi голосового трафiка, найважливiшими параметрами QoS i середня затримка та ii варiацiя (джитер) на певному iнтервалi часу, у той час як втрата деякоi частини пакетiв припустима. Параметри якостi обслуговування можна розбити на три групи:

В· параметри пропускноi здатностi (мiнiмальна, середня й максимальна швидкiсть передачi пакетiв);

В· параметри затримок передачi пакетiв (середнi й максимальнi величини затримок i джитера);

В· параметри надiйностi передачi (рiвень втрат i викривлення пакетiв).

Вимiрювання зазначених параметрiв здiйснюiться на певному iнтервалi часу. Чим менше цей часовий iнтервал, тим бiльше жорсткi вимоги ставляться до мережi, а отже, до всiх ii елементiв, оскiльки забезпечення QoS "вiд краю до краю" вимагаi взаiмодii всiх вузлiв на шляху пакетiв трафiка й визначаiться надiйнiстю, функцiональнiстю й продуктивнiстю "слабкоi ланки".

Для опису номiнальноi пропускноi здатностi середовища передачi iнформацii, протоколу або з'iднання ще досить часто використовуiться термiн смуга пропускання (bandwidth).

Затримка при передачi пакета (packet delay) або латентнiсть (latency) i сумарною величиною, що обтАЩiднуi в собi такi рiзновиди затримок: затримка серiалiзацii, затримка поширення, час чекання в черзi, затримка комутацii (час передачi й обробки пакета), затримка, зв'язана з формуванням трафiка, мережна затримка. Описання i умови виникнення кожного з перерахованих типiв затримки наведено в табл.

В умовах виникнення в мережi областей перевантажень, затримки, якi пов'язанi з очiкуванням у черзi, починають переважати над iншими видами затримок i призводять до виникнення тремтiння (packet jitter) тАУ рiзницi у величинi сумарноi затримки при передачi рiзних пакетiв того ж самого потоку. Джитер дуже важливий, оскiльки саме вiн визначаi максимальну затримку при прийомi пакетiв у кiнцевому пунктi призначення.

Рiвень втрат пакетiв (packet loss) визначаiться як частка пакетiв, вiдкинутих мережею пiд час передачi протягом визначеного iнтервалу часу. Основними причинами втрат пакетiв i перевантаження мережi й ушкодження пакетiв пiд час передачi лiнiiю зв'язку. Найчастiше вiдкидання пакетiв вiдбуваiться з першоi причини тАУ у мiсцях перевантаження, де кiлькiсть пакетiв, що надходять, набагато перевищуi верхню межу розмiру вихiдноi черги. Крiм того, вiдкидання пакетiв може викликатися недостатнiм розмiром вхiдного буфера.

Таблиця 1 тАУ Складовi затримки пiд час передачi пакетiв

1.3 Угода про рiвень обслуговування (SLA)

Додаткову складнiсть при забезпеченнi QoS викликаi той факт, що користувачi оцiнюють якiсть надаваних послуг суб'iктивно (наприклад, при переглядi вiдеоматерiалiв користувача цiкавить якiсть прийнятого зображення). Отже, вони оцiнюють якiсть послуг "у цiлому", а не у виглядi сукупностi параметрiв, значення яких найчастiше не розумiють. У зв'язку iз цим оператори зв'язку мають потребу в унiверсальному способi домовлятися з користувачем про якiсть надаваних послуг, тобто методi, який би надав для оператора якiсть послуг з погляду користувача. Таким методом стала "угода про рiвень обслуговування", що i важливим елементом, який регламентуi роботу всiх механiзмiв QoS.

