Сети нового поколения (NGN)
Лихтциндер Б.Я.
Анализ трафика мультисервисных сетей Учебное пособие.- Самара.: ПГУТИ 2013. – .164. с. ISBN ..........
Рассматриваютсяхарактеристики трафика сетей связи нового поколения.(NGN). Показаны отличительные особенности указанного трафика и рассмотрены модели обслуживания трафика с непуассоновскими потоками. Предлагаются интервальные методы анализа очередей пакетов трафика общего вида, основанные на определении числа заявок на интервалах обслуживания. Рассмотрены классы и механизмы управления трафиком, а также средства мониторинга и анализаторы протоколов трафика мультисервисных сетей. Материалы книги предназначены для инженерно-технических работников специализирующихся в области сетей свяи, а также преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.
стр.164,Ил . библ. Назв.10.
Содержание
Сети нового поколения (NGN)
1.1 Основные понятия и термины
Развитие сетей связи в перспективе будет происходить в рамках реализации основных положений концепции сетей следующего поколения NGN (Next Generation Network). Она формирует правила построения сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного набора услуг с заданными характеристиками качества. [1] Концепция NGN родилась не на пустом месте. Ее основные положения обобщают опыт реализации наиболее успешных телекоммуникационных проектов, главным образом, сети Интернет и сетей подвижной связи. Необходимо отметить следующие важные положения. [1] - Изменение схемы формирования сетей инфраструктуры. Используемая ранее монолитная сетевая инфраструктура становится многослойной. Каждый слой отвечает за решение определенного круга. - Трансформация понятия услуги. Названия отдельных технологий и услуг обезличиваются – пользователю необходим один вид сервиса под названием «соединение с сетью», подразумевающий возможность получения мультимедийной информации в разнообразных сочетаниях, определяемых абонентом, в соответствии со своими индивидуальными запросами по качеству и скорости. - Доминирующая роль протокола IP. Дешевизна решений на базе IP при интеграции услуг и пользовательских групп. Упрощенная схема многоуровневой сетевой инфраструктуры, отражающая основные положения концепции NGN, показана на рис. 1.1. [1]
Можно рассматривать два сценария построения сети: - построение сети с избытком передаточного ресурса - минимум контроля за сетью. При реализации второго сценария применяются более совершенные средства контроля и управления за процессом передачи информации. Требуемые характеристики качества работы сети достигаются в результате дифференцированного обслуживания пользователей, в соответствии с заявленными показателями. Канальный ресурс распределяется более эффективно. Расширение видов услуг. Услуги машина-машина, сенсорные сети, мультимедийность трафика приведут к развитию второго сценария. Отмеченные тенденции делают актуальными разработку средств оптимизации планирования сетевой инфраструктуры на базе внедрения более совершенных средств контроля за процессом передачи информации.
1.2 Классы сервиса и приоритеты обслуживания трафика
Требования к условиям передачи естественным образом вытекают из характера предоставляемых услуг. Соответствующий перечень классов сервисов выглядит следующим образом. Класс 0 – потоки реального времени, отличающиеся высокой степенью интерактивности и чувствительные к вариации задержки (высококачественная пакетная телефония и видеоконференц-связь). Класс 1 – потоки реального времени, интерактивные и чувствительные к вариации задержки (пакетная телефония, видеоконференц-связь). Класс 2 – транзакции данных, отличающиеся высокой степенью интерактивности (сигнализация). Класс 3 – транзакции данных, интерактивные. Класс 4 – потоки, чувствительные к потере информации в процессе ее передачи по сети (массивные данные, потоковое видео). Класс 5 – традиционные приложения IP – сетей с характеристиками передачи по умолчанию. В таблице 1 [1] предоставлены верхние границы характеристик доставки IP – пакетов для каждого класса сервиса. Здесь сервисы делятся в зависимости от характеристик передачи пакетов. С точки зрения восприятия пользователей трафик делится на: - трафик реального времени (голосовая связь, видеоконференция) - трафик интерактивной передачи данных (обмен веб-страницами) - трафик, терпимый к задержкам (передача электронной почты) При этом используются характеристики: - доля потерянных пакетов, определяемая как доля IP-пакетов, отброшенных из-за блокировки в процессе их передачи по сети; - доля отказов в установлении соединения, определяемая как доля заявок, составляющих рассматриваемый поток, для которых механизм управления допуском отказал в резервировании канального ресурса в количестве, необходимом для обслуживания поступившей заявки; - скорость передачи информации пользователя, определяемая как отношение объема успешно переданной информации к периоду наблюдения и измеряемая в битах в секунду. Таблица 1.
Для обеспечения указанных характеристик, к обслуживанию трафика различных классов предъявляются различные требования. Для трафика, допускающего малые задержки, необходимо установить некоторые преимущества, называемые «приоритетами». Приоритеты заявок характеризуются целыми положительными числами, причем более высокому приоритету ставится в соответствие меньшее число. Если приоритеты учитываются только в моменты выбора заявки, то их называют относительными. Если же выбранная заявка наивысшего приоритета прерывает уже начавшееся обслуживание заявки более низкого приоритета, то такая дисциплина обслуживания называется обслуживание с абсолютным приоритетом. В телекоммуникационных сетях обычно используется обслуживание с относительным приоритетом. Для заявок каждого приоритета образуется отдельная очередь. Заявка из очереди, соответствующей более низкому приоритету, выбирается на обслуживание лишь в случае, когда все очереди более высоких приоритетов оказываются пустыми.
1.3 Управление процессом передачи сообщений
Одной из важнейших функций сети, направленной на повышение загрузки канального ресурса и улучшение качества обслуживания абонента, является управление процессом передачи сообщений. Оно реализуется в разных формах и зависит от степени детализации, используемой при анализе информационных потоков. Перечень возможных решений показан в таблице 2 с указанием шкалы времени, на которой соответствующее решение принимается [1]. Таблица 2. Управленческие решения, принимаемые сетью при организации процесса передачи сообщений, в зависимости от шкалы времени.
