Xizmatlar ko'rsatishning simulyasiyo modeli uchta o'yin

XIZMATLAR KO'RSATIShNING SIMULYASIYo MODELI
UCHTA O'YIN.
3.1 Triple Play xizmatlari uchun xizmat ko'rsatish sifati ko'rsatkichlari.
Paketli kommutatsiyalangan tarmoqlar orqali porlash va videoni uzatishga o'tishdagi eng katta texnik muammolardan biri bu audio qabul qilish imkonini beruvchi kafolatlangan xizmat sifatini (QoS) ta'minlashdir.
tasvir buzilishsiz yoki shovqinsiz. Mavjud paketli kommutatsiya tarmoqlarining aksariyati signal kechikishiga ayniqsa sezgir bo'lmagan vazifalar va ilovalarni bajarish uchun qurilgan. Ovoz va video, aksincha, ma'lumot uzatish tezligi jihatidan juda talabchan va paketning kechikishi kattaroq,
200 ms dan ortiq bo'lsa, bu paket endi kerak emasligini anglatadi, chunki ma'lumotlar eskirgan. Shu sababli, ovozli va video tarmoqlari real vaqt rejimida paketlarni uzatish samaradorligini oshirish uchun loyihalashtirilishi, qurilishi va ishlatilishi kerak.
Albatta, video traffik tarmoqli kengligidan foydalanishga eng katta hissa qo'shadi. Buni ma'lum darajada yaqinlashish bilan ko'rib chiqish mumkin. Bugungi kunda bitta televizion eshittirish va videoni talab qilish (VoD) uchun uzatish tezligi taxminan 4 Mbit / s ni talab qiladi. Vaziyat sezilarli darajada yaxshilanadi. MPEG-4 standartiga o'tish amalga oshirilganda, lekin har qanday holatda, video trafik uchun yuqori sifatli tasvirni olish uchun siz taxminan 2 Mbit / s ni zaxiralashingiz kerak bo'ladi.
Keng tarmoq (WAN) orqali uzatiladigan signal sifatini saqlab qolish zarur bo'lganda muammolar ko'payadi. Mahalliy tarmoqlar uchun odatiy tezliklar (10, 100 Mbit / s va hatto 1 Gbit / s) yuqori xarajat tufayli WAN ga kirishda foydalanilmaydi va shuning uchun WAN ga odatiy kirish tezligi taxminan 1,45 Mbit / s va undan pastroqdir. LAN/WAN chegarasida to'siq yaratish. Elektron pochta va boshqa turdagi ma'lumotlar almashinuvi uchun, garchi bu sabab bo'lsa
70
muayyan kechikishlar, lekin muhim emas. Yorqinlik va videoni uzatish uchun tarmoqli kengligining bir qismini zaxiralash kerak, aks holda xizmatlarni qabul qilish ma'nosi butunlay yo'qoladi.
Xizmat sifati (QoS) Triple Play xizmatlarini amalga oshirishning asosiy natijasidir. Muammo shundaki, har xil turdagi trafik ostida paketlarning uzatilishini, ehtimol, past ustuvorlikdagi trafikning aralashuvi tufayli kechikish yoki paket tushishisiz qanday qilib kafolatlash mumkin.
QoS uchun asosiy xususiyatlar quyidagicha aniqlanadi:
paketni yetkazib berish kechikishi. Ushbu parametr asosan ovozli va video xabarlarni uzatishda rol o'ynaydi;
jitter (tarqalish) - paketlarni etkazib berish vaqtida kechikishlarning o'zgarishi. Jitterni bir necha usullar yordamida o'lchash mumkin. Jitterni hisoblash quyidagi ko'rsatmalarda aniqlanadi:
IETF RFC 3550 RTP: Haqiqiy vaqtda ilovalar uchun transport protokoli;
IETF RFC 3611 RTP: Boshqarish protokoli kengaytirilgan hisobotlari (RTCP XR);
paketni yo'qotish - ortiqcha yuk bo'lganda, u alohida paketlarni tashlab yuborishga majbur bo'ladi. Ovozli va video xabarlarni uzatishda muhim rol o'ynaydigan parametrlardan biri.
3.1.1 Uzatish uchun xizmat ko'rsatish sifatiga qo'yiladigan talablarni tahlil qilish
ovozli xabarlar
Ovozli xabar almashish uchun QoS talablari video xabarlarga qaraganda ancha yumshoqroq.
ITU-T va IETF tavsiyalarining tahlili (ITU-T G.711, G.726, G.728, G.729, G.114, H.264, H.261; RFC 3261 The Internet Assigned Number Authority Header Field Parameter) Sessiyani boshlash protokoli uchun registr)
71
ovozli xabarlarni uzatishni amalga oshirishda QoS xususiyatlariga qo'yiladigan talablarni umumlashtirish imkonini beradi.
Ovozli trafik RFC 3246 ga muvofiq DSCP EF sifatida belgilanishi kerak.
Signal CS3 deb belgilanishi kerak (migratsiya paytida AF31 dan foydalanish mumkin).
Yuqori sifatli VoIP xizmatini taqdim etish uchun mo'ljallangan magistrallarda paket yo'qotishlari 0,25 foizdan oshmasligi kerak.
Bir tomonlama kechikish ITU-T G.114 ga muvofiq 150 ms dan oshmasligi kerak.
Kechikish tebranishlari (jitter) 10 ms dan kam bo'lishi kerak. Maksimal jitter tarmoq kechikish byudjetidan minimal tarmoq kechikishidan kam bo'lishi kerak. Bu odatiy tarmoq kechikish jitter qiymati minus minimal tarmoq kechikishi. VoIP uchun kechikish tebranishlarining bu odatiy qiymati 100 ms lik "og'izdan quloqqa" deb ataladigan kechikish byudjetiga asoslanadi. Bu G.114 ga nisbatan ancha konservativ byudjet bo'lib, u 150 ms ni tavsiya qiladi. Ushbu qiymatdan biz magistralning tarqalish vaqtini (30 ms) va kodekning kechikishini (35 ms) olib tashlaymiz, bu bizga 35 milodiy jitter byudjetini beradi. Ushbu 35 ms kirishda 30 ms (15 ms kirish/chiqish) va magistralda 5 ms ga bo'linadi. Ya'ni, eng yomon stsenariyda, adaptiv hazm qilish buferlari uchun kechikish tebranishlari 10 ms dan kam bo'lishi kerak.
Har bir suhbat (namuna olish tezligi, kodek va 2-qavat sarlavhasiga qarab) 21-106 Kbit / s kafolatlangan ustuvor tarmoqli kengligi talab qiladi.
Signal trafigi uchun kafolatlangan tarmoqli kengligi 150 bps (plyus 2-qatlam sarlavhasi) talab qilinadi.
Tarmoqli kengligidan samarali foydalanishning muhim omillaridan biri
72
kanalning qobiliyati - nutq ma'lumotlarini kodlash / dekodlash uchun optimal algoritmni tanlash - kodek.
Bugungi kunda mavjud bo'lgan barcha turdagi nutq kodeklarini ishlash printsipiga ko'ra uchta asosiy guruhga bo'lish mumkin.
50-yillarning oxirida paydo bo'lgan va bugungi kunda an'anaviy telefoniya tizimlarida qo'llaniladigan impulsli kod modulyatsiyasi (PCM) va adaptiv differentsial impuls kodli modulyatsiyasi (ADCM) kodeklari. Aksariyat hollarda ular ADC/DAC ning birikmasidir.
O'tkazish qobiliyatiga bo'lgan talablarni kamaytirish uchun mobil aloqa tizimlarida nutq signalini vokoderga aylantiradigan kodeklar paydo bo'ldi
imkoniyatlari . Ushbu kodeklar guruhi foydalanadi
axborotga asoslangan signalning garmonik sintezi, uning ovozli komponentlari - fonema. Aksariyat hollarda bunday kodeklar analog qurilmalar sifatida amalga oshiriladi.
Kombinatsiyalangan (gibrid) kodeklar kodlovchi konvertatsiya/nutq sintezi texnologiyasini birlashtiradi, lekin ixtisoslashtirilgan DSPlar orqali raqamli signal bilan ishlaydi.
Ushbu turdagi kodeklar PCM yoki ADPCM kodeklarini va raqamli ravishda amalga oshirilgan vokoderni o'z ichiga oladi.
Jadval ( 3.1-jadval) turli kodeklardan foydalanganda (ideal sharoitlarda) ovoz sifatini baholash bo'yicha ma'lumotlarni ko'rsatadi.
IP-telefoniyada ishlatiladigan ko'pgina kodeklar H.323 standartidagi "G" oilasining tavsiyalari bilan tavsiflangan ( 3.2-jadval).
me'yoriy hujjatlarni hisobga olgan holda, bu erda xabarning maqbul sifati va SGS uskunasida (ovozli xabarlar xizmati) kodlash va dekodlashda minimal kechikishlarni ta'minlash uchun adaptiv differentsial usuldan foydalanish tavsiya etiladi.
73
impuls-kod modulyatsiyasi ADPCM 32 kbit/s tezlikda. Ushbu kodlash usuli asosiy deb hisoblanishi kerak.
3.1-jadval
Turli kodeklardan foydalanganda ovoz sifatini baholash (ideal
shartlar)
Ovoz kodek
|
Tezlik, Kbit/s
|
MOS - baholash
|
|
|
|
G.711
|
64
|
4.10
|
|
|
|
G.726
|
32
|
3.85
|
|
|
|
G.728
|
16
|
3.61
|
|
|
|
G.729
|
8
|
3.92
|
|
|
|
G.729a
|
8
|
3.70
|
|
|
|
G.729.1
|
6.3
|
3.9
|
|
|
|
3.2-jadval
H.323 oilaviy kodeklarining xarakteristikalari
Kodek
|
Kodek turi
|
Tezlik
|
Kechikish
|
da
|
|
|
kodlash,
|
kodlash
|
|
|
|
Kbit/s
|
|
|
|
|
|
|
|
G.711
|
PCM
|
64
|
0,75
|
|
|
|
|
|
|
G.726
|
ADICM
|
32
|
3.85
|
|
|
|
|
|
|
G.728
|
LD-CELP
|
16
|
3.61
|
|
|
|
|
|
|
G.729
|
CS-ACELP
|
8
|
3.92
|
|
|
|
|
|
|
G.726a
|
CS-ACELP
|
8
|
3.70
|
|
|
|
|
|
|
G.723.1
|
MP-MLQ
|
6.3
|
3.9
|
|
|
|
|
|
|
G.723.1
|
ACELP
|
5.3
|
|
|
|
|
|
|
|
74
3.1.2 Uzatish uchun xizmat ko'rsatish sifatiga qo'yiladigan talablarni tahlil qilish
Internet ma'lumotlari.
Bundan keyin Internet ma'lumotlarini uzatish deganda ovozli va video trafikdan tashqari ma'lumotlar xabarlarini uzatish tushuniladi. Ma'lumotlarni Internetga o'tkazish uchun tarmoq uchun dasturiy ta'minot talablarini hisobga olish kerak.
Internetda ma'lumotlarni uzatish bo'yicha xizmat ko'rsatish sifatiga qo'yiladigan talablarni qondirish uchun siz:
tarmoq uchun dasturiy ta'minot talablarini hisobga olish;
Asosiy o'tkazish qobiliyatining etarliligini ta'minlash uchun quvvatni rejalashtirishni amalga oshirish;
ko'pi bilan to'rtta asosiy alohida trafik sinfidan foydalaning:
mahalliy miqyosda aniqlangan kritik sinf (tanqidiy topshiriqlar uchun) - biznes ustuvorligi yuqori bo'lgan tranzaktsion va interaktiv ilovalar;
tranzaktsion/interaktiv sinf - mijoz-xizmat dasturlari,
xabar almashish ilovalari
ommaviy klass (Bulk) - katta hajmdagi fayllarni uzatish, ma'lumotlar bazalarini sinxronlashtirish va replikatsiya qilish, elektron pochta (elektron pochta);
Eng yaxshi harakat klassi - barcha tayinlanmagan trafik uchun standart sinf;
tranzaktsion/interaktiv va Volume ilovalari sinflaridan foydalangan holda ilovalar sonini minimallashtirish.
Ma'lumotlar trafigining mahalliy aniqlangan kritik klassi - muddatli
locally-defined ushbu klassning maqsadini ta'kidlash uchun ishlatiladi - ya'ni har bir mijoz uchun ular uchun eng katta biznes ustuvorligiga ega bo'lgan interaktiv va tranzaksiya ilovalarining tanlangan to'plami uchun eng yuqori xizmat klassiga ega bo'lish. Ushbu sinfga iloji boricha kamroq ilovalarni tayinlash tavsiya etiladi.
75
Transactional/Interactive - bu ikkita o'xshash turdagi ilovalarning kombinatsiyasi: tranzaktsion mijoz-server ilovalari va interaktiv xabar almashish ilovalari. Javob berish vaqti talablari tranzaktsion ilovalarni oddiy mijoz-server ilovalaridan ajratib turadi.
Ommaviy ma'lumotlar klassi - paketlarni yo'qotish uchun muhim bo'lmagan, odatda fonda ishlaydigan interaktiv bo'lmagan ilovalar uchun mo'ljallangan. Bunday ilovalarga quyidagilar kiradi: FTP, ma'lumotlar bazasini sinxronlashtirish va replikatsiya qilish, video tarqatish yoki foydalanuvchi operatsiyalar natijalarini kutishi shart bo'lmagan boshqa turdagi ilovalar. O'tkazish qobiliyatini trafik hajmi sinfiga ajratishning afzalligi (cheklov o'rnatishdan ko'ra) shundan iboratki, ilovalar bo'sh tarmoqli kengligidan dinamik ravishda foydalanishi va shu tariqa jim vaqtlarda o'z ish faoliyatini yaxshilashi mumkin, bu esa o'z navbatida ortiqcha yuklanish ehtimolini kamaytiradi.
Best Effort klassi barcha Internet ma'lumotlar trafigining standart sinfidir. Faqatgina ilova maxsus ishlov berish uchun tanlangan bo'lsa, u standart sinfdan o'chiriladi. Ko'pgina korporativ mijozlar o'z tarmoqlarida yuzlab, balki minglab ilovalarni ishga tushirganligi sababli (ularning aksariyati ushbu sinfda qoladi), standart sinfga mos keladigan o'tkazish qobiliyatini ajratish kerak. Aks holda, ushbu sinfga kiruvchi ilovalar bosiladi. Imkoniyat bo'lganda trafik sinfini qo'llab-quvvatlash uchun tarmoqli kengligining kamida 25 foizini ajratish tavsiya etiladi.
3.1.3 Uzatish uchun xizmat ko'rsatish sifatiga qo'yiladigan talablarni tahlil qilish
video xabarlar
Televizion eshittirish va tegishli xizmatlarning integratsiyasi
76
multiservis tarmoqlari xizmat ko'rsatuvchi provayderlar uchun bir qator muammolarga olib keladi. Video (ayniqsa, talab bo'yicha video), ko'p kanalli televideniye va HDTV ko'rsatuvlari ovoz va ma'lumotlarga qaraganda ko'proq tarmoq resurslarini talab qiladi.
Video ma'lumotlardan ko'ra ko'proq turli xil QoS talablariga ega. Hatto eng mashhur Internet-ma'lumotlarni uzatish ilovalari ham kechikishlar (jitter) va paketlarni yo'qotishning ma'lum foizini engishi mumkin. Biroq, IP orqali video (ATM) 10 -9 oralig'ida minimal paket yo'qotilishi uchun qat'iy talabga ega , bu amalda paketlarni faqat noto'g'ri bitlar va tarmoq tiqilib qolishi natijasida tushirish mumkinligini anglatadi.
Video ilovalarning ikkita asosiy turi mavjud: interaktiv video (masalan, video konferentsiya) va oqimli video (masalan, IPTV, ular bitta yoki multicast foydalanishi mumkin).
ITU-T va IETF tavsiyalarini tahlil qilish asosida biz video xabarlarni uzatishni amalga oshirishda QoS xususiyatlariga qo'yiladigan asosiy talablarni umumlashtiramiz.
