
Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції. / Зміст / Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС / Тема 10.4. Підсистема мережного управління на рівнях транспорту й доступу
- Розділ 1. Основи побудови телекомунікаційних систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Загальна архітектура й завдання телекомунікаційних систем
- Тема 1.3. Класифікація мереж, клієнтів, операторів і послуг зв’язку
- Тема 1.4. Стисла характеристика існуючих телекомунікаційних технологій
- Тема 1.5. Вимоги до сучасних і перспективних ТКС
- Тема 1.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 2. Мережі зв’язку наступного покоління: архітектура, основні характеристики й послуги
- Тема 2.1. Визначення й характеристика основних можливостей NGN
- Тема 2.2. Інфокомунікаційні послуги. Особливості послуг зв’язку наступного покоління
- Тема 2.3. Багаторівнева архітектура й функціональний склад NGN
- Тема 2.4. Перспективи концепції NGN
- Тема 2.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання
- Тема 3.1. Відкриті системи та їх взаємодія
- Тема 3.2. Основні організації зі стандартизації мережевих рішень
- Тема 3.3. Еталонна модель взаємодії відкритих систем
- 3.3.1. Багаторівневий підхід і декомпозиція задачі мережної взаємодії
- 3.3.2. Інтерфейс, протокол, стек протоколів
- 3.3.3. Загальна характеристика моделі OSI
- 3.3.4. Фізичний рівень. Функції й приклади протоколів
- 3.3.5. Канальний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.6. Мережний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.7. Транспортний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.8. Сеансовий рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.9. Представницький рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.10. Прикладний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.11. Поділ ЕМВВС на мережонезалежні і мережозалежні рівні
- Тема 3.4. Стандартні стеки мережних протоколів
- 3.4.1. Стек протоколів OSI
- 3.4.2. Стек протоколів TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколів IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколів NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколів технології Х.25
- 3.4.6. Стек протоколів технології Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколів технологій B-ISDN та АТМ
- 3.4.8. Сімейство протоколів DECnet
- 3.4.9. Мережна модель DoD
- 3.4.10. Зв’язок стандартів IEEE 802 з моделлю OSI
- 3.4.11. Стек протоколів мереж наступного покоління
- Тема 3.5. Стандартизація мережного обладнання
- Тема 3.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 4. Лінії зв’язку
- Тема 4.1. Фізичні параметри середовищ поширення електромагнітних хвиль
- Тема 4.2. Загальні відомості про лінії зв’язку
- Тема 4.3. Основні властивості кабельних ліній зв’язку
- Тема 4.4. Металеві лінії зв’язку
- Тема 4.5. Теорія волоконних світловодів
- Тема 4.6. Властивості неоднорідних ліній
- Тема 4.7. Конструкції кабелів зв’язку
- Тема 4.8. Електромагнітні впливи в лініях зв’язку
- Тема 4.9. Структуровані кабельні системи
- Тема 4.10. Атмосферний лазерний зв’язок
- Тема 4.11. Особливості радіоліній, радіорелейних і супутникових ліній зв’язку
- 4.11.1. Загальні принципи побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.2. Поширення радіохвиль у радіолініях зв’язку
- 4.11.3. Особливості поширення радіохвиль у радіорелейних лініях зв’язку
- 4.11.4. Особливості поширення радіохвиль у супутникових лініях зв’язку
- 4.11.5. Особливості побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.6. Загальні характеристики побудови супутникових ліній зв’язку
- 4.11.7. Зони бачення для ССЗ
- 4.11.8. Статистична структура сигналів СЛЗ
- 4.11.9. Основні складові систем супутникового зв’язку
- 4.11.10. Методи організації супутникового зв’язку
- 4.11.11. Обґрунтування щодо вибору параметрів апаратури при проектуванні радіорелейних ліній
- 4.11.12. Вибір енергетичних характеристик радіорелейних ліній
- 4.11.13. Стійкість функціонування радіорелейних ліній
- Тема 4.12. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 5. Способи формування групових сигналів
- Тема 5.1. Стисла характеристика способів формування групових сигналів
- Тема 5.2. Способи формування аналогових групових сигналів
- Тема 5.3. Способи формування цифрових групових сигналів
- Тема 5.4. Об’єднання синхронних цифрових потоків
- Тема 5.5. Об’єднання асинхронних цифрових потоків
- Тема 5.6. Об’єднання низькошвидкісних потоків
- Тема 5.7. Кодове ущільнення сигналів
- Тема 5.8. Види сигналів у системах з кодовим поділом
- Тема 5.9. Технологія спектрального ущільнення
- Тема 5.10. Формування групового сигналу з використанням IP-технологій
- Тема 5.11. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 6. Методи доступу
- Тема 6.1. Загальна характеристика методів доступу
- Тема 6.2. Методи вирішення конфліктів в алгоритмах доступу
- Тема 6.3. Моделі й архітектура мережі доступу
- Тема 6.4. Оптичні технології в мережах доступу
- Тема 6.5. Методи використання фізичних ресурсів у мережах доступу
- Тема 6.6. Особливості використання просторово-поляризаційних параметрів при радіодоступі
- Тема 6.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 7. Методи розподілу інформації
- Тема 7.1. Загальні положення
- Тема 7.2. Системи розподілу в мережах наступного покоління
- Тема 7.3. Системи комутації каналів
- 7.3.1. Вимоги до систем комутації ISDN
- 7.3.2. Структура вузла комутації каналів ISDN
- 7.3.3. Принцип роботи цифрового комутаційного поля типа ПВП
- 7.3.4. Загальні вимоги до комутаційних систем у Ш-ЦМІО
- 7.3.5. Вибір комутаційної технології для Ш-ЦМІО
- 7.3.6. Системи комутації для АТМ
- 7.3.7. Архітектура й характеристики комутаційних систем на базі швидкої комутації пакетів (ШКП)
- Тема 7.4. Комутаційні системи в NGN
- Тема 7.5. Системи комутації Ш-ЦМІО на базі асинхронного режиму доставки (АТМ)
- Тема 7.6. Пропускна здатність систем розподілу інформації
- 7.6.1. Основні положення пропускної здатності систем розподілу інформації
- 7.6.2. Пропускна здатність повнодоступного пучка із втратами найпростішого потоку викликів
- 7.6.3. Пропускна здатність повнодоступного пучка із втратами примітивного потоку викликів (потоку ВОКД)
- 7.6.4. Розрахунок імовірності умовних втрат і середнього часу очікування при випадковій тривалості обслуговування
- 7.6.5. Потік з повторними викликами
- Тема 7.7. Способи розподілу навантаження в мережах зв’язку
- Тема 7.8. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 8. Системи синхронізації
- Тема 8.1. Види синхронізації, їхня роль, місце й завдання у сучасних цифрових системах зв’язку
- Тема 8.2. Фазова (частотна) синхронізація
- Тема 8.3. Тактова (символьна) синхронізація
- Тема 8.4. Джитер і вандер цифрових сигналів
- Тема 8.5. Циклова (кадрова) синхронізація
- Тема 8.6. Мережна синхронізація цифрового зв’язку
- Тема 8.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 9. Системи сигналізації
- Тема 9.1. Види і склад сигналів
- Тема 9.2. Класифікація протоколів сигналізації
- Тема 9.3. Внутрішньосистемна сигналізація в ЦСК
- Тема 9.4. Особливості сигналізації в стиках V.5
- Тема 9.5. Абонентська сигналізація
- Тема 9.6. Обладнання сигналізації сучасних ЦСК
- Тема 9.7. Специфічні особливості українських систем сигналізації
- Тема 9.8. Методологія специфікації та опису систем сигналізації
- Тема 9.9. Цифрова багаточастотна сигналізація R2D
- Тема 9.10. Загальноканальна система сигналізації № 7
- Тема 9.11. Сигналізація DSS1
- Тема 9.12. Сигналізація на корпоративних мережах
- Тема 9.13. Сигналізація на мережах з комутацією пакетів
- Тема 9.14. Сигналізація на мережі B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигналізація в мережі ІР-телефонії
- Тема 9.16. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 11. Конвергенція в телекомунікаційних системах
- Тема 11.1. Конвергенція в ТКС: історія, мета та задачі
- Тема 11.2. Види конвергенції
- Тема 11.3. Приклади рішень щодо конвергенції в системах телекомунікацій
- Тема 11.4. Якість конвергентних послуг
