Требования разных типов приложений к качеству обслуживания.
Кнастоящему времени проделана большая работа по классификации трафикаразличных приложений. Вкачестве основных критериев классификации были приняты три характеристики трафика:
относительная предсказуемость скорости передачи данных;
чувствительность трафикакзадержкам пакетов;
чувствительность трафикакпотерям иискажениям пакетов.
Предсказуемость скорости передачи данных
В отношениипредсказуемости скорости трафикаприложения делятся на два больших класса: потоковый трафик(stream)ипульсирующий (burst).
Приложения спотоковым трафиком порождают равномерный поток данных, который поступает всеть спостоянной битовой скоростью (ConstantBitRate, CBR).При пакетном методе коммутации трафиктаких приложений выглядит как последовательность пакетов одинакового размера, равногоВбит, следующих друг за другом через один итот же интервал времени Т.
Constant Bit Rate =В/Т(бит/с)
Средняя скорость потокового трафикаCBRможет быть вычислена путем усреднения на одном периоде:
CBR=В/Т (бит/с), В–размер одного пакета вбитах, аТ–период повторения пакетов всекундах.
Приложения спульсирующим трафикомотличаются высокой степенью непредсказуемости, когда периоды молчания сменяются пульсацией, в течение которой пакеты «плотно»следуют друг за другом. Врезультате трафикхарактеризуется переменной битовой скоростью (VariableBitRate, VBR).Так, при работе приложений файлового сервиса интенсивность трафика,требуемая приложению, может увеличиваться от нуля, когда файлы не передаются, до бесконечности, когда после передачи запроса скоординатами файла приложению требуется как можно более быстрая передача данных файла. Строго говоря, любые приложения генерируют пульсирующий трафик,втом числе ипотоковые.
Степень пульсации часто характеризуют коэффициенты пульсации. Коэффициент пульсации равен отношению средней скорости на периоде пульсации ксредней скорости, измеренной на длительном интервале времени, включающем большое количество периодов пульсации.На рис. 3показано три периода измерений, причем пульсации наблюдаются на первом итретьем периодах, а второй период является периодом молчания. Для упрощения расчетов принято, что средние скорости на первом итретьем периодах равны между собой иравны Cburst.Врезультате для приведенного примера коэффициент пульсации оказывается примерно равным 1,5, так как если на каждом периоде пульсации было переданоВбит, то средняя скорость на периоде пульсации равна В/Tburst,ана всем периоде измерений —2В/3Tburst,так что отношение скоростей равно 3/2, или 1,5. Практически любой трафик, даже трафикпотоковых приложений, имеет ненулевой коэффициент пульсации. Просто коэффициент пульсации употокового ипульсирующего трафиковотличается качественно. Уприложений спульсирующим трафикомон обычно находится впределах от 2:1 до 100:1, аупотоковых приложений существенно меньше. Влокальных сетях коэффициент пульсации обычно выше, чем вглобальных, так как на магистралях глобальных сетей трафикпредставляет собой сумму трафиковмногих источников, так что отдельные пульсации по закону больших чисел складываются.
Чувствительность трафикакзадержкам пакетов
Асинхронныеприложения. Практически нет ограничений на время задержки (эластичный»трафик).Пример –электронная почта.
Синхронные приложения.Эти приложения чувствительны кзадержкам, нодопускают их.
Интерактивные приложения. Задержки могут быть замечены пользователями, но они не сказываются негативно на функциональности приложений. Пример –текстовый редактор, работающий судаленным файлом.
Изохронныеприложения. Имеется порог чувствительности кзадержкам, при превышении которого резко снижается функциональность приложения. Пример – передача голоса, когда при превышении порога задержек в100-150 мсрезко снижается качество воспроизводимого голоса.
Сверхчувствительныекзадержкам приложения. Задержка доставки данных сводит кнулю функциональность. Пример –приложения, управляющие техническим объектом вреальном времени. При запаздывании управляющего сигнала на объекте может произойти авария.
Чувствительность трафикакпотерям и искажениям пакетов
И, наконец, последним критерием классификации приложений является их чувствительность кпотерям пакетов.
Чувствитвльныекпотерям приложения. Практически все приложения, передающие алфавитно-цифровые данные (к которым относятся текстовые документы, коды программ, числовые массивы ит. п.), обладают высокой чувствительностью кпотере отдельных, даже небольших, фрагментов данных. Такие потери часто ведут кполному обесцениванию остальной, успешно принятой информации. Например, отсутствие хотя бы одного байта вкоде программы делает ее совершенно неработоспособной. Все традиционные сетевые приложения (файловый сервис, сервис баз данных, электронная почта ит. д.) относятся кэтому типу приложений.
Устойчивые кпотерям приложения. Кэтому типу относятся многие приложения, передающие трафик,несущий информацию об инерционных физических процессах. Устойчивость кпотерям объясняется тем, что небольшое количество отсутствующих данных можно определить на основе принятых. Так, при потере одного пакета, несущего несколько последовательных замеров голоса, отсутствующие замеры при воспроизведении голоса могут быть заменены аппроксимацией на основе соседних значений. Ктакому типу приложений относится большая часть приложений, работающих смультимедийным трафиком(аудио- и видеоприложения). Процент потерянных пакетов не может быть большим, (например, не более 1%). Можно отметить также, что не любой мультимедийный трафиктак устойчив кпотерям данных, например, компрессированный голос или видеоизображение очень чувствительнык потерям, поэтому - относятся кпервому типу приложений.
Между значениями трех характеристик качества обслуживания нет строгой взаимосвязи. Но практика показывает, что из всего многообразия возможных сочетаний значений этих трех характеристик есть несколько, которые охватывают большинство используемых сегодня приложений.
Например, сочетание характеристик приложения «порождаемый трафик– равномерный поток, изохронное,устойчивое кпотерям» соответствуеттаким популярным приложениям, как IP-телефония,поддержка видеоконференций, аудио вещаниечерез Интернет. Существуют итакие сочетания характеристик, для которых трудно привести пример приложения, например: «порождаемый трафик– равномерный поток, асинхронное, чувствительное кпотерям».
Устойчивых сочетаний характеристик, порождающих определенный класс приложений,существует не так много. Так, при стандартизации технологии АТМбыли определены 4класса приложений: А, В, СиD. Кроме того, для всех приложений, которые не попадали ни водин из этих классов, был определен класс Х, вкотором сочетание характеристик приложения может быть произвольным.