Jadvalda ( 3.3-jadval ) turli xil video xabarlarni uzatish standartlari uchun tezlik talablari ko'rsatilgan.
Interaktiv video trafigiga qo'yiladigan talablar
Interaktiv videoni sozlashda quyidagilar tavsiya etiladi (Tim Szigeti, Christiana Hattingh. End-to-end QoS Network Design: LANs, WANs va VPN'larda xizmat ko'rsatish sifati):
interaktiv video trafigida AF41 belgilanishi kerak;
yo'qotishlar 1% dan oshmasligi kerak;
bir tomonlama kechikish 150 ms dan oshmasligi kerak;
kechikish tebranishlari 30 ms dan oshmasligi kerak;
Minimal kafolatlangan tarmoqli kengligi (LLQ) video konferentsiya sessiyasi hajmiga va 20% ga teng bo'lishi kerak.
77
3.3-jadval
Turli xil video xabar almashish standartlari uchun tezlik talablari
Sifat
|
|
Usul yoki
|
Tezlik
|
Siqish
|
|
|
standart
|
transferlar,
|
|
|
|
|
|
|
Sifat
|
|
H.261
|
0.1
|
Ha
|
video konferentsiyalar
|
|
|
|
|
VCR sifati
|
|
MPEG-1
|
1.2
|
Ha
|
|
|
|
|
Televizor sifati
|
MPEG-2
|
2 gacha
|
Ha
|
|
|
|
4
|
|
Sifat
|
raqamli
|
|
|
|
televizor
|
|
|
|
|
Siqish yo'q
|
|
ITU-R601
|
166
|
|
|
|
|
|
|
Siqish bilan
|
|
MPEG-2
|
3 gacha
|
Ha
|
|
|
|
6
|
|
Siqish bilan
|
|
H.264/MP
|
2 gacha
|
Ha
|
|
|
EG-4
|
4
|
|
HDTV
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Siqish yo'q
|
|
CD-DA
|
200
|
|
|
|
|
0
|
|
Siqish bilan
|
|
MPEG-2
|
25-
|
Ha
|
|
|
|
34
|
|
Siqish bilan
|
|
H.264/MP
|
15-
|
Ha
|
Videokonferensaloqa nutq uchun G.711 audio kodekni o'z ichiga olganligi sababli, u ovozli trafikka mos keladigan yo'qotish va kechikish uchun ham talablarga ega.
kechikish tebranishlari. Biroq, video konferentsiya trafigini ovozli trafikdan tubdan farq qiladi. Masalan, video konferentsiya trafigida o'zgaruvchan paket o'lchamlari va o'zgaruvchan paket tezligidan foydalaniladi. Video konferentsiya tezligi haqiqiy tarmoqli kengligi emas, balki video oqimining kadr tezligidir. bu video qo'ng'iroqni talab qiladi. IP, UDP va RTP sarlavhalari (har bir paket uchun 40 bayt) qo'shimcha ravishda tarmoqli kengligi talablariga (shuningdek, ikkinchi darajali sarlavhalar) kiritilishi kerak.
78
Oqimli video trafigiga qo'yiladigan talablar Oqimli videoni sozlashda quyidagilar tavsiya etiladi:
Oqimli video (unicast yoki multicast) CS4 bilan belgilanishi kerak;
yo'qotishlar 2% dan kam bo'lishi kerak;
kechikish 4-5 soniyadan kam bo'lishi kerak (video ilovalarning buferlash imkoniyatlariga qarab);
sezilarli kechikish jitter talablari yo'q;
Tarmoqli kengligi kafolati talablari (CBWFQ) video bit tezligini kodlash formatiga bog'liq;
oqimli video odatda bir tomonlama bo'ladi va shuning uchun uzoq filiallarda routerlarni filialdan markazga yo'nalishda oqimli videoni qo'llab-quvvatlash uchun sozlash shart emas;
Ko'ngilochar video kabi muhim bo'lmagan video oqim ilovalari DSCP CS1 bilan belgilanishi mumkin va CBWFQ navbatida (internet/scavenger sinfidan foydalangan holda) minimal tarmoqli kengligi kafolatlarini talab qiladi.
Alohida turdagi xabarlarning xizmat ko'rsatish sifatiga qo'yiladigan talablarning tahlili shuni ko'rsatdiki, Triple Play xizmatlari uchun multiservisli kirish tarmog'ini qurishda quyidagi talablarni ta'minlash kerak:
ITU-T G.114 tavsiyasiga ko'ra, maksimal kechikish 150 ms dan oshmasligi kerak;
ovozli va video xabarlarni yuqori sifatli uzatish uchun jitter 50 ms dan oshmasligi tavsiya etiladi (afzalroq 30 ms dan kam);
ovozli va video ma'lumotlarni uzatish uchun paket yo'qotilishi 1% dan oshmasligi kerak, ma'lumotlarni uzatish uchun esa buferlar yordamida paket yo'qotilishi qoplanishi kerak.
79
Shuningdek, ITU-T va ETSI tavsiyalarining alohida turlari xabarlari va hujjatlarining xizmat ko'rsatish sifatiga qo'yiladigan talablarni tahlil qilish natijasida Triple Play xizmatlarini taqdim etishda multiservisli kirish tarmog'i uchun quyidagi zarur aloqa liniyalari tezligi aniqlanadi:
xizmat ko'rsatishning maqbul sifati uchun MPEG-4/H.264 siqishni qo'llashda HDTV standartidagi televizor video oqimining minimal uzatish tezligi 15 Mbit/s bo'lishi kerak;
ovozni uzatish uchun minimal tezlik 16 Kbit / s bo'lishi kerak;
Ma'lumot uzatishning minimal tezligi 128 Kbit / s bo'lishi kerak.
3.2 Kafolatlangan sifatni ta'minlash texnologiyalarini tahlil qilish
Triple Play xizmatlarini taqdim etish uchun xizmat (QOS).
Xizmat sifatining (QoS) ko'plab ta'riflari mavjud. Masalan, Jahon telekommunikatsiya forumi (WTE) ma'lumotlariga ko'ra, "xizmat ko'rsatish sifati - bu tarmoq yoki tarmoq qismining trafikni uzatishni kafolatlash, shuningdek, xizmat ko'rsatish talablarini qondirishni ta'minlash qobiliyatidir". QoS sub'ektiv tushuncha deb hisoblanishi mumkin, chunki foydalanuvchilar "yaxshi" va "yomon" sifatning turli xil ta'riflariga ega bo'lishi mumkin.
Xizmat sifatini ta'minlash (QoS) zamonaviy multimedia ilovalari, masofaviy o'qitish tizimlari va boshqalar tomonidan paketli kommutatsiya tarmoqlariga qo'yiladigan eng muhim talablardan biridir.
Xizmat ko'rsatish usullarining sifati salbiyni kamaytirish uchun turli navbatlarni boshqarish, zaxiralash va qayta aloqa algoritmlaridan foydalanadigan trafikni uzatishda aloqa qurilmalaridagi navbatlarning ta'siriga qaratilgan.
80
navbatlarning foydalanuvchilar uchun maqbul darajaga ta'siri.
Navbatlar paketli kommutatsiyalangan tarmoqlarning ajralmas atributidir. Bunday tarmoqlarning ishlash printsipi paketli kalitning har bir kirish va chiqish interfeysida bufer mavjudligini nazarda tutadi. Tiklanish vaqtida paketlarni buferlash portlovchi trafikni saqlashning asosiy mexanizmi bo'lib, ushbu turdagi tarmoqlar uchun yuqori unumdorlikni ta'minlaydi. Boshqa tomondan, navbatlar tarmoq orqali paketlarni uzatishda noaniq kechikishni anglatadi, bu esa kechikishga sezgir trafik uchun muammolarning asosiy manbai hisoblanadi. Shu sababli, provayderlar tarmoq yukini maksimal darajada oshirish va bir vaqtning o'zida barcha turdagi trafik uchun QoS talablariga javob berish o'rtasidagi muvozanatni muvozanatlash vositasiga muhtoj.
