
Телекоммуникационные системы и сети. Структура и основные функции. Том 1 / Содержание / Раздел 10. Технологии и протоколы управления в ТКС / Тема 10.4. Подсистема сетевого управления на уровнях транспорта и доступа
- Раздел 1. Основы построения телекоммуникационных систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Общая архитектура и задачи телекоммуникационных систем
- Тема 1.3. Классификация сетей, клиентов, операторов и услуг связи
- Тема 1.4. Краткая характеристика существующих телекоммуникационных технологий
- Тема 1.5. Требования к современным и перспективным ТКС
- Тема 1.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 2. Сети связи последующего поколения: архитектура, основные характеристики и услуги
- Тема 2.1. Определение и характеристика основных возможностей NGN
- Тема 2.2. Инфокоммуникационные услуги. Особенности услуг связи следующего поколения
- Тема 2.3. Многоуровневая архитектура и функциональный состав NGN
- Тема 2.4. Перспективы концепции NGN
- Тема 2.5. Контрольные вопросы и задания
- [→] Раздел 3. Стандартизация сетевых протоколов и телекоммуникационного оборудования
- Тема 3.1. Открытые системы и их взаимодействие
- Тема 3.2. Основные организации по стандартизации сетевых решений
- [→] Тема 3.3. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- 3.3.1. Многоуровневый подход и декомпозиция задачи сетевого взаимодействия
- 3.3.2. Интерфейс, протокол, стек протоколов
- 3.3.3. Общая характеристика модели OSI
- 3.3.4. Физический уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.5. Канальный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.6. Сетевой уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.7. Транспортный уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.8. Сеансовый уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.9. Представительский уровень. Функции и примеры протоколов
- 3.3.10. Прикладной уровень. Функции и примеры протоколов
- [→] 3.3.11. Деление ЭМВОС на сетенезависимые и сетезависимые уровни
- Тема 3.4. Стандартные стеки сетевых протоколов
- 3.4.1. Стек протоколов OSI
- 3.4.2. Стек протоколов TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколов IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколов NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколов технологии Х.25
- 3.4.6. Стек протоколов технологии Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколов технологии B-ISDN и АТМ
- 3.4.8. Семейство протоколов DECnet
- 3.4.9. Сетевая модель DoD
- 3.4.10. Связь стандартов IEEE 802 с моделью OSI
- 3.4.11. Стек протоколов сетей следующего поколения
- Тема 3.5. Стандартизация сетевого оборудования
- Тема 3.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 4. Линии связи
- Тема 4.1. Физические параметры среды распространения электромагнитных волн
- Тема 4.2. Общие сведения о линиях связи
- Тема 4.3. Основные свойства кабельных линий связи
- Тема 4.4. Линии связи на основе медных кабелей
- Тема 4.5. Теория волоконных световодов
- Тема 4.6. Свойства неоднородных линий
- Тема 4.7. Конструкции кабелей связи
- Тема 4.8. Электромагнитные влияния в линиях связи
- Тема 4.9. Структурированные кабельные системы
- Тема 4.10. Атмосферная лазерная связь
- Тема 4.11. Особенности радиолиний, радиорелейных и спутниковых линий связи
- 4.11.1. Общие принципы построения радиолиний связи
- 4.11.2. Распространение радиоволн в радиолиниях связи
- 4.11.3. Особенности распространения радиоволн в радиорелейных линиях связи
- 4.11.4. Особенности распространения радиоволн в спутниковых линиях связи
- 4.11.5. Особенности построения радиолиний связи
- 4.11.6. Общие характеристики построения спутниковых линий связи
- 4.11.7. Зоны видимости для систем спутниковой связи
- 4.11.8. Статистическая структура сигналов СЛС
- 4.11.9. Основные составляющие систем спутниковой связи
- 4.11.10. Методы организации спутниковой связи
- 4.11.11. Обоснование выбора параметров аппаратуры при проектировании радиорелейных линий
- 4.11.12. Выбор энергетических характеристик радиорелейных линий
- 4.11.13. Устойчивость функционирования радиорелейных линий
- Тема 4.12. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 5. Способы формирования групповых сигналов
- Тема 5.1. Краткая характеристика способов формирования групповых сигналов
- Тема 5.2. Способы формирования аналоговых групповых сигналов
- Тема 5.3. Способы формирования цифровых групповых сигналов
- Тема 5.4. Объединение синхронных цифровых потоков
- Тема 5.5. Объединение асинхронных цифровых потоков
- Тема 5.6. Объединение низкоскоростных потоков
- Тема 5.7. Кодовое уплотнение сигналов
- Тема 5.8. Виды сигналов в системах с кодовым разделением
- Тема 5.9. Технология спектрального уплотнения
- Тема 5.10. Формирование группового сигнала с использованием IP-технологий
- Тема 5.11. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 6. Методы доступа
- Тема 6.1. Общая характеристика методов доступа
- Тема 6.2. Методы решения конфликтов в алгоритмах доступа
- Тема 6.3. Модели и архитектура сети доступа
- Тема 6.4. Оптические технологии в сети доступа
- Тема 6.5. Методы использования физических ресурсов в сетях доступа
- Тема 6.6. Особенности использования пространственно-поляризационных параметров при радиодоступе
- Тема 6.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 7. Методы распределения информации
- Тема 7.1. Общие положения
- Тема 7.2. Системы распределения в сетях следующего поколения
- Тема 7.3. Системы коммутации каналов
- 7.3.1. Требования к системам коммутации ISDN
- 7.3.2. Структура узла коммутации каналов ISDN
- Принцип работы цифрового коммутационного поля типа ПВП
- 7.3.4. Общие требования к коммутационным системам в Ш-ЦСИО
- 7.3.5. Выбор коммутационной технологии для Ш-ЦСИО
- 7.3.6. Системы коммутации для АТМ
- 7.3.7. Архитектура и характеристики коммутационных систем на базе быстрой коммутации пакетов (БКП)
- Тема 7.4. Коммутационные системы в NGN
- Тема 7.5. Системы коммутации Ш-ЦСИО на базе асинхронного режима доставки (АТМ)
- Тема 7.6. Пропускная способность систем распределения информации
- 7.6.1. Основные положения пропускной способности систем распределения информации
- 7.6.2. Пропускная способность полнодоступного пучка с потерями простейшего потока вызовов
- 7.6.3. Пропускная способность полнодоступного пучка с потерями примитивного потока вызовов (потока ВОЧИ)
- 7.6.4. Расчет вероятности условных потерь и среднего времени ожидания при случайной продолжительности обслуживания
- 7.6.5. Поток с повторными вызовами
- Тема 7.7. Способы распределения нагрузки в сетях связи
- Тема 7.8. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 8. Системы синхронизации
- Тема 8.1. Виды синхронизации, их роль, место и задачи в современных цифровых системах связи
- Тема 8.2. Фазовая (частотная) синхронизация
- Тема 8.3. Тактовая (символьная) синхронизация
- Тема 8.4. Джиттер и вандер цифровых сигналов
- Тема 8.5. Цикловая (кадровая) синхронизация
- Тема 8.6. Сетевая синхронизация цифровой связи
- Тема 8.7. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 9. Системы сигнализации
- Тема 9.1. Виды и состав сигналов
- Тема 9.2. Классификация протоколов сигнализации
- Тема 9.3. Внутрисистемная сигнализация в ЦСК
- Тема 9.4. Особенности сигнализации в стыках V.5
- Тема 9.5. Абонентская сигнализация
- Тема 9.6. Оборудование сигнализации современных ЦСК
- Тема 9.7. Специфические особенности украинских систем сигнализации
- Тема 9.8. Методология спецификации и описания систем сигнализации
- Тема 9.9. Цифровая многочастотная сигнализация R2D
- Тема 9.10. Общеканальная система сигнализации № 7
- Тема 9.11. Сигнализация DSS1
- Тема 9.12. Сигнализация в корпоративных сетях
- Тема 9.13. Сигнализация в сетях с коммутацией пакетов
- Тема 9.14. Сигнализация в сетях B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигнализация в сети ІР-телефонии
- Тема 9.16. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 11. Конвергенция в телекоммуникационных системах
- Тема 11.1. Конвергенция в ТКС: история, цели и задачи
- Тема 11.2. Виды конвергенции
- Тема 11.3. Примеры решений относительно конвергенции в системах телекоммуникаций
- Тема 11.4. Качество конвергентных услуг
- Тема 11.5. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 12. Методы обеспечения информационной безопасности объектов телекоммуникационной системы
- Тема 12.1. Основные термины и понятия в сфере информационной безопасности
- Тема 12.2. Основные подходы к обеспечению информационной безопасности
- Тема 12.3. Криптографическая защита информации
- Тема 12.4. Использование механизма электронной цифровой подписи
- Тема 12.5. Техническая защита информации
- Тема 12.6. Контрольные вопросы и задания
- Раздел 13. Электропитание телекоммуникационных систем связи
- Тема 13.1. Общие положения
- Тема 13.2. Системы электропитания предприятий электросвязи
- Тема 13.3. Типовое оборудование электроустановок предприятий электросвязи
- Тема 13.4. Дистанционное электропитание
- Тема 13.5. Источники бесперебойного питания (ИБП)
- Тема 13.6. Электромагнитная совместимость источников электропитания
- Тема 13.7. Перспективы развития электропитания ТКС
- Тема 13.8. Контрольные вопросы и задания
10.4.8. Уровни качества обслуживания и соответствующие им модели обслуживания
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.