Передача производится пакетами (или ячейками) - без установления соединения - с установлением виртуального соединения. В этом случае требуется контроль за установлением соединения. Одной из важнейших задач, относящихся к управлению сетью, является выполнение действий, направленных на устранение блокировок. Избыток трафика, который ввел сеть в состояние перегрузки, можно: - заблокировать, т.е. удалить соответствующие пакеты из передачи (как правило, данное действие приводит к повторной передачи заблокированных пакетов, что только усугубляет ситуацию перезагрузки); - доставить адресату с худшими показателями качества, например, за большее время или с большей долей потерянных пакетов; - доставить адресату за большую стоимость. Последнее из упомянутых действий выглядит предпочтительней, поскольку оно не уменьшает доход, а также не ухудшает значения показателей обслуживания.
1.4 Повышение загрузки ресурса сети
Понятно, что сети связи не рассчитаны на одновременный запрос всех потенциальных пользователей. Случайный характер поступления заявок, а также возможности пакетных технологий и механизмов динамического распределения канального ресурса позволяет в десятки, а то и более число раз уменьшить потребности в ресурсе, по сравнению с его потенциально необходимым значением. При этом сохраняются требуемые нормы качества обслуживания абонентов. Приведем примеры реализации схем, повышающих загрузку канального ресурса сети. [1] Допустим, некая фирма имеет центральный офис и достаточно удаленный филиал, сотрудникам которых по роду своей деятельности часто приходится обмениваться между собой информационными сообщениями. Перечень сервисов, доступных каждому пользователю включает в себя: голосовую связь, видеоконференц-связь и обмен файлами. Предположим, что число пользователей перечисленных услуг составляет 1000 для центрального офиса и такое же количество для филиала. Дадим характеристику и приведем значения параметров информационных потоков, порожденных заказом перечисленных сервисов. a) Голосовая связь. Пиковая интенсивность передачи информационного потока для одного соединения равна 64 Кбит/с. b) Видеоконференц–связь. Параметры информационного потока сильно зависят от используемого кодека. Для определенности будем считать, что используется кодек Н.263, обеспечивающей среднее качество предоставления соответствующей услуги. Пиковая интенсивность передачи информационного потока для одного видеосоединения с данным кодеком составляет 320 кбит/с. c) Обмен файлами. Для обеспечения комфортной организации работы по обмену файлов, содержащих, как правило, элементы мультимедиа, примем среднюю скорость передачи информационного потока для одного соединения равного 1 Мбит/с. Для обслуживания потребностей сотрудников в обмене информацией, необходимо арендовать или проложить линию связи, соединяющую оба офиса. Если отталкиваться от потребностей каждого пользователя, то необходима линия со скоростью С=1000*(64+320+1000)кбит/с≈1400Мбит/с. При мультиплексировании со статистическим уплотнением, требуется пропускная способность в 20 раз меньше. Достичь указанного эффекта можно, если процесс выделения канального ресурса выполнить с учетом особенностей совместного прохождения заявок. Будем считать, что заявки на получение каждого из трех сервисов распределены равномерно во времени. При этом в час наибольшей нагрузки каждый абонент тратит на голосовую связь в среднем 10 мин, на видеоконференц-связь – 10 мин и на обмен файлами – 5мин. Коэффициенты загрузки каждого пользователя : Для голоса . Для видео . Для данных . Общий поток загружает каналы: - голос - 166 эрл., - видео - 166 эрл., - данные - 83 эрл. Общая средняя пропускная способность примерно в 10 раз меньше, чем потенциальная. Примем, что максимальная доля отказов в доступе к каждому из трех сервисов не превосходит 3%. Тогда, используя результаты классической теории телетрафика (формулу Эрланга), получаем, что для обеспечения доступа к перечисленным сервисам с заданным качеством достаточно: - для голосовой связи – 93 канала по 64 Кбит/с, - для видеоконференц-связи – 93 канала по 320 Кбит/с - для обмена файлами – 50 каналов по 1 Мбит/с - общие потребности в ресурсе 85,7 Мбит/с. Это примерно в 16 раз меньше, чем потенциальное решение. Отмеченный выигрыш достигнут за счет статистического мультиплексирования на шкале времени, соответствующей моментам поступления заявок. Приведенные оценки найдены в предположении, что указанные сервисы предоставляются по отдельным сетям. Выигрыш почти в 16 раз по сравнению с потенциальным решением. Дополнительное уменьшение потребностей в канальном ресурсе может быть получено при переходе на пакетную технологию передачи информации. Если пакеты допускают небольшие задержки, то за счет сохранения пакетов в буферной памяти можно повысить пропускную способность. 1) Динамическое распределение пропускной способности 2) Приоретизация голосового трафика. Для обеспечения качества передачи голосовой информации, сравнимого с качеством, достижимым при использовании технологии коммутации каналов, достаточно, чтобы доля потерянных пакетов не превосходила значения 0,01%. Соответствующий показатель может быть получен уже при скорости 30 кбит/с. Аналогично, для видеоконференц-связи достаточно, чтобы доля потерянных пакетов не превосходила 0,1%. Данный показатель для кодека Н.263, при среднем качестве предоставления рассматриваемой услуги, достигается при скорости в 105 кбит/с. Выигрыш, по сравнению с Сэф получается еще в 1,4 раза, т.е. общий выигрыш, приблизительно, в 20 раз. Полученные единицы объединим в таблицу 3 [1]. Таблица 3.
Все это свидетельствует о необходимости изучения особенностей мультисервисного трафика.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1336)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |