Реферат на тему Как обеспечить QoS в телефонных сетях с коммутацией пакетов

Е.А. АРТЮХОВА, ЦНИИС

В последнее время телефонные операторы стали активно модернизировать свои сети на базе технологии коммутации пакетов. При этом они сталкиваются с новыми для себя проблемами, среди них - обеспечение QoS при передаче голосовой информации по обновленным сетям.

Решить задачу можно с помощью технологии ATM, в которой изначально были заложены средства обеспечения качества. А вот более популярная технология IP такими возможностями не обладает, так как была создана для негарантированной доставки данных. Поэтому при ее использовании для передачи голоса необходимо применять дополнительные механизмы обеспечения качества (см. ИКС 82004, с. 63). Самый простой из них (к нему часто прибегают зарубежные операторы) -создание избыточной пропускной способности сети. Но этот ресурс весьма ограничен и дорог, и на этом основании такой метод не всегда оправдан.

Качество передачи голосовой информации

Рассмотрим альтернативные методы обеспечения QoS, применяемые в сети IP.

Резервирование ресурсов (на время соединения запрашиваются и резервируются необходимые для выполнения приложения ресурсы).

Приоритизация трафика (разделение трафика в сети на классы с приоритетным порядком обслуживания некоторых из них).

Перемаршрутизация (позволяет при перегрузке в сети перевести трафик на резервный маршрут; именно этим способом обеспечивается QoS в подавляющем большинстве контроллеров SBC).

В современных IP-сетях перечисленные методы реализуются с помощью технологий IntServ, DiffServ и MPLS с использованием протокола RSVP. Каждая имеет свои особенности и свою область применения (см. таблицу). Сравним эти технологии по следующим критериям:

- метод обеспечения качества;

- число обслуживаемых классов QoS;

- перечень задаваемых показателей качества;

- необходимость использования дополнительных протоколов;

- влияние технологии на производительность маршрутизаторов;

- эффективность масштабирования сети;

- совместимость оборудования разных производителей;

- гарантированность обеспечения качества.

IntServ (технология интегрированного обслуживания) реализует метод резервирования ресурсов. Она основана на протоколе сигнализации RSVP и предусматривает три класса качества.

Если пользователь выбирает гарантированное обслуживание (Guaranteed Service), он может запросить для своего приложения необходимые значения полосы пропускания, максимальной сетевой задержки и джиттера. Эти показатели качества, задаваемые в абсолютных величинах, будут зарезервированы для приложения пользователя на протяжении всего соединения.

Контролируемая загрузка (Controlled Load) позволяет не только контролировать загруженность сети в момент установления соединения, но и задавать конкретные значения показателей качества.

Пакеты класса негарантированного обслуживания (Best Effort) сеть доставляет только при наличии свободных ресурсов в момент их передачи, Протокол RSVP характеризуется высокой интенсивностью обмена сигнальными сообщениями. Например, для контроля состояния соединения периодически посылаются специальные сообщения (рекомендуется - каждые 30 с).

Поэтому из-за большого объема сигнальной информации, которую постоянно должны обрабатывать маршрутизаторы, поддерживающие технологию IntServ, требования к их производительности очень высоки. В результате неизбежно возникают проблемы при масштабировании сети, так как объем сигнальной информации увеличивается пропорционально росту числа установленных соединений.

IntServ больше подходит для концентрации трафика в пограничной сети IP и не рекомендована для применения в транзитных сетях IP (из-за проблем с масштабируемостью). Технология стандартизована рабочей группой IETF.

Поэтому проблемы с совместимостью оборудования IntServ разных производителей возникают в основном в случае отклонения от спецификаций.

DiffServ (дифференцированное обслуживание). Технология более проста в реализации и легко масштабируема, но при ее использовании у оператора нет строгих гарантий качества при передаче информации.

Технология основана на методе приоритизации трафика. На границе домена DiffServ пакеты IP объединяются в группы со схожими характеристиками трафика. Транспортная сеть обрабатывает небольшое число групп, благодаря чему при использовании технологии DiffServ не требуется высокая производительность маршрутизаторов.

Предусмотрены следующие классы QoS.

Срочная доставка пакетов (Expedited Forwarding PHR) характеризуется низким уровнем потерь пакетов, низким значением сетевой задержки и высокой пропускной способностью.

В классе гарантированной доставки пакетов (Assured Forwarding PHB) выделены 4 уровня приоритета, для каждого из которых в свою очередь определены три приоритета отбрасывания пакетов.

А также негарантированная доставка (Best Effort).

Для маркировки пакетов используется поле в заголовке стандартного пакета IP. В этом поле устанавливаются приоритет пакета и контролируемые показатели качества (задержка, скорость передачи трафика и целостность данных). В отличие от предыдущей технологии, в DiffServ показатели качества задаются не в абсолютных значениях, а в относительных, для уточнения порядка обслуживания пакетов.

При обработке трафика используются алгоритмы управления очередями. Предусмотрено формирование очередей пакетов в зависимости от их приоритетности в соответствии с правилами, задаваемыми административно для каждого маршрутизатора. То есть правила обработки пакетов с одинаковыми приоритетами на разных маршрутизаторах могут различаться, что не позволяет строго гарантировать качество передачи.

Сравнение технологий IntServ, DiffServ, MPLS

Параметр

Рефераты на эту же тему: