Главная страница
Навигация по странице:

  • «взрывоопасность», пачечность

  • Обоснование проектных решений мультисервисной сети

  • Тип сервиса

  • ЭТАП 2

  • Имеющаяся статистика по продажам компьютеров!)

  • Типы услуг от терминалов и их распределение по узлам доступа.

  • Удельная нагрузка от каждого терминала по каждой услуге

  • Статистические свойства нагрузки от каждой услуги

  • Суммарная нагрузка от всех услуг и терминалов.

  • Распределение нагрузки по направлениям.

  • Для передачи речи ( IP -телефония) необходима

  • Трафик МСС. Характеристики мультисервисного трафика


    Скачать 0.61 Mb.
    НазваниеХарактеристики мультисервисного трафика
    АнкорТрафик МСС.doc
    Дата11.04.2018
    Размер0.61 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаТрафик МСС.doc
    ТипДокументы
    #26612

    Характеристики мультисервисного трафика.
    Широкий диапазон скоростей передачи – от нескольких сот бит до сотен Мбит/с, существенный статистический характер информационных потоков, большое разнообразие сетевых конфигураций – все эти факторы значительно усложняют описание трафика в современных информационных системах по сравнению с классическими сетями связи.

    Физическая природа значительных диапазонов изменения характеристик случайных процессов передачи битового трафика в значительной степени обусловлена нерегулярностью генерации информации источником. В настоящее время появление новых сетевых технологий привело к появлению многофункциональных терминалов, обеспечивающих: мультимедиа телекоммуникации, услуги широкополосного доступа, услуги с гарантией времени доставки и т.п.

    Сети, готовые предоставить любые телекоммуникационные и информационные услуги называют полносервисными или мультисервисными сетями. Мультисервисная сеть связи – это единая телекоммуникационная инфраструктура для переноса, коммутации трафика произвольного типа, порождаемого взаимодействием потребителей и поставщиков услуг связи с контролируемыми и гарантированными параметрами трафика. Данные сети должны гарантировать оговоренное качество соединений и предоставляемых услуг. Данная задача является неотъемлемой частью деятельности оператора.

    Актуальной проблемой на сегодняшний момент является разработка единой методики оценки параметров трафика мультисервисной сети.

    На сегодняшний день такой методики для расчета, прогнозирования и анализа трафика мультисервисных сетей нет. Существуют лишь частные методики, например, для сети АТМ - это алгоритм "дырявого ведра", мониторинг, комплексный анализ; для телефонных сетей - метод на основе построения матрицы информационного тяготения и т.д.

    Современные сети связи являются сложными динамическими системами. В настоящее время для описания динамических систем используется классический подход, основанный на построении адекватных динамических моделей в виде систем обыкновенных дифференциальных уравнений.

    Построение таких моделей, как правило, невозможно без наличия значительного объема априорной информации о физических принципах и закономерностях функционирования исследуемых систем.

    Данные методы используют результаты вычислительной математики при аппроксимации функций описывающих поведение быстропротекающих процессов или другими словами функций в реальном времени.

    1. Перечень характеристик трафика



    При решении задачи распределения сетевых ресурсов между различными службами, абонент каждой службы характеризуется, с одной стороны, традиционными параметрами трафика:

    • интенсивностью входящего потока заявок на предоставление услуг к-й службы η (к) , выз/час;

    • средней длительностью сеанса связи Тс (к) ,с;

    • удельной интенсивностью нагрузки γ (к) Эрл.

    а с другой стороны, параметрами случайного процесса, но характеризующие конкретного абонента к-й службы ШЦСИО:

    • пиковой (максимальной ) битовой скоростью передачи В (к) max , бит/с;

    • средней битовой скоростью передачи Вср ; бит/с;

    • пачечностью к (к) n , определяемую отношением В (к)max/ Вср ; бит/с;

    • средним временем пика Тр (к) ,с.


    Реальный размер передаваемых по сети данных складывается из непосредственно данных и необходимого служебного обрамления, составляющего накладные расходы на передачу.

    Многие технологии устанавливают ограничения на минимальный и максимальный размеры пакета. Так, например, для технологии Х.25 максимальный размер пакета составляет 4096 байт, а в технологии Frame Relay максимальный размер кадра – 8096 байт.
    Таким образом, можно выделить следующие характеристики трафика:

    1. «взрывоопасность», пачечность,

    2. терпимость к задержкам (джиттеру и абсолютным задержкам),

    3. время ответа на сигнальный запрос или на любую транзакцию

    4. объем трафика и его распределение во времени (суток, месяца и т.п.)

    5. скорость источника и требуемая пропускная способность

    6. распределение трафика по сетевым интерфейсам согласно коэффициентам тяготения


    Эти характеристики с учетом маршрутизации, приоритетов, соединений и т.д. как раз и определяют характер работы приложений в сети.
    Больше всего проблем возникает при попытке «собрать» множество однофункциональных сетей в одну гибкую мультисервисную сеть.
    Еще труднее получить такую сеть, которая бы могла разрешить абсолютно все проблемы, хотя бы в обозримом будущем.
    Обоснование проектных решений мультисервисной сети
    На первом этапе проектирования необходимо оценить нагрузку от различных терминалов и услуг, которую необходимо пропустить через проектируемую сеть. Для оценки нагрузки необходимо знать:


    Для оценки количества терминалов используются различные методы:

    • маркетинговые исследования (например, для сетей общего пользования – в основу оценок может быть положен рост продаж персональных компьютеров)

    • прогнозирование роста терминалов на основе имеющихся данных за предыдущий период (для корпоративных сетей) и т.п.

    Нагрузка, создаваемая каждым терминалом может быть оценена на основе имеющихся статистических измерений или нормативов.

    Имея ввиду, что в мультисервисных сетях используются в основном многофункциональные терминалы, способные поддерживать различные услуги, необходимо оценить нагрузку по каждой услуге (суммарно – в узле доступа).

    Для распределения нагрузки по направлениям используются методы, основанные на расчете коэффициентов тяготения.
    На втором этапе проектирования мультисервисной сети необходимо:

    • выбрать и обосновать технологии для реализации транспортной сети,

    • выбрать и обосновать топологии построения транспортной сети, включая топологию физического уровня (шина, звезда, кольцо, смешанная и.т.п.), логические топологии организации соединений на физическом уровне, а также на вышележащих уровнях с учетом резервирования физических путей, логических каналов и организации альтернативных маршрутов,

    • детализировать стеки и профили протоколов трех нижних уровней (оценить необходимость поддержки, тип протокола, его положение в стеке) по всем сетевым узлам (узлам доступа, коммутаторам, мультиплексорам, маршрутизаторам, шлюзам), включая служебные протоколы сетевого уровня (ICMP, IGMP, IGRP, RSVP, протоколы маршрутизации)

    • детализировать стеки и профили протоколов для конечных терминалов, а также сетевых узлов поддержки сервисов (серверы служб web, e-mail, dns, ftp, billing, SN, и т.п.) – с учетом протоколов верхних уровней для поддержки служб,

    • определить в соответствии с выбранной технологией и типом взаимодействующих сетей – типы сетевых интерфейсов, пропускную способность которых необходимо в дальнейшем рассчитать.


    На третьем этапе проектирования необходимо:

    • Рассчитать объемы суммарного (от всех терминалов) информационного трафика (в плоскости U), по каждой из услуг, а также общий (суммарный) трафик по всем услугам в точках концентрации, мультиплексирования, других видов агрегирования трафика сетей и узлов доступа (AN)

    • Рассчитать общий (суммарный) информационный трафик по всем услугам в узлах коммутации и маршрутизации магистральной сети (CN) с учетом распределения трафика по направлениям между сетевыми узлами (включая узлы коммутации-маршрутизации и серверы поддержки служб)

    • Оценить долю избыточного трафика, вносимую служебной частью информационных протоколов, протоколов ТСР-UDP/IP,

    • Оценить долю избыточного трафика, вносимую служебными протоколами, необходимыми для:

    • управления вызовами (сигнальные протоколы SIP, ISUP, Q.931, PSTN-V5.2, H.225, …)

    • управления шлюзами (Н.245, Н.248, MGCP, RAS, …)

    • управления маршрутизацией, биллингом, авторизацией, службой DNS и т.п.

    • Выбрать дисциплины обслуживания очередей для различных сервисов с соблюдением требуемых для данного сервиса показателей качества обслуживания,

    • Оценить объемы буферной памяти сетевых узлов и требуемую производительность этих узлов.

    • Оптимизировать (оценить и рассчитать) пропускную способность используемых интерфейсов для выбранной топологии сети,


    ЭТАП 1

    1. Выбор и обоснование технологии для реализации транспортной мультисервисной сети

    Варианты:

      • AAL1…AAL5/ATM

      • IP/MPLS/RPR…DPT/SDH

      • IP/MPLS/GE

      • IP/GMPLS/(D, C)WDM

      • другая

    Критерии выбора:

      • наличие открытых стандартов на протоколы и интерфейсы, используемые в выбираемой технологии

      • учет опыта других операторов (включая зарубежных) по эксплуатации выбираемой технологии

      • функциональные возможности выбираемой технологии (поддержка необходимых показателей качества функционирования – пропускной способности, показателей задержки, вероятности потерь пакетов, надежности)

      • наличие полной линейки оборудования, поддерживающего выбираемую технологию и нескольких конкурирующих вендоров



    1. Детализация стеков протоколов, включая протоколы верхних уровней для поддержки служб

    Графическое отображение стеков протоколов, с детализацией внутрисистемных и межсистемных интерфейсов, со ссылкой на соответствующие открытые стандарты или с указанием на фирменные стандарты.



