Реферати

Реферат: Як забезпечити QoS в телефонних мережах з комутацією пакетів

Молодіжні об'єднання, як суб'єкти соціальної роботи. Види суспільних об'єднань, їхня структура і правовий аспект. Волонтери, як суспільний рух. Основи соціальної роботи, її функції і види діяльності. Стан соціальної роботи в Росії, проблеми соціалізації й адаптації молоді в суспільстві.

Основні школи керування. Принципи керування туристичною організацією. Зміст і особливості управлінської праці в туризмі. Основні напрямки і загальні принципи раціональної організації праці апарата керування. Оплата і стимулювання праці. Поділ, нормування і технічне забезпечення управлінської праці.

Наполеон Бонапарт і Олександр I. Взаємини Наполеона Бонапарта й Олександра I. Культурна спорідненість Франції і Росії. Зовнішня політика і їхня дружба. Розірвання дружби, їхні інтереси і протиріччя. Республіканські ідеї, що надихнули російських дворян на повстання декабристів.

Російсько-іспанські взаємини на початку XX століття. Історія російсько-іспанських дипломатичних відносин. Вивчення комплексу взаємин Іспанії і Росії в 1900-1918 роках. Особливості періоду, що передував першій світовій війні й у період війни. Російсько-іспанські культурні зв'язки на початку XX століття.

Проектування хокейного стадіону. Схема розподілу снігового навантаження. Визначення геометричних характеристик розрахункового перетину плити. Напруга в ребрі каркаса й обшиваннях. Збір навантажень на несучі елементи арки. Розрахунок по міцності напіварки, що згинається. Розрахунок вузлів арки.

Е. А. АРТЮХОВА, ЦНИИС

Останнім часом телефонні оператори стали активно модернізувати свої мережі на базі технології комутації пакетів. При цьому вони стикаються з новими для себе проблемами, серед них - забезпечення QoS при передачі голосової інформації по оновлених мережах.

Вирішити задачу можна за допомогою технології ATM, в якій спочатку були закладені кошти забезпечення якості. А ось більш популярна технологія IP такими можливостями не володіє, оскільки була створена для негарантованої доставки даних. Тому при її використанні для передачі голосу необхідно застосовувати додаткові механізми забезпечення якості (див. «ІКС» № 8'2004, з. 63). Самий простий з них (до нього часто вдаються зарубіжні оператори) - створення надлишкової пропускної спроможності мережі. Але цей ресурс вельми обмежений і дорогий, і на цій основі такий метод не завжди виправданий.

Якість передачі голосової інформації

Розглянемо альтернативні методи забезпечення QoS, вживані в мережі IP.

Резервування ресурсів (на час з'єднання запитуються і резервуються необхідні для виконання додатки ресурси).

Приоритизация трафіка (розділення трафіка в мережі на класи з пріоритетним порядком обслуговування деяких з них).

Перемаршрутизация (дозволяє при перевантаженні в мережі перевести трафік на резервний маршрут; саме цим способом забезпечується QoS в переважній більшості контроллерів SBC).

У сучасних IP-мережах перераховані методи реалізовуються за допомогою технологій IntServ, DiffServ і MPLS з використанням протоколу RSVP. Кожна має свої особливості і свою область застосування (див. таблицю). Порівняємо ці технології по наступних критеріях:

- метод забезпечення якості;

- число класів, що обслуговуються QoS;

- перелік показників якості, що задаються;

- необхідність використання додаткових протоколів;

- вплив технології на продуктивність маршрутизаторів;

- ефективність масштабування мережі;

- сумісність обладнання різних виробників;

- гарантированность забезпечення якості.

IntServ (технологія інтегрованого обслуговування) реалізовує метод резервування ресурсів. Вона заснована на протоколі сигналізації RSVP і передбачає три класи якості.

Якщо користувач вибирає гарантоване обслуговування (Guaranteed Service), він може запитати для свого додатку необхідні значення смуги пропускання, максимальної мережевої затримки і джиттера. Ці показники якості, що задаються в абсолютних величинах, будуть зарезервовані для додатку користувача протягом всього з'єднання.

Контрольоване завантаження (Controlled Load) дозволяє не тільки контролювати завантаженість мережі в момент встановлення з'єднання, але і задавати конкретні значення показників якості.

Пакети класу негарантованого обслуговування (Best Effort) мережа доставляє тільки при наявності вільних ресурсів в момент їх передачі, Протокол RSVP характеризується високою інтенсивністю обміну сигнальними повідомленнями. Наприклад, для контролю стану з'єднання періодично посилаються спеціальні повідомлення (рекомендується - кожні 30 з).

Тому через великий обсяг сигнальної інформації, яку постійно повинні обробляти маршрутизатори, підтримуючі технологію IntServ, вимоги до їх продуктивності дуже високі. У результаті неминуче виникають проблеми при масштабуванні мережі, оскільки обсяг сигнальної інформації збільшується пропорціонально зростанню числа встановлених з'єднань.

IntServ більше підходить для концентрації трафіка в прикордонній мережі IP і не рекомендована для застосування в транзитних мережах IP (через проблеми з масштабованість). Технологія стандартизована робочою групою IETF.

Тому проблеми з сумісністю обладнання IntServ різних виробників виникають в основному у разі відхилення від специфікацій.

DiffServ (диференційоване обслуговування). Технологія більш проста в реалізації і легко масштабується, але при її використанні у оператора немає суворих гарантій якості при передачі інформації.

Технологія заснована на методі приоритизації трафіка. На межі домена DiffServ пакети IP об'єднуються в групи зі схожими характеристиками трафіка. Транспортна мережа обробляє невелике число груп, завдяки чому при використанні технології DiffServ не потрібно висока продуктивність маршрутизаторів.

Передбачені наступні класи QoS.

Термінова доставка пакетів (Expedited Forwarding PHR) характеризується низьким рівнем втрат пакетів, низьким значенням мережевої затримки і високою пропускною спроможністю.

У класі гарантованої доставки пакетів (Assured Forwarding PHB) виділені 4 рівні пріоритету, для кожного з яких в свою чергу визначені три пріоритети відкидання пакетів.

А також негарантована доставка (Best Effort).

Для маркіровки пакетів використовується поле в заголовку стандартного пакету IP. У цьому полі встановлюються пріоритет пакету і контрольовані показники якості (затримка, швидкість передачі трафіка і цілісність даних). На відміну від попередньої технології, в DiffServ показники якості задаються не в абсолютних значеннях, а у відносних, для уточнення порядку обслуговування пакетів.

При обробці трафіка використовуються алгоритми управління чергами. Передбачене формування черг пакетів в залежності від їх пріоритетності відповідно до правил, що задаються адміністративний для кожного маршрутизатора. Тобто правила обробки пакетів з однаковими пріоритетами на різних маршрутизаторах можуть розрізнюватися, що не дозволяє суворо гарантувати якість передачі.

Порівняння технологій IntServ, DiffServ, MPLS

Параметр

IntServ

DiffServ

MPLS

Метод забезпечення QoS

Резервування

Пріорітізация

Перемаршрутізация

Число класів, що обслуговуються QoS

3

3

0

Перелік показників якості,

що задаються Смуга пропускання

Швидкість передачі трафіка

-

Максимальна мережева затримка

Мережева затримка

Джіттер

Коефіцієнт втрати пакетів

Необхідність використання додаткових протоколів

RSVP

Немає

LDP, CR-LDP, RSVP

Вимоги до продуктивності маршрутизаторів

Високі

Низькі

Середні

Ефективність масштабування мережі

Невисока

Висока

Висока

Сумісність обладнання різних виробників

Середня

Висока

Середня

Гарантірованность забезпечення якості

Висока

Середня

Висока з використанням RSVP

Оскільки для забезпечення якості тільки аналізується поле заголовка пакету IP і не використовуються ніякі допоміжні протоколи сигналізації, то проблема сумісності обладнання різних виробників неактуальна.

Технологія DiffServ може використовуватися в транзитній мережі. Але в умовах однорідного трафіка, наприклад тільки голосового, принцип застосування пріоритетів втрачає значення, і мережа починає працювати в режимі Best Effort.

MPLS (многопротокольная комутація по мітках). Технологія призначена для прискорення комутації пакетів в транспортних мережах. Основна відмінність цієї технології від розглянутих раніше в тому, що, всупереч чому склався думці, MPLS спочатку не є технологією забезпечення якості і стає такою тільки при використанні протоколу RSVP-TE.

На межі мережі MPLS маршрутизатори позначають пакети спеціальними мітками, що визначають подальший маршрут проходження пакету до місця призначення. У результаті аналізуються не адреси IP, а короткі цифрові мітки, що істотно знижує мережеву затримку і вимоги до продуктивності маршрутизаторів. Для коректної взаємодії їх між собою і обміну інформацією про мітки, що створюються використовуються протоколи розподілу міток (LDP, CR-LDP, RSVP-TE і інш.).

Маршрут може також задаватися адміністративний. У цьому випадку зазделегідь визначається весь перелік вузлів, через які він буде проходити. Якщо для з'єднання потрібно гарантія певного рівня якості, то для розподілу міток використовується протокол RSVP-TE, і на маршруті резервуються необхідні ресурси. У RSVP-TE передбачені контроль і оновлення встановленого з'єднання, так що у разі пошкодження в мережі можна динамічно перевести потоки трафіка на резервний маршрут.

Технологія MPLS характеризується високою масштабованість і розглядається як найбільш перспективна для передачі трафіка IP. Вона стандартизована IETF, тому, як і у випадку з IntServ, при відхиленні від специфікацій можуть виникнути проблеми з сумісністю обладнання різних виробників.

Оптимізація навантаження в транспортній мережі

Крім забезпечення необхідної якості для телефонного навантаження важливим є питання оптимізації навантаження в транспортній мережі. У технологіях, що розглядаються передбачена процедура агрегирования даних, що відносяться до різних джерел. При цьому під агрегированними потоками розуміється об'єднання декількох інформаційних потоків, що вимагають схожого обслуговування і що мають ідентичні вимоги до QoS.

У технології IntServ передбачено резервування смуги пропускання для спільного використання декількома відправниками. У цьому випадку замість однієї адреси відправника можуть бути задані декілька - списком або по масці.

У технології DiffServ пакети на межі мережі класифікуються, маркіруються кодом і заголовку IР-пакету і на основі цього коду прираховуються до певного агрегированному потоку. У кожного агрегированного потоку свій пріоритет і очікуваний рівень обслуговування.

У технології MPLS пакети, наступні по одному і тому ж маршруту, об'єднуються в класи. Якщо на деяких дільницях мережі маршрути декількох з'єднань різного класу співпадають - ці з'єднання агрегируются. Кожний агрегированний потік утворить новий клас зі своєю системою міток.

Таким чином, розглянуті технології забезпечують якість обслуговування, дозволяючи оптимально використати ресурси мережі зв'язку. Методи забезпечення якості, лежачі в основі цих технологій, визначають область їх застосування в існуючих мережах. Технологія IntServ більше підходить для невеликих прикордонних мереж, в той час як у великих транзитних мережах переважніше використати DiffServ і MPLS. Тому важливо забезпечити чітку взаємодію цих технологій між собою.

Однак різноманітність можливостей кожної технології, неузгодженість параметрів якості в різних мережах і відмінності в реалізаціях у різних виробників обладнання утрудняють вказані взаємодії і поки не дозволяють гарантувати необхідний рівень обслуговування.

Список літератури

Журнал ІнформКУРЬЕРсвязь №9, 2005 р.