КАЧЕСТВО ОБСЛУЖИВАНИЯ В СЕТЯХ. ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА. ТРЕБОВАНИЯ ПРИЛОЖ.

Качество обслуживания в сетях.

Под качеством обслуживания понимается предоставления пользователям и приложениям в сети предсказуемого сервиса по доставке данных. Конкретные параметры качества определяются типом приложения. В настоящее время требуются новые механизмы обеспечения качества обслуживания в сети. В качестве основных критериев были приняты 3 характеристики: 1. относительная предсказуемость скорости передачи; 2. чувствительность трафика к задержкам пакетов; 3. чувствительность трафика к искажению и потере пакетов. В отношении пердсказуемости трафика: 1.Потоки с равномерным трафиком (примерно постоянной остается битовая скорость. Изменение скорости легко вычисляется); 2. Потоки с пульсирующим трафиком (интенсивность нагрузки отличаетсч высокой степенью непредсказуемости. Характерна изменяющаяся битовая скорость. Интенсивность трафика резко меняется от 0 до полной загрузки сети, когда служба стремится как можно быстрее передать трафик). В отношении чувствительности к задержкам: 1. Асинхронные (практически нет ограничения на время задержки); 2. Синхронные (чувствительны к задержкам, но допускают их); 3. Интерактивные (задержки могут быть замечены пользователем, но не сказаться на функциональности приложения); 4. Изохронные (При росте задержки функциональность приложения резко падает);

5.Сверхчувствительные (задержки сводят функциональность приложения к 0). В отношении чувствительности к потерям пакетов: 1. Чувствительные к потерям (Все приложения передающие алфавитно-цифровую информацию чувствительны к потере пакетов); 2. Устойчивость к потерям (устойчивость объясняется тем, что по принятым данным можно установить потерянные или искаженные. Это видео и аудио приложения).

Параметры качества можно разбить на группы:

параметры пропускной способности (скорость передачи);

параметры задержек передачи пакетов; параметры надежности передачи (возможные потери пакетов или их искажения). Первые две группы относятся к производительности сети, вторая к надежности сети.

СЛУЖБА QoS.

Служба QoS необходима для обеспечения требуемого качества передачи данных в сети. Эта служба имеет распределенный характер, т.к. ее элементы должны присутствовать во всех сетевых устройствах. Служба QoS должна включать такие элементы централизованного управления, с помощью которых администратор сети может конфигурировать механизмы QoS в отдельных устройствах сети. Служба QoS состоит из:

1. Средства QoS. Выполняют обработку поступающего в узел трафика в соответствии с требуемым качеством обслуживания.

Включают в себя: механизм обслуживания очередей (явл. необходимым элементом любого устройства, работающего по принципу коммутации пакетов); механизм "кондиционирования" трафика (решают задачу качественного обслуживания поступающего потока за счет уменьшения скорости поступления трафика в данный узел настолько, чтобы она оставалась меньше скорости продвижения трафика. Функции: классификация трафика, т.е. выделение из общей последовательности пакетов пакеты одного потока, которым требуются одинаковае параметры QoS; профилирование на основе правил политики: набор параметров QoS называется профилем трафика. Профилирование заключается в проверке каждого входящего потока на соответствие параметрам его профиля. При несовпадении параметров поток маркируется или отбрасывается. Отбрасывание приводит к снижению интенсивности потока. Маркировка нужна для обслуживания потока в этом узле но с отличным профилем; формирование трафика: сглаживаются пульсации трафика, чтобы пакеты выходили из устройства равномерно. Это уменьшает размер очередей далее по пути продвижения потока.

2. Протоколы QoS-сигнализации. Выполняют координацию сетевых элементов по поддержке качества обслуживания "из конца а конец". Одно из средств сигнализации- маркировка пакета признаком, несущим информацию о требуемом качестве обслуживания. Наиболее часто для этих целей используется поле приоритета. 3.Централизованные функции управления, политики и учета QoS. Позволяют администраторам сети целенаправленно воздействовать на сетевые элементы для разделения ресурсов сети между различными группами. С помощью этих средств администратор может задавать рациональный уровень качества обслуживания для отдельных пользователей и приложений.

Два типа архитектуры QoS:

1. Правила политики хранятся на каждом сетевом устройстве, что приводит к несогласованности и появлению ошибок.

2. Единые правила политки для всех устройств сети хранятся на сервере политики. эти правила распространяются с помощью специальных протоколов на все устройства сети.

Правила политики полезны не только для службы м, но и для механизма защиты данных.

62. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТОКОЛОВ QоS.

