Управление качеством обслуживания в ткс.
8.1 Общие сведения о системе качества обслуживания
Необходимость во множественном доступе к разделяемым вычислительным ресурсам обусловила создание распределенных систем. Со стороны конечного пользователя, такая система является не чем иным, как совокупностью сетевых служб, обеспечивающих возможность передачи, получения, обработки и хранения информации или доступа к необходимым ему услугам. Естественно, что для выполнения данных функций распределенная система должна не только предоставлять пользователю необходимые услуги, но и обеспечивать их должное качество — «качество обслуживания» (Quality of Service, QoS).
Сетевая служба распределенной системы может либо гарантировать соблюдение определенного QoS, либо стремиться повысить его, не гарантируя поддержания в процессе пользования услугой. Применение того или иного подхода, а также определение состава и области допустимых значений показателей качества, устанавливается в соглашении об уровне предоставляемых услуг (Service Level Agreement, SLA) с учетом позиций и пользователя, и сетевых служб распределенной системы.
1. Задача построения концепции QoS сводится к установлению взаимосвязи требований пользователей и тех свойств объекта, которые, с одной стороны, могут быть выражены известным способом, а с другой — могут подвергаться изменениям для достижения указанных требований.
Показатель QoS может рассматриваться как одна из измеряемых величин, вводимых по модели объекта при соответствующей идеализации его свойств. Моделью может служить математическое выражение, схема, условное описание с указанием скалярных или векторных показателей использующих соответствующие количественные категории.
Таким образом, если характеристика QoS количественно отражает тот или иной аспект качества услуг, описываемого математическими моделями пользователя и объекта, то показатель QoS количественно выражает фактические возможности предоставления того же аспекта качества услуги и по этой причине может контролироваться и изменяться путем соответствующего управления.
Требования QoS могут определяться несколькими характеристиками, отражая, в том числе компромиссы между ними, и могут относиться как к одному отдельному сеансу взаимодействия в рамках собственно предоставления услуги, так и к нескольким, например, имеющим место в определенный период времени.
Очевидно, что понятие характеристики QoS и понятия определяющих ее параметров и контекста отличаются, так как последние могут выражать, например:
желаемый уровень характеристики;
определяемые по характеристике минимальное и максимальное предельные значения;
уровни граничных значений;
величины, используемые для передачи накопленной информации;
предупреждения или сигналы, требующие корректирующего действия, последовательность действий различных аспектов QoS.
2. Понятие рабочего уровня QoS вводится в результате соглашения сторон об уровне качества услуги (QoS) и отражает «нормальное» значение характеристики в процессе предоставления услуги.
Отношение QoS определяет взаимные обязательства между объектом и пользователем является способом выражения взаимосвязи требований и возможностей системы по обеспечению QoS
Т
ребование
(А) Возможности (А).
Управление QoS (QoS management) можно определить как совокупность действий, которые направлены на выполнение объектом требований по поддержанию необходимого уровня QoS, а так же процедур его контроля и администрирования. Управление QoS представляет собой любой вид деятельности, касающийся контроля, управления и администрирования QoS в рамках объекта и его компонентов. Для этого используются различные функции управления QoS (QMF, Quality Management Function), которые основаны на заложенных в объект требованиях к QoS и относятся к любой функции, предназначенной для удовлетворения требований пользователем к QoS. QMF определяется типом объектов, выполняемой функции, затрагиваемых характеристик, используемых механизмов, фаз управления и т. д., а самоуправление QoS включает следующие возможности:
установку (организацию) QoS по его характеристикам;
контроль наблюдаемых параметров QoS;
сигнализацию QoS;
поддержание необходимого уровня QoS;
управление объектами QoS;
запросы относительно некоторой информации или действия QoS;
предупреждения на основе событий, относящихся к управлению QoS.
3. При реализации QMF необходимо рассматривать три основные фазы управления QoS:
фазе прогнозирования, предназначенной для предсказания поведения объекта с тем, чтобы он мог правильно включать механизмы QoS, создавая, как правило, запросы, касающиеся текущей загруженности элементов объекта, предыдущего достигнутого уровня QoS и т. д.;
фазе организации QoS, служащей для создания условий достижения определенных значений показателей качества, например, выражая требования на QoS, вступая в переговоры или возобновляя их, заключая соглашения по предоставляемому QoS и действиям, предпринимаемым в случае его снижения, и включая необходимые на рабочей фазе механизмы;
рабочей фазе QoS, предназначенной для слежения за выполнением достигнутых на фазе установления соглашений и выполнения действий при невозможности таких соглашений.
Фаза прогнозирования QoS предназначена для предсказания возможности выполнения предъявленных требований. В Фазе организации QoS участвующие в управлении объектом стороны договариваются о требованиях QoS, характеристики которых соответствуют параметрам обслуживания, а также инициируются механизмы, необходимые для поддержания рабочей фазы.
Рабочая фаза основная фаза процесса управления, в течение которой объект производит отслеживание QoS, полученного в результате фазы установления соглашения, и проводит инициализацию действий при невозможности соблюдения этого соглашения.
Для соблюдения соглашения об уровне услуг в рамках систем управления (TMN, CORBA, NQMS и др.) в течение времени предоставления услуги осуществляется управление QoS, заключающееся в его поддержании на необходимом уровне и использующее такие механизмы, как:
управление доступом к объекту;
выделение ресурсов;
регулирование работы объекта;
опрос, предупреждение, фильтрация;
синхронизацию, обеспечивающую:
временное соответствие действий или событий;
гарантию реализации других механизмов целостности и связности.
Первые два механизма служат для управления запросами на услугу и требуемыми для нее ресурсами, соответственно:
ограничивая посредством механизмов управления доступом приема запросов на услугу, что необходимо для предупреждения перегрузки ресурсов или нарушения текущих временных рамок;
осуществляя с помощью механизмов выделения ресурсов их перераспределение, например, в целях противодействия обнаруженной деградации QoS или для поддержки приоритетной активности объекта.
4. Выбор показателей QoS требует предварительного установления их связи с непосредственно контролируемыми или получаемыми на их основе посредством расчетов параметрами QoS. В связи с этим следует различать:
единичный показатель QoS, который характеризует работу одного объекта или его компонента и получен путем расчета из соответствующих результатов контроля;
обобщенный показатель QoS, который характеризует работу объекта в целом и/или услугу и формируется из единичных показателей QoS;
интегральный показатель QoS, который характеризует объект с позиций предоставляемых услуг в части контракта QoS.
На основании полученных показателей, выражаемых набором характеристик QoS, определяются возможности объекта по обеспечению QoS, которые позволяют установить связь предлагаемого QoS с показателями полученного QoS.
Распределенная информационная система, в общем случае, может быть представлена пятью основными составляющими: предметной (enterprise), информационной (information), алгоритмической (algorithmic), конструкторской (engineering) и технологической (technology), каждая из которых характеризуется функциональностью, доступностью, совместимостью, управляемостью, защищенностью. Обобщенная модель исследования любой информационной системы может быть представлена в трехмерном виде (рис. 8.1) с поверхностями, отражающими область, цель и метод контроля применительно к тому или иному аспекту исследования, в данном случае — качеству обслуживания — QoS в электросвязи, и составляющими модели в виде секущих плоскостей соответствующих поверхностей.
Предметная область определяет предметный аспект контроля распределенной системы, фиксируя требования к качеству и, следовательно, определяя возможный круг параметров и показателей по которым может или должен производиться контроль для обеспечения QoS по заданным характеристикам. Данная область определяет также и возможности по обеспечению QoS.