- Тема 11.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 12. Методи забезпечення інформаційної безпеки об’єктів телекомунікаційної системи
- Тема 12.1. Основні терміни та поняття у сфері інформаційної безпеки
- Тема 12.2. Основні підходи до забезпечення інформаційної безпеки
- Тема 12.3. Криптографічний захист інформації
- Тема 12.4. Використання механізму електронного цифрового підпису
- Тема 12.5. Технічний захист інформації
- Тема 12.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 13. Електроживлення телекомунікаційних систем зв’язку
- Тема 13.1. Загальні положення
- Тема 13.2. Системи електроживлення підприємств електрозв’язку
- Тема 13.3. Типове обладнання електроустановок підприємств електрозв’язку
- Тема 13.4. Дистанційне електроживлення
- Тема 13.5. Джерела безперебійного живлення (ДБЖ)
- Тема 13.6. Електромагнітна сумісність джерел електроживлення
- Тема 13.7. Перспективи розвитку електроживлення ТКС
- Тема 13.8. Контрольні запитання та завдання
10.4.8. Рівні якості обслуговування й відповідні їм моделі обслуговування
Відповідно до визначення QoS як здатності мережі забезпечити необхідний рівень сервісу заданому трафіку можна виділити три рівні якості обслуговування: від відсутності будь-яких гарантій щодо якості обслуговування до їхнього гарантованого забезпечення за всіма показниками QoS. Виділяють такі рівні якості обслуговування (рис. 10.4.20):
- негарантована доставка даних (best-effort service);
- сервіс із перевагою (soft QoS) або диференційоване обслуговування (Dіfferentіated Servіce, DіffServ);
- гарантоване обслуговування (hard QoS).
Рис. 10.4.20. «Маятник» QoS
Негарантована доставка даних (best-effort service) є доставкою за можливістю, передбачає тільки забезпечення зв’язності вузлів мережі і не гарантує забезпечення якого-небудь попередньо обумовленого рівня якості обслуговування. Негарантована доставка пакетів є на сьогодні єдиною послугою, підтримуваною в Інтернеті. Незважаючи на деяке зниження продуктивності, для більшості аплікацій, орієнтованих на передачу інформації (наприклад, аплікацій, що забезпечують взаємодію по FTP), ця послуга є цілком достатньою.
Гарантоване обслуговування передбачає забезпечення звичних гарантій щодо дотримання вимог потоків трафіка. Це досягається шляхом попереднього резервування мережних ресурсів уздовж обраного маршруту відповідно до запитуваного рівня обслуговування в термінах розглянутих вище параметрів передачі. Резервування мережних ресурсів дозволяє зменшити величину затримки передачі пакетів за рахунок зменшення затримки комутації та звести до мінімуму рівень втрат пакетів.
Описані в попередніх пунктах розділу окремі механізми та протоколи управління в ТКС лягли в основу більш системних архітектурних моделей забезпечення якості обслуговування в мультисервісних мережах. Відповідно до рівнів гарантованого обслуговування (hard QoS) і диференційованого обслуговування (soft QoS) розроблено такі архітектурні моделі: архітектура інтегрованих послуг (Іntegrated Servіce, ІntServ) і архітектура диференційованих послуг (DіffServ).
Архітектурна модель ІntServ. Основна ідея, на якій будується архітектура інтегрованих послуг ІntServ, полягає в такому: забезпечення жорстких гарантій щодо якості обслуговування неможливе без резервування ресурсів. Під резервуванням ресурсів розуміється відображення QoS-вимог потоків на стан (конфігурацію) маршрутизаторів. Основними функціональними блоками моделі ІntServ є резервування ресурсів (resource reservatіon) і управління доступом (admіssіon control). У рамках архітектури ІntServ (рис. 10.4.21) зроблено акцент на процесі сигналізації, за допомогою якого індивідуальні потоки повідомляють про свої вимоги щодо резервованого обсягу пропускної здатності й припустимої величини затримки. Як протокол сигналізації в моделі ІntServ передбачається використовувати протокол резервування ресурсів RSVP. Цей протокол, як було зазначено вище, у своїх повідомленнях PATH несе інформацію щодо показників QoS, а відповідні повідомлення RESV здійснюють резервування ресурсів у необхідному обсязі.
Процесу резервування передує процес управління доступом, який на підставі аналізу доступних мережних ресурсів приймає рішення щодо прийняття потоку до обслуговування (якщо ресурсів достатньо) або відхилення запиту (при недостатньому обсязі ресурсів). Обов’язковою умовою прийняття запиту до обслуговування є непогіршення якості обслуговування раніше прийнятих запитів. Функція управління доступом найчастіше покладається на COPS-сервер (Common Open Polіcy Servіce — загальна відкрита служба політик).
Рис. 10.4.21. Архітектура інтегрованих послуг
Модель ІntServ має свої переваги та недоліки. Головною перевагою цієї моделі є забезпечення жорстких гарантій щодо якості обслуговування: аплікація одержує той обсяг ресурсів, який йому необхідний, не менше й не більше. Крім того, це сприяє ефективному використанню ресурсів мережі. Однак моделі ІntServ властиві серйозні недоліки, завдяки яким вона не набула значного поширення на практиці. Перший і найголовніший недолік полягає в низькій масштабованості, пов’язаній з необхідністю відстеження стану та обслуговування кожного потоку окремо. Другий недолік полягає у втраті якості обслуговування при проходженні через ділянку мережі, у межах якої ІntServ не підтримується.
Архітектурна модель DiffServ. DіffServ можна визначити як більш масштабовану (порівняно з ІntServ) архітектуру ІP QoS, що забезпечує якість обслуговування на основі чітко визначених компонентів, які комбінуються з метою надання необхідних послуг, і орієнтовану для застосування в мережах постачальників мережних послуг і магістральних мережах.
Основним моментом у моделі DіffServ є диференціювання трафіка шляхом його розбивки на класи з різним пріоритетом (рівнем QoS). Архітектура DіffServ (рис. 10.4.22) передбачає наявність класифікаторів і формувачів трафіка на границі DіffServ-домену, а також підтримку функції розподілу ресурсів у ядрі мережі з метою забезпечення необхідної політики покрокового обслуговування PHB. Граничні маршрутизатори DіffServ-домену виконують функцію класифікації та встановлюють значення поля DSCP відповідно до необхідного рівня QoS. Внутрішні вузли DіffServ-домену забезпечують просування пакета на підставі поля DSCP у його заголовку, тобто реалізують РНВ-політику.
Рис. 10.4.22. Архітектура диференційованих послуг
Таким чином, в архітектурі DіffServ з метою надання необхідної якості обслуговування передбачається така послідовність обробки пакетів з використанням раніше описаних механізмів управління:
- На приграничних маршрутизаторах DiffServ-домену (при входженні в домен) виконується:
- класифікація пакетів відповідно до необхідного рівня QoS;
- відповідне маркування поля DSCP у заголовку кожного ІP-пакета;
- формування трафіка відповідно до параметрів, які обговорені в SLA (функції вирівнювання та обмеження інтенсивності трафіка);
- постановка пакета в чергу на мережних вузлах.
- У транспортній мережі (усередині DіffServ-домену) реалізується PHB-політика:
- формування та обслуговування черг (функція розподілу буферних і канальних ресурсів);
- відкидання пакетів з метою попередження виникнення перевантаження.
Архітектура DіffServ хоч і не надає жорстких гарантій щодо якості обслуговування, однак є відносно простим і масштабованим рішенням, завдяки чому й набула значного поширення на практиці. У відповідності до переваг і недоліків моделей IntServ і DіffServ, ці моделі повинні використовуватися спільно та взаємопогоджено з метою забезпечення найвищих значень показників продуктивності ТКС та інших показників QoS.