Протоколы и механизмы поддержки качества обслуживания в сетях делятся на 2 категории в зависимости от уровня гарантии предоставляемого сервиса: 1. Протоколы поддержки твердого качества обслуживания, обеспечивающего гарантированное обслуживание потоков данных на основе резервирования ресурсов. Базовая модель такого сервиса предполагает интегрированное взаимодействие всех устройств сети по обеспечению требуемого качества обслуживания. Сетевые ресурсы распределяются в соответствии с QoS-запросами приложений и подчиняются политике управления полосой пропускания. Наиболее детально проработан протокол сигнализации модели RSVP, с помощью которого конечные узлы выполняют резервирование ресурсов. 2. Протоколы поддержки мягкого качества обслуживания, которые не могут дать количественных гарантий предоставляемого обслуживания, но за счет приоритетной и взвешенной обработки очередей выполняют предпочтительное распределение ресурсов сети между классами трафика. К этой группе относятся дифференциальные сервисы. Сервисы DiffServ не прибегают к резервированию ресурсов сетевых устройств. Вместо этого они пользуются сигнализацией потребностей потоков в каждом отдельном пакете. Здесь идет анализ поля приоритета, проанализировав код которого маршрутизатор применяет приоритетное обслуживание. Этот подход близок к традиционному стилю работы маршрутизатора, когда каждый пакет обрабатывается независимо от состояния сети и конечных узлов. Применение дифференциальных сервисов оправдывается при обслуживании магистралей сетей. Еще один протокол MPLS, связанный с поддержкой качества обслуживания, позволяет направлять поток по маршруту, обеспечивающему необходимое качество обслуживания.

60. ПРОТОКОЛ DiffServ.

Основная идея- понимание маршрутизаторами закодированные в 5 битах поля ТОS протокола IPv4 требования к качеству обслуживания. Здесь нет резервирования ресурсов в маршрутизаторах, поэтому нет гарантии на предоставляемое качество обслуживания. Каждый маршрутизатор работает в независимости от других и старается обеспечить предпочтительное качество обслуживания потоков. Протокол DiffServподразумевает наличие соглашениея о качестве обслуживания между доменами с обще границей. Это соглашение устанавливает критерии политики и определяет профиль трафика. Любой трафик вне профиля не получает гарантий обслуживания. В общем случае любое содержимое пакета может использоваться для применения политики.

Представляются два различных сервиса:

1. быстрое продвижение. Представляет собой высший уровень качества обслуживания, минимизирующий задержки и их вариации. Любой, превышающий профиль трафик, отбрасывается. Основное назначение сервиса- предоставление качества обслуживания сопоставимого с качеством выделяемых каналов. если этот сервис реализуется механизмом, который позволяет неограниченное вытеснение другого трафика, то его реализация должна содержать некоторое ограничение влияние трафика на другие классы трафика. Скорость трафика устанавливается администратором.

2. гарантированная доставка. Имеются 4 класса трафика и три уровня отбрасывания пакетов. Каждому классу трафика выделяется определенный минимум пропускной способности и размер буфера для хранения его очереди. Трафик, который превышает профиль, доставляется с меньшей степенью вероятности, чем трафик, удовлетворяющий условиям профиля. Это означает, что он может быть понижен в качестве обслуживания, но не обязательно отброшен. Гарантированная доставка выполняется в том случае, когдавходная скорость трафика не превышает отведенной минимальной пропускной способности.

В результате использования протокола DiffServ можно эффективно разделять ресурсы и одновременно поддерживать гарантированный сервис.

ПРОТОКОЛ RSVP.

RSVP- протокол сигнализации, который обеспечивает резервирование ресурсов и управление ими с целью предоставления интегрированных сервисов для эмуляции выделенных каналов в IP-сетях. Этот протокол обеспечивает наивысший уровень качества обслуживания в терминах гарантии сервиса, дифференцированного распределения ресурсов и уровня детализации обратной связи для приложений и пользователей. Инициатором работы протокола является источник трафика, а приемнику по средствам протокола необходимо зарезервировать ресурсы сети для качественного приема этих данных. Последовательность резервирования: 1. Источник трафика посылает получателям специальное сообщение Раss, в котором указываются рекомендуемые параметры QoS; 2. Каждый поддерживающий RSVP маршрутизатор получив сообщение Раss фиксирует состояние пути, которое включает предыдущий адрес источника. Тем самым в сети образуется фиксированный маршрут передачи сообщений; 3. После получения приемником сообщения Раss, он отправляет маршрутизатору от которого получил это сообщение запрос на резервирование ресурсов Resv. 4. Когда каждый маршрутизатор вдоль пути передачи получает сообщение Resv, то он использует два процесса, с помощью которых определяет приемлемость указанных в запросе параметров резервирования. С помощью процесса управления доступом маршрутизатор проверяет наличие ресурсов, необходимых для поддержания требуемого качества обслуживания. С помощью процесса управления политикой проверяется наличие у пользователя прав на резервирование ресурсов. Если запрос не может быть удовлетворен, то маршрутизатор возвращает сообщение об ошибке отправителю. Если запрос принимается, то маршрутизатор посылает сообщение Resv вверх по пути к следующему маршрутизатору. 5. Прием запроса резервирования означает передачу параметров QoS на отработку в соответствующие блоки маршрутизатора. 6. Когда последний маршрутизатор получает сообщени Resv и принимает запрос, то он получает подтверждение назад узлу-приемнику. 7. После установления резервирования источник начинает отправлять данные, которые обслуживаются с заданными параметрами качества на всем пути следования.

8.Резервирование можно отменить прямо( по инициативе источника или приемника с помощью соответствующих сообщений) или косвенно(по истечению таим-аута, тюею срока жизни резервирования) RSVP это не транспортный, а управляющий протокол работающий впаре с ТСР или UDP. Резервирование в каждом маршрутизаторе является мягким, т.е. приемник должен периодически его обновлять.