    Пример графического отображения стека протоколов технологии GPRS


    Пример графического отображения стека протоколов Softswitch Nortel Networks.


    Пример графического отображения интерфейсов технологии GSM

    Пример характеристик интерфейсов и типов услуг, предоставляемых через эти интерфейсы.

    Тип сервиса GSM

    Интерфейс GSM

    Полоса пропускания, кбит/с

    SS7

    Е, A, A-ter

    64

    PCM (голос)

    Е,А

    64

    GSM-FR/EFR (голос)

    A-bis, A-ter

    16

    Поток SID в паузах

    A-bis, A-ter

    16

    Пустые кадры

    A-bis, A-ter

    16

    V.1 10 (данные, 8к)

    E,A

    64

    V. 110 (данные, 16к)

    E,A

    64

    V.1 10 (данные, 8к)

    A-bis, A-ter

    16

    V.1 10 (данные, 16к)

    A-bis, A-ter

    16

    GPRS(C1,C2)

    A, A-ter, A-bis

    64/16

    Сигнализация TRX

    A-bis

    64

    Сигнализация О&М

    A-bis

    64


    ЭТАП 2

    1. Оценка количества терминалов

    Для оценки количества терминалов используются различные методы:

    • маркетинговые исследования (например, для сетей общего пользования – в основу оценок может быть положен рост продаж персональных компьютеров – Имеющаяся статистика по продажам компьютеров!)

    • прогнозирование роста терминалов на основе имеющихся данных за предыдущий период (для корпоративных сетей) и т.п.

    Пример прироста терминалов в конкретном предприятии.




    1999г

    2001г

    2002г

    2003г

    2004г

    (прогноз)

    2005г

    (прогноз)

    2006г

    (прогноз)

    Кол-во терминалов

    35

    50

    80

    210










    Рост в %























    Прогнозируемый прирост может быть вычислен с использованием математических методов на базе прикладных программ – Excel, Matchcad, Statistic, SPSS и т.п.


    1. Типы услуг от терминалов и их распределение по узлам доступа.

    Графически и в табличном виде отобразить распределение терминалов по узлам доступа с указанием типов услуг.



    1. Удельная нагрузка от каждого терминала по каждой услуге,

    Нагрузка, создаваемая каждым терминалом может быть оценена на основе имеющихся статистических измерений или нормативов.












































































    1. Статистические свойства нагрузки от каждой услуги,




    Например, на данных рисунках представлены графики загрузки интерфейса Е1 сжатым речевым пакетным трафиком по часам суток и дням недели.

    Приведенные рисунки показывают, что соотношение между пиковыми объемами передаваемой информации и средним объемом передаваемой информации, является величиной достаточно стабильной, лежащей в диапазоне – 2…3. В расчетах можно принять это соотношение равным 2,5.

    Такое же соотношение между пиковой нагрузкой и средней можно наблюдать и для услуг передачи данных.

    Это позволяет рассчитать пиковые значения нагрузки в течение часа, зная средние значения нагрузок. Средние значения нагрузок можно вычислить на основе имеющихся статистических данных.

    Например, известно, что средние расходы одного Интернет-пользователя на dial-up доступ составляют 400 рублей/в месяц при средних тарифах (день/ночь) – 20 рублей/час. Следовательно, нагрузка от одного пользователя составляет 20 часов в месяц. При средней скорости dial-up соединения 40 кбит/с можно рассчитать – сколько средний пользователь скачивает информации для наиболее популярных сервисов Интернет – web/E-mail/ftp. Для этого воспользуемся данными следующей таблицы:








    Требуемая скорость

    (информационная)

    Кбит/с

    Нагрузка

    A (Эрл)

    Кпач

    КэффIP

    Доля трафика

    Сервисы Интернет

    WWW (http)

    (поиск документов)

    4,8…128

    *

    5…50

    0,9

    (1-57/576)

