Eric Hindin
Network World
Cei mai mulți cititori cunosc conceptul de calitate garantată a serviciului (QoS), cu toate acestea, explică semnificația unor termeni omologul asociat cu acest concept, acesta va fi capabil să nu toată lumea. Și dacă nu ați întâlnit o astfel de problemă, atunci este posibil ca acesta încă nu poate fi evitată. O scurtă trecere în revistă a principiilor care stau la baza furnizării de servicii de telecomunicații cu o calitate garantata, va ajuta să înțelegeți terminologia complicat și traduce cu un limbaj special la normal.
Furnizarea de calitate garantată a serviciilor - aceasta înseamnă a distribui switch-uri interne resursele de rețea și routere, astfel încât datele să poată fi transmise cu precizie la destinație, rapid, în mod consecvent și fiabil. Ca în fiecare an, cererile de rețea necesită pentru munca lor tot mai mult de lățime de bandă și mai puțin timp de întârziere, suport QoS vine în prim-plan, la alegerea cumpărătorului de echipamente de rețea.
Cu toate acestea, conceptul general de „servicii de asigurare a calității“, a dezvăluit o serie de termeni tehnici, care sunt ușor de utilizat, producătorii de echipamente în descrierile tehnice ale produselor lor. Și să le înțeleagă - nu este o sarcină ușoară.
De exemplu, un fragment din comunicatul de presă dedicată producției de Catalyst comuta 8500 companiei Sisteme Cis-co: „Arhitectura switch-ul suporta de streaming de servicii de trafic, stabilirea priorităților cu întârziere diferențiate pe baza managerului ciclic proporțional pentru aplicațiile sensibile la întârziere și prioritizare cu managementul pierderii diferențiate de sarcină, a oferit sprijin pentru regulile de circulație și posibilitatea formării de memorie rapida, un built-in circuitul de comutare poate fi dinamic al arborelui cu came. Delian între exploziile de principiu de streaming (principiul coada). Alocarea dinamică a memoriei în combinație cu număr definit de utilizator de cozi de așteptare și importanța lor relativă asigură transmiterea corectă a traficului sensibil la întârzieri, fără pierderi de pachete. "
Cum de a obține o calitate
Nu sunt prea multe moduri de a oferi QoS. Cel mai simplu dintre ele - crește lățimea de bandă de rețea prin creșterea capacităților de hardware. Este posibil să se utilizeze metode cum ar fi prioritatea Queuing de date de referință, prevenind supraîncărcarea și modelarea traficului. de management al rețelei de reguli predefinite, în viitor, ar trebui să combine toate aceste metode într-un singur sistem automatizat care va garanta calitatea serviciilor este absolut în toate domeniile rețelei.
Capacitatea hardware Creșterea este, fără îndoială, cel mai eficient mijloc de punere în aplicare QoS în rețea. Presiunile competitive, necesitatea de a îmbunătăți eficiența producției, apariția unor noi tehnologii pentru a dota cip specializate (ASIC) o mare varietate de funcții - toate acestea fac ca furnizorii de echipamente de comutare pentru lansare rețele locale de pe piață mai multe și mai multe dispozitive de mare viteză, la prețuri comparabile cu costul modelelor anterioare generație.
Este puțin probabil ca în viitorul apropiat, această abordare pentru a sprijini QoS în rețelele locale vor înceta să mai fie o prioritate. Deoarece LAN este posibil de a oferi o calitate garantată a serviciului, fără a fi nevoie de upgrade-uri costisitoare ale tuturor echipamentelor și schimbări majore în sistemul de management al rețelei, administratorii de retea va acorda o atenție la instrumentele software pentru a pune în aplicare QoS.
Deci, cel mai utilizat pe scară largă, cel mai probabil, va primi o abordare combinată. Unii producători au exprimat în favoarea sa, argumentând că cel mai bun mod de a crește capacitatea rețelei nu este în mod direct, ci prin intermediul unui echipament capacitate intelectuală, care trebuie să asigure instrumente QoS. Cu toate acestea, producătorii de dispozitive de rețea este puțin probabil să fie obiectiv în această chestiune, deoarece acestea sunt interesați în vânzarea de respectivele produse care acceptă calitatea serviciului garantat.
WAN Capacitatea hardware capacitate este utilizat mai puțin frecvent. Desigur, reducerea costurilor de lățime de bandă ar face transferul de date în rețelele globale accesibile pentru o gamă mai largă de utilizatori (și chiar câteva ar fi scăzut relevanța punerii în aplicare a calității garantate a serviciului). Dar, în viitorul apropiat, costul de lățime de bandă în rețelele globale vor continua să fie suficient de mare, astfel încât capacitatea de construcție hardware-ul și nu va fi la fel de popular ca și în rețelele locale.
Prioritizarea
Pe un picior de egalitate cu construirea hardware-ul de rețea pentru QoS și să aplice instrumente, cum ar fi prioritizare a datelor de locuri de muncă și de așteptare. Routerele sprijine aceste mecanisme de-a lungul anilor, precum și unele dintre noile switch-uri pentru canale Gigabit Ethernet. Cu toate acestea, software-ul pentru a gestiona rețeaua de reguli predefinite, care este necesară pentru punerea în practică a acestei tehnologii nu a fost încă dezvoltat. Printre noile switch-uri ale acestei clase pot fi numite CoreBuilder 3500, CoreBuilder 9000 și SuperStack II companie 3Com, Accelar companie dispozitiv de serie Bay Networks, companie SmartSwicth router Cabletron Systems și Catalyst 5000 și Catalyst 8000 Cisco de producție.
Metodele de prioritizare a datelor pot fi împărțite în explicite și implicite.
Atunci când o prioritizare explicită a datelor, utilizatorul sau o aplicație cere un anumit nivel de serviciu, iar comutatorul sau router încearcă să satisfacă cererea. Probabil cel mai popular mecanism de prioritizare explicite devine IP Prioritizare de protocol (protocol de vechime) pentru a da un al doilea nume IP TOS (IP tip de serviciu), - o secțiune a patra versiune a protocolului IP.
câmp speciale rezervate IP TOS în antetul pachetului, în cazul în care atributele QoS pot fi specificate, definind un timp de întârziere, rata de transmisie și nivelul de fiabilitate a pachetului de transport. Cea mai recentă versiune de Winsock în Windows 98 și Windows NT permite administratorului pentru a introduce un câmp în antet. Cu toate acestea, există câteva aplicații populare - cu excepția software-ului multimedia - care suportă protocolul IP TOS.
Resource Reservation Protocol este acum dezvoltat RSVP, care oferă mai complexe decât în IP TOS, mecanismul de transmitere a cererii la cererea de routere pentru calitatea garantata a serviciului. Ca IP TOS, protocolul RSVP nu a primit încă dezvoltatorii de sprijin larg - este pus în aplicare numai în anumite tipuri de routere. Distribuția RSVP este constrânsă din cauza faptului că nu se rezolvă unele dintre problemele legate de compatibilitatea diferitelor rețele. Pe lângă utilizarea de routere RSVP pentru a crește foarte mult sarcina și poate duce la scăderea performanțelor acestor dispozitive.
Se pare că, în viitorul apropiat, prioritizarea implicită care nu necesită o putere de procesare semnificativă a router-ului va fi mai popular decât evident. De asemenea, la stabilirea priorităților în mod explicit complicat considerabil de management al rețelei. Utilizatorii finali vor ajusta probabil software-ul lor de a solicita cele mai înalte niveluri posibile de serviciu. Prin urmare, administratorul de rețea va trebui să dezvolte politici și gestionarea utilizatorilor, poate chiar personaliza serviciul cu o calitate garantata pentru fiecare utilizator individual.
Organizarea și coadă
După prioritățile respective (prin metode explicite sau implicite), datele transmise în rețea alocate este necesară pentru a determina ordinea de transmitere a algoritmului specificarea datelor de așteptare cu calitatea cerută (nivel QoS). De fapt, cozile sunt comutator de memorie câmp sau un router, care sunt grupate în pachete care au aceleași priorități de transmisie. serviciu coadă algoritm determină ordinea în care transmiterea pachetelor de date stocate în acesta. Înțeles utilizarea tuturor algoritmi este de a se asigura pentru a asigura cele mai bune servicii de trafic, cu o prioritate mai mare, cu condiția ca pachetul cu cea mai mică prioritate este garantată de atenția corespunzătoare.
Fig. 1 Mecanisme de prioritizare explicite și implicite
Atunci când se utilizează metode de specificare priorități explicite și implicite (Fig. 1) queuing algoritm determină ordinea serviciului (în acest exemplu este ciclic). În conformitate cu acest algoritm pentru fiecare două pachete transmise la rețeaua din coada de așteptare 1 (prioritate mare), există un pachet de cozi de așteptare 2 și 3. Pachetele sunt trimise cu aceeași prioritate FIFO ( „primul in - first out“).
În cazul în care se produce congestia de rețea, serviciul coadă nu garantează realizarea la timp a destinației cele mai importante date. Se garantează doar că aceste pachete vor fi transmise înaintea celor cu prioritate mai mică.
Servicii de QoS moderne rezolva o astfel de problemă din cauza lățimii de bandă de rezervare. Fiecare dintre cozile (sau grupuri ale acestora) este alocată o valoare de lățime de bandă predeterminată, care garantează o anumită lățime de bandă pentru coada cu o prioritate mai mare. Pentru situații critice, în cazul în care cantitatea de date în coada de așteptare depășește dimensiunea de lățime de bandă în algoritmii de serviciu este furnizat de obicei de transmisie a traficului cu prioritate ridicată pe lățimea de bandă „care aparține“ o coadă de prioritate mai mică, și vice-versa.
Cel mai simplu serviciu algoritmi de fiecare coadă în conformitate cu principiul FIFO. În acest caz, transferul de cadre de dimensiuni mari cu trafic prioritate mai mare poate duce la întârzieri alte aplicații cu aceeași prioritate ridicată, dar un volum mai mic.
În algoritmi mai complexe încercare de a „echitabil“ de așteptare. De exemplu, algoritmul de serviciu uniform proporțional (sau ponderată) (WFQ - Weighted Fair Queuing), dezvoltat de Cisco, subdivizează aplicații pentru a necesita o banda mari și mici, iar lățimea de bandă este în sine distribuit în mod egal între toate aplicațiile. Trebuie remarcat faptul că principalii producători de router se dezvolte algoritmi de așteptare și de a le folosi pentru a descrie propria terminologie.
La redarea în flux de așteptare fiecare sesiune de utilizator de rețea este alocat un loc separat. În prezent, acest mecanism este pus în aplicare în Catalyst 8500 și Cisco Content Smart Switch Company Arrowpoint Communications (dispozitive sunt bazate pe un set de 5500 Rețele firmei Anyflow MMC chips-uri). Cu toate acestea, atunci când numărul de cozile și complexitatea tot mai mare a dispozitivului, iar acest lucru se reflectă în mod inevitabil la costul său, complică gestionarea și configurarea rețelei.
controlul sarcinii
QoS Serviciul permite utilizarea a două mecanisme importante pentru gestionarea rețelei - gestionarea în condiții de suprasarcină și pentru a preveni suprasarcina. Prima dintre acestea permite stației terminale reduce în mod direct rata de transmisie de date atunci când începe pierderea de pachete de rețea. În TCP / IP și SCN Acest mecanism este susținută de mai mulți ani. Deși, în sine, nu garantează calitatea transmisiei, atunci când este utilizat împreună cu un mecanism pentru a preveni suprasarcini rezultatele sunt mult mai bune. În rețelele TCP / IP, mecanism de evitare a congestiei este folosit destul de mult timp, dar numai în ultimii ani a devenit standard „de facto“ routerele pentru rețelele de telecomunicații și internet.
Metoda standard de prevenire a congestiei rețelei a fost utilizarea aleatoare pachet mecanism de selecție (Random Early Detection, RED). La umplerea exploziile peste un anumit nivel critic, acest mecanism face ca router-ul pentru a alege coada la întâmplare unele pachete și „pierd“ ei. Stația de expeditor viteza de transfer este redusă, ceea ce face posibil pentru a evita o depășire de coadă.
Mecanismul de selecție proporțională aleatorie a pachetelor - WRED (Weighted RED) - se poate presupune următoarele, îmbunătățită „versiunea“ RED. Acesta prevede că alegerea pachetelor care trebuie să „se piardă“, va avea loc în vederea prioritizării acestora în conformitate cu TOS IP.
modelarea traficului
modelarea traficului - un termen general, care este, de obicei, notat prin diferitele moduri de a manipula datele pentru a îmbunătăți calitatea transmisiei. Una dintre aceste metode - segmentarea pachetelor. În ATM rețelele se garantează un nivel ridicat de QoS atins, inclusiv din cauza dimensiunii mici a pachetelor transmise (celule - în terminologia ATM). Întârzierea maximă de timp în transmiterea de pachete de orice ATM de rețea - de data aceasta, transmiterea unei celule.
Un alt mod de a modelarea traficului - sa „aliniere“. Pentru astfel de protocoale, cum ar fi, AppleTalk, caracterizate prin transmiterea inegală a pachetelor, ceea ce dă uneori naștere unui pachet de rețea sau a unei secvențe de lanțuri și, în consecință - într-o supraîncărcare. Procedura de aliniere a traficului permite să împartă lanțului prin plasarea de pachete într-un tampon înainte de a le transfera la rețea. Pentru a asigura un trafic de date mai uniformă se pot alinia, de asemenea, nodurile terminale.
lățime de bandă autorizată
Combinând toate mijloacele
Indiferent de ceea ce înseamnă că este pus în aplicare QoS în router sau switch, dispozitivul îndeplinește partea sa din transferul de date de locuri de muncă separat de alte elemente de rețea. Pachetul a trecut cu succes de mai multe nod poate „agățarea“ într-un dispozitiv care nu acceptă mecanismele necesare pentru a garanta calitatea serviciilor. Dispozitivul prin care pachetul a trecut, nu poate afecta pe traseul său pentru a preveni pachetul într-un element de rețea imperfectă.
Fig. 2. Managementul rețelei de reguli predefinite: 1 - Aplicarea instrucțiunilor reguli (protocolul SNMP); 2 - ușurința de rețea
În prezent, cu toate acestea, am dezvoltat așa-numitele sisteme de management bazate pe politici, și anume. Sistemul de management al E. Rețeaua conform regulilor date (fig. 2). Funcțiile lor includ unirea tuturor activelor și formarea algoritmilor de control care oferă QoS pe toate părțile rețelei.
Software-ul special (regulile de server), care utilizează monitoriza și gestiona datele din setările, va monitoriza activitatea rețelei, pentru a determina cel mai bun mod de a pune în aplicare un anumit nivel de QoS și dinamic configurare routere si switch-uri. Serverele reguli vor „se bazează“ pe datele de director de rețea (de exemplu, compania Novell NDS), stabilind cu ei ce servicii niveluri corespund nivelului unui utilizator sau a unei cereri de aplicare. Pentru servere de comunicare si cataloage de multe ori va servi ca protocolul LDAP (Directory Access Protocol Hight-Greutate - Lightweight Directory Access Protocol).
Apariția privind drepturile serverelor nu este departe. Utilizarea sa preamplificator în Motril noi produse Bay Networks Company (Optivity Policy Services), 3Com (PolicyPowered Networking) și Cisco (CiscoAssure Politica de rețea).
Deoarece serverele reale privind regulile de piață nu există, putem doar ghici cât de simplu de utilizat și rentabile vor fi noile sisteme care oferă calitate garantată a serviciului. Până în prezent, un lucru este clar: pentru munca lor de succes este foarte important pentru organizarea întregii rețele. Aceste servicii sunt scumpe, dificil de a le pune în aplicare, și nu au întotdeauna de a utiliza chiar și cele mai avansate mecanisme QoS de servicii pot compensa deficiențele rețelei. Conform estimărilor mele, serviciul QoS necesar să se aplice după cum urmează: LAN - pe liniile principale și în rețele globale - la porțiunile de capăt.
Revenind la partea de sus
Acum, că suntem familiarizați cu termenii de bază legate de conceptul de calitate garantată a serviciului, sensul dat la începutul trecerii articolelor din comunicatul de presă al Cisco ar trebui să fie clarificate. Se spune următoarele. Catalizatorul de 8500 pot fi create pentru fiecare sesiune de utilizator, deschisă o coadă separată; la cozile de serviciu se folosește algoritmul WFQ furnizează fiecare flux de date la nivel de servicii specifice. Comutatorul previne congestionarea rețelei, sprijină modelarea și gestionarea traficului pe baza unor reguli definite. Datorită tuturor acest lucru este pus în aplicare QoS.