QoS ta'minlanishi kerak bo'lgan boshqa ko'plab vaziyatlar mavjud. Misol uchun, agar siz bir tomonlama va ikki tomonlama aloqa o'rtasidagi farqni ko'rib chiqsangiz, ma'lumotlar uzatishning nisbatan uzoq kechikishlari bilan bir tomonlama aloqa yaxshi ishlashi mumkinligini ko'rasiz. Shu bilan birga, kechikishlar ikki tomonlama (interaktiv) aloqani oldini oladi, agar aylanish vaqti 300 ms dan oshsa. Masalan, sun'iy yo'ldosh orqali ovozli aloqa seansini o'tkazish yuqori kechikish bilan bog'liq muammoni ko'rsatadi. Audio bilan birlashtirilgan video turli kechikishlarga juda sezgir. Nutqning lab harakatlari bilan mos kelmasligini tezda payqab qolamiz.
Ma'lumotlarni uzatish protokollari ham xato va yo'qotishlarga juda sezgir. Aniqlanmagan xato, masalan, yuklangan dasturning bir qismi bo'lsa, jiddiy oqibatlarga olib kelishi mumkin. Paket yo'qolishi ko'pincha qayta uzatishni talab qiladi, bu o'tkazish qobiliyatini kamaytiradi va javob vaqtini oshiradi. Boshqa tomondan, kechikishlarga nisbatan kamroq sezgir bo'lgan ko'plab ma'lumotlarni uzatish protokollari mavjud. Bu misollarning barchasi ishonchning muhimligini ko'rsatadi
81
kechikish, jitter, yo'qotish va o'tkazish qobiliyati kabi xizmat talablariga javob berish.
QoS dan foydalanishning yana bir sababi ma'lumotlar tarmoqlarining yangi imkoniyatlaridir. QoS mexanizmlari tarmoqning yukini muvozanatlashiga va shuning uchun uning resurslaridan samaraliroq foydalanishga olib keladi. Samaradorlikning oshishi Internet-provayderlar daromadining oshishiga olib keladi, bu bizga QoS foydasiga yana bir muhim parametr - “pul”ni ko'rsatadi. Ba'zi odamlar tarmoqli kengligi QoS olishda shoh deb ta'kidlashadi. Tarmoqli kengligi haqiqatan ham QoSni taklif qilish uchun asosiy komponent hisoblanadi, ammo bu har doim ham etarli emas. Faqat tarmoqli kengligi butun tarmoqni to'liq optimallashtira olmaydi. Turli xil QoS darajalarini talab qilish orqali foydalanuvchilarni farqlash mumkin va shuning uchun har xil xizmat/narx nisbatlarini taqdim etish mumkin. Ushbu moslashuvchanlik yangi biznes imkoniyatlarini ochadi. QoS marshrutlashning global yutug'iga to'sqinlik qiluvchi omillardan biri oddiy "eng yaxshi harakat" marshrutlash bilan solishtirganda murakkablikning oshishi hisoblanadi.
3.2.1 QoS modellari
Eng yaxshi sa'y-harakatlar xizmati. Ushbu model barcha mavjud tarmoq resurslaridan alohida trafik sinflarini ajratmasdan yoki ularni tartibga solmasdan foydalanadi. QoSni ta'minlashning eng yaxshi mexanizmi tarmoqli kengligini oshirishdir, deb ishoniladi. Aslida, bu to'g'ri, lekin trafikning ba'zi turlari (masalan, ovoz) paketli kechikishlar va ularning tezligidagi o'zgarishlarga juda sezgir. Eng yaxshi sa'y-harakatlar xizmati modeli, hatto katta zahiralarga ega bo'lsa ham, tirbandlikdagi to'satdan ko'tarilish holatlarida ortiqcha yuklanishlar paydo bo'lishiga imkon beradi.
Integratsiyalashgan xizmat. Integratsiyalashgan xizmat modeli oxirigacha ta'minlaydi
82
zarur o'tkazuvchanlikni kafolatlaydigan xizmat sifati. IntServ RSVP (Resource ReSerVation Protocol) signalizatsiya protokolidan foydalanadi, bu esa barcha oraliq tugunlar uchun talablar bajarilishini ta'minlaydi. Protokol quyidagicha ishlaydi: ma'lum bir nostandart xizmat sifatini talab qiladigan ma'lumotlarni uzatishdan oldin (masalan, video ma'lumotlarini uzatish uchun doimiy tarmoqli kengligi) manba tugun tarmoq orqali ma'lumot turi to'g'risidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan maxsus yo'l xabarini yuboradi. uzatilmoqda va kerakli tarmoqli kengligi. Xabar marshrutizatorlar o'rtasida butun chiziq bo'ylab jo'natuvchi tugundan maqsad manzilga uzatiladi va aniqlanadi.
ma'lum miqdordagi tarmoqli kengligi zaxiralanishi kerak bo'lgan marshrutizatorlar ketma-ketligi. Router, bunday xabarni olgandan so'ng, kerakli tarmoqli kengligini ajrata olishini aniqlash uchun o'z resurslarini tekshiradi. Agar u yo'q bo'lsa, yo'riqnoma so'rovni rad etadi. Kerakli tarmoqli kengligi mavjud bo'lsa, marshrutizator paketlarni qayta ishlash algoritmini ko'rsatilgan oqimga har doim kerakli o'tkazish qobiliyatini beradigan tarzda o'zgartiradi va keyin xabarni yo'l bo'ylab keyingi routerga uzatadi. Natijada, jo'natuvchi tugundan maqsad manziligacha bo'lgan barcha yo'l bo'ylab kerakli tarmoqli kengligi saqlanadi.
Differentsial xizmat. DiffServ arxitekturasi tegishli tarmoq hududlari (DiffServ domenlari) mavjudligini nazarda tutadi, ularning har birida paketlarni uzatish xizmatlarini tasniflash uchun yagona siyosat amalga oshiriladi. Tasniflash paket sarlavhalarini tahlil qilish asosida amalga oshiriladi, ammo yo'riqnoma ishlab chiqaruvchisi tomonidan taqdim etilgan boshqa parametrlar ham hisobga olinishi mumkin. Tasniflash natijasida har bir paketga ma'lum bir DiffServ domenida amalga oshirilgan ma'lum bir xizmat sinfining soni beriladi. Bu raqam
83
xizmat sinfi DiffServ CodePoint (DSCP) deb ataladi. Tanlangan DSCP qiymati ToS maydonidagi IP paket sarlavhasiga yoziladi. Har bir xizmat klassi uchun DiffServ domeni ma'muri QoS parametrlari uchun talablar to'plamini o'rnatishi mumkin. Tasniflashdan so'ng chekka qurilmalar DiffServ domeniga kiruvchi ma'lumotlar oqimlarining parametrlarini tanlangan xizmat sinflari uchun belgilangan talablarga muvofiq keltiradi. Bunday holda, agar ma'lumot ma'lum bir xizmat sinfi uchun ruxsat etilganidan tezroq kelsa, ba'zi paketlar navbatga qo'yilishi yoki bekor qilinishi mumkin. Ushbu protsedura zarur, chunki deyarli har doim DiffServ domeni ma'lum bir xizmat sinfiga muvofiq ma'lumotlar oqimini taqdim etishi mumkin, agar kelgandan keyin ushbu oqim ma'lum parametrlar to'plamiga mos kelsa. DiffServ domen marshrutizatorlari DSCP qiymatini qayta ishlaydi va uning qiymatiga muvofiq paketni keyingi routerga yo'naltiradi, shu bilan birga ikkita qo'shni marshrutizator o'rtasidagi uzatish oyog'ida taqdim etilgan ma'lum xususiyatlar to'plamiga (Per-Hop Behavior - PHB) muvofiqligini ta'minlaydi. DiffServ-da PHB-lar DiffServ domenida amalga oshirilgan turli xizmat sinflari qurilgan minimal qurilish bloklaridir. Turli xil PHB-larni yaratish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan maxsus mexanizmlar turli modellar yoki ishlab chiqaruvchilarning routerlarida farqlanadi. Odatda, PHBs ustuvor navbatlar yoki vaznli navbatlar kabi past darajadagi mexanizmlar asosida tuzilgan. Bu amalda tasdiqlangan: DiffServ arxitekturasi haqiqatan ham DiffServ domenida ma'lumotlar oqimini yo'naltirish uchun mo'ljallangan bir nechta virtual ma'lumotlarni uzatish xizmatlarini tashkil qilish imkonini beradi, shu bilan birga uzatish parametrlarining tegishli xizmat sinflariga maksimal darajada mos kelishini ta'minlaydi ( lekin to'liq muvofiqlikni kafolatlamaydi). Shuni ta'kidlash kerakki, DiffServ tarmoqni xabardor qilish uchun hech qanday mexanizmlarni taqdim etmaydi
84
ilovalardan qancha resurslarni talab qilishlari yoki qancha oqim uzatishni rejalashtirayotgani haqida. Shu munosabat bilan, DiffServ arxitekturasi Internetning an'anaviy arxitekturasiga mos keladi, bunda faol oqimlar haqidagi ma'lumotlar tarmoq qurilmalarida saqlanmaydi, tarmoq qurilmalarida faqat paketlarni qayta ishlash qoidalari saqlanadi va har bir paket uni etkazib berish uchun zarur bo'lgan barcha ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. oluvchiga. Paketlarni to'g'ri uzatish barcha oraliq qurilmalar bir xil paketlarni qayta ishlash algoritmlarini bajarishi bilan ta'minlanadi.
