Загальні принципи управління мережними ресурсами в ТКС (стр. 2 из 4)

· методи вимірювання вищевказаних параметрів;

· штрафні санкції за незабезпечення необхідного рівня QoS;

· будь-які інші додаткові статті за взаємною згодою.

У цілому концепція укладання угоди по QoS у службі ІP є ієрархічною моделлю (рис. 2).

Рисунок 2 – Концепція укладання договору щодо якості обслуговування

Договір SLA у моделі займає найвищий рівень абстракції в специфікації послуги. Параметризація трафіка також виділяється в самостійну підмножину SLS (Servіce Level Specіfіcatіon). При статичному SLS користувач може передавати дані в будь-який час. При динамічному SLS користувач повинен використати сигнальний протокол для запиту необхідних ресурсів мережі й обробки запитів SLS. Блок PHB (Per-Hop Behavіor) – є комбінацією функцій покрокової маршрутизації, класифікації, обробки черг і методів відкидання пакетів на кожному кроці. Блок PDB (Per-Domaіn Behavіor) реалізує концепцію покрокової маршрутизації на рівні домену.

Кожен тип PDB має кількісні і якісні атрибути, які можуть використовуватися для оцінки параметрів обслуговування пакетів заданого типу PDB. Атрибути обчислюються й виміряються практичним шляхом й описують такі параметри як швидкість примусового відкидання пакетів, пропускну здатність, верхнє й нижнє значення параметра затримки за деякий проміжок часу. Атрибути бувають довгострокові й короткострокові. Довгострокові характеризують агрегований трафік за досить великий проміжок часу, короткострокові описують допустимі флуктуації параметрів щодо середніх значень.

2. Загальна характеристика існуючих мережних ресурсів

телекомунікаційний якість обслуговування затримка

До мережних ресурсів належать як апаратні ресурси, наприклад пропускні здатності трактів передачі й ліній доступу, буферний простір й процесорний час обчислювальних засобів мережних вузлів, так й інформаційні ресурси – зміст баз даних про стан ТКС, трафік користувачів й ін.

2.1 Ресурси мережних вузлів

Сучасні мережні вузли – маршрутизатори забезпечують швидкість обробки пакетів до десятків терабіт за секунду (Тбіт/с). Високопродуктивні маршрутизатори, як правило, є гігабітними (Гбіт/с) з можливістю масштабування до терабітного діапазону. На сьогоднішній день терабітні швидкості забезпечують, наприклад, маршрутизатор TSR-40 від компанії Avici – 5.6 Тбіт/с. Одне шасі маршрутизатора TeraPlex 20 виробництва компанії Pluris забезпечує пропускну здатність в 150 Гбіт/с з масштабуванням до сумарної величини 44 Тбіт/с, а Pluris 2000 масштабується до 149 Гбіт/с у випадку одного пристрою й до 19.2 Тбіт/с при об'єднанні декількох пристроїв.

Платформа маршрутизації Routing Core Platform 7770 компанії Alcatel підтримує швидкість до 640 Гбіт/с на шасі, причому вісім шасі можна об'єднати в єдиний логічний пристрій, у результаті загальна продуктивність складе 20 Тбіт/с. Модель 8812 компанії Procket досягає, як стверджують виробники, продуктивності 960 Гбіт/с і, за попередньою оцінкою, 2 млрд пакетів за секунду. Це досягається за рахунок застосування придбаних або власних спеціалізованих інтегральних схем ASIC (Application-Specific Integrated Circuits), а також розроблених нею мікросхем надвеликого ступеня інтеграції VLSI (Very Large-Scale Integration). Це повністю програмувальні мережні процесори. За рахунок застосування спеціальних мікросхем ASIC маршрутизатор у змозі обробляти на кожній лінійній карті мільйони нових потоків у секунду. Компанія Chiaro Networks випускає маршрутизатори Enstara високої готовності, в основу якого покладена оптична комутуюча матриця – оптичний фазований масив (Optical Phased Array). При цьому згідно з даними виробника, час перемикання складає декілька наносекунд, масштабування здійснюється без втрат і забезпечується необхідна відмовостійкість на рівні 99,999% .

Крім того, компанія Cisco, наприклад, офіційно представила новий маршрутизатор CRS-1 (Carrier Routing System-1), робота над яким велася протягом чотирьох років (рис.3). Новинка орієнтована, у першу чергу, на великих операторів зв'язку, комп'ютерні системи, які щодня обробляють терабайти даних. Пристрій у мінімальній конфігурації має пропускну здатність в 1,2 Тбіт/с, однак за рахунок масштабування даний показник можна довести до 92 Тбіт/с. На такій швидкості весь вміст Бібліотеки Конгресу США можна передати всього за 4,6 секунди. В основі маршрутизатора лежать спеціалізовані процесори для обробки пакетів Sіlіcon Packet Processor (SPP), а також фірмове програмне забезпечення ІOS XR Software, створене на основі коду операційної системи Іnternetwork. На розробку CRS-1 компанія Cіsco витратила біля півмільярда доларів США. Подібних маршрутизаторів щороку продається на суму від 450 тисяч до 2 мільйонів доларів залежно від конфігурації.