Вiдповiдно до рекомендацii ITU-Т Е.860, угода про рiвень послуг тАУ це формальна угода мiж двома й бiльше об'iктами права, яка була досягнута пiсля узгодження характеристик послуги, вiдповiдальностi й прiоритету кожноi зi сторiн. Постачальник послуг маi гарантувати, що користувач одержить, щонайменше, обговорений рiвень QoS. SLA i контрактом на обслуговування мiж провайдером i користувачем, що гарантуi певнi характеристики якостi наданих послуг. У договорi SLA визначаються:

В· плата за обслуговування залежно вiд обраного рiвня сервiсу;

В· параметри QoS для даного рiвня (середня та (або) максимальна затримка та ii варiацii, пропускна здатнiсть, максимальний час вiдновлення мережi пiсля аварiй i т.iн. );

В· методи вимiрювання вищевказаних параметрiв;

В· штрафнi санкцii за незабезпечення необхiдного рiвня QoS;

В· будь-якi iншi додатковi статтi за взаiмною згодою.

У цiлому концепцiя укладання угоди по QoS у службi РЖP i iiрархiчною моделлю (рис. 2).

Рисунок 2 тАУ Концепцiя укладання договору щодо якостi обслуговування

Договiр SLA у моделi займаi найвищий рiвень абстракцii в специфiкацii послуги. Параметризацiя трафiка також видiляiться в самостiйну пiдмножину SLS (Service Level Specification). При статичному SLS користувач може передавати данi в будь-який час. При динамiчному SLS користувач повинен використати сигнальний протокол для запиту необхiдних ресурсiв мережi й обробки запитiв SLS. Блок PHB (Per-Hop Behavior) тАУ i комбiнацiiю функцiй покроковоi маршрутизацii, класифiкацii, обробки черг i методiв вiдкидання пакетiв на кожному кроцi. Блок PDB (Per-Domain Behavior) реалiзуi концепцiю покроковоi маршрутизацii на рiвнi домену.

Кожен тип PDB маi кiлькiснi i якiснi атрибути, якi можуть використовуватися для оцiнки параметрiв обслуговування пакетiв заданого типу PDB. Атрибути обчислюються й вимiряються практичним шляхом й описують такi параметри як швидкiсть примусового вiдкидання пакетiв, пропускну здатнiсть, верхнi й нижнi значення параметра затримки за деякий промiжок часу. Атрибути бувають довгостроковi й короткостроковi. Довгостроковi характеризують агрегований трафiк за досить великий промiжок часу, короткостроковi описують допустимi флуктуацii параметрiв щодо середнiх значень.

2. Загальна характеристика iснуючих мережних ресурсiв

телекомунiкацiйний якiсть обслуговування затримка

До мережних ресурсiв належать як апаратнi ресурси, наприклад пропускнi здатностi трактiв передачi й лiнiй доступу, буферний простiр й процесорний час обчислювальних засобiв мережних вузлiв, так й iнформацiйнi ресурси тАУ змiст баз даних про стан ТКС, трафiк користувачiв й iн.

2.1 Ресурси мережних вузлiв

Сучаснi мережнi вузли тАУ маршрутизатори забезпечують швидкiсть обробки пакетiв до десяткiв терабiт за секунду (Тбiт/с). Високопродуктивнi маршрутизатори, як правило, i гiгабiтними (Гбiт/с) з можливiстю масштабування до терабiтного дiапазону. На сьогоднiшнiй день терабiтнi швидкостi забезпечують, наприклад, маршрутизатор TSR-40 вiд компанii Avici тАУ 5.6 Тбiт/с. Одне шасi маршрутизатора TeraPlex 20 виробництва компанii Pluris забезпечуi пропускну здатнiсть в 150 Гбiт/с з масштабуванням до сумарноi величини 44 Тбiт/с, а Pluris 2000 масштабуiться до 149 Гбiт/с у випадку одного пристрою й до 19.2 Тбiт/с при об'iднаннi декiлькох пристроiв.

Платформа маршрутизацii Routing Core Platform 7770 компанii Alcatel пiдтримуi швидкiсть до 640 Гбiт/с на шасi, причому вiсiм шасi можна об'iднати в iдиний логiчний пристрiй, у результатi загальна продуктивнiсть складе Ва20 Тбiт/с. Модель 8812 компанii Procket досягаi, як стверджують виробники, продуктивностi 960 Гбiт/с i, за попередньою оцiнкою, 2 млрд пакетiв за секунду. Це досягаiться за рахунок застосування придбаних або власних спецiалiзованих iнтегральних схем ASIC (Application-Specific Integrated Circuits), а також розроблених нею мiкросхем надвеликого ступеня iнтеграцii VLSI (Very Large-Scale Integration). Це повнiстю програмувальнi мережнi процесори. За рахунок застосування спецiальних мiкросхем ASIC маршрутизатор у змозi обробляти на кожнiй лiнiйнiй картi мiльйони нових потокiв у секунду. Компанiя Chiaro Networks випускаi маршрутизатори Enstara високоi готовностi, в основу якого покладена оптична комутуюча матриця тАУ оптичний фазований масив (Optical Phased Array). При цьому згiдно з даними виробника, час перемикання складаi декiлька наносекунд, масштабування здiйснюiться без втрат i забезпечуiться необхiдна вiдмовостiйкiсть на рiвнi 99,999% .

Крiм того, компанiя Cisco, наприклад, офiцiйно представила новий маршрутизатор CRS-1 (Carrier Routing System-1), робота над яким велася протягом чотирьох рокiв (рис.3). Новинка орiiнтована, у першу чергу, на великих операторiв зв'язку, комп'ютернi системи, якi щодня обробляють терабайти даних. Пристрiй у мiнiмальнiй конфiгурацii маi пропускну здатнiсть в 1,2 Тбiт/с, однак за рахунок масштабування даний показник можна довести до 92 Тбiт/с. На такiй швидкостi весь вмiст Бiблiотеки Конгресу США можна передати всього за 4,6 секунди. В основi маршрутизатора лежать спецiалiзованi процесори для обробки пакетiв Silicon Packet Processor (SPP), а також фiрмове програмне забезпечення РЖOS XR Software, створене на основi коду операцiйноi системи РЖnternetwork. На розробку CRS-1 компанiя Cisco витратила бiля пiвмiльярда доларiв США. Подiбних маршрутизаторiв щороку продаiться на суму вiд 450 тисяч до 2 мiльйонiв доларiв залежно вiд конфiгурацii.

2.2 Ресурси пропускноi здатностi трактiв передачi

Сьогоднi доступнi технологii WDM й DWDM, якi забезпечують в трактах передачi швидкiсть на одну оптичну носiйну 10 Гбiт/с. При використаннi частотного плану DWDM стаi можливою передача мультиплексного потоку на швидкостi 400 Гбiт/с. Новi успiхи в науцi й технiцi мають сприяти досягненню теоретичного максимуму пропускноi здатностi Ва100 Tбiт/с, поширенню технологii всехвильового оптичного волокна, застосування якого вiдкриваi дотепер не використовуванi властивостi через присутнiсть iонiв води 1400 нм; нових технологiй модуляцii й технiки солiтонноi передачi (метод передачi шляхом спецiальних оптичних iмпульсiв). В сучасних комерцiйних лiнiях оптоволоконного звтАЩязку досягають пропускноi здатностi понад 1 Tбiт/с; у лабораторних умовах уже продемонстрована можливiсть передачi iнформацii зi швидкiстю понад 10 Tбiт/с. Крiм того, використання розподiлених комбiнованих пiдсилювачiв й ербiiвих пiдсилювачiв дозволяi збiльшити дальнiсть зв'язку без переприйому до 200 км.

3. Базова архiтектура управлiння мережними ресурсами в ТКС

Забезпечення наскрiзного QoS "з кiнця в кiнець" (end-to-end) у рамках гетерогенноi ТКС припускаi використання таких засобiв управлiння (рис.4):

1. Засоби управлiння, якi реалiзованi в окремих елементах мережi, наприклад в ii вузлах, та забезпечують обробку пакетiв вiдповiдно до заданого рiвня QoS:

В· управлiння прiоритетами (класифiкацiя й маркування пакетiв на границi мережi);

В· управлiння iнтенсивнiстю вхiдного та вихiдного (профiлювання) трафiка;

В· управлiння пропускною здатнiстю (розподiл канальних ресурсiв);

В· управлiння перевантаженнями (запобiгання перевантаження й превентивне вiдкидання пакетiв).