3.2.2 QOS texnologiyalarini tahlil qilish
IntServ paketli tarmoqlarda kafolatlangan xizmat ko'rsatish darajasini ta'minlash uchun ikkita sinfni belgilaydi, xususan: boshqariladigan yuk sinfi va kafolatlangan QoS klassi. Ushbu model asosida (xizmat ko'rsatish sinfiga qarab) ma'lum turdagi trafik uchun aloqa kanalida kerakli o'tkazish qobiliyati ta'minlanishi va paketlarni uzatishda minimal kechikish yoki paketlarni yo'qotishning minimal darajasini ta'minlash mumkin.
IntServ modelining asosiy komponentlari quyidagi funktsional komponentlardir:
oqim resurslarini bron qilish moduli;
kirishni boshqarish moduli (oqimni qabul qilishni boshqarish);
trafik tasniflagichi (paket klassifikatori)
navbat menejeri (paketlarni rejalashtiruvchi).
Boshqa modullarni boshqarishni ta'minlaydigan resurslarni zahiralash moduli so'rov bo'yicha zarur resurslarni zahiralashni amalga oshiradi va uni bron qilish jarayoni tugaguniga qadar saqlaydi. Bu ikkita asosiy modulning o'zaro ta'siri -
85
resurslarni band qilish va kirishni boshqarish - butun trafik yo'li bo'ylab mavjud resurslarni nazorat qilish va zahiralashni ta'minlaydi.
IntServ modelining afzalliklari aniq belgilangan va kafolatlangan o'tkazish qobiliyatini o'z ichiga oladi, bu esa yuqori aniqlikni anglatadi. Ushbu mexanizmni boshqarish oson, chunki siz har bir marshrutni va har bir ulanishni kuzatishingiz mumkin.
RSVP resursni band qilish protokolining o'ziga xos xususiyati uning ko'p qirraliligidir, chunki ushbu protokolni qo'llab-quvvatlaydigan har qanday dastur bron qilish so'rovlarini yuborishi mumkin. Biroq, paketli tarmoqlarda RSVP ning keng qo'llanilishiga to'sqinlik qiladigan bir qator kamchiliklar mavjud:
Ulanishni o'rnatish vaqti ko'payadi, bu ayniqsa, masalan, H.323 (multimedia ilovasi standarti) kabi protokol bilan ishlashda istalmagan. Buning sababi shundaki, protokol ikki bosqichda ishlaydi: birinchidan, RSVP xizmat paketlari marshrutizatorlar tomonidan manba ovozli shlyuzdan maqsad ovozli shlyuzgacha bo'lgan yo'lda (Path message) qayta ishlanadi va keyin, agar maqsad shlyuz ovozni qabul qilishga tayyor bo'lsa. oqim bo'lsa, ular maqsadli ovozli shlyuzdan manba shlyuziga (Resv xabari) xizmat paketlarini qayta ishlashlari kerak.
RSVP kirishni boshqarish moduli tomonidan amalga oshiriladigan mavjud resurslarni tahlil qilish tartibi faqat bronlash bosqichida qo'llaniladi. Natijada, bir vaqtning o'zida bir nechta oqimlar uchun bron qilish protsedurasini amalga oshirishda, zaxiralangan yo'ldagi marshrutizatorlardan biri, hatto keyingi oqimlarda qolgan oqimlar muvaffaqiyatsizlikka uchragan taqdirda ham, axborot oqimlarining bir qismi uchun resurslarni ajratishni rad etishi mumkin bo'lgan vaziyat yuzaga kelishi mumkin. routerlar. Shu sababli, dastur resurs zaxirasini qayta so'rashi kerak,
86
paketli tarmoqda haddan tashqari yuklanishlar mavjud bo'lganda, RSVP protokolining xizmat xabarlarining yo'qolishiga va shuning uchun bron qilish uchun takroriy so'rovlarga va natijada xizmat trafigining ko'chkisi kabi o'sishiga olib kelishi mumkin.
RSVP protokoli o'zining xizmat xabarlarini yo'qotishning oldini olish mexanizmlarini amalga oshirmaydi, u yuborish uchun UDP transport protokolidan foydalanadi. Shuning uchun, agar bir nechta RSVP xizmat xabarlari ketma-ket yo'qolsa, bron qilish tasdiqlovlarini qabul qilish holati uchun mas'ul bo'lgan taymerni qayta o'rnatish orqali bron qilish jarayoni to'xtatiladi.
Bir vaqtning o'zida bir nechta oqimlarga xizmat ko'rsatishda yuqori ustuvor oqimni uzatish uchun zarur tarmoqli kengligini bo'shatish va zaxiralash mexanizmlarini qo'llab-quvvatlamaslik.
RSVP bandlash protsedurasini bajarishda bepul tarmoqli kengligi samarali ishlatilmaydi, chunki RSVP ovozli paket sarlavhasini siqish mexanizmi yoki ovozli faollik detektoridan foydalanishni hisobga olmaydi. Natijada, nutq oqimini uzatish uchun zarur bo'lganidan aniqroq kattaroq tarmoqli kengligi saqlanadi.
Tahlil shuni ko'rsatadiki, IntServning eng muhim kamchiliklari bilan bog'liq
RSVP protokolining kengayishi, ayniqsa yuqori tezlikdagi magistral tarmoqlarda. RSVP faqat bitta ma'lumot oqimi uchun zahiralarni amalga oshiradi. Natijada, ovozli oqimlar uchun bir vaqtning o'zida bir nechta buyurtma so'rovlari mavjud bo'lganda,
bir yo'nalish bo'yicha RSVP protokoli har bir oqim uchun o'z protsedurasini alohida bajaradi, bu RSVP xizmat xabarlarini tarqatish va qayta ishlashning takrorlanishini anglatadi.
Katta paketli tarmoqlarda miqyoslashning alohida ahamiyati tufayli IETF DiffServ modelini taklif qildi, uning afzalliklari orasida
87
quyidagilarni ajratib ko'rsatish mumkin:
ma'lum bir toifadagi trafikni qanday qayta ishlash kerakligi haqida yagona tushunchani beradi;
barcha trafikni nisbatan kam sonli sinflarga ajratish va har bir axborot oqimini alohida tahlil qilmaslik imkonini beradi;
dastlabki ulanishni tashkil qilish va resurslarni zaxiralashning hojati yo'q;
yuqori samarali tarmoq uskunalari talab qilinmaydi;
yordamchi signalizatsiya protokollari ishlatilmaydi, ya'ni turli ishlab chiqaruvchilarning uskunalari mosligi muammosi ahamiyatsiz.
DiffServ modelining kamchiliklari:
bir hil trafik sharoitida (masalan, faqat ovoz) ustuvorliklarni qo'llash printsipi o'z ma'nosini yo'qotadi va tarmoq Best Effort Service rejimida ishlay boshlaydi;
individual ichki marshrutizatorlar ToS maydonidagi bitlarning qiymatlariga noto'g'ri munosabatda bo'lishi yoki hatto ularni o'zgartirishi mumkin;
DiffServ tarmoq tiqilib qolgan paytlarda paketlarni tanlab tashlash orqali ishlaganligi sababli, tarmoq faolligi portlashi paytida past ustuvor ulanishlar butunlay to'xtab qolishi mumkin.
DiffServ modelining amalga oshirilishidan biri bu ko'p protokolli yorliqli kommutatsiya (MPLS) texnologiyasi bo'lib, u bugungi kunda xizmat ko'rsatish sifati bilan xizmat ko'rsatuvchi operatorlarning yirik tarmoqlarini qurish uchun asosiylaridan biriga aylandi. Ushbu texnologiya transport tarmoqlarida paketlarni almashtirishni tezlashtirish uchun mo'ljallangan. Uning ilgari muhokama qilinganlardan asosiy farqi shundaki, MPLS dastlab emas
88
sifatni ta'minlash texnologiyasi va faqat RSVP-TE protokolidan foydalanganda shunday bo'ladi.
MPLS tarmog'ining chetida marshrutizatorlar paketlarni o'z manziligacha bo'lgan keyingi yo'lni aniqlaydigan maxsus yorliqlar bilan belgilaydilar. Natijada, tahlil qilinadigan IP manzillar emas, balki tarmoqning kechikishini va marshrutizatorlarning ishlash talablarini sezilarli darajada kamaytiradigan qisqa raqamli teglar. Ularning bir-biri bilan to'g'ri o'zaro ta'siri va yaratilgan teglar haqida ma'lumot almashish uchun yorliqlarni tarqatish protokollari (LDP, CR-LDP, RSVP-TE va boshqalar) qo'llaniladi.
Marshrut ma'muriy jihatdan ham belgilanishi mumkin. Bunday holda, u orqali o'tadigan tugunlarning butun ro'yxati oldindan aniqlanadi. Agar ulanish ma'lum darajadagi sifat kafolatini talab qilsa, u holda teglarni tarqatish uchun RSVP-TE protokoli qo'llaniladi va kerakli resurslar marshrutda saqlanadi. RSVP-TE boshqaruvni ta'minlaydi
tarmoq ishlamay qolganda trafik oqimlarini dinamik ravishda zaxira marshrutga o'tkazish uchun o'rnatilgan ulanishni yangilash.
MPLS texnologiyasi yuqori darajada kengaytirilishi mumkin va IP-trafikni uzatish uchun eng istiqbolli hisoblanadi.
MPLS texnologiyasining afzalliklari:
IP-manzil tahlili asosida marshrut tanlash;
tezlashtirilgan kommutatsiya (jadvallarda qidirish vaqtini qisqartiradi);
QoS, integratsiyalashgan xizmatlar va virtual xususiy tarmoqlar uchun moslashuvchan yordam;
aniq marshrutdan samarali foydalanish;
allaqachon o'rnatilgan bankomat uskunasiga investitsiyalarni saqlash;
tarmoqning yadrosi va chekkasi o'rtasidagi funksionallikni ajratish.
89
Biroq, MPLS texnologiyasini amalga oshirish, qoida tariqasida, yuqori tezlikda ishlaydigan magistralni tashkil qilish bilan bog'liq bo'lib, bu yuqori samarali uskunalarni o'rnatishni va natijada jiddiy moliyaviy xarajatlarni talab qiladi.
Korporativ tarmoq MPLS texnologiyasi asosida aloqa operatorlari tomonidan taqdim etiladigan QoSning ma'lum darajasini kafolatlaydigan xizmatlardan foydalangan holda qurilishi mumkin. Biroq, texnologiyaning muhim QoS afzalliklariga qaramay, paketlarni etkazib berishning qo'shimcha kafolati miqyoslilik bilan bog'liq muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Bundan tashqari, ushbu texnologiya hali juda kam operatorlar tomonidan amalga oshirilgan, bu esa ushbu imkoniyatdan foydalanish imkoniyatlarini cheklaydi. Shu sababli, hozirda ajratilgan aloqa kanallari negizida bir nechta ulanish nuqtalarini birlashtirgan korporativ multiservis tarmoqlarini qurish uchun narx/sifat nisbatini hisobga olgan holda talab darajasini ta'minlash imkoniyatini to'liq ta'minlaydigan texnologiya mavjud emas. QoS.
Shu munosabat bilan, IETF tomonidan taklif qilinadigan narx/sifat nisbati bo'yicha eng maqbul variant - bu RSVP protokolidan foydalanish, ammo ba'zi qo'shimchalar bilan,
yuqorida sanab o'tilgan ba'zi kamchiliklarni bartaraf etish.
Diffserv tarmoqlari orqali birlashtirilgan xizmatlarning ishlashi. 2000 yilda nashr etilgan RFC2998 IntServ/RSVP va DiffServ manbadan manzilga QoSni ta'minlash uchun qanday ishlashini tasvirlaydi. Bir modelning zaif tomonlari ikkinchisining tegishli echimlari bilan qoplanadi. Bir tomondan, tarmoqning magistral qismlaridagi yomon kengaytiriladigan IntServ oddiyroq DiffServ bilan almashtirilishi mumkin. Boshqa tomondan, RSVP yordamida DiffServ tarmog'ida qabul qilingan xizmatning noaniqligi masalasi hal qilinadi.
90
O'zaro ta'sirdagi asosiy muammo RSVP orqali so'ralgan va DiffServ mintaqasida taqdim etilgan resurslarning muvofiqligidir (differensial xizmatlar taqdim etilishi mumkin bo'lgan DiffServ domenlarining uzluksiz ketma-ketligi). Resurslarni xaritalashni amalga oshirish uchun bir qator yechimlar taklif qilindi.
Xizmat ko'rsatish sifati protokollarining o'zaro ta'sirining ikkita variantini tashkil qilish mumkin:
DiffServ mintaqasi RSVP signalizatsiyasini qo'llab-quvvatlamaydi va resurslar statik asosda taqsimlanadi;
RSVP xabarlari DiffServ hududida qayta ishlanadi.
Birinchi holda, hamkorlik mijoz va SLS operatori o'rtasidagi statik kelishuvga asoslanadi (xizmat darajasi spetsifikatsiyasi). Eng oddiy holatda, o'tkazish qobiliyatining qiymati quyidagicha tavsiflanadi
Foydalanuvchi trafigi tomonidan qabul qilingan DiffServ tarmog'i ( 3.1-rasm): Tx (yuboruvchi) DiffServ hududi orqali Rx (qabul qiluvchi) tuguniga yo'naltiriladigan Path xabarlarini yaratadi.
3.1-rasm. Integratsiyalashgan tabaqalashtirilgan xizmat
DiffServ hududi orqali o'tayotganda, RSVP xabarlarining mazmuni e'tiborga olinmaydi va ular oddiy ma'lumotlar paketi sifatida yuboriladi. Rx tuguniga Path xabari kelganda, RESV rezervlash so'rovi yaratiladi va keyin Tx tuguniga qayta yo'naltiriladi. Agar so'rov har bir mos keluvchi RSVP router tomonidan muvaffaqiyatli bajarilsa va
91
DiffServ mintaqasidan o'tgandan so'ng, RESV xabari Er1 routerga etib boradi, u SLS asosida RESV xabarida so'ralgan resurslarni va DiffServ hududida mavjud resurslarni taqqoslaydi. Agar Er1 so'rovni qabul qilsa, RESV ma'lumoti Tx tuguniga yuboriladi. Aks holda, xabar rad etiladi va Rx tuguniga xato xabari yuboriladi. Tx tuguniga qabul qilingan xabar Rx tuguniga tegishli kod bilan yo'naltirilgan paketlarni belgilash haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olishi mumkin. Kod qiymati sukut bo'yicha yoki RESV xabaridan aniqlanadi.