2.2 Ресурси пропускної здатності трактів передачі

Сьогодні доступні технології WDM й DWDM, які забезпечують в трактах передачі швидкість на одну оптичну носійну 10 Гбіт/с. При використанні частотного плану DWDM стає можливою передача мультиплексного потоку на швидкості 400 Гбіт/с. Нові успіхи в науці й техніці мають сприяти досягненню теоретичного максимуму пропускної здатності 100 Tбіт/с, поширенню технології всехвильового оптичного волокна, застосування якого відкриває дотепер не використовувані властивості через присутність іонів води 1400 нм; нових технологій модуляції й техніки солітонної передачі (метод передачі шляхом спеціальних оптичних імпульсів). В сучасних комерційних лініях оптоволоконного зв’язку досягають пропускної здатності понад 1 Tбіт/с; у лабораторних умовах уже продемонстрована можливість передачі інформації зі швидкістю понад 10 Tбіт/с. Крім того, використання розподілених комбінованих підсилювачів й ербієвих підсилювачів дозволяє збільшити дальність зв'язку без переприйому до 200 км.

3. Базова архітектура управління мережними ресурсами в ТКС

Забезпечення наскрізного QoS "з кінця в кінець" (end-to-end) у рамках гетерогенної ТКС припускає використання таких засобів управління (рис.4):

1. Засоби управління, які реалізовані в окремих елементах мережі, наприклад в її вузлах, та забезпечують обробку пакетів відповідно до заданого рівня QoS:

· управління пріоритетами (класифікація й маркування пакетів на границі мережі);

· управління інтенсивністю вхідного та вихідного (профілювання) трафіка;

· управління пропускною здатністю (розподіл канальних ресурсів);

· управління перевантаженнями (запобігання перевантаження й превентивне відкидання пакетів).

2. Протоколи QoS-сигналізації та маршрутизації, які здійснюють координацію роботи мережних елементів.

3. Централізовані функції політики, управління й обліку QoS, які дозволяють адміністраторам мережі цілеспрямовано впливати на мережні елементи для поділу ресурсів мережі між різними видами трафіку відповідно до заданого рівня QoS.

Рисунок 4 – Базова архітектура управління мережними ресурсами

Централізовані функції політики, управління й обліку QoS не є необхідним засобом архітектури управління, але дуже бажані у територіально-розподілених мережах. З огляду на те, що кожен користувач і кожна аплікація прагнуть одержати обслуговування з максимально високим рівнем якості (наприклад, пропускної здатності), то мають існувати засоби, за допомогою яких адміністратор міг би виконувати функцію арбітра й задавати раціональний рівень якості обслуговування для груп або окремих користувачів і аплікацій. Функції політики дозволяють адміністраторові створювати правила, за якими мережні пристрої можуть формально, на підставі набору ознак, розпізнавати окремі типи трафіку й застосовувати до них певні функції управління.

Що стосується єдності політики, то її правила й засоби можуть конфігуруватися окремо в кожному мережному пристрої, або ж бути централізованими. Централізація засобів політик управління та забезпечення QoS припускає єдність правил політики, справедливих для всіх пристроїв мережі, і використання для їхнього зберігання на сервері політик. У цьому випадку адміністратор конфігурує правила політики в одній точці, потім за допомогою спеціального протоколу ці правила поширюються всіма мережними пристроямми, що підтримує якість обслуговування, а мережні пристрої застосовують політику для формування (профілювання) трафіку й управління чергами відповідно до встановлених QoS-вимог.

Служби QoS, в яких працюють централізовані системи підтримки політики, називаються службами QoS, заснованими на політиці (policy-based QoS). Правила політики корисні не тільки для управління QoS, але і для координації мережних пристроїв при виконанні інших функцій, наприклад, функцій захисту трафіка. Тому централізована система політики мережі звичайно базується на загальній довідковій службі мережі (Directory Service), що традиційно зберігає всі облікові дані про користувачів (ім'я – пароль).

Крім перерахованого, слід окремо виділити засоби підвищення ефективності використання канальних ресурсів (Link Efficiency Mechanisms) – фрагментація (дефрагментація) пакетів й їхнє стиснення, використання яких у мережі сприяє підвищенню якості надаваних мережею послуг. Обов'язковим елементом QoS-мережі є наявність механізмів управління доступом (Call Admission Control, CAC), що покликані захистити мережу від перевантажень шляхом запобігання надходженню в мережу трафіка в обсязі більшому, ніж мережа здатна передати. Відмовляючи в обслуговуванні новим потокам, які запитують певний сервіс, механізм САС не тільки захищає трафік даних від відкидання, але і забезпечує стабільну якість передачі вже прийнятих до обслуговування потоків.

Серед названих функцій QoS класифікація, маркування пакетів і управління інтенсивністю реалізуються в приграничних вузлах мережі. Управління інтенсивністю (формування трафіка) реалізується з метою зміни параметрів вхідного трафіка відповідно до заданого профілю, зазначених у SLA.