Кезекті приоритетті басқару
6
7
8
9
Аңдатпа
Бұл бітіру жұмысында локальді желілердегі QoS (Quality of Service) сапа
көрсеткіштері көрсетілген. Сонымен қатар жұмыста локальді желілердегі
дестелердің кезекте күтуінің орташа уақыты, тапсырыстың жүйеде болуының
орташа уақыты, кезектің орташа ұзындығы және түйіндегі тапсырыстардың
орташа саны үшін есептеулер жүргізілді.
Бітіру жұмыстың экономикалық бөлімінде жүйе тиімділігін есептеу
мәселелері қарастырылған.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде электрқауіпсіздігін қамтамасыз ету
мақсатында есептелу жүргізілген.
Аннотация
В данной выпускной работе дается анализ предлагаемых методов
численной оценки и показателей качества QoS (Quality of Service) в локальных
сетях . В работе еще были приведены расчеты среднего времени ожидания
пакетов, среднего времени пребывания заявок в системе, средней длины
очереди и среднего числа заявок в системе.
В экономической части выпускной работы рассмотрены вопросы расчета
эффективности системы.
В разделе безопасность жизнедеятельности приводятся расчеты с целью
безопасности от электричества.
10
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1. Локальді желілердегі қызмет көрсету сапасының қазіргі күйін талдау ... .
1.1 Локальді желілердегі QoS сипаттайтын негізгі параметрлер ... ... .
1.2 Қызмет көрсету функциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2. Қызмет көрсету сапасын қамтамасыз ету әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.1 Телекоммуникация желілеріндегі трафикті топтастыру ... ... ... ... ..
2.2.Қосымшалар кластары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3. QoS қамтамасыз ету модельдері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
2.4.Qos қамтамасыз ету технологиясын талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... .
2.5. Математикалық модельдеу ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.6. Аналитикалық модельдеу әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
2.7 Көпарналы ЖҚЖ-ның сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
3.Локальді желінің имитациялық моделі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
3.1 GPSSWorld имитациялық модельдеу жүйесіне ену ... ... ... ... ... ... ..
3.2 GPSS моделінің құрылымы және құрамы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ..
3.3 Сақиналы құрылымды локальді - есептегіш желі моделін іске
асыратын жүйенің имитациялық моделі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
3.4 Модельдің тұрақтылығын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.5Модельдің тиімділігін зерттеу үшін арналған тесттік
есептеулер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4 Еңбекті қорғау және өміртіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
4.1 Еңбекті қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.2 Бөлме желдетуінің есептелуі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.3Компьютер сыныбындағы табиғи жарықтандыруды
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.4 Өміртіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.5 Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5 Бизнес жоспар ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.1 Түйін ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.2 Компания және сала ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.3 Қызметтерді (өнімдерді) бейнелеп жазу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.4 Нарықтық өтімді талдау. Нарық қызметтерін зерттеу ... ... ... ... ... ...
5.5 Маркетингті стратегия (бағдарлама) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.6 Финанстық жоспар ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.7 Табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.8 Эксплуатациялық шығын есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ..
5.9 Әлеуметтік сақтандыру қорына шығару ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...
5.10 Экономикалық тиімділіктің көрсеткіштерін есептеу ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қысқартылған сөздер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Қосымша А ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қосымша Б ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
11
9
10
10
19
26
26
27
28
30
35
35
41
46
46
46
49
53
54
56
56
59
63
67
73
75
75
75
75
76
76
77
78
81
82
84
87
88
90
91
94
Кіріспе
Қызмет көрсету сапасымен қамтамасыз ету (QoS) телекоммуникация
саласының даму тарихында белсенді түрде зерттеліп және стандартталып
келеді. Қазіргі заманғы телекоммуникациялық желілерде таратылатын
трафиктің көлемі мен сипаты әрқашан өзгеріп, осыған сәйкес көрсетілетін
инфокоммуникациялық қызмет түрлері де әр түрлі болып келеді. Мұндай
процесте маңызды рөлді мәліметтер тарату, видео, дауыс, сонымен қатар
тапсырыс бойынша видео көрсететін IP телевидение, IP телефония, аудио және
видеоконференция және т.б секілді мультимедиялық қызмет түрлері
атқарады.Жоғарыда көрсетілген қызмет түрлерін көрсету үшін қызмет көрсету
параметрлерінің талаптар тізімін орындау қажет екендігі белгілі.Ол
параметрлерге дестелерді жоғалту ықтималдығы, тарату кідірісі, джиттер және
т. б жатады.
Қызмет көрсету сапасымен қамтамасыз ету (QoS) - локальді желілерде,
дистанциялық оқыту жүйелерінде қазіргі заманға сай мультимедиялық
қосымшалары бар дестелер коммутациясын қолданатын желілер үшін ең
маңызды талаптардың бірі болып табылады.
Қазіргі кезде телекоммуникация саласында қызмет көрсету сапасының
талаптар тізіміне сай трафиктерді тарату өзекті тапсырмалардың бірі болып
табылады. Желі ресурстарын тиімді емес қолдану, қызмет көрсету сапасына
қойылатын қатаң талаптар локальді желілерде трафик тарату кезінде қызмет
көрсетудің сапасының нашарлауына акеп соқтырады.
Қызмет көрсету сапасымен қамтамасыз ету әдістері әр түрлі кезекті
басқару алгоритмдері, резервтеу және кері байланыс қолданылатын трафикті
тарату кезіндегі коммутациялық құрылғылардағы кезекке әсеріне аса үлкен мән
береді.
Дестелер коммутациясында кезек ең маңызды бөлшектердің бірі болып
табылады. Мұндай желілердің жұмыс атқару принциптері дестелер
коммутаторының әрбір кіріс және шығыс интерфейстерінде буфердің болуына
негізделген. Қайта жүктелу кезінде дестелердің буферленуі осындай типті
желінің жоғары өнімділігін қамтамасыз ететін трафиктің негізгі механизмін
қолдауды көрсетеді.
Бұл бітіру жұмысының негізгі мақсаты болып локальді желілерде қызмет
көрсету сапасын арттыру әдістерін анықтау болып табылады.
12
1 Локальді желілердегі қызмет көрсету сапасының қазіргі күйін
талдау
1.1 Локальді желілердегі QoS сипаттайтын негізгі параметрлер
Локальді желілердегі QoS қызмет көрсету сапасының функциясы желілік
трафикті дифференциалды және сенімді қызмет көрсетумен қамтамасыз ету
болып табылады.
QoS
мәліметтер ағынын тасымалдау кезінде желі
ресурстарына қойылатын талаптар тобын көрсетеді. QoS механизмдерін ендіру
желілік жалғанудың өндірумен белгілі шектеулермен қосылуына жағдай
жасайды. Желілік жалғанудың өнімділігінің негізгі сипаттамалары болып
өткізу жолағы, кідіріс,діріл және дестелерді жоғалту деңгейі болып табылады.
Осы айтылған өнімділік сипаттамалары осы тараудың келесі бөлімдерінде
толық қарастырылады.[1]
Өткізу жолағы.Өткізу жолағы термині (bandwidth) ақпаратты тарату
ортасының,хаттаманың немесе жалғаудың номинальді өткізу қабілетін сипаттау
үшін қолданылады. Бұл термин желі қарым - қатынасының қосымшасы талап
ететін арна енін жеткілікті эффективті түрде анықтайды.
Ереже бойынша сенімді қызмет көрсету сапасына мұхтаж әрбір жалғану
желіден минимальді өткізу жолағын резервтеуді талап етеді. Мысал ретінде,
цифраланған сөзді таратуға негізделген қосымша интенсивтілігі 64 кбитсек
ақпарат ағынын тудырады. Мұндай қосымшаларды жалғанудың кез келген
аумағында өткізу жолағының 64 кбитсек төмендеуінен қолдану практикалық
түрде мүмкін болмай отыр.
Десте тарату кезіндегі діріл және кідіріс.Дестені тарату кезіндегі кідіріс
(packet delay), немесе латенттеу (latency), әрбір өткелде сериализация
кідірісінен, тарату кідірісінен және коммутация кідірістерінен тұрады.
