Качество на обслужване в агрегиращите точки на операторските мрежи
Методите за гарантиране качеството на обслужване (Quality of Service, QoS) е сред новите предизвикателства в отрасъла. Както се очаква, с помощта на този метод Интернет престава да бъде изключително и само свързани помежду си подмрежи, а отново се превръща в единна система и транспортна платформа за различни услуги. Добра илюстрация на това твърдение е общуването с помощта на предаване на глас по IP (Voice over IP, VoIP), където трафикът излиза от пределите на мрежата на отделния телеком.
Броят и популярността на услугите, „възприемчиви“ към качеството на обслужване и използващи глобалната мрежа като транспортна платформа, постоянно расте. Първоначалните приложения, в частност електронната поща или сърфиране в Интернет, са относително невъзприемчиви към стойността на такива параметри, като закъснение (Delay), вариране на закъснението (Jitter), загубата на пакети (Loss) и пропускателна способност. Но за обезпечаване безпроблемната работа на приоритетните услуги (IP телевизия, видео по заявка (VoD), отдалечено изпълнение на приложения и др.) се изисква определено ниво на качеството на транспортната платформа. Към тези показатели много чувствителни са също приложенията в реално време: VoIP, интерактивни игри, системни за дистанционно обучение, видеотелефония и интерактивно телевизионно предаване.
Изисквания към транспортната мрежа
Високите изисквания към транспортна мрежа пораждат необходимост от приемане на QoS, който да се използва в мрежата на доставчика. Чрез обединяване на различните мрежи в една, доставчиците на телекомуникационни услуги се стремят към консолидация на мрежата и създаване на всеобхватна транспортна платформа на базата на IP протокола. Това се отнася не само за телефонните и широколентовите мрежи, а и за мобилните и телевизионните кабелни мрежи. Подобна консолидация води до високо натоварване на магистралите, тъй както по една транспортна мрежа се предават различни услуги с различни изисквания към параметрите на преноса.
За да не бъдат ограничени приоритетните услуги с предопределено гарантирано качество само до вътрешната мрежа на доставчика, QoS параметрите задължително трябва да се съхранят при прехода към други мрежи, т.е. необходими са технологии между доставчиците, които да обезпечават тези QoS параметри. Тези технологии могат да помагат QoS параметрите да бъдат ориентирани не към мрежата, а към услугите, излизащи извън пределите на автономните системи. В зони на на взаимно свързване на операторските мрежи досега се приемаше модел с допълнителна пропускателна способност (Overprovisioning). Според този модел, пропускателната способност на линиите се увеличава в момента на възникване на определено натоварване, така че да се предотврати забавянето или загубата на пакети. Всички пакети с данни обаче се е обслужват еднакво.
С помощта на този метод могат да се постигнат добри средни показатели на закъснение и загуба на пакети за трафика с данни. При кратковременни пикови натоварвания заради рязко увеличаване на трафика или прекомерно натоварване заради смущения по линията, всички непредадени по-нататък пакети се забавят или отхвърлят, независимо от тяхната принадлежност към една или друга услуга. Такъв подход не позволява да се гарантира надежден транспорт на приоритетния трафик между два или няколко доставчика, вследствие на неговата предразположеност към препятствия в инфраструктурата.
Потребностите от QoS технология между доставчиците лесно се представят при телефонен разговор VoIP, когато абонатите използват услуги от два различни доставчика. При този процес сигнализационните и гласовите данни се конвертират от IP мрежата в комутируемата обществена телефонна мрежа (PSTN) посредством медиен шлюз (Media Gateway). Доставчикът на търсения абонат също разполага с медиен шлюз, конвертиращ данните от PSTN към IP. Тъй като PSTN представлява мрежа с комутация на канали, не се налага допълнително QoS на връзките.
При реализирани QoS технологии в междуоператорските връзки приоритетните приложения могат да се защитят от смущения при преноса в съответствие с техните изисквания. В резултат има възможност от отпадане на обходния път през PSTN мрежа за VoIP връзки и да се предложат на клиентите на другите мрежи услуги като IPTV. В този случай в рамките на всеки отделен приоритетен клас има място за допълнителна защитена пропускателна способност, тъй като всеки клас предоставя предварително определена пропускателна способност. В резултат при претоварване се оказва невъзможно да се обезпечи нужното качество на предаване.
За стандартен клас трафик може да се свикне и с по-продължителни закъснения и относително по-големи загуби на пакети. В случай, че по линиите, снабдени с QoS, внезапно се увеличи обемът на предаваните данни, то най-напред се ограничава стандартният трафик. Отделните приоритетни класове могат да спазват свои стандарти за качество, при условие, че предварително определената максимална пропускателна способност за даден клас не бъде надхвърлена.
INTSERV И DIFFSERV
Как да се реализира успешно QoS при взаимното свързване на операторите? Различните QoS модели могат да бъдат разделени на две категории. Първата – интегрирани услуги (Integrated Services, IntServ), където системата заявява за всяко връзка маршрут с необходимите параметри на предаване. Ако тези параметри бъдат гарантирани до крайната точка, то необходимата пропускателна способност се резервира и се установява връзка от край до край (End-to-End). След това, този маршрут може да се използва от съответните приоритетни услуги, а след това приключване на връзката системата го ликвидира и освобождава резервираната пропускателна способност. Втората категория са т.нар. диференцирани услуги (Differentiated Services, DiffServ). При нея всеки мрежови възел препраща пакетите по-далеко със съответните им приоритети (принадлежност към определен класов) и независимо от други възли. Всички пакети от отделен клас се обслужва по еднакъв начин (вж. Фигура 3).
Пример за архитектура с използване на модела DiffServ
Предимството на модела IntServ се състои в ясно определената и гарантирана пропускателна способност, а това значи, че е налична по-висока степен на детайлизация. Този механизъм е лесен за управление, тъй като се позволява следене на всеки маршрут и на всяка връзка. Основен недостатък е повишената сложност, ограничената мащабируемост и значително по-високи разходи (Overhead) за изграждане и поддържане на маршрути.
При използването на октет за обозначаване на типа услуга в хедъра на IP-то, моделът DiffServ не води до допълнително увеличаване на разходите. В резултат на обединяването на всички пакети от един клас детайлизацията малко намалява, тъй като всяка промяна на конфигурацията се отразява на всички връзки от този клас. За сметка на това нивото на сложност е доста ниско, а мащабируемостта практически е неограничена. Даже при комбинирана инфраструктура мрежата на всеки доставчик остава с централизирано и независимо управление, тъй като не се осъществява резервиране на пътищата извън пределите на мрежата. Някои доставчици използват механизма DiffServ в своите магистрали, тъй като е по-прост и има висока степен на мащабируемост.
Дългогодишният опит от използване на DiffServ в мрежа на немксия телеком Deutsche Telekom и успешното завършилите тестове в зоните на взаимно свързване на мрежата му с инфраструктурата на неговите партньори потвърждават полезността на тази технология. При този доставчик се гарантира пренаписване на QoS етикети върху входящия трафик в пограничните маршрутизатори, а приетата в мрежата на партньора QoS схема се отразява и в собствената QoS схема на DT.
Покрай техническата реализация на QoS е важно да се обърне внимание на въпроса за сигурността. Пиъринговите споразумения между доставчиците трябва да се разширя в съответствие с броя класове услуги, с указаната в тях максимална пропускателна способност и с останалите параметри на качеството. Както и досега приоритетният трафик трябва да се проверява по вид и обем на входния интерфейс на пограничните маршрутизатори, а при необходимост да се въведат ограничения с цел предотвратяване претоварването на трафика от приоритетния клас в собствената мрежа. Но стремежът на доставчиците към използване на QoS решения все още се подлага на критика: от една страна, опонентите се боят да загубят неутралността на мрежата си, т.е. появата на пречки за неограничен трафик на данни във всяка точка на Интернет мрежата. От друга страна, някои от тях счита QoS технологията за излишна и предлагат отказ от нея в полза на постоянния допълнителен резерв от пропускателна способност.
По първата точка може да се възрази, че независимо от резервираната за приоритетния трафик пропускателна способност, остава минималната лента за пропускане на стандартния трафик. Освен това целенасоченото забавяне или блокиране на отделните приложения не бива да се отъждествява с приоритетната обработка на определени приложения. Става дума за това, че специалните услуги ще имат някакъв приоритет. По отношение на останалия трафик от данни не се прави никаква разлика между приложенията. Съществуват приложения, например функцията VoIP обаждане до номер за спешни услуги, при което съгласно закона то трябва да бъде винаги достъпно и защитено от сривове. Без QoS е невъзможна ефективната реализация на тези условия, тъй като пикът на натоварването или авариране на линиите не могат да се предвиждат предварително.
При липсата на QoS в мрежата за достъп новите предложения като IPTV например също ще работят със спънки. Трябва да се добави, че Интернет обединява мрежите на множество доставчици, в които винаги съществуват сегменти, в които достъпът е ограничен или отсъства. Това може да бъде предизвикано от повреди или недостатъчен капацитет на връзките, както и несъгласуваности между отделните доставчици.
Като втори аргумент може да се изтъкне, че нуждата от постоянен допълнителен резерв от пропускателната способност е оправдана само частично. Предоставянето на по-голяма пропускателна способност по магистралната мрежа, отколкото е необходима за ежедневната експлоатация, може да бъде напълно оправдано. Следва да се отчете, че такава възможност има само там, където увеличението на пропускателната способност не води до проблеми, както това става при зони за взаимно свързване на мрежите на различните оператори или в мрежата за достъп. Разширяването на компонентите в тези мрежовите сегменти се оказва и по-скъпо, и по-трудно в сравнение с увеличаването на пропускателната способност в ядрото на мрежата. Но и при магистралите QoS технологията може да защити чувствителните услуги от загуба на качество при аварии.
Перспективи
При разглеждането на перспективите за развитие на Интернет трябва да се изходи от това, че ролята на QoS ще става все по-отговорна. Набиращите популярност услуги за мобилен достъп до Интернет много зависят от функционирането на QoS технологията, тъй като пропускателната способност на подобни мрежи на този етап не може да се увеличава със същия темп, който е необходим за нормалното функциониране на новите приложения.
Нараства и значението на стабилността на широколентовия достъп към Интернет за компаниите и частните лица. Все по-често се използват услуги, които в конкретно време се оказват критично важни (например Femtocells). QoS представлява важна технология, разпространяваща се в мрежите отвътре навън.
В магистралите и в зоните за достъп този метод е внедрен частично, получавайки все по-голямо разпространение и осигурявайки работата с ориентация към услугите. Ако QoS бъде приет в точките за взаимно свързване на операторските мрежи, то всички сегменти ще успеят да осигурят надежден пренос на приоритетните услуги. От това може да се направи извода, че методи за качество на обслужването следва да се считат за новото предизвикателство през отрасъла. Да се надяваме, че тяхна помощ Интернет отново ще стане единна система и транспортна платформа за различни услуги, а не просто съвкупност от събрани отделни подмрежи.
До 2011 г. интернет трафикът ще се удвоява ежегодно, а за 5-годишен периода анализаторите предсказват петкратно увеличение (2006 – 2011).
VoIP разговор между абонати на различни оператори е възможен само при прилагане на QoS механизъм от край до край.
КОМЕНТАРИ
"Качество на обслужване в агрегиращите точки на операторските мрежи"
Tech Quiz
Последни новини
- Стартира проектът „ТОП ИКТ Работодател“
- В 29 общини и 24 малки селища ще се изгражда инфраструктура за ШЛ интернет по проект на ЕСМИС
- Двуобхватен маршрутизатор от новата серия amplifi обяви D-Link
- D-Link вдига HD оборотите с нов двулентов високопроизводителен рутер DIR-857
- Мултимедийните системи Aastra 400 обслужват комуникациите на СМБ