    90%

    E-mail

    2,4…64

    **

    2…5

    0,9

    5%

    FTP

    64…2048

    ***

    2…5

    0,9

    5%

    Другие сервисы

    IP-тлф

    6,4…64

    0,1/канал

    2…10

    0.25…0.75




    FAX

    9,6…64

    0,15/канал

    2…10

    0,6…0.8




    V/Tlf

    128…384

    0.03/канал

    5…50

    0,4…0,8




    V/Conf

    512…2048

    ****

    5…20

    0,4…0,8





    Требуемая скорость передачи информации для каждого вида сервиса колеблется в широких пределах и зависит от следующих параметров:

      • уровня обслуживания, выбираемого абонентом (более высокие уровни обслуживания имеют более высокие тарифы и требуют более высокой скорости передачи информации),

      • для определения средних скоростей передачи информации, необходимы сведения о статистическом структурном составе клиентов (по уровням доходов или платежеспособному спросу).

    Например, время доставки электронного сообщения (E-mail) согласно РД45-129-2000 – не должно превышать 4 часов для срочного уровня доставки.

    Время ожидания отклика на запрос информации – не более 1 мин.


    1. Суммарная нагрузка от всех услуг и терминалов.


    Не имея других статистических данных, можно полагать что трафик реального времени, требующий предварительного установления соединения и резервирования полосы пропускания на все время сеанса, в пакетных сетях не подвергается статистическому мультиплексированию, а, следовательно, нагрузку, создаваемую отдельными терминалами, можно как и в ТфОП – суммировать. Т.е. суммируются (с учетом коэффициента концентрации в доступе) полосы пропускания, занимаемые отдельным разговорным соединением. Полоса пропускания каждого разговорного соединения определяется типом используемого кодека и избыточностью протокольного стека RTP/UDP/IP.

    Для трафика не реального времени, можно использовать статистическое мультиплексирование, т.е. суммировать трафик от разных услуг с учетом Кпач.


    1. Распределение нагрузки по направлениям.

    Для распределения нагрузки от диалоговых симметричных услуг (в первую очередь речевые услуги) по направлениям используются методы известные из теории построения ТфОП, а именно – основанные на расчете коэффициентов тяготения.

    Для переноса трафика из сетей ТфОП в пакетные мультисервисные сети, можно использовать имеющуюся сложившуюся модель распределения трафика в ТфОП.

    В сети, которая проектируется впервые, нет таких исходных данных. Поэтому, можно рассчитать коэффициенты тяготения с учетом распределения количества терминалов по направлениям.

    Для услуг, требующих привлечения ресурсов сетевых серверов поддержки служб web, e-mail, dns, ftp, billing, SN, и т.п., необходимо учитывать размещение этих серверов по точкам подключения к сетевым узлам CN.

    Для качественного пропуска всех видов трафика по мультисервисной сети, необходимо соблюдать определенные соотношения между всеми видами трафика. Известно, что наиболее критичным к задержкам (прямо влияющим на качество передачи) является трафик реального времени.

    Если требуемая пропускная способность для трафика реального времени достигает 30% от общей пропускной способности интерфейса, то качество передачи этого трафика резко снижается. Поэтому, для гарантированного пропуска всех видов трафика на этапе проектирования и начальной эксплуатации сети необходимо соблюдать соотношение между трафиком типа 1/2/3 как 30/30/40, т.е. трафик реального времени имеет 30% от общей полосы пропускания, трафик транзакций – 30%, передача данных – 40%.
    Для передачи речи (IP-телефония) необходима:

    - оценка количества пользователей;

    - для профиля G.7xx/RTP/UDP/IP/MPLS/… оценка избыточности трафика.
    Речевую нагрузку можно оценить тремя способами:
    1-ый СПОСОБ. В Эрлангах по типичным значениям из ВНТП
    2-ой СПОСОБ. Нагрузку можно оценивать в кбит/с для каждого типа кодека, с учетом резервирования полосы пропускания и протокольной избыточности IP-технологии.
    3-ий СПОСОБ. Речевую нагрузку можно оценивать в кбайтах (Мбайтах).

    Среднестатистическая длительность речевого сеанса N минут. При скорости V кбит/c, за одно соединение (вызов), можно передать N*V кбайт.


    n/n

    Тип кодека

    V

    Скорость

    Кбит/с

    V

    Скорость

    Кбайт/с

    Ts

    Длительность сеанса

    сек

    O

    Объем трафика за сеанс (Кбайт)

    1

    G.711

    64

    8

    120

    960

    2

    G.723.1

    6,4

    0,8

    120

    96

    3

    G.723.1

    5,3

    0,6625

    120

    80

    4

    G.726

    32

    4

    120

    480

    5

    G.729

    8

    1

    120

    120

    6

    GSM-FR

    13

    1,625

    120

    195
    написать администратору сайта