Ikkinchi variant DiffServ mintaqasidagi chegara marshrutizatorlari (masalan, Br1 router) RSVP protokolini qo'llab-quvvatlashini nazarda tutadi. E'tibor bering, RSVP signalizatsiyasini qo'llab-quvvatlashga qaramay, IntServ/RSVP tarmog'idagi kabi individual oqimlar emas, balki faqat yig'ilgan oqimlar qayta ishlanadi. RSVP xabarlarini almashish tartibi avvalgi holatda bo'lgani kabi. Biroq, DiffServ mintaqasida RSVP yordami tufayli kirishni boshqarish bloki DiffServ tarmog'ining bir qismidir. Natijada, Br1 marshrutizatori resurs mavjudligi asosida RSVP so'rovini bevosita qayta ishlash imkoniyatiga ega.
QoS ta'minotining qiyosiy tavsiflari jadvalda keltirilgan ( 3.4-jadval) .
3.4-jadval
QoS ta'minotining qiyosiy tavsiflari
92
3.3 Triple Play xizmatlarini taqdim etish uchun simulyatsiya modeli
Dastlab, IP tarmoqlari kechikishlar va jitterga sezgir bo'lmagan trafik uchun qurilgan. Ko'pgina hollarda, ushbu trafikni uzatish uchun eng yaxshi harakat klassi etarli edi va paket yo'qolgan hollarda TCP protokoliga tiklash va qayta yuborish funktsiyalari yuklandi. Hozirgi vaqtda bu talablar o'sib borayotgan multimedia trafigiga muvofiq sezilarli darajada o'zgardi, bu esa endi Kbit/s emas, balki Mbit/s va hatto Gbit/s o'tkazish qobiliyatini talab qiladi. Bugungi kunda aloqa operatorlari tomonidan taqdim etilayotgan xizmatlar kechikishlarga nisbatan ko'proq yoki kamroq sezgir. Shuning uchun, kechikish va jitterning ma'lum bir darajasini saqlab qolish va uning juda ko'p o'sishiga yo'l qo'ymaslik kerak edi. Bunga erishish uchun tarmoq turli servis sinflari bilan heterojen trafikni qo'llab-quvvatlashi kerak.
Ushbu muammoni tasvirlash va hal qilish uchun men simulyatsiya modelini qurdim.
Simulyatsiya modelini yaratish uchun OPNET Modeler 14.0 dasturidan foydalanilgan. OpNet dasturi aloqa tarmoqlarini yaratish, modellashtirish va o'rganish uchun vositalar to'plamidir. Mijoz-server ilovalari va yangi texnologiyalarning tarmoq ishlashiga ta'sirini tahlil qilish imkonini beradi; marshrutlash algoritmlarini hisobga olgan holda model ierarxik tarmoqlar, ko'p protokolli mahalliy va global tarmoqlar; simulyatsiya qilingan tarmoqlarning ishlashini baholash va tahlil qilish. Bundan tashqari, paketdan foydalanib, siz aloqa protokolini tekshirishingiz, protokol o'zaro ta'sirini tahlil qilishingiz, tarmoqni optimallashtirishingiz va rejalashtirishingiz mumkin.
OpNet protokollar va ob'ektlarning to'liq kutubxonasini o'z ichiga oladi. Bir nechta muharrir muhitlari mavjud - har bir ob'ekt turi uchun bittadan. Ob'ektlarni tashkil etish ierarxik bo'lib, tarmoq ob'ektlari (modellari) tugunlar va aloqa ob'ektlari bilan, tugun ob'ektlari esa navbat modullari, protsessor modullari kabi ob'ektlar to'plami bilan bog'langan.
93
uzatgichlar va qabul qiluvchilar.
Modellashtirish uchun tarmoqning heterojen trafikni uzatish zarurati bo'lgan qismi tanlangan.
Simulyatsiya modeli ikkita zonadan iborat: zona A va zona B. Har bir zonada 2 ta tarmoq (LAN) va kalit (Switch) mavjud. A va B zonalari marshrutizatorlar yordamida ma'lumotlarni almashadilar ( rasm3.2) .
LAN 1 HTTP ma'lumotlar uzatish xizmati bilan ta'minlangan 10 foydalanuvchini o'z ichiga oladi. Ushbu tarmoq foydalanuvchilari tarmoq ichida ham, LAN 4 tarmog'i bilan ham ma'lumot almashish imkoniyatiga ega LAN 1 tarmog'idan LAN 4 tarmog'iga kommutator A, Router 1, Router 3, B kommutatorlari orqali o'tadi.
LAN 2 tarmog'i ovozli trafik xizmati bilan ta'minlangan 10 ta foydalanuvchini o'z ichiga oladi. Ushbu tarmoq foydalanuvchilari tarmoq ichida ham, LAN 4 tarmog'i bilan ham ma'lumot almashish imkoniyatiga ega LAN 2 tarmog'idan LAN 4 tarmog'iga kommutator A, Router 1, Router 3, B kommutatorlari orqali o'tadi.
LAN 3 tarmog'i 10 ta foydalanuvchini o'z ichiga oladi, ular video trafikni uzatish xizmati bilan ta'minlangan. Ushbu tarmoq foydalanuvchilari tarmoq ichida ham, LAN 4 tarmog'i bilan ham ma'lumot almashish imkoniyatiga ega LAN 3 tarmog'idan LAN 4 tarmog'iga trafik B kommutatori orqali o'tadi.
LAN 4 tarmog'i bir vaqtning o'zida ma'lumotlar, ovoz va video xizmatlarini oladigan 10 ta foydalanuvchini o'z ichiga oladi. Ushbu tarmoq foydalanuvchilari tarmoq ichida ham, tarmoq ichida ham ma'lumot almashish imkoniyatiga ega
LAN 1, LAN 2, LAN 3 tarmoqlari bilan.
Kommutatorlar bir zonaga mansub tarmoqlar uchun ulanishlar rolini o'ynaydi, shuningdek, turli zonalarda ma'lumot almashishda trafikni o'zlari orqali o'tkazadi.
Router 1 va Router 3 zonalar o'rtasida ma'lumotlarni uzatish uchun asosiy routerlardir.
94
Routerlar Router 2 va Router 4 asosiy routerlarda kabel uzilishi yoki ortiqcha yuklanish holatlarida zaxira routerlardir.
Tarmoqda marshrutlash OSPF protokoli yordamida amalga oshiriladi, u marshrutni tanlashda quyidagi parametrlarga asoslanadi:
A nuqtadan B nuqtagacha bo'lgan yo'lda oraliq tugunlar soni
A nuqtadan B nuqtagacha bo'lgan yo'l uzunligi
Magistral yo'l o'tkazuvchanligi
Tarmoq tiqilishi
3.2-rasm. Simulyatsiya qilingan multiservis tarmog'i
Modellashtirish juda ko'p resurs talab qiladigan jarayon bo'lib, ba'zan tarmoqda atigi 1 daqiqa modellashtirish kompyuter konfiguratsiyasiga qarab ikki yoki uch soatgacha davom etishi mumkin. Shu munosabat bilan simulyatsiya vaqtini minimallashtirish uchun quyidagi choralar ko'rildi:
har bir tarmoqda 10 ta foydalanuvchi mavjud edi
simulyatsiya vaqti 10 minut edi
Simulyatsiya modelida quyidagi turdagi ma'lumotlar uzatildi: ma'lumotlar, ovoz va video. Quyida har bir turning batafsil parametrlari keltirilgan
95
tirbandlik.
Ma'lumotlar trafigida HTTP trafik ishlatilgan:
HTTP protokoli versiyasi 1.1
sahifa so'rovlari orasidagi vaqt 10 soniya
sahifadagi rasm hajmi 2 MB dan 10 MB gacha
1-10-sahifadagi tasvirlar soni
Ovozli trafik sifatida PCM sifatli nutq ishlatilgan:
G.711 kodlash sxemasi
jimlik davomiyligi 0,65 soniya.
har bir paketdagi kadrlar soni 0,65 sek.
kodlash vaqti 0,02 sek.
dekodlash vaqti 0,02 sek.
Videomagnitofon sifatida video trafigidan foydalanilgan:
ramka o'lchami 352 x 240 piksel
soniyada kadrlar soni 30 kadr/s
Avval aytib o'tganimizdek, simulyatsiya modelida sodir bo'ladigan jarayonlar 10 daqiqa davomida ko'rib chiqildi. Shu vaqt ichida OPNET dasturiy ta'minot simulyatsiya jurnali tarmoqda sodir bo'lgan barcha hodisalarni qayd etdi. Simulyatsiya oxirida ushbu hodisalar simulyatsiya paytida parametrlari meni qiziqtirgan grafiklarga aylantirildi.
HTTP ilovasi yordamida trafik uchun quyidagi parametrlar o'lchandi:
foydalanish (%) - ilovalar tomonidan ishlatiladigan HTTP kanali tarmoqli kengligi foizi.
Ovozli trafik uchun quyidagi parametrlar o'lchandi:
96
paket End-to-End kechikishi (sek) - bitta ovozli dastur paketini maqsadli tugunga etkazish uchun zarur bo'lgan vaqt;
paketning kechikishining o'zgarishi (sek) – ovozli dastur paketlarini belgilangan tugunga yetkazish kechikishining o'zgarishi, kechikish paket yaratilgan paytdan boshlab u belgilangan tugunga yetib borguncha o'lchanadi;
foydalanish (%) - ovozli ilovalar tomonidan ishlatiladigan kanal o'tkazish qobiliyatining foizi.
Video trafik uchun quyidagi parametrlar o'lchandi:
paket End-to-End kechikishi (sek) - bitta ovozli dastur paketini maqsadli tugunga etkazish uchun zarur bo'lgan vaqt;
paketning kechikishining o'zgarishi (sek) – ovozli dastur paketlarini belgilangan tugunga yetkazish kechikishining o'zgarishi, kechikish paket yaratilgan paytdan boshlab u belgilangan tugunga yetib borguncha o'lchanadi;
foydalanish (%) - ovozli ilovalar tomonidan ishlatiladigan kanal o'tkazish qobiliyatining foizi.
Simulyatsiya to'rt marta amalga oshirildi: QoS ta'minoti mavjud bo'lmaganda va DiffServ, IntServ, Int-DiffServ mexanizmlari orqali kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlash bilan.
Modellashtirish natijasida olingan ma'lumotlar o'zgartirildi
vizual tahlil qilish uchun grafiklar. Rasmdan ko'rinib turibdiki ( 3.3-rasm), ma'lumotlar va ovozni uzatish video va Triple Play trafigiga nisbatan kam tarmoqli kengligi talab qiladi. Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, uch marta o'ynash xizmatlarini taqdim etishda ovoz va ma'lumotlar xizmatlarini taqdim etishdan ko'ra ko'proq tarmoqli kengligi talab qilinadi.
97
3.3-rasm. Tarmoqli kengligidan foydalanish
Rasmda ( 3.4-rasm ) ovozli trafikni uzatish uchun kechikish grafigi tasvirlangan. Grafikda to'rtta egri chiziq mavjud: QoSsiz, IntServ, DiffServ, Int-DiffServ. Xizmat ko'rsatish sifati bo'lmasa, egri chiziqning o'rtacha raqamli qiymati normadan deyarli 1,5 baravar oshadi. Kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashda kechikish ko'rsatkichlari sezilarli darajada yaxshilanadi va ovozli xizmatlarni yuqori sifatli taqdim etish uchun zarur bo'lgan ruxsat etilgan qiymatdan oshmaydi. Rasmdan ko'rinib turibdiki ( 3.4-rasm ), kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning eng yaxshi mexanizmi Int-DiffServ hisoblanadi. Buning sababi, DiffServ va IntServ mexanizmlarining o'ziga xos zaif tomonlari bor, ular birgalikda ishlatilganda Int-DiffServ mexanizmida amalga oshirilganda yo'q qilinadi.
98
3.4-rasm. Ovozli trafikning kechikishi
Rasmda ( 3.5-rasm) ovozli trafikni uzatishda kechikishning o'zgarishi grafigi tasvirlangan. Grafikda to'rtta egri chiziq mavjud: QoSsiz, IntServ, DiffServ, Int-DiffServ. Kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlash mexanizmlari mavjud bo'lmaganda, kechikishning o'zgarishi ko'rsatkichining qiymatlari xizmat ko'rsatishning kafolatlangan sifatini ta'minlash mexanizmlaridan birini qo'llashdan ko'ra kattaroqdir, bu esa ovozli trafikni uzatish sifatiga ta'sir qilishi mumkin. Rasmdan ko'rinib turibdiki ( 3.4-rasm ), kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning eng yaxshi mexanizmi Int-DiffServ hisoblanadi.
99
3.5-rasm. Ovozli trafikni uzatishda kechikish o'zgarishi
Rasmda ( 3.6-rasm) video trafigini uzatishda kechikish grafigi ko'rsatilgan. Grafikda to'rtta egri chiziq mavjud: QoSsiz, IntServ, DiffServ, Int-DiffServ. Xizmat ko'rsatish sifati mavjud bo'lmaganda, egri chiziqning o'rtacha raqamli qiymati normadan deyarli 2,5 baravar oshadi. Kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlash orqali kechikish ko'rsatkichlari sezilarli darajada yaxshilanadi, ammo IntServ mexanizmidan foydalanganda DiffServ hali ham video trafigini yuqori sifatli uzatish talablariga javob bermaydi. Rasmdan ko'rinib turibdiki ( 3.6-rasm ), tarmoqda Int-DiffServ mexanizmidan foydalanganda kafolatlangan sifatdagi video trafikni uzatish mumkin bo'ladi.
100
3.6-rasm. Video trafikni uzatishda kechikish
Rasmda ( 3.7-rasm ) video trafigini uzatishda o'zgaruvchanlik kechikish grafigi ko'rsatilgan. Grafikda to'rtta egri chiziq mavjud: QoSsiz, IntServ, DiffServ, Int-DiffServ. Kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlash mexanizmlari mavjud bo'lmaganda, kechikishning o'zgarishi ko'rsatkichining qiymatlari video trafik uchun talab qilinadigan standartlardan oshib ketadi, bu esa o'z navbatida taqdim etilayotgan xizmat sifatiga ta'sir qiladi. Rasmdan ko'rinib turibdiki ( 3.7-rasm), kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning eng yaxshi mexanizmi Int-DiffServ hisoblanadi.
101
3.7-rasm. Video trafigini uzatishda kechikishning o'zgarishi
xulosalar
Ushbu bobda Triple Play xizmatlarining xizmat ko'rsatish sifati ko'rsatkichlari tahlili o'tkazildi. Tahlil shuni ko'rsatdiki, ovozli va video trafik kechikishlar va kechikishlarning o'zgarishiga juda sezgir. Natijada
tahlil qilish, Triple Play xizmatlarini sifatli taqdim etishga qo'yiladigan talablar shakllantirildi.
Dastlabki tahlillar shuni ko'rsatdiki, Triple Play xizmatlarini yuqori sifatli taqdim etish uchun sifat ko'rsatkichlari ushbu turdagi trafikni uzatish talablariga javob berishi kerak. Ushbu talablarni qondirish uchun kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlash mexanizmlaridan foydalanish kerak. Ushbu bobda
102
Kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning ikkita asosiy modeli o'rganildi: "Integratsiyalashgan xizmat" va "Differentsial xizmat". Tahlil shuni ko'rsatdiki, har bir modelning o'ziga xos kamchiliklari bor. Ushbu kamchiliklarni bartaraf etish uchun "Integratsiyalashgan xizmatlarning differentsial tarmoqlarda ishlashi" aralash modeli olindi, unda bir modelning zaif tomonlari boshqasining tegishli echimlari bilan qoplanadi.
Ushbu bobdagi oxirgi qadam simulyatsiya modelini yaratish edi. Simulyatsiya modeli kafolatlangan sifatni ta'minlash uchun mexanizmlardan foydalanish zarurligini yana bir bor tasdiqladi. Modellashtirish natijasida olingan grafiklarni tahlil qilish kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning eng yaxshi mexanizmi Int-DiffServ ekanligini ko'rsatdi.
|