Сетевые характеристики

В качестве сетевых характеристик поступают формализованные значения качества типовых услуг.

Типовые сетевые характеристики:

• Производительность – средний объем передачи данных;

• средняя скорость передачи данных, трафика;

• надежность, характеризует передачу трафика без потерь и перерывов в обслуживании;

• безопасность, защита данных трафика от НСД (несанкционированный доступ);

• масштабируемость, степень ухудшения характеристик, в случае значительного увеличения пользователей.

Качество предоставляемых услуг в количественных терминах описываются в договоре с поставщиком услуг (SLA).

Производительность

Каждый бит должен передаваться без задержек с постоянной скоростью. При этом пакеты, посланные источником, должны приходить в той же последовательности получателю. Но в реальности не так:

Формирование очереди приводит к задержкам, которые могут быть в десятки раз больше средней задержки. Если передается речь, то она может исказиться.

Пакеты могут доставляться в различной последовательности, т.к. они могут доставляться различными путями, где различные очереди. Это связано с тем, что любой маршрутизатор отправляет пакет по разным маршрутам в соответствии с выбранным алгоритмом маршрутизации или пакет приходит с искажениями данных. Следовательно, средняя скорость на узле назначения может отличаться от скорости на узле отправителя. Применяют статистические методы для характеристики задержек пакетов. Чтобы построить гистограмму задержек, весь диапазон задержек разбивают на несколько интервалов и измеряют, сколько пакетов попало в тот или иной интервал.

В пределе получается непрерывная функция – плотность распределения задержек пакетов. По ней можно подсчитать P (вероятность) задержек определённого значения (смотри теорию вероятности).

Среднее значение задержки:

.

d –сумма всех задержек.

N – количество измерений.

Джиттер ( стандартное отклонение)

Среднее отклонение от среднего значения задержки:

[сек]

Если di все равны, то вариация отсутствует, отклонений нет.

Коэффициент вариации

Коэффициент вариации . характеризует трафик, если 0 – равномерный поток, если 1 – пульсирующий трафик.

D – среднее время задержки.

Максимальная задержка

Не должна превышать задержки пакетов с заданной вероятностью. Обычно устанавливают вероятность очень высокую – 0,95–0,99. Если задержка 100 мс и вероятность 0.5, то это не хорошо.

Время реакции сети

Интегральная характеристика, определяется как интервал времени между запросом и ответом пользователя.

Время оборота данных в сети (RFT)

Чистое время трассировки данных от узла отправителя до узла получателя и обратно.

Характеристика скорости передачи (information rate)

Частное от деления объема передаваемых данных на продолжительность периода передачи.

Средняя скорость передачи данных (SIR: sustained information Rate)

Определяется как частное от деления большого объема передаваемых данных на большом периоде времени.

PIR() – пиковая скорость передачи данных

Наибольшая скорость в сети

Характеризует возможность сети справиться с пиковой нагрузкой.

Величина пульсации

Используется для оценки емкости буфера коммутатора, необходима для хранения данных во время передачи, определяется как , где T = интервал времени (период пульсации).

Коэффициент пульсации трафика

Отношение максимальной скорости к средней скорости трафика, измеренное на длительном интервале времени.

Надежность

В качестве характеристики потерянных пакетов используется доля потерянных пакетов: [%].

Доступность

Время в котором сеть находится в работоспособном состоянии. Высокий уровень доступности у стационарной телефонной сети.

Отказоустойчивость (Tolerance)

Способность системы функционировать в случае отказа отдельных элементов. Вопрос надежности очень важен, для организации сети решается несколькими способами. Повышение надежности активных элементов – проблематичная вещь, достичь идеального состояния нельзя.

Основная задача: передать, доставить трафик, также выбрать альтернативных маршрутов.

Надежность передачи данных обеспечивается следующими решениями.

Следующие методы:

1. Сеть определяет альтернативный маршрут после отказа основного. Значит в таблице продвижения потока коммутатора сети определен только один маршрут. После его отказа, с помощью определенного сетевого протокола, начинается поиск другого маршрута. Как правило, это может привести к потере десятков секунд в зависимости от сложности сети. Возможна потеря данных за время, пока ищется маршрут.

2. Сеть заранее находит и использует два маршрута, образуя избыточный поток, причем второй поток незаметен пользователю. Данные идут по двум маршрутам. Один основной, другой резервный. На приемном конце данные с резервного маршрута отбрасываются в случае получения по основному. С точки зрения надежности – эффективное решение производительности – повышает затраты в сети.

3. Сеть заранее находит два маршрута, а использует только один. При отказе переход на альтернативный маршрут происходит быстрее, однако возможна потеря данных, отправленных по отказавшему маршруту, т.к. сеть состоит из элементов, которые могут выключаться, отключаться и отказывать с определенным интервалом времен осуществляется обновление таблиц маршрутизации в автоматическом режиме.