С еть доступа

Абонент

Абонент

А бонент

Абонент

Рис.5.1. Распределение задач управления трафиком с привязкой

К сетевой инфраструктуре

Перегрузка является динамической проблемой, и стати­ческие методы ее решения, такие как увеличение размера оперативной памяти, производительности процессора не могут ее решить. Таким образом, огромное значение приобретают механизмы организации и обработки очере­дей и эффективного управления пропускной способностью каналов связи с целью обеспечения динамических решений по контролю и предотвращению перегрузки. Управление трафиком должно не только контролировать перегрузку, но и обеспечивать гарантии качества обслуживания для поль­зователей сети, которые поддерживают различные серви­сы, в том числе, сервисы реального времени.

5.2. Система контроля качества связи QoS в сетях коммутации пакетов

Вопросами обеспечения заданного ка­чества услуг QoS (Quality of Service) в IP-сетях занимаются международные организации в области стандартиза­ции телекоммуникаций. В настоящее время модели QoS разработаны следу­ющими организациями и форумами: Сектор стандартизации телеком­муникаций Международного союза электросвязи (ITU-T); Европейский институт по стандартизации телекоммуникаций (ETSI); Инженерная группа поддержки Интернета (Internet Engineering Task Force— IETF); Форум по мультимедийным ком­муникациям (Multimedia Communi­cations Forum — MMCF); Европейский институт по иссле­дованиям и стратегическому планированию в телекоммуникациях (Europe­ an Institute for Research and Strategic Studies in Telecommunications EURESCOM). Качество обслуживания (Quality of Service, QoS) - это совокупность характеристик услуги электросвязи, которые имеют отношение к ее возможности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности пользователя услуги. Впервые данный термин был определен МСЭ-Т в 1994 г. в рекомендации E.800. В версии E.800 (09/2008) от 2008 года представлен набор терминов, широко используемых при исследовании качества обслуживания (QoS) и управлении им.

Управление ресурсами QoS представляет собой функции сети, включающие идентификацию класса обслуживания, таблицу маршрутизации, ответвление, допуск соединения, распределение ширины полосы, защиту ширины полосы, резервирование ширины полосы, приоритетную маршрутизацию и организацию очередей с приоритетами. При распределении ресурсов система управления ресурсами должна учитывать не только наличие ресурсов и стратегию управления ресурсам, но и требования к QoS для того или иного приложения, оцениваемые по параметрам QoS

В настоящее IETF определил две фундаментальные модели поддержания качества обслуживания в IP-сетях:

модель интегрированных служб (IntServ);

модель дифференцированных служб (DiffServ).

При использовании модели DiffServ, класс определенного ЕР-пакета может быть указан непосредственно в заголовке данного пакета, в то время как модель IntServ требует использования протокола сигнализации для указания маршрутизаторам того, какие именно потоки IP-пакетов нуждаются в специальном обслуживании.

В Рекомендации Е.800 Международного союза электросвязи дается такое определение:

«Качество обслуживания (Quality of Service, QoS) — это общий эффект рабочих характеристик службы, который определяет степень удовлетворенности пользователя этой службой».

В измененной редакции Рекомендации Е.800 (08/94) эта формулировка дополнена перечислением возмож­ных компонентов QoS - наличие в службе базовых и дополни­тельных услуг, удобство пользования услугами, качество от­дельных параметров связи, надежность связи, безопасность передачи информации.

Программ­ное обеспечение QoS предоставляет следующие возможности: управление ресурсами и контроль использования ресурсов (полосы пропускания, оборудования, глобальных каналов); эффективное использование сетевых ресурсов и обслуживание в первую очередь трафика, наиболее важного с коммер­ческой точки зрения; вводить обслуживание по заказу, что позволяет провайдерам Internet и IP-сетей предложить своим клиентам гибкую шкалу услуг; гарантировать мультимедийным при­ложениям и приложениям для обработки звука нужную полосу пропускания и минимальные задержки, а также соответствующее качество обслуживания других приложений, использующих этот канал, не мешая прохождению важ­ного трафика. Методы поддержки QoS в пакетных сетях вообще и IP-сетях в частности уже существуют, причем они сохраняют сравнительно невысокую часть стоимости инфра­структуры сетевых магистралей.

Абонента интересуют те аспекты качест­ва услуги, которые он может реально оценить, то выделены три ключевых параметра: задержка, ва­риация задержки и вероятность потери информации. Рассмотрены нормы на них в различных приложениях (разго­вор, голосовая почта, видеотелефон, од­носторонняя передача видео, просмотр web-страниц, передача неподвижных изображений, интерактивные игры, эле­ктронная почта). По результатам их классификации сформирована мо­дель требований по QoS с точки зрения пользователя (см. рис.5.2).

Терпимы к ошибкам	Разговор (речь, видео)	Передача сообщений (речь, видео)	Потоки (аудио, видео)	Факсимильные сообщения
Нетерпимы к ошибкам	Команды, управление (например, интерактивные игры)	Транзакции (например, электронная коммерция)	Передача сообщений, загрузка файлов	Фоновая информация (например, сетевые новости)
	Задержки информации

Рис.5.2 - Модель требований по QoS с точки зрения пользователя

Механизмы QoS должны обеспечи­вать реализацию следующих функций: управление ресурсами сети, то есть управление полосой пропускания и сетевыми устройствами, а также возможность работы в глобальной сети; эффективное использование сете­вых ресурсов путем использования инстру­ментов менеджмента и тарификации для регулирования трафика; услуги по управлению и контролю параметров QoS, позволяющие провайдерам услуг обеспечи­вать своим клиентам различные уровни обслуживания; эффективное использование ресурсов сети для различных приложений, критичных к используемым ресурсам.

Для предоставления услуг IP-телефонии необходимо обес­печивать контроль и управление качеством обслуживания на границе местной сети, на границе ма­гистральной сети и в магистралях се­тей. Причем на каждом из этих участ­ков могут быть задействованы раз­личные механизмы QoS. Основ­ная задача магистральной сети - максимально быстрая передача дан­ных (в соответствии с их классом) и предотвращение перегрузок. На пограничные устройства возлагаются задачи классификации трафика и четкого выполнения пра­вил его обработки (policing). Организация службы QoS предполагает создание единого сетевого механизма управле­ния правилами назначения приорите­тов и распределения сетевых ресурсов.