2. Протоколи QoS-сигналiзацii та маршрутизацii, якi здiйснюють координацiю роботи мережних елементiв.

3. Централiзованi функцii полiтики, управлiння й облiку QoS, якi дозволяють адмiнiстраторам мережi цiлеспрямовано впливати на мережнi елементи для подiлу ресурсiв мережi мiж рiзними видами трафiку вiдповiдно до заданого рiвня QoS.

Рисунок 4 тАУ Базова архiтектура управлiння мережними ресурсами

Централiзованi функцii полiтики, управлiння й облiку QoS не i необхiдним засобом архiтектури управлiння, але дуже бажанi у територiально-розподiлених мережах. З огляду на те, що кожен користувач i кожна аплiкацiя прагнуть одержати обслуговування з максимально високим рiвнем якостi (наприклад, пропускноi здатностi), то мають iснувати засоби, за допомогою яких адмiнiстратор мiг би виконувати функцiю арбiтра й задавати рацiональний рiвень якостi обслуговування для груп або окремих користувачiв i аплiкацiй. Функцii полiтики дозволяють адмiнiстраторовi створювати правила, за якими мережнi пристроi можуть формально, на пiдставi набору ознак, розпiзнавати окремi типи трафiку й застосовувати до них певнi функцii управлiння.

Що стосуiться iдностi полiтики, то ii правила й засоби можуть конфiгуруватися окремо в кожному мережному пристроi, або ж бути централiзованими. Централiзацiя засобiв полiтик управлiння та забезпечення QoS припускаi iднiсть правил полiтики, справедливих для всiх пристроiв мережi, i використання для iхнього зберiгання на серверi полiтик. У цьому випадку адмiнiстратор конфiгуруi правила полiтики в однiй точцi, потiм за допомогою спецiального протоколу цi правила поширюються всiма мережними пристроямми, що пiдтримуi якiсть обслуговування, а мережнi пристроi застосовують полiтику для формування (профiлювання) трафiку й управлiння чергами вiдповiдно до встановлених QoS-вимог.

Служби QoS, в яких працюють централiзованi системи пiдтримки полiтики, називаються службами QoS, заснованими на полiтицi (policy-based QoS). Правила полiтики кориснi не тiльки для управлiння QoS, але i для координацii мережних пристроiв при виконаннi iнших функцiй, наприклад, функцiй захисту трафiка. Тому централiзована система полiтики мережi звичайно базуiться на загальнiй довiдковiй службi мережi (Directory Service), що традицiйно зберiгаi всi облiковi данi про користувачiв (iм'я тАУ пароль).

Крiм перерахованого, слiд окремо видiлити засоби пiдвищення ефективностi використання канальних ресурсiв (Link Efficiency Mechanisms) тАУ фрагментацiя (дефрагментацiя) пакетiв й iхнi стиснення, використання яких у мережi сприяi пiдвищенню якостi надаваних мережею послуг. Обов'язковим елементом QoS-мережi i наявнiсть механiзмiв управлiння доступом (Call Admission Control, CAC), що покликанi захистити мережу вiд перевантажень шляхом запобiгання надходженню в мережу трафiка в обсязi бiльшому, нiж мережа здатна передати. Вiдмовляючи в обслуговуваннi новим потокам, якi запитують певний сервiс, механiзм САС не тiльки захищаi трафiк даних вiд вiдкидання, але i забезпечуi стабiльну якiсть передачi вже прийнятих до обслуговування потокiв.

Серед названих функцiй QoS класифiкацiя, маркування пакетiв i управлiння iнтенсивнiстю реалiзуються в приграничних вузлах мережi. Управлiння iнтенсивнiстю (формування трафiка) реалiзуiться з метою змiни параметрiв вхiдного трафiка вiдповiдно до заданого профiлю, зазначених у SLA.

Вiдзначимо, що укладання мiж користувачем i провайдером (оператором зв'язку) угоди про рiвень обслуговування (SLA), у якiй чiтко обумовлюються вимоги щодо розглянутих параметрiв мережного з'iднання тАУ смузi пропускання, затримки, джитера i припустимого рiвня втрат, а також деяких iнших параметрiв потоку, i необхiдною умовою забезпечення мережею належноi якостi обслуговування. SLA i свого роду трафiк-контрактом.

Основними функцiями формування трафiка i його вирiвнювання (traffic shaping) i обмеження (traffic policing). Вирiвнювання трафiка дозволяi усунути сплески i тим самим зменшити iмовiрнiсть втрати пакетiв даних. Обмеження трафiка полягаi у вiдкиданнi пакетiв, що не задовольняють заданим параметрам, i здiйснюiться, наприклад, за допомогою механiзму узгодження швидкостi доступу (Committed Access Rate, CAR). В основу задач вирiвнювання й обмеження трафiка покладенi алгоритми дозування трафiка, якi мають назви Влкошик маркерiвВ» (token bucket) i Влдiряве вiдроВ» (leaky bucket), а також iхнi рiзновиди.

Управлiння смугою пропускання може здiйснюватися шляхом нормування швидкостi TCP (TCP rate shaping), що зводиться до перехоплення i манiпулювання розмiрами TCP-вiкна, або за допомогою механiзмiв органiзацii й обслуговування черг. Механiзм обслуговування черг шляхом регулювання порядку обслуговування пакетiв певного потоку (класу) трафiка дозволяi варiювати частоту iхньоi обробки i тим самим видiляти визначену смугу пропускання даному потоковi (класовi). Для забезпечення QoS механiзм обслуговування черг повинен мати можливiсть диференцiювання рiзних потокiв i визначення рiвня iхнiх вимог до обробки. Прикладами механiзмiв, здатних забезпечити необхiдну смугу пропускання в мережах IP, i зважений механiзм рiвномiрного обслуговування черг WFQ (Weighted Fair Queuing), зважений механiзм рiвномiрного обслуговування черг на основi класу CBWFQ (Class-Based Weighted Fair Queuing) i на основi потоку (Flow-Based Distributed Weighted Fair Queuing).

Необхiдною умовою для забезпечення мережею гарантованого рiвня обслуговування i вiдсутнiсть у нiй перевантажень, тобто станiв, при яких мережа не здатна забезпечити узгодженi параметри iснуючих з'iднань. Запобiгання перевантажень i iхнi усунення в мережах АТМ вiдповiдно до рекомендацii ITUтАУT I.371 i специфiкацiiю форуму ATM тАЮTraffic Management SpecificationтАЭ визначенi як основнi задачi управлiння трафiком (Traffic Management), компонентами якого i управлiння доступом до мережi, управлiння прiоритетами, формування трафiка, розподiл ресурсiв, вiдкидання пакетiв.

Алгоритм вiдкидання пакетiв визначаi спосiб регулювання довжини черги у випадку виникнення перевантаження або при наближеннi до цього стану. Перший випадок вiдповiдаi механiзмовi обслуговування черг FIFO, що передбачаi вiдкидання усiх вхiдних пакетiв при досягненнi чергою свого максимального значення. В другому випадку задiються активнi механiзми управлiння чергами, що дозволяють запобiгти перевантаженню шляхом превентивного вiдкидання пакетiв i тим самим попередити джерело про можливе перевантаження. Прикладами активних механiзмiв управлiння чергами i алгоритм довiльного раннього виявлення RED (Random Early Detection), зважений алгоритм довiльного раннього виявлення WRED (Weighted RED). Запобiгання перевантаженню в мережах IP можливе за допомогою алгоритму явного повiдомлення про перевантаження ECN (Explicit Congestion Notification), а також шляхом управлiння розмiрами TCP-вiкна.

Необхiдною умовою гарантованого забезпечення QoS i наявнiсть протоколу, що дозволяi аплiкацiям проводити сигналiзацiю своiх QoS-вимог. Протоколи сигналiзацii QoS дозволяють механiзмам QoS окремих вузлiв обмiнюватися службовою iнформацiiю, що сприяi координацii зусиль щодо забезпечення параметрiв якостi обслуговування уздовж всього шляху проходження потоку, тобто "з кiнця в кiнець". Яскравим прикладом протоколiв даноi групи i протокол RSVP (ReSerVation Protocol), призначений для резервування мережних ресурсiв для кожного потоку на всiх маршрутизаторах, через якi здiйснюiться доставка iнформацii, вiдповiдно до запитуваного рiвня QoS. RSVP сигналiзуi про запити резервування ресурсiв доступним шляхом в мережi. При цьому велику роль у забезпеченнi QoS вiдiграють протоколи маршрутизацii, що визначають шлях, уздовж якого проводитиметься резервування. У свiтлi вищевикладеного перехiд вiд традицiйноi маршрутизацii найкоротшим шляхом до маршрутизацii, що враховуi при виборi маршруту QoS-вимоги потоку i наявнiсть мережних ресурсiв уздовж усього маршруту доведення (маршрутизацiя з пiдтримкою QoS), дозволить значно пiдвищити можливостi мережi в планi гарантованого забезпечення QoS.

РЖнiцiювати роботу протоколу сигналiзацii може як кiнцевий вузол (як в RSVP), так i промiжний пристрiй. Наприклад, прикордонний маршрутизатор сервiс-провайдера здатен виконати класифiкацiю трафiка i зарезервувати в мережi провайдера даному потоковi деяку пропускну здатнiсть. У цьому випадку координацiя мережних пристроiв вiдбуватиметься не на всьому шляху проходження трафiка, а тiльки в межах мережi даного провайдера, що, звичайно, знижуi якiсть обслуговування трафiка.

Один iз примiтивних засобiв сигналiзацii i маркування пакета позначкою, яка несе iнформацiю про необхiдний для пакета рiвень якостi обслуговування. Найчастiше з цiiю метою використовуiться поле прiоритету (у пакетi IPv4 першi три бiти поля Type оf Service, TоS). Маючи таку позначку, пакет переносить уздовж шляху проходження своi вимоги до якостi обслуговування, щоправда, у досить узагальненiй формi тАУ у звтАЩязку з тим, що поле прiоритету маi усього кiлька можливих значень, якiсть обслуговування надаватиметься диференцiйовано за декiлькома агрегованими потоками мережi.

Як саме перерахованi механiзми управлiння впливають на параметри з'iднання, показано в табл. 2 тАУ 4.

Таблиця 2 тАУ Засоби QoS , що впливають на смугу пропускання

Таблиця 3 тАУ Засоби QoS , що впливають на втрати

Таблиця 4 тАУ Засоби QoS , що впливають на затримку i джитер

Для органiзацii ефективного управлiння мережею i забезпечення гарантованого QoS необхiдними умовами i:

- реалiзацiя QoS Влзверху внизВ»;

- реалiзацiя QoS Влвiд краю до краюВ».

Перша умова вимагаi узгоджену взаiмодiю засобiв рiзних рiвнiв еталонноi семирiвневоi моделi, тому що задача забезпечення гарантованого QoS стосуiться всiх аспектiв функцiонування ТКС, не будучи при цьому задачею якого-небудь одного рiвня. Тому цiлiсне розвтАЩязання задачi забезпечення гарантованого QoS можливе тiльки шляхом взаiмоузгодженого розвтАЩязання пiдзадач окремих рiвнiв тАУ вiд фiзичного до прикладного. Використання в рамках однiii мережi рiзних телекомунiкацiйних технологiй i протоколiв, наскрiзна взаiмодiя яких починаiться, як правило, з мережного рiвня, дозволяi зробити висновок про те, що пiдтримка наскрiзного гарантованого QoS у таких мережах найефективнiше забезпечуiться методами мережного рiвня, тому в данiй дисциплiнi основну увагу буде зосереджено на забезпеченнi QoS засобами саме мережного рiвня.

Друга умова вимагаi наявностi механiзмiв QoS у мережах рiзних рiвнiв iiрархii (оператора зв'язку i пiдприiмства, LAN i WAN), а також iхню координацiю.

4. Рiвнi якостi обслуговування i вiдповiднi архiтектурнi моделi

QoS можна розглядати як мiру якостi передачi i доступностi сервiсу в мережi, а згiдно з цим можна видiлити три рiвнi якостi обслуговування: вiд вiдсутностi всiляких гарантiй щодо якостi обслуговування до iхнього твердого забезпечення за всiма параметрами передачi. Видiляють такi рiвнi якостi обслуговування:

- негарантована доставка даних (best-effort service);

- сервiс з перевагою (soft QoS) або диференцiйоване обслуговування (Differentiated Service, DiffServ);

- гарантоване обслуговування (hard QoS).

Негарантована доставка даних (best-effort service) i доставкою за можливiстю, яка передбачаi тiльки забезпечення звтАЩязностi вузлiв мережi, i не гарантуi забезпечення будь-яких показникiв якостi обслуговування. Негарантована доставка пакетiв i на сьогоднiшнiй день iдиною послугою, яка пiдтримуiться в Internet. Незважаючи на деяке зниження продуктивностi, для бiльшостi аплiкацiй, що орiiнтованi на передачу iнформацii (наприклад, аплiкацiй, якi забезпечують взаiмодiю за FTP), ця послуга i цiлком достатньою.

Забезпечення QoS у випадку обслуговування з перевагою (DiffServ) досягаiться шляхом диференцiювання вхiдного трафiка на пiдставi його вимог до якостi обслуговування i вiдповiдного присвоiння прiоритетiв. Ця схема забезпечуi обслуговування одних класiв трафiка на бiльш високому рiвнi в порiвняннi з iншими, однак саме по собi диференцiйоване обслуговування не забезпечуi гарантiй щодо якостi наданих послуг (Влм'якийВ» QoS). Диференцiйоване обслуговування зручне для застосовування в мережах з iнтенсивним трафiком аплiкацiй. У цьому випадку важливо забезпечити вiдокремлення адмiнiстративного трафiка мережi вiд всього iншого трафiка i призначити йому прiоритет, що дозволяi в будь-який момент часу бути упевненим у звтАЩязностi вузлiв мережi.

Гарантоване обслуговування передбачаi забезпечення твердих гарантiй щодо виконання вимог потокiв трафiка. Це досягаiться шляхом попереднього резервування мережних ресурсiв уздовж шляхiв доведення вiдповiдно до запитуваного рiвня обслуговування в термiнах розглянутих вище параметрiв передачi. Резервування мережних ресурсiв дозволяi зменшити величину затримки передачi пакета за рахунок зменшення затримки комутацii i звести до мiнiмуму рiвень втрат пакетiв.

Вiдповiдно до описаних рiвнiв QoS були розробленi архiтектурнi моделi QoS, що базуються вже на конкретних механiзмах i протоколах. РЖснуi двi основнi архiтектурнi моделi: iнтегрованих послуг (Integrated Service, IntServ) i диференцiйованих послуг (Differentiated Service, DiffServ), де перша реалiзуi рiвень гарантованого обслуговування (hard QoS), друга тАУ однойменний рiвень диференцiйованого обслуговування (soft QoS).

Архiтектура IntServ з'явилася першою в 1994 роцi (RFC 1633) i передбачала надання рiвня ВлhardВ» QoS шляхом резервування ресурсiв для кожного потоку iндивiдуально (рис. 5). Незважаючи на очiкувану високу якiсть обслуговування архiтектура не одержала поширення на практицi, що повтАЩязано з ii низкою масштабованiстю. У вiдповiдь на недолiки IntServ з'явилася архiтектура DiffServ (RFC 2474, RFC 2475, 1998 рiк), що передбачаi агреговане обслуговування потокiв (потоки з однаковими ви

Вместе с этим смотрят:

GPS-навигация

IP-телефония. Особенности цифровой офисной связи

РЖсторiя диктофону

РЖсторiя звтАЩязку та його розвиток

Автоматика, телемеханика и связь