Жоғарыда айтылған кідіріс типтерінің анықтамалары төменде көрсетілген:
1)Сериализация кідірісі (serialization delay). Өткізу жолағының берілген
ені бойымен дестені таратуға құрылғыға қажет уақыт. Сериализация кідірісі
ақпарат тарату арнасының өткізу жолағының енінен, және де таратылатын
дестенің өлшеміне тәуелді. Мысалға, 64 байт өлшемді дестені берілген 3
Мбитсек өткізу жолағымен тарату кезіндегі уақыт 171 нс-қа ғана тең. Назар
аударатын жайт, сериализация кідірісі өткізу жолағына өте қатты тәуелді:64
баит өлшемді берілген 19.2 Кбитс өткізу жолағымен тарату уақыты 26 мс тең.
Жиі сериализация кідірісін тарату кідірісі деп те атайды(transmission delay).
2)Тарату кідірісі
(propagation delay).Арнаның келесі соңындағы
қабылдап алатын құрылғыға таратылған ақпарат битіне кететін уақыт. Бұл
өлшем жеткілікті түрде бар, себебі ақпарат тарату жылдамдығы жарық
жылдамдығымен өлшемдес. Назар аударатын жағдай, тарату кідірісі өткізу
жолағы емес, арақашықтық пен ақпарат таратуға қолданылатын ортаға тәуелді.
Глобальді желідегі байланыс линияларына арналған тарату кідірісі
13
миллисекундпен өлшенеді. Біріккен штаттардың трансконтинентальды
желілеріндегі тарату кідірісі 30 мс тең.[4]
3)Коммутация кідірісі (switching delay).Дестені қабылдаған құрылғыға
келесі құрылғыға таратуға кететін уақыт. Ереже бойынша, бұл 10 нс кіші.
Әдетте бірдей трафик ағынына жататын дестенің әрбір түрі кідірістің әр
түрлі мәндерімен таратылады. Дестені тарату кезіндегі кідіріс арадағы
желілердің күйіне байланысты өзгеріп отырады.
Желіде жүктеме жоқ кезде дестелер маршрутизаторларда кезекке
тұрмайды, ал дестені тарату кезіндегі кідірістің жалпы уақыты сериализация
кідірісі мен әрбір арадағы өткелдегі тарату кідірістерінің қосындысынан
тұрады. Бұл жағдайда берілген желі арқылы дестені тарату кезіндегі
минимальді кідірісті айтуға болады. Айта кететін жайт, сериализация кідірісі
тарату кідірісінен өткізу қабілеттігі үлкен арна көмегімен дестені тарату кезінде
болмашы ғана болады.
Егер желі жүктелген болса маршрутизаторлардағы кезекті құрайтын
кідірістер дестелерді тарату кезіндегі жалпы кідіріске әсер ете бастайды, және
сол ағынға жататын әр түрлі дестелерді тарату кезіндегі кідірістер
айырмашылығын туындауына алып келеді. Дестелерді тарату кезіндегі
кідірістер ауытқуы дестелерді тарату кезіндегі діріл деген атауға ие болды
(packet jitter). [1]
Желілік сервистарға транспорт қызметін көрсететін IP желісінің
тұрғысынан қарағанда, транспорттық ортаның сапасын анықтайтын бірнеше
параметрлер қалыптасады:
1)Айналу кідірісі (RTD - round- trip delay time, RTT - round - trip time,
RTL - round - trip latency). Дестенің желінің бір нүктесінен келесі нүктесіне
дейін, және керісінше дестенің жауабын аламын дегенше қажет уақыт.
Сонымен қатар тәжірибеде біржақты өтудың кідірістеріде анықталынады,
алайда оларды өлшеу қиындықтарына байланысты жиі емес қолданады. Өлшеу
берілген уақыт аралығында орындалады, және де период ішінде максимальды,
минимальды және орташа кідіріс мәні жазылады.
Дестені желіде тарату көптеген факторлармен анықталынады:жіберуші -
станцияда дестенің қалыптасу уақытымен, желінің тарату түйіндері арасындағы
кідіріспен, маршрутизация - коммутация кідірісімен, қабылдаушы станцияға
дестені өңдеуге қажетті уақытпен.[5]
2)Кідіріс вариациясы (Jitter, IPDV - IP Packet Delay Variation, PDV -
packet delay variation).
Параметр RFC3393 та екі дестенің арсындағы өту
кезіндегі кідіріс айырмашылығы ретінде анықталынады:
Di,j=(Rj -Ri)- (Sj-Si)=(Rj-Sj)- (Ri-Si)
мұндағы R - дестені жіберу уақыты;
S - оның жеткізілу уақыты;
Di,j - кідіріс вариациясы.
14
(1.1)
Кідіріс вариациясының пайда болуы
-
IP желісіндегі дестелік
коммутацияның тікелей айғағы. Идельды түр кезінде вариация нөлге тең болуы
қажет, яғни дестелерді жеткізу жылдамдығы өзгермеуі қажет. Алайда желі
түйіндері арқылы өтетін желілік ағынның бірдей еместігінен, сонымен қатар
желілік трафиктың механизмдерінің дифференциалдық қызмет к өрсету іс
әрекетінен вариация нөлдік емес. Жүктеме кезінде желілік құрылғының
интерфейстерінде PDV өстетіндігін ескеру қажет.
Төмендегі сурет дестені бірқалыпты емес тарату кесірінен кідіріс
вариациясының қалай пайда болатынын көрсетеді.
1.1- сурет. Кідіріс вариациясының пайда болуы
3)Магистральды желіге қосу жылдамдығы - бұл түсіндіруді қажет
етпейтін анық параметр. Өткізу жолағы әр түрлі қосымшалармен қатар
қолданылады.
Дестелер дірілі үлкен мәнге ие, тағайындалған соңғы пунктегі дестелерді
қабылдау кезіндегі максимальді кідірісті анықтайды.Қолданылатын қосымша
типіне байланысты қабылдаушы жақ дірілдің жоғары шекарасына тең немесе
кіші уақыт аралығында қабылданған дестелерді сақтауға арналған қабылдаушы
буферді орнату арқылы компенсациялай алады. Бұл категорияға үзіліссіз
мәліметтер ағынын таратуқабылдау үшін бағытталған,мысалы
Internet-
телефония видеоконференцияны өткізуді қамтамасыз ететін қосымшалар
жатады.
1.2-суретте арнаның өткізу жолағының өсуіне байланысты дестелерді
тарату кезіндегі жалпы кідіріске сериализация кідірісі,тарату кідірісі және
коммутация кідірісінің әсері көрсетілген.[12]
Көңіл аударатын нәрсе, сериализация кідірісі арнаның өткізу қабілеттігі
жоғарылаған сайын тарату кідірісімен салыстырғанда елеусіз болып қалады.
Коммутация кідірісі маршрутизаторлар кезектеріндегі дестенің жоқтығы
кезінде еленбейді, алайда кезектер саны өскен сайын маңызды түрде көбейеді.
Дестелерді жоғалту.Дестелерді жоғалту деңгейі (packet loss) дестелерді
тарату кезінде желіден шығарылатын дестелер санымен
анықталады.
Дестелерді жоғалтудың негізгі себептері болып желі жүктемесі және байланыс
15
линияларымен дестелерді тарату уақытында дестелерге зақым келу болып
табылады. Жиі түрде дестелерді шығарып тастау жүктеме орындарында жоғары
болады, мұнда келіп түсетін дестелер шығатын кезектің өлшемінің жоғары
шекарасынан біршама басым түседі. Сонымен қатар, дестелерді шығарып
тастау кірістегі буфер өлшемі жеткіліксіз болған кезде орындалады. Ереже
бойынша, дестелерді жоғалту деңгейі белгілі уақыт интервалы кезіндегі
шығарып тасталынған дестелер үлесімен өрнектеледі.[4]
1.2-сурет. 1500 баит өлшемді дестені арнамен тарату кезіндегі жалпы
кідіріс құрылымы
Кейбір қосымшалар дестелердің жоғалуы кезінде қалыпты түрде қызмет
ете алмайды немесе эффективті емес түрде қызмет етеді. Мұндай қосымшалар
желіден барлық дестелерді сенімді жеткізіге кепілдеме талап етеді.
Ереже бойынша, жақсы жобаланған желілерде дестелерді жоғалту өте
төмен мәнмен сипатталады. Дестелер жоғалуы осы қосымшалар алдын ала
резервтеп алған ресурстарды талап ететін қосымшаларға тән емес.
Оптоталшықты байланыс линияларына келетін болсақ (Bit Error Rate -- BER)
10E-9 қателік биттері пайда болу жиілігіне қарай желінің жүктемесі жоғары
жерлерде ғана дестелерді жоғалту пайда болады. Өкінішке орай дестелерді
шығарып тастау кепілдіксіз трафикті тарату кезінде шарасыз, алайда бұл
жағдайда да бұл шарттасқан. Ескере кететін жайт, шығарылып тасталынған
дестелер желі ресурстарын эффективті емес түрде пайдаланғанымызды
көрсетеді, ресурстардың бөлігі олар жоғалған нүктеге дейін дестелерді
жеткізуге кетеді.[3]
Дестелерді жоғалту тағайындалған жеткізу жеріне жеткізілмеген
дестелердің проценті ретінде анықталынады.
Желіде дестелерді жоғалтудың бірнеше себептері бар, олар:
1)Желі жүктелген кезде коммутатор мен маршрутизаторларда кезектер
саны жылдам өседі. Егер желі жүктемесі ұзақ уақытқа созылатын болса,
16
буферлер көлемі артады да, сол себепті дестелер жоғалады.
2)Дестедегі қателер саны болса дестелердегі мәліметтер қабылдаушы
жақтың сұранысымен қайта таратылуы мүмкін, ал дестелерді қайта тарату
дестелер кідірісін көбейтеді. Сол себепті дестелік тарату кезінде қателері бар
дестелер шығарылып тасталынады. Сөздік дестелердің жоғалуы үлкен уақыт
интервалы кезінде орташа есеппен 1 пайыздан аспауы керек. Жоғалту
коэффициенті үлкен мәнге ие болған кезде сөз жағында үзілістер пайда болады.
Джиттер. Дестелік коммутациясы бар желілерде мәліметтер мен сөз
локальді желі арқылы тарату үшін дестелерге бөлінеді, жиі мынадай жағдайлар
орын алады, дестелер тағайындалған жерге әр түрлі уақытта және әр түрлі
ретпен келеді. Бұл дестелерді жеткізудің уақытының бөлінуіне алып келеді -
джиттер (немесе кідіріс вариациясы). Джиттер сөзді тарату кезінде әр түрлі
бұзылуларға алып келеді, бұл әр түрлі түрдегі шулар ретінде қабыл алынады.
Джиттердің негізгі үш пішінін бөлуге болады: кездейсоқ джиттер(Random Jitter
- RJ) - жылулық шудың нәтижесі; мәліметтерге бағынышты джиттер - (Data
Dependent Jitter - DDJ) - желі компоненттерінің бұзылуы кезінде немесе өткізу
жолағы шектелген болған кезде орын алады; жұмыстық циклдің бұрмалануы
(Duty Cycle Distortion - DCD) - жоғарыдан төменге және төменнен жоғарыға
тарату кезіндегі тарату кідірісі кесірінен пайда болады.[5]
Джиттердің пайда болуының келесі себептерін бөлуге болады:
1)Желі әсері. Дестенің желі арқылы өту уақыты әркелкі. Егер желідегі
жүктеме аз шамада болса, коммутаторлар мен маршрутизаторлар дестелерді
дер кезінде өңдей алады, ал байланыс линиясына әрқашан қол жетімді. Егер
желіде үлкен жүктеме орын алған жағдайда, дестелер ұзақ уақытта кезекте
қызмет
көрсетуді күтетін болады. Десте өтетін коммутаторлар,
маршрутизаторлар және маршруттағы линиялар саны көп болған сайын, оның
кідіріс уақыты да және осы уақыттың вариациясы, яғни джиттері көп болады;
2)Операциялық жүйенің әсері. IP-телефонияның көптеген қосымшалары
қарапайым бағдарламалар болып табылады, олар кез келген операциялық
жүйеде, мысалға Windows или Linux орындалады. Бұл бағдарламалар
перифериялы құрылғыларларға осы құрылғылардың драйверлерімен байланыс
орнату үшін қосымша бағдарламалар интерфейсі арқылы назар аударады,
локальді желіге қатынау Socket-интерфейсі арқылы орнатылады.
Жиі түрде операциялық жүйелер орталық процессордың әр түрлі
процестер арасында нақты тарату ондаған миллисекундтан асатын уақытын
бақылай алмайды, және де сырттағы құрылғылардан келетін бір келуді осы
уақыт ішінде өңдей алмайды. Нәтижесінде желілік интерфейстер және
сырттағы құрылғының сөздік шығаруы арқылы ақпаратты жылжыту кезіндегі
кідіріс қолданылатын сөздік кідірістің алгоритмынан тәуелсіз сол реттегі немес
одан да үлкен өлшемге тең;[10]
3)Джиттер - буфер әсері. Джиттер әсері кезіндегі қиыншылықтар дестелі
- бағытталған желілерде білінеді. Сөздік дестелер өлшенген уақыт аралығында
таратылады (әрбір 20 мс сайын), бірақ желі арқылы таратылғанда дестелер
кідірісі әр түрлі болады, сол себепті олар тағайындалған жерге әр түрлі уақыт
17
мезеттерінде жетеді.
Ti желісі арқылы өтетін дестелердің өтуінің кідіріс уақытын анықтайық.
Бұл өз кезегінде тұрақты Т құраушысы (тарату уақыты + кезектегі кідірістің
орташа уақыты ) және джиттердің нәтижесі болып табылатын j айнымалы
өлшемнің қосындысымен анықталады:
Ti= T+-j
(1.2)
мұндағы Ti - дестелердің өтуінің кідіріс уақыты;
T - тарату уақыты;
j - джиттердің нәтижесі.
Джиттер әсерін компенсациялау үшін терминалдарда джиттер - буфер
аталынатын қолданылады. Ол жадысында көлеммен анықталатын уақыт
аралығында келіп түскен дестелерді сақтайды. Дестелер арасындағы
интервалдар RTP - дестелердің уақытша белгі негізінде қалыпқа келеді. Егер
желі арқылы дестелер таратқанда олар шатасқан болса, джиттер - буфер
олардың кезегін қалыпқа келтіреді. [9]
Өте қысқа буферлер кешіккен дестелердің жиі жоғалуына, ал өте ұзын
буферлер рациональды емес үлкен қосымша емес кідіріске алып келуі мүмкін.
Әдетте буфер ұзындығын жалғану орнатылған мезет бойы динамикалық түрде
орнату қарастырылады. Ең жақсы ұзындықты таңдау үшін эвристикалық
алгоритмдер қолданылады;
4)Таратылатын кадр дестелері саны мен кодектің пайда болуы. Сөзді
кодтау декодтаудың көптеген заманға сай эффективті алгоритмдері жеке
есептегі кодтар тізбегінде емес, мәліметтерді кадр ретінде таратуға
бағытталған. Сәйкесінше уақыт аралығында кадр кодекінің өлшемімен
анықталатын ұзындықтағы есеп беруді көрсетудің сандық тізбектері
жинақталады. Сонымен қатар, кейбір кодектерге кадрға қарағанда сөздік
ақпарат санының алдын ала талдауы қажет. Бұл құтылмайтын жинақтау уақыты
және алдын ала алынған талдау десте кідірісінің жалпы ұзақтығына кіреді.[8]
Кадр ұзындығы аз болған сайын, кідірісте аз болу керек деп болжауға
болады. RTP UDP IP дестелердегі қосымша ақпарат аздығынан кіші
мәліметтер дестесін тарату эффективті емес, кадр ұзындығы аз болған кездегі
кодекті қолдану бірнеше кадрды бір дестеге жинақтауға алып келеді.Сонымен
қатар ұзындығы үлкен кадрларды тарату тиімді, себебі үлкен уақыт периоды
сигналды бақылай алады, және де осы сигналды эффективті моделдей алады.
Желі өндіруші- тұтынушы мәліметтерін тарату жылдамдығы. Бұл
таратудың эффективті жылдамдығы ретінде анықталады, ол секунд битпен
өлшенеді. Ескере кететін жағдай бұл параметр желінің максимальды өткізу
қабілетімен сәйкес келмейді. Қызмет көрсету провайдері өндірудің
минимальды мәніне кепілдеме береді, және ол өз кезегінде желі провайдерінің
кепілдемесіне сәйкес болуы керек.
Желі желі элементтерінің сенімділігі. Әдетте тұтынушылар желі және
18
желі жүйелерінен сенімділіктің жоғары деңгейін күтеді. Желі сенімділігі
бірнеше параметрлер ретімен сипатталады, соның ішінде ең жиі
қолданылатыны желінің дайын болу коэффициенті, ол объектінің тұру
уақытының объектіні объектінің тұру уақыты мен оған бас тарту уақытының
қосындысымен анықталатын бақылаудың косындысының өлшеміне
қатынасымен анықталады.Идеалды түрде желінің дайын болу коэффициенті 1
ге тең болу қажет, бұл желінің дайындығының жүз пайыз екенін көрсетеді.
Алайда тәжірибеде желінің дайын болу коэффициенті тоғыздық деп
аталынатын коэффициенттермен бағаланады. Мысалға, үш тоғыздық дайын
болу коэффициенті 0,999 екенін білдірсе, бұл өз кезегінде жыл ішінде желі 9
сағат кол жетімді болмағанның айғағы. Ал жалпы қолданыстағы телефон
желісінің дайын болуы бес тоғыздық өлшемімен анықталады, бұл 5,5 мин
тұрудың бір жылда болғандығының айғағы. [4]
Дестені жеткізудің орташа кідірісі - қабылданған және таратылған
дестелер топтамасында дестелер кідірісінің орташа арифметикалық мәні
ретінде анықталады. Оның мағынасы желі бойынша таратылатын трафик және
желінің қол жетімді ресурстарынан, сонымен қатар өткізу қабілетіне
тәуелді.Қол жетімді желі ресурстарының азаюы мен жүктеменің көбеюі желі
түйіндерінде кезектің көбеюіне алып келеді, сәйкесінше дестенің жеткізудің
орташа кідірісінің көбеюіне.
Кідіріске жиі сезімтал сөздік ақпарат, және жеке алғанда видеоақпарат
болып табылады. Ал мәліметтерді тарату кідіріске аса сезімтал емес. Егер
дестені жеткізудің кідірісі арнайы өлшем Тmax асатын болса, онда дестелер
желіден шығарып тасталынады. Кідіріс вариациясын Vk шамасы сипаттайды. k
индексі бар дестелер үшін желінің кірісіндегі және шығысындағы жаңағы
параметр k индексі бар дестенің Xk кідірісінің абсолютті өлшемінен, желінің
сол нүктелерінің дестені жеткізудің кідірісінің эталонды өлшемінің
айырмасымен анықталады:
Vk=Xk - d1,2
(1.3)
мұндағы Vk - кідіріс вариациясының шамасы;
Xk - дестенің кідірісінің абсолютті шамасы;
d1,2 - дестені жеткізудің эталонды кідірісі.
Дестені жеткізудің эталонды кідірісі (тіреулі) d1,2 желінің берілген
нүктелері аралығында бірінші дестені жеткізудің абсолютті мағынасы ретінде
қабылдаушы мен таратушы арасында анықталады. Джиттер тізбектегі дестелер
қабылдаушы белгіленбеген уақыт мезетінде келген уақытта анықталынады.
Дестелерді жоғалту коэффициенті жоғалған дестелердің қабылданған
дестелердің жалпы санына қатынасымен анықталынады. Локальді желіде
дестелердің жоғалуы тарату кезіндегі кідіріс саны қалыпты Тmax өлшемінен
артық болған кезде пайда болады.Мәліметтерді тарату кезіндегі дестелердің
жоғалуы қабылдаушы жақтың қайта сұранысы бойынша қайта жіберуі
19
орындалуы мүмкін. Қабылдаушыға кідіріспен келген дестелер Tmax мәнінен
артық шығарылынып тасталынады. Дестелерді жоғалту кезіндегі басты
себептердің бірі ретінде желі жүктемесі кезінде пайда болатын желілік
түйіндердегі кезектің өсуін атап кетуге болады.
Дестелер қателерінің коэффициенті
қателермен қабылданған
дестелердің сәтті түрде қабылданған қателіктері бар дестелермен қосындысы
арқылы табылады. [5]
QoS типтері қатаңдық деңгейі бойынша бөлінеді, яғни QoS
сипаттамаларының - өткізу қабілетінің, кідірістің, кідіріс вариациясының,
дестелерді жоғалту деңгейінің мағыналарын қаншылықты қатаң кепілдеме бере
алатындығына байланысты.
1.1- к е с т е . Мәліметтер тарату желісінің функционалдау көрсеткішінің
техникалық нормалары
20
Кө№рсеткіштер
атауы
Таратылатын трафик типі
Кө№рсеткіштер
атауы
Интеракт
ивті
Спутникті
байланыс
линиялары
кезіндегі
интерактивт
і
Сигналды
Ағынды
Интерактивті,ағы
нды және
сигналды
трафикті ескермей
отырып
мәліметтерді
тарату трафигі
1
Ақ1парат
дестелерін
таратудың
орташа кідірісі
(мс)
100ден
аспайды
400ден
аспайды
100ден
аспайды
400ден
аспайды
1000нан аспайды
2
Ақ2парат
дестелерін
таратудың
кідірісінің
орташа мәннен
ауытқуы
50ден
аспайды
50ден
аспайды
нормалан
байды
50ден
аспайды
нормаланбайды
3
Ақ3парат
дестелерінің
жоғалту
коэффициенті
0,001 ден
аспайды
0,001ден
аспайды
0,001ден
аспайды
0,001ден
аспайды
0,001ден аспайды
4
Ақ4парат
дестелерінің
қателіктерінің
коэффициенті
0,0001ден
аспайды
0,0001ден
аспайды
0,0001ден
аспайды
0,0001де
н
аспайды
0,0001ден
аспайды
QoS қызметінің үш типін көрсетуге болады:
1)Сервис максимальді күшейтумен, соңғы түйіндер қарым- қатынасын
кепілдіксіз қамтамасыз етеді. Бұл қызмет көрсетудің түрлері - Ethernet немесе
IP, бұлар жеке колданушылар мен қосымшалардың дестелерінің арасында
ешқандай айырмашылық білдіртпейді және дестелерді FIFO (бірінші келді -
бірінші қызмет көрсет) әдісі бойынша қызмет көрсетеді.
2)Қалауы бар сервис. (QoS жұмсақ сервисі) - трафиктың кейбір типтері
басқаларына қарағанда жақсырақ қызмет көрсетіледі. Жылдам өңделеді,орташа
есеппен өткізу қабілеті жоғары және мәліметтер шығын болуы аз. Бұл тек
статистикалық түсіндірме, сандық түрде көрсетілген кепілдеме емес. Осы типті
QoS қызметінің жұмысы арқылы алынатын QoS параметрлерінің нақты
мағынасы белгісіз және желі ұсынған трафик сипаттамасына тәуелді. Мысалға,
егер жоғары приоритетті трафик осы уақытта өзінің дестелерінің төменгі
интенсивтілігін ұсынатын болса, ал төменгі приоритетті трафик осы уақыт
ішінде жақсы қызмет көрсету ала алады - айтарлықтай өткізу қабілетін және
төменгі кідірістер[2]
3)Кепілдендірілген сервис. (оны QoS қатаң немесе шынайы сервисі
деп те атайды) трафиктің әр түрлі ағындарына статистикалық сандық кепілдеме
береді. Ресурстар бөліп берген трафик оған сандық түрде анықталған кідірістер
немесе өткізу қабілеттерінің параметрлерін желі арқылы өткізуге кепілдеме
алады. Мұндай типті қызметтер қосымшаларға шартты кез келген жағдайда
желі жүктемесі кезінде де төмендемейтін өткізу қабілетіне кепілдеме бере
алады.[6]
QoS қызметіне арналған үш әдісте бөлмейді, тек бір бірін толықтырады.
Олар комбинирлеу нәтижесінен қосымшаның әр түрлі талаптарын және желі
жұмысының әр түрлі шарттарын ескеруге рұқсат етеді.
QoS қызметінің базалық архитектурасы элементтердің үш негізгі типін
қамтиды:
1)QoS түйінінің жабдығы, қызмет көрсету талаптарына сәйкес трафик
түйініне түсетін өңдеуді орындайтын;
2)QoS сигнализациясының хаттамалары, соңғыдан соңғыға қызмет
көрсету сапасын қолдайтын желілік элементтер жұмысының координациясы
үшін;
3)Саясаттың орталық функциялары, басқару және QoS ескеру, желі
администраторларына QoS талап ететін деңгеймен трафиктің әр түрлі түрлері
арасында мақатты түрде желі элементтеріне әсер ете алатын функция;
Желілік механизмдер қосымшаларға байланысты қалыптасатын қызмет
көрсету сипаттамаларымен, қолданылуы қажет. Желілік
механизмдер
архитектурасын шығарған кезде әр түрлі қызмет түрлері желі сипаттамаларына
әр түрлі талаптар қажет ететіндігі ескерілген болатын. Мысалға, телемедицина
үшін жеткізу дәлдігі көбірек рөл атқарады, орташа кідіріс немесе джиттерге
қарағанда, ал IP телефония үшін джиттер мен кідіріс негізгі сипаттамалардың
бірі және олар аз мәнде болуы қажет.[7]
Қызмет көрсету сипаттамасына қойылатын әр түрлі талаптарға сәйкес
21
қосымша саны өскен сайын QoS архитектурасы жалпы механизмдердің
топтамасын қосуы қажет. QoS қолдайтын архитектурасы конструктивті блоктар
деп аталынатын желілік механизмдердің топтамасын анықтайды. Қазіргі
уақытта конструктивті блоктардың бастапқы топтамалары анықталған, олар үш
логикалық жазықтықтарға жауап береді: бақылау жазықтығы, мәліметтер
жазықтығы (ақпараттық жазықтықтың) және административті бақылаудың
жазықтығы.
Бақылау жазықтығы.Бақылау жазықтығының QoS механизмдері
қолданушылар трафигімен таратылатын жолдармен алдын алады, және де
өзінің құрамына қосады:
1)қатынауды басқару (Admission Control, AC);
2)QoS үшін маршрутизация (QoS routing);
3)ресурстарды резервтау (Resource reservation).
Мәліметтер жазықтығы. Бұл механизмдер топтарын қолданушылар
трафигімен алдын алады және өзінің құрамына қосады:
1)буферлерді басқару (Buffer management);
2)жүктемені болдырмау (Congestion avoidance);
3)дестелер маркировкасын (Packet marking);
4)кезектердің диспетчеризациясы және құрылуы (Queuing and
scheduling);
5)трафикті қалыптастыру (Traffic shaping);
6)трафикті өңдеудің ережесі (Traffic policing);
7)трафиктің жіктелуі (Traffic classification).
Административті басқару жазықтығы. Бұл жазықтық эксплуатацияға,
желіні басқаруға қатысты QoS механизмдерін қамтиды. Осы жазықтықтағы
QoS механизмінің санына кіреді:
1)өлшеу(Metering);
2)жеткізудің берілген параметрлері (Policy);
3)трафикті қайта қалпына келтіру (Traffic restoration);
4)қызмет ету деңгейіне рұхсатын беру (Service Level Agreement) [7]
1.2 Қызмет көрсету функциялары
Дестелерді жіктеу және маркерлеу.Желінің шекарасында орналасқан
маршрутизаторлар TCPIP тақырыпшасындағы бір немесе бірнеше өрістерінің
мағынасына тәуелді трафиктің әр түрлі кластарына жататын дестелерді тану
үшін жіктеу функциясын қолданады. Дестелерді маркировкалау функциясы IP
- приоритетті өріс немесе дифференциалды қызмет көрсету кодының
(Differentiated Services Code Point -- DSCP) өрісін орнату жолымен
класификацияланған трафикті белгілеу арқылы қолданылады.[9]
Дестелерді жіктеу (packet classification) десте өрісінің бір немесе
бірнеше мағынасына тәуелді сол немесе басқа трафиктің класына жатқызуға
қиын болуы мүмкін. Төменде дестені классификациялаудың бірнеше әр түрлі
22
әдістері көрсетілген:
1)IP ағынды танитын функция бес параметрден тұрады: IP дестенің
көзінің адресі, IP дестені тағайындау адресі, IP хаттамасының өрісі, көздің
порты және тағайындау порты.
2)Танитын функция IP приоритетіне немесе дифференциалданатын өріс
кодына тәуелді (DSCP).
3)Танитын функция TCPIP десте тақырыпшасының басқа да
параметрлеріне тәуелді, мысалға десте ұзындығы
4)Танитын функция көздің МАС адресіне және дестені тағайындаудың
МАС адресіне тәуелді.
5)Танитын функция қосымшалармен қолданылатын түйіндер
нөмері,адрестер нөміріне және т.б тәуелді. URL (Universal Resource Locator -
ақпараттық ресурстың универсиалды сілтемесі. Жаңағы функциональды
мүмкіндік Cisco өнімдерінде желілік параметрлері (Network Based Application
Recognition -- NBAR) негізінде қосымшаларды тану әдісімен жүзеге
асырылған.
Дестелерді жіктеуді жиі дестелер маркировкасы (packet marking) немесе
дестелерді бояу (packet coloring) деп те атап жатады. Трафиктің арнайы класына
жататын дестелер сәйкесінше түске боялады.
Дестелерді маркерлеу.
Дестелерді маркировкалау сәйкес келетін
трафиктің класына идентификациялау үшін қолданылады. Дестелер IP-
приоритет немесе IP- дестенің тақырыпшасында орналасқан дифференциалды
қызмет кодының өрісімен, сонымен қатар мәліметтер дестесінің
маршрутизаторының ішкі қатынасына жататын QoS тобының өрісінің
мағынасын орнату жолымен маркировкалай алады.
IP дестенің тақырыпшасында орналасқан IP приоритет өрісі сәйкесінше
мәліметтер дестесінің қатысты приоритетін көрсетеді. IP приоритет өрісі
қызмет көрсету байтының үш типінен тұрады (Type of Service -- ToS). IP
приоритеті битінен басқа ToS байты қызмет көрсету типінің биттері құрамына
кіреді (ToS- биттері). ToS- биттері желіде сәйкесінше мәліметтер дестесін
өңдеуін анықтайтын мағынаны сақтау үшін тағайындалған, алайда тәжірибеде
олар кең қолданысқа ие. IP приоритетті өріс мағынасы бар жолымен
орнатылған дестелерді бояу желі түйінімен де, сонымен қатар осы
дестелерді өндірген қосымшалармен де жүзеге асады. Cisco қызмет көрсету
сапасының жабдықтары, дестені маркировкалауды қолдайтын қатынау
жылдамдығының келісу механизмін (Committed Access Rate -- CAR), саясат
негізіндегі маршрутизациясын (Policy-Based Routing -- PBR) және шекарадағы
шлюз хаттамасы көмегімен QoS саясатының таралуын қамтиды (QoS Policy
Propagation using Border Gateway Protocol -- QPPB). [8]
Дифференциалданған қызмет өрісінің коды (DSCP) РНВ саясатының
идентификациясы үшін дестелерді өңдеуді қолданады. DSCP өрісі IP дестенің
тақырыпшасының алты битін қамтиды, және қазіргі уақытта (IETF
Differentiated Services Working Group) дифференциалданған қызметті жасап
шығарумен айналысатын IETF жұмыс тобының инициативасы бойынша
23
стандарттау процесімен айналысуда. Дифференциалданған қызмет өрісінің
коды стандартталғаннан кейін ToS байты DSCP байтына алмастырылады. IP
приоритеті секілді DSCP өрісі IP десте тақырыпшасының бөлігі болып
табылады. Негізінде DSCP өрісі IP приоритетті өрістің ұзартылуын көрсетеді.
Сәйкесінше DSCP өрісінің қолдану және орнату әдістері жоғарыда айтылып
кеткен IP приоритеті өрісінің қолдану және орнату әдістерін еске түсіретін
болады.
Айта кететін жағдай диффернциалданған қызмет өрісі (DSCP) IP-
приоритеті өрісімен кері байланысты құрайды.
Трафик интенсивтілігін басқару.Қызмет түрін тасушылар оның
профиліне сәйкес тұтынушы трафигінің желісіне келіп түсетін параметрлерді
көрсетудің шектелген функциясын қолданады. Сол уақытта корпорациялар
трафик қызметін жеткізетін желісіне келіп түсетінді дозировкалау үшін түзету
функциясын қолданады және берілген профилге сәйкес оның интенсивтілігін
түзейді. Трафик дозировкасының ең кең таралған түрі болып маркерлер
корзинасының сұлбасы болып табылады. (token bucket)
Қызмет көрсету функциясын қамтамасыз ету мақсатымен трафик
қызметін тасымалдаушы барлық желі желі параметрлерін қолдайтын
интенсивтілігіне сәйкес фанице желісінен қатаң бақылаудан өткізеді. Егер
шекарада тұрған маршрутизаторлардың бірнешесі интенсивтіліктің
максимальді шектелген мәнінен асатын болса трафик ағынының өсіп келе
жатқан жүктемесі желінің жүктемесіне алып келуі мүмкін. Айта кететін жағдай
желі өндірушісінің азаюы барлық желілік трафикті қызмет көрсету
функциясымен қамтамасыз ете алмауына алып келеді.[6]
Трафиктің интенсивтілігін басқару екі функциямен жүзеге асады: CAR
механизмімен қарастырылған трафикті шектеу функциясы және біраттас
механизммен қарастырылған (traffic shaping
--
TS) трафикті түзету
функциясы.Бірдей тағайындалуына қарамастан жоғарыда айтылған функциялар
маркерді жойғаннан кейінгі моменттегі трафикті өңдеу әдісімен
айырмашылығы білінеді.
Өзінің жұмыс істеу процесінде трафик интенсивтілігін басқару механизмі
трафикті дозировкалау функциясына сенім артады. Трафик дозировкасының ең
кең таралған түрі болып маркерлер корзинасының сұлбасы болып табылады.
(token bucket)
Маркерлер корзинасы сұлбасы шектеу алгоритмі секілді, сонымен
қатар трафикті түзету алгоритмі секілді қолданылады, және өз кезегінде
берілген шектелген интенсивтілік пен десте параметрлерін сәйкес келтіру
нәтижесін хабарлайтын жабдық ретінде көрсетіледі.[4]
Дозировкалау нәтижесіне байланысты сәйкесінше шешімдер
қабылданады (дестені тарату,дестені шығарып тастау және т.б).
Маркерлер корзинасы сұлбасы үш негізгі параметрді қамтиды:
1)Орташа интенсивтілік, немесе ақпарат таратудың келісілген
жылдамдығы (Committed Information Rate -- CIR), битсек. Ереже бойынша
трафик интенсивтілігі ақпарат таратудың келісілген жылдамдығынан аспайды.
24
2)Шағылудың біріккен өлшемі (Вс), байт. Жеке алынған уақыт
моментінде маркерлер корзинасы жоғары болатын трафик көлемі. Кейде бұл
параметрді шағылудың қалыпты өлшемі деп те атайды.
3)Шағылудың кеңейтілген өлшемі (ВЕ), байт. Резервтегі қор
Экстремальды жағдайларда маркерлер корзинасының өлшемі жоғары болатын
трафики көлемі. Келісілген және кеңейтілген өлшемдер арасындағы шағылу
трафиктің аз ғана бөлігі үшін ғана шешіледі.[5]
Ресурстарды кеңейту. Маршрутизаторлар мен коммутаторлардағы ең
кең таралған кезекті басқарудың механизмі қазіргі Internet болып табылады,
дәстүрлі механизм ретінде қалыптасқан бірінші келіп, бірінші қызмет
көрсету. (first-in, first-out -- FIFO) Орындаудың қарапайымдылығына
қарамастан FIFO механизміне қызмет көрсету механизмін қиындататын
бірнеше фундаментальды мәселелер сәйкес. FIFO механизмі оны кезек басына
кою арқылы кідіріске сезімтал трафикті приоритетті өңдеуді қарастырмайды.
Бүкіл трафик қызмет көрсетудің әр түрлі кластарына,ағынның әр түрлі
талаптарына жататындығына қарамастан бірдей өңделеді.
Кезекке қызмет етудің алгоритмі QoS функциясын қажет ететін
минимальді талап - дифференциалдау қабілеті мен әр түрлі дестелерді өңдеу
талаптарын анықтауы. Осы параметрлерге сәйкес қызмет көрсету алгоритмі
кезекке қойылған дестелерді таратудың жоспарлауы қажет. Трафик ағынының
бір немесе бірнеше дестелеріне қызмет көрсету жиілігі осы ағынға берілген
өткізу жолағын анықтайды.[6]
Желілік элементтердегі QoS жабдықтарының негізін кезектер және осы
кезектерді өңдеу алгоритмі құрайды. Бұл механизмдер дестелер коммутациясы
механизмін негіз ретінде жұмыс істейтін кез келген желілік құрылғыларда
қолданылады, соңғы түйіндегі локальді немесе жаһандық желілердегі
маршрутизаторлар, коммутаторлар да. (қайталағыштардан басқа)
Кезек осыны жылжытуды орындау мақсатында келіп түскен темппен
шығыстағы интерфейске желілік құрылғылар дестелерді беру үшін қажет.
Кезектің пайда болуына әсер ететін алғашқы факторлардың бірі - құрылғы
жүктемесінің коэффициенті (itilization) - құрылғының кірістегі трафигінің
орташа интенсивтілігінің шығыстағы интерфейске дестені жылжытудың
орташа интенсивтілігіне қатынасымен анықталады.
Егер жүктеме коэффициенті бірден жоғары болса кірістегі трафик
интенсивтілігі шығыстағы интерфейске дестені жылжыту интенсивтілігінен
әрқашан жоғары, бұл кезектің пайда болуына алып келеді. Кезектің пайда
болуының кесірінен трафиктің қызмет көрсетуі нашарлайды. QoS кепілдеме
деңгейін қолдау үшін QoS қызметі мәселені комплексті түрде шешетін қиын
модельді қолданады. Бұл келесі әдістер арқылы орындалады[6]:
1)параметрлері айқын трафик үшін алдын ала өткізу жолағын резервтеу
арқылы;
2)қажетті деңгейде құрылғының жүктеме коэффициентін қолдау үшін
еріксіз кірістегі трафикті профирлеу;
3)кезекті басқарудың қиын алгоритмдерін қолдану;
25
Жиі түрде маршрутизаторлар мен коммутаторларда кезекті өңдеудің
келесі алгоритмдері қолданылады:
1)FIFO дәстүрлі алгоритмі;
2)приоритетті қызмет көрсету (Priority Queing);
3)өлшенген қызмет көрсету (Weighted Queing, WQ).
FIFO дәстүрлі алгоритмі. FIFO дәстүрлі алгоритмінің принципі жүктеме
кезінде дестелер кезекке тұрады, жүктеме жойылған кезде олар шығысқа
бірінші кірдің - бірінші шықтың принципі бойынша беріледі. ( First In - First
Out, FIFO ). Бұның артықшылығы ретінде орындаудың қарапайымдылығы және
конфигурлеу қажеттілігінің жоқтығы. Кемшілігі - әр түрлі ағында дестелерді
дифференциалды өңдеудің мүмкін еместігі, бүкіл дестелер жалпы кезекте тең
құқықта тұрады.[1]
Приоритетті қызмет көрсету. Кезекті приоритеті бойынша өңдеудің
алгоритмі есептегіш техниканың кез келген аумағын да танымал, әсіресе
операциялық жүйелерде, онда мультибағдарламалы нәрсені өңдеу үшін кейбір
қосымшаларға басымдылық беріледі. Трафиктің бір класын өңдеу үшін
басқаларына қарағанда басым өңдеу алгоритмі қолданылады.
Трафикті приоритетті өңдеудің механизмі бүкіл желілік трафикті
кішігірім кластарға бөліп, және де сол кластарға сандық мән - приоритетті
тағайындау.Дестелер желілік хаттамалар түріне байланысты , IP, IPX немесе
DECnet приоритетті кластарға көздің тағайындалу адресіне,қосымшалар
идентификаторына байланысты дестелерде бар басқа да кез келген
сипаттамалар комбинациясына қарай бөлінеді.
Трафикті жіктеудің қай түрі тағайындалуынан тәуелсіз, приоритетті
кластар санына қарай желілік құрылғыларда бірнеше кезектер болады.Жүктеме
кезінде келіп түскен десте оның приоритетті класына жататын кезекке барып
тұрады. Төмендегі суретте төрт приоритетті кезектің түрлері көрсетілген:
жоғары, орташа, қалыпты және төмен приоритетті. Кезектің приориттері өңдеу
кезінде абсолютті тағайындалу сипатын жөн көреді. Жоғары приоритетті
кезектегі дестелер алынбайынша құрылғы төменгі деңгейдегі приоритетке ие
дестелерді өңдеуге көшпейді.
1.3-сурет. Әр түрлі приоритеттердегі кезектер
26
Кезекті приоритетті басқару. Приоритетті басқару әдетте желіде
кідіріске сезімтал тек трафиктің бір ғана класы болғанда қолданылады, бірақ
оның интенсивтілігі жоғары емес, сондықтан бұл класқа қызмет көрсету басқа
трафиктерге қызмет көрсетуге кедергі жасамайды. Алайда желіде басқа да
жағдайлар орын алуы мүмкін, мысалға приоритетті басқаруды талап ететін
бірақ интенсивтілігі жоғары видеотрафик кезінде. Дәл осындай жағдайлар үшін
жоғары приоритетті трафиктің интенсивтілігі жоғарыласа да, төменгі
приоритетті трафикке кепілдеме беретін кезекке қызмет ететін алгоритм
шығарылды.[7]
Өлшенген келтірілген кезектер. Өлшенген кезектер алгоритмі кідіріске
кейбір талаптарды кепілдеме беру үшін немесе минимум өткізу қабілетін
көрсету үшін өндіріліп шығарылған. Жаңағы клас ретінде толық шығыстағы
интерфейстің өткізу қабілетінен трафиктің өткізу қабілетінің класына дейінгі
пайыз өлшемі ескеріледі. Алгоритм администратормен трафик класының
салмағы орнатылатын келтірілетін кезек деп аталынады.
Трафик бірнеше кластарға бөлінеді, әрбір клас үшін дестелердің жеке
кластары бар. Бірақ әрбір кезекпен оның приоритеті емес, шығыстағы
интерфейстің өткізу қабілетінің пайызы байланысады. Төменде келтірілген
суретте құрылғы 5 класты трафиктің 5 кезегін қолданады. Жүктеме кезінде бұл
кезектерге шығыстағы интерфейстің 10%, 10%, 30%, 20% және 30% өткізу
қабілетін бөліп береді.[9]
1.4-сурет.Өлшенген келтірілген кезектер
Өлшенген келтірілген кезектер. Өлшенген қызмет көрсету үлкен
кідірістер мен вариацияларға алып келеді, приоритетті класстың приоритетті
қызмет көрсетуіне байланысты. Бірақ төмен приоритетті кластар үшін бұл
теңдік әділетті емес, сол себепті трафиктің бүкіл кластары үшін өлшенген
қызмет көрсету лайық болып табылады.
27
Өлшенген әділетті қызмет көрсету.Бұл комбинирленген механизм,
кезектің өлшенген қызмет көрсетуін приоритетті қызмет көрсетумен
байланыстыратын. WFQ ның жүзеге асырудың әр түрлі түрлері бар, олар
салмақ тағайындауы және жұмыстың әр түрлі режимдеріне қолдау көрсету
әдістерімен ерекшелінеді. Ең кең таралған сұлба болып бір ерекше кезекті
қарастыратын сұлба болып табылады, ол приоритетті сұлба бойынша қызмет
көрсетіледі ондағы бүкіл өтініштер алынбайынша оған бірінші қызмет
көрсетіледі. Басқа кезектерді маршрутизаторлар өлшенген қызмет көрсету
алгоритмі бойынша тізбектей қарастырады.[5]
Бірақ жұмыс нұсқасының басқа да түрі қолданылуы мүмкін, трафиктің
бүкіл класына шығыстағы интерфейстің трафиктің приоритетті класының
үлесінен қалған өткізу қабілетінің бірдей үлестері беріледі.
1.5-сурет. Өлшенген әділетті қызмет көрсету
Бұл сұлба приоритетті және өлшенген қызмет көрсетудің қосындысы
берілген тұтынушы трафигі қолданылады.Приоритетті трафиктің бір класы бар,
бұл кластың дестелеріне бірінші болып қызмет көрсетіледі, сол себепті басқа
кластың дестелеріне приоритетті кезек бос болған кезде қызмет көрсетіледі.
Басқа кезектер өлшенген болып табылады, менеджер уақытын берілген
пайыздық қатынасқа бөледі.[6]
28
2 Қызмет көрсету сапасын қамтамасыз ету әдістері
2.1 Телекоммуникация желілеріндегі трафикті топтастыру
Түрлі типтегі желілерді жуықтаудың заманауи үрдісі желілермен
файлдар мен электронды поштаға қол жетімділік қосымшалары трафиктерінің
компьютерлік желілері үшін тек дәстүрлі ғана емес, сондай- ақ трафиктердің
барлық түрлерінің тасымалдау ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
7
8
9
Аңдатпа
Бұл бітіру жұмысында локальді желілердегі QoS (Quality of Service) сапа
көрсеткіштері көрсетілген. Сонымен қатар жұмыста локальді желілердегі
дестелердің кезекте күтуінің орташа уақыты, тапсырыстың жүйеде болуының
орташа уақыты, кезектің орташа ұзындығы және түйіндегі тапсырыстардың
орташа саны үшін есептеулер жүргізілді.
Бітіру жұмыстың экономикалық бөлімінде жүйе тиімділігін есептеу
мәселелері қарастырылған.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде электрқауіпсіздігін қамтамасыз ету
мақсатында есептелу жүргізілген.
Аннотация
В данной выпускной работе дается анализ предлагаемых методов
численной оценки и показателей качества QoS (Quality of Service) в локальных
сетях . В работе еще были приведены расчеты среднего времени ожидания
пакетов, среднего времени пребывания заявок в системе, средней длины
очереди и среднего числа заявок в системе.
В экономической части выпускной работы рассмотрены вопросы расчета
эффективности системы.
В разделе безопасность жизнедеятельности приводятся расчеты с целью
безопасности от электричества.
10
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1. Локальді желілердегі қызмет көрсету сапасының қазіргі күйін талдау ... .
1.1 Локальді желілердегі QoS сипаттайтын негізгі параметрлер ... ... .
1.2 Қызмет көрсету функциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2. Қызмет көрсету сапасын қамтамасыз ету әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.1 Телекоммуникация желілеріндегі трафикті топтастыру ... ... ... ... ..
2.2.Қосымшалар кластары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3. QoS қамтамасыз ету модельдері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
2.4.Qos қамтамасыз ету технологиясын талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... .
2.5. Математикалық модельдеу ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.6. Аналитикалық модельдеу әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ...
2.7 Көпарналы ЖҚЖ-ның сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..
3.Локальді желінің имитациялық моделі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
3.1 GPSSWorld имитациялық модельдеу жүйесіне ену ... ... ... ... ... ... ..
3.2 GPSS моделінің құрылымы және құрамы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ..
3.3 Сақиналы құрылымды локальді - есептегіш желі моделін іске
асыратын жүйенің имитациялық моделі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
3.4 Модельдің тұрақтылығын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.5Модельдің тиімділігін зерттеу үшін арналған тесттік
есептеулер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4 Еңбекті қорғау және өміртіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
4.1 Еңбекті қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.2 Бөлме желдетуінің есептелуі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.3Компьютер сыныбындағы табиғи жарықтандыруды
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.4 Өміртіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4.5 Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5 Бизнес жоспар ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.1 Түйін ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.2 Компания және сала ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.3 Қызметтерді (өнімдерді) бейнелеп жазу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5.4 Нарықтық өтімді талдау. Нарық қызметтерін зерттеу ... ... ... ... ... ...
5.5 Маркетингті стратегия (бағдарлама) ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.6 Финанстық жоспар ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5.7 Табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
5.8 Эксплуатациялық шығын есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ..
5.9 Әлеуметтік сақтандыру қорына шығару ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...
5.10 Экономикалық тиімділіктің көрсеткіштерін есептеу ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қысқартылған сөздер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Қосымша А ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Қосымша Б ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
11
9
10
10
19
26
26
27
28
30
35
35
41
46
46
46
49
53
54
56
56
59
63
67
73
75
75
75
75
76
76
77
78
81
82
84
87
88
90
91
94
Кіріспе
Қызмет көрсету сапасымен қамтамасыз ету (QoS) телекоммуникация
саласының даму тарихында белсенді түрде зерттеліп және стандартталып
келеді. Қазіргі заманғы телекоммуникациялық желілерде таратылатын
трафиктің көлемі мен сипаты әрқашан өзгеріп, осыған сәйкес көрсетілетін
инфокоммуникациялық қызмет түрлері де әр түрлі болып келеді. Мұндай
процесте маңызды рөлді мәліметтер тарату, видео, дауыс, сонымен қатар
тапсырыс бойынша видео көрсететін IP телевидение, IP телефония, аудио және
видеоконференция және т.б секілді мультимедиялық қызмет түрлері
атқарады.Жоғарыда көрсетілген қызмет түрлерін көрсету үшін қызмет көрсету
параметрлерінің талаптар тізімін орындау қажет екендігі белгілі.Ол
параметрлерге дестелерді жоғалту ықтималдығы, тарату кідірісі, джиттер және
т. б жатады.
Қызмет көрсету сапасымен қамтамасыз ету (QoS) - локальді желілерде,
дистанциялық оқыту жүйелерінде қазіргі заманға сай мультимедиялық
қосымшалары бар дестелер коммутациясын қолданатын желілер үшін ең
маңызды талаптардың бірі болып табылады.
Қазіргі кезде телекоммуникация саласында қызмет көрсету сапасының
талаптар тізіміне сай трафиктерді тарату өзекті тапсырмалардың бірі болып
табылады. Желі ресурстарын тиімді емес қолдану, қызмет көрсету сапасына
қойылатын қатаң талаптар локальді желілерде трафик тарату кезінде қызмет
көрсетудің сапасының нашарлауына акеп соқтырады.
Қызмет көрсету сапасымен қамтамасыз ету әдістері әр түрлі кезекті
басқару алгоритмдері, резервтеу және кері байланыс қолданылатын трафикті
тарату кезіндегі коммутациялық құрылғылардағы кезекке әсеріне аса үлкен мән
береді.
Дестелер коммутациясында кезек ең маңызды бөлшектердің бірі болып
табылады. Мұндай желілердің жұмыс атқару принциптері дестелер
коммутаторының әрбір кіріс және шығыс интерфейстерінде буфердің болуына
негізделген. Қайта жүктелу кезінде дестелердің буферленуі осындай типті
желінің жоғары өнімділігін қамтамасыз ететін трафиктің негізгі механизмін
қолдауды көрсетеді.
Бұл бітіру жұмысының негізгі мақсаты болып локальді желілерде қызмет
көрсету сапасын арттыру әдістерін анықтау болып табылады.
12
1 Локальді желілердегі қызмет көрсету сапасының қазіргі күйін
талдау
1.1 Локальді желілердегі QoS сипаттайтын негізгі параметрлер
Локальді желілердегі QoS қызмет көрсету сапасының функциясы желілік
трафикті дифференциалды және сенімді қызмет көрсетумен қамтамасыз ету
болып табылады.
QoS
мәліметтер ағынын тасымалдау кезінде желі
ресурстарына қойылатын талаптар тобын көрсетеді. QoS механизмдерін ендіру
желілік жалғанудың өндірумен белгілі шектеулермен қосылуына жағдай
жасайды. Желілік жалғанудың өнімділігінің негізгі сипаттамалары болып
өткізу жолағы, кідіріс,діріл және дестелерді жоғалту деңгейі болып табылады.
Осы айтылған өнімділік сипаттамалары осы тараудың келесі бөлімдерінде
толық қарастырылады.[1]
Өткізу жолағы.Өткізу жолағы термині (bandwidth) ақпаратты тарату
ортасының,хаттаманың немесе жалғаудың номинальді өткізу қабілетін сипаттау
үшін қолданылады. Бұл термин желі қарым - қатынасының қосымшасы талап
ететін арна енін жеткілікті эффективті түрде анықтайды.
Ереже бойынша сенімді қызмет көрсету сапасына мұхтаж әрбір жалғану
желіден минимальді өткізу жолағын резервтеуді талап етеді. Мысал ретінде,
цифраланған сөзді таратуға негізделген қосымша интенсивтілігі 64 кбитсек
ақпарат ағынын тудырады. Мұндай қосымшаларды жалғанудың кез келген
аумағында өткізу жолағының 64 кбитсек төмендеуінен қолдану практикалық
түрде мүмкін болмай отыр.
Десте тарату кезіндегі діріл және кідіріс.Дестені тарату кезіндегі кідіріс
(packet delay), немесе латенттеу (latency), әрбір өткелде сериализация
кідірісінен, тарату кідірісінен және коммутация кідірістерінен тұрады.
Жоғарыда айтылған кідіріс типтерінің анықтамалары төменде көрсетілген:
1)Сериализация кідірісі (serialization delay). Өткізу жолағының берілген
ені бойымен дестені таратуға құрылғыға қажет уақыт. Сериализация кідірісі
ақпарат тарату арнасының өткізу жолағының енінен, және де таратылатын
дестенің өлшеміне тәуелді. Мысалға, 64 байт өлшемді дестені берілген 3
Мбитсек өткізу жолағымен тарату кезіндегі уақыт 171 нс-қа ғана тең. Назар
аударатын жайт, сериализация кідірісі өткізу жолағына өте қатты тәуелді:64
баит өлшемді берілген 19.2 Кбитс өткізу жолағымен тарату уақыты 26 мс тең.
Жиі сериализация кідірісін тарату кідірісі деп те атайды(transmission delay).
2)Тарату кідірісі
(propagation delay).Арнаның келесі соңындағы
қабылдап алатын құрылғыға таратылған ақпарат битіне кететін уақыт. Бұл
өлшем жеткілікті түрде бар, себебі ақпарат тарату жылдамдығы жарық
жылдамдығымен өлшемдес. Назар аударатын жағдай, тарату кідірісі өткізу
жолағы емес, арақашықтық пен ақпарат таратуға қолданылатын ортаға тәуелді.
Глобальді желідегі байланыс линияларына арналған тарату кідірісі
13
миллисекундпен өлшенеді. Біріккен штаттардың трансконтинентальды
желілеріндегі тарату кідірісі 30 мс тең.[4]
3)Коммутация кідірісі (switching delay).Дестені қабылдаған құрылғыға
келесі құрылғыға таратуға кететін уақыт. Ереже бойынша, бұл 10 нс кіші.
Әдетте бірдей трафик ағынына жататын дестенің әрбір түрі кідірістің әр
түрлі мәндерімен таратылады. Дестені тарату кезіндегі кідіріс арадағы
желілердің күйіне байланысты өзгеріп отырады.
Желіде жүктеме жоқ кезде дестелер маршрутизаторларда кезекке
тұрмайды, ал дестені тарату кезіндегі кідірістің жалпы уақыты сериализация
кідірісі мен әрбір арадағы өткелдегі тарату кідірістерінің қосындысынан
тұрады. Бұл жағдайда берілген желі арқылы дестені тарату кезіндегі
минимальді кідірісті айтуға болады. Айта кететін жайт, сериализация кідірісі
тарату кідірісінен өткізу қабілеттігі үлкен арна көмегімен дестені тарату кезінде
болмашы ғана болады.
Егер желі жүктелген болса маршрутизаторлардағы кезекті құрайтын
кідірістер дестелерді тарату кезіндегі жалпы кідіріске әсер ете бастайды, және
сол ағынға жататын әр түрлі дестелерді тарату кезіндегі кідірістер
айырмашылығын туындауына алып келеді. Дестелерді тарату кезіндегі
кідірістер ауытқуы дестелерді тарату кезіндегі діріл деген атауға ие болды
(packet jitter). [1]
Желілік сервистарға транспорт қызметін көрсететін IP желісінің
тұрғысынан қарағанда, транспорттық ортаның сапасын анықтайтын бірнеше
параметрлер қалыптасады:
1)Айналу кідірісі (RTD - round- trip delay time, RTT - round - trip time,
RTL - round - trip latency). Дестенің желінің бір нүктесінен келесі нүктесіне
дейін, және керісінше дестенің жауабын аламын дегенше қажет уақыт.
Сонымен қатