Типы сервисов передачи данных

Мультисервисная сеть должна предоставлять различные услуги по передаче данных, различные сервисы. Требования к сервисам описаны в договорах между провайдерами или провайдером и клиентом.

Мультисервисная сеть переводит требования сервисов в требования к ресурсам. Необходимые ресурсы локализуются с помощью механизмов служб передачи, следовательно, нужно ясно представлять связь между типом сервиса и набором механизмов, которые обеспечивают поддержку этого сервиса.

Сервисы в общем случае могут быть разбиты на три категории:

• наилучшая попытка (передача по возможности)

• дифференцированные сервисы

• гарантированные сервисы.

Сервис наилучшей попытки – сервис по передаче данных, который предоставляет Internet. Традиционные очереди в IP-маршрутизаторе обслуживаются механизмом FIFO (первый пришел – первый обслуживается), если буфер не полон, или сбрасываются, если буфер полон. При FIFO-планировщике сервис не гарантирует задержку пакетов и не гарантирует защиту от других соединений. Можно характеризовать следующим образом сервис наилучшей попытки:

1. неспособность защищать соединения от других соединений;

2. неспособность выбирать классы соединений;

3. неспособность определять всплески потоков в узлах магистрали;

4. неспособность выполнять контроль доступа в магистраль.

Таким образом, защита от перегрузок выполняется только за счет сброса пакетов в узлах сети, следовательно, для того чтобы ввести другие сервисы, нужно ввести механизмы, которые бы защищали классы соединений, и это приведет к дифференцированным сервисам. Кроме того, дополнительно можно ввести механизмы контроля доступа, и это обеспечит введение гарантированного сервиса. Покажем в таблице 2 развитие сервисов.

Таблица 2. Развитие сервисов от наилучшей попытки к гарантированному сервису.

Наилучшие попытки	Дифференцированный сервис	Гарантированные сервисы
		Адаптивное время	Воспроизведение в реальном времени	Строгое реальное время
Гибкая сессия			Строгая сессия
Без соединений		Ориентация на соединение
–		Контроль доступа
Нефиксированный маршрут			Фиксированный маршрут
	Регулирование трафика на основе механизма Leaky Bucket
	WFQ, деление на классы	WFQ, деление на классы/потоки (2 приоритета)	WFQ, деление на потоки
			Формирование трафика
				Контроль джиттера
	Выбор запланированного QoS	Передача с запросом качества обслуживания
	QoS класса	QoS потока

Для дифференцированных сервисов должна быть предусмотрена дисциплина очереди WFQ и пошаговое поведение (без установления соединения). Маршрутизаторы IP должны быть сконфигурированы для классов и для операций без соединений. Каждый класс имеет соответствующие характеристики качества обслуживания QoS. Маршрутизатор определяет класс потока и предоставляет соответствующий сервис классу. Планировщик должен для каждого класса обеспечить полосу пропускания, достаточную для удовлетворения минимальных требований QoS класса. Кроме того, в маршрутизаторе для очереди класса должно быть введено ограничение по скорости прибытия пакетов, и это ограничение выполняется механизмом Leaky Bucket. Таким образом, контроль загрузки в каждом узле ограничивает задержку пакета в каждом узле. В маршрутизаторе работает алгоритм WFQ – алгоритм взвешенного обслуживания очередей, т.е. планировщик распределяет полосу пропускания между классами в соответствии с весами классов. Если же очередь пустая, то планировщик назначает доступную полосу непустым очередям пропорционально их весу.

Гарантированные сервисы разбиты на три категории. Все категории используют контроль доступа, но категории отличаются природой трафика и, соответственно, требованиями гарантий качества обслуживания.

К гарантированным сервисам относятся:

• адаптивные сервисы,

• сервисы воспроизведения в реальном времени,

• сервисы строгого реального времени.

Адаптивные сервисы позволяют повысить качество передачи голоса и видео по Internet. В целом эти сервисы стремятся избежать перегрузок. Приложения, использующие данный сервис, терпимы к джиттеру и потерям пакетов. Контроль перегрузок осуществляется с помощью контроля доступа, и, по крайней мере, одному из классов предоставляется гарантированная полоса пропускания (классу с наивысшим приоритетом). Фиксированный маршрут не помешает для поддержки QoS, но он не поддерживается сервисом.

Сервисы строгого реального времени используются приложениями с высоким требованием качества. Требования предъявляются по потерям, задержке и джиттеру. Для обеспечения этих требований необходимы:

• фиксация маршрута,

• классификация и выделение потока,

• установление соединения,

• точная оценка полосы пропускания,

• точная оценка буфера под гарантию средних потерь,

• точное регулирование трафика на основе Leaky Bucket,

• сложная техника контроля доступа.

Сервисы строгого реального времени предоставляются в АТМ.

Сервисы воспроизведения в реальном времени используются для воспроизведения аудио и видео, они требуют ограничения задержки, а установление джиттера может быть реализовано с помощью буферизации у получателя. Для того чтобы удовлетворять требованиям QoS, сервис использует:

• соединения с фиксированными маршрутами,

• контроль доступа,

• идентификацию потоков в узлах,

• четкое регулирование трафика на основе Leaky Bucket.

Этот сервис может быть развит из дифференцированного сервиса с WFQ, если классифицировать потоки, использовать фиксированные маршруты и контроль доступа.