Praca Jakość usług w sieciach z protokołem IP.doc

(4727 KB) Pobierz
Jakość usług w sieciach z protokołem IP

3

Jakość usług w sieciach z protokołem IP

1. Wstęp              5

2. Protokół TCP/IP              7

2.1. Warstwy sieci              7

2.2. Skład TCP/IP              9

2.3. Protokół IP (Internet Protocol)              10

2.3.1. Nagłówek IPv4              10

2.3.2. Nagłówek IPv6              14

2.4. Protokół TCP (Transmission Control Protocol)              17

2.4.1. Nagłówek TCP              18

3. Definicje i podział parametrów jakości              21

3.1. Terminologia              22

3.2. Wielkości opisujące QoS w IP              26

4. Metody zapewnienia QoS              30

4.1. Architektura usług zintegrowanych IntServ              30

4.1.1. Usługa gwarantowana (Guaranteed Service)              33

4.1.2. Usługa kontrolowanego obciążenia (Controlled Load Service)              37

4.1.3. Rola RSVP w modelu IntServ              38

4.1.3.1. Definicja sesji, style rezerwacji              38

4.1.3.2. Rezerwacja ścieżki              40

4.1.3.3. Połączenia w trybie punkt-wielopunkt              41

4.1.3.4. Tymczasowe stany rezerwacji              42

4.1.3.5. Redukcja odświeżania stanów tymczasowych              43

4.1.3.6. Przesyłanie parametrów usługi GS oraz CLS              44

4.1.4. Wady i zalety modelu IntServ              48

4.2. Architektura usług zróżnicowanych DiffServ              49

4.2.1. Klasy usług DiffServ              50

4.2.2. Klasyfikacja i oznaczanie pakietów              52

4.2.3. Architektura sieci DiffServ              54

4.2.4. Budowa węzła sieci DiffServ i jego funkcje              57

4.2.5. Architektura funkcjonalna DiffServ              59

4.2.6. Zarządzanie zasobami w domenie DiffServ              61

4.3. Współpraca modeli IntServ i DiffServ              63

4.3.1. Architektura sieci              63

4.3.2. Odwzorowanie mechanizmów sterowania ruchem oraz klas usług              65

4.4. MPLS – Wieloprotokołowa Komutacja Etykiet              66

4.4.1. Właściwości protokołu MPLS              69

4.4.2. Zasada działania              71

4.4.3. Architektura MPLS              73

4.4.4. Dystrybucja informacji w MPLS              76

4.4.5. Przełączniki ATM jako rutery przełączające etykiety              78

5. System utrzymania i pomiaru parametrów QoS              81

5.1. Koncepcja pomiaru i utrzymania sieci              81

5.1.1. Punkty Pomiarowe              83

5.1.1.1. Monitor Nadawcy              84

5.1.1.2. Monitor Odbiorcy              87

5.1.1.3. Synchronizacja czasowa              88

5.1.2. Jednostka Centralna (Post-procesing)              89

5.1.2.1. Inicjalizacja              91

5.1.2.2. Zbieranie danych z punktów pomiarowych              91

5.1.2.3. Zapis danych pomiarowych              91

5.1.2.4. Post-procesing              92

5.1.2.5. Przygotowanie informacji wyjściowych              96

5.2. Scenariusze pomiarów IP QoS              96

5.2.1. Podejście sieciowe i komercyjne              96

5.3. Źródło informacji pomiarowych              101

5.3.1. Punkty pomiarowe              101

5.3.1.1. Kierunek horyzontalny              101

5.3.1.2. Kierunek wertykalny              102

5.3.1.3. Kierunek wertykalno-horyzontalny (Plane-wise)              103

5.3.2. Punkty pomiarowe dla między-domenowego zarządzania QoS              103

5.3.3. Punkty pomiarowe dla pomiarów wewnątrz-domenowych              108

5.4. Metryki QoS              109

5.4.1. Klasyfikacja metryk QoS              110

5.4.2. Metryki bezpośrednie (Primary Metrics)              113

5.4.2.1. Bezpośrednie Metryki Profili Ruchu (Primary Traffic Profile Metrics)              113

5.4.2.2. Bezpośrednie Metryki Osiągów Usługi (Primary Service Performance Metrics) - SPM              114

5.4.3. Sporządzanie pośrednich metryk dla jednej domeny IP              118

5.4.3.1. Pośrednie metryki profili ruchu              119

5.4.3.2. Pośrednie metryki osiągów usługi              119

5.4.3.3. Metryka Dostępności Usługi QoS (The QoS Service Availability Metric)              121

5.4.4. Pośrednie Metryki Osiągów Usługi End-to-End              124

5.4.5. Metryki Osiągów wewnątrz domeny IP              126

5.5. Metodologia pomiarowa              129

5.5.1. Klasyfikacja technik pomiarowych              129

5.5.1.1. System pomiarowy              129

5.5.1.2. Częstotliwość pomiarowa              130

5.5.1.3. Przezroczystość (Transparency)              130

5.5.2. Proces pomiarowy              131

5.5.3. Praktyczne rozwiązania dotyczące przechowywania danych              133

5.5.3.1. Wpływ re-rutingu i zmian obciążenia ruchu              133

5.5.3.2. Synchronizacja czasowa              134

5.5.3.3. Częstotliwość pomiarów              135

5.5.3.4. Wybór pakietów testowych dla pomiarów aktywnych              136

5.5.3.5. Progowa strata pakietów (Loss Threshold)              137

5.5.3.6. Agregacja Metryk Osiągów Usługi Tranzytowej              138

5.5.4. Post-Procesing danych pomiarowych              139

5.5.5. Raport pomiarowy              139

5.5.5.1. Typy raportów pomiarowych              140

5.5.5.2. Zawartość raportów pomiarowych              140

5.5.5.3. Raportowanie On-line              141

5.5.5.4. Alarmy              142

5.6. Prezentacja wyników pomiarowych              144

5.6.1. Prezentacja wyników z punktu widzenia Klienta              145

5.6.2. Prezentacja wyników z punktu widzenia Dostawcy Usług              146

5.6.3. Prezentacja wyników z punktu widzenia Dostawcy Sieciowego              148

5.6.4. Zależności pomiędzy Klientem, Dostawcą Usług i Dostawcą Sieciowym              149

6. Zakończenie              151

7. Słownik terminów              153

8. Literatura              156

1. Wstęp

 

Powszechnie zauważalna staje się tendencja zmiany oblicza protokołu IP. Zmiany te prowadzą Internet w stronę silnie skomercjalizowanej sieci globalnej. Wśród dynamicznie rozwijających się usług internetowych wyróżnić możemy: telefonię IP, usługi bankowe (home banking), edukacyjne (home education), transmisję sygnałów radiowych i telewizyjnych (Internet broadcasting) oraz wideo na żądanie (video on demand). Nowo wprowadzone aplikacje wymagające utrzymania wartości parametrów jakościowych na określonym poziomie to aplikacje transmitujące dźwięk i obraz w czasie rzeczywistym oraz aplikacje przesyłające dane, dla których dostarczenia wymagane jest małe opóźnienie. Komercjalizacja niesie ze sobą konieczność wdrożenia mechanizmów umożliwiających zróżnicowanie obsługi pakietów w zależności od potrzeb. Czynnik ekonomiczny w przypadku budowy nowych sieci IP należy uznać za decydujący, ponieważ rozwój infrastruktury sieci wymaga ogromnych inwestycji.

Obecna generacja sieci Internet bazuje na protokole IPv4 (Internet Protocol) i realizuje przekaz pakietów na zasadzie best-effort, co nie zapewnia żadnej jakości obsługi. Oznacza to, że sposób obsługi pakietów zależy od obecnie istniejących warunków ruchowych, nie zależy natomiast od rodzaju aplikacji generujących pakiety. Dodatkowo sieć nie realizuje żadnej polityki przyjmowania lub odrzucania nowych połączeń, zaś sterowanie liczbą pakietów napływających do sieci jest przeniesione do użytkownika.

Pojawia się potrzeba stworzenia zintegrowanej sieci, która umożliwiłaby przesyłanie pakietów pochodzących z aplikacji o różnych wymaganiach jakości obsługi QoS (Quality of Service), gdyż dotychczasowy sposób obsługi stał się niewystarczający. Zapewnienie wielousługowego charakteru sieci IP i stworzenie sieci QoS IP wymaga wprowadzenia zróżnicowanych usług sieciowych, podobnie jak ma to miejsce w sieci ATM (Asynchronous Transfer Mode). Usługi te powinny różnić się pomiędzy sobą takimi parametrami jak: dostępne pasmo, maksymalne opóźnienie, zmienność opóźnienia, poziom strat pakietów, stopa błędów. Żądany poziom obsługi może być zapewniony poprzez działania w wielu płaszczyznach. Mają na niego wpływ: ruting, algorytmy szeregowania i zarządzania kolejkami w węzłach, funkcje przyjmowania nowych zgłoszeń i sterowania ruchem.

Aby sprostać tym wymaganiom organizacja IETF (Internet Engineering Task Force) zaproponowała technikiIntServ (Integrated Services), DiffServ (Differentiated Services) mające na celu poprawę jakości obsługi w sieci Internet oraz standard MPLS (Multi Protocol Label Switching) umożliwiający usprawnienie transportu pakietów IP w warstwach 2 i 3. Pierwsza z nich oparta jest o model rezerwacji zasobów i dzięki wprowadzeniu protokołu RSVP (Resorce Reservation Protocol) umożliwia zestawianie w sieci połączeń o wymaganych parametrach jakościowych. Wiąże się to jednak ze znacznym skomplikowaniem architektury węzłów. Alternatywnym rozwiązaniem jest architektura DiffServ,...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin