Uch tomonlama xizmat ko'rsatish simulyatsiyasi modeliO'ynang

Uch tomonlama xizmat ko'rsatish simulyatsiyasi modeliO'ynang
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'ektlarning tashkil etilishi ierarxik bo'lib, tarmoq ob'ektlari (modellari) tugunlar va aloqa ob'ektlari bilan, tugun ob'ektlari esa navbat modullari, protsessor modullari, uzatuvchi va qabul qiluvchilar kabi ob'ektlar to'plami bilan bog'langan .
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 zonasi va B zonasi marshrutizatorlar yordamida ma'lumotlarni almashadi.
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, LAN 1, LAN 2, LAN 3 tarmoqlari bilan ham ma'lumot almashish imkoniyatiga ega.
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.
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'lning uzunligi
- Magistral yo'l o'tkazuvchanligi
- tarmoq bo'limlarining tiqilib qolishi
3- rasm . 31Simulyatsiya 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 trafik turining batafsil parametrlari keltirilgan.
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 HTTP kanalining tarmoqli kengligidan foydalanish foizi.
Ovozli trafik uchun quyidagi parametrlar o'lchandi:
- paket End-to-End kechikishi (sek) – bitta ovozli dastur paketini maqsad tugunga yetkazish uchun zarur bo'lgan vaqt;
- paketli kechikishning 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 maqsad tugunga yetkazish uchun zarur bo'lgan vaqt;
- paketli kechikishning 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 vizual tahlil qilish uchun grafiklarga aylantirildi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, ma'lumotlar va ovoz uzatish video trafik va Triple trafik bilan solishtirganda kam tarmoqli kengligi talab qiladiO'ynang . Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, Triple xizmatlarni taqdim etishdaOʻyin uchun ovoz va maʼlumotlar xizmatlarini taqdim qilishdan koʻra koʻproq tarmoqli kengligi talab qilinadi.
3- rasm . 32. Tarmoqli kengligidan foydalanish
Rasmda ovozli trafikni uzatish uchun kechikish grafigi ko'rsatilgan. Grafikda to'rtta egri chiziq mavjud: Yo'qhar qandayQoS ( QoS yo'q ), 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, kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning eng yaxshi mexanizmi Int - DiffServ . Buning sababi, DiffServ va IntServ mexanizmlarining o'zlarining zaif tomonlari bor, ular birgalikda ishlatilganda, Int - DiffServ mexanizmida amalga oshirilganda yo'q qilinadi .
3- rasm . 33. Ovozli trafikning kechikishi
Rasmda ovozli trafikni uzatish paytida kechikishning o'zgarishi grafigi ko'rsatilgan. Grafikda to'rtta egri chiziq mavjud: Yo'qhar qandayQoS ( QoS yo'q ), 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, kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning eng yaxshi mexanizmi Int - DiffServ .
3- rasm . 34. Ovozli trafikni uzatishda kechikish o'zgarishi
Rasmda video trafigini uzatishda kechikish grafigi ko'rsatilgan. Grafikda to'rtta egri chiziq mavjud: Yo'qhar qandayQoS ( QoS yo'q ), 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, tarmoqda Int - DiffServ mexanizmidan foydalanganda kafolatlangan sifatdagi video trafigini uzatish mumkin bo'ladi.
3- rasm . 35. Video trafikni uzatishda kechikish
Rasmda video trafigini uzatishda kechikishning o'zgarishi grafigi ko'rsatilgan. Grafikda to'rtta egri chiziq mavjud: Yo'qhar qandayQoS ( QoS yo'q ), 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, kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning eng yaxshi mexanizmi Int - DiffServ .
3- rasm STYLEREF 1 \s . 36. Video trafigini uzatishda kechikishning o'zgarishi
xulosalar
Triple xizmatlarining xizmat ko'rsatish sifati ko'rsatkichlari tahlili o'tkazildiO'ynang . Tahlil shuni ko'rsatdiki, ovozli va video trafik kechikishlar va kechikishlarning o'zgarishiga juda sezgir. Tahlil natijasida Triple xizmatlarini sifatli taqdim etish bo'yicha talablar shakllantirildiO'ynang .
Dastlabki tahlillar shuni ko'rsatdiki, sifatli xizmatlarni taqdim etish uchun TripleUshbu turdagi trafikni uzatish talablariga javob beradigan Play uchun sifat ko'rsatkichlari kerak. Ushbu talablarni qondirish uchun kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlash mexanizmlaridan foydalanish kerak. Ushbu bobda kafolatlangan xizmat sifatini ta'minlashning ikkita asosiy modeli o'rganildi: " IntegratsiyalashganXizmat "va" FarqlanganXizmat ". Tahlil shuni ko'rsatdiki, har bir modelning o'ziga xos kamchiliklari bor. Ushbu kamchiliklarni bartaraf etish uchun " Integratsiyalashgan" aralash modeli olindiXizmatlarOperatsiyaustidaDifferensiallashganTarmoqlar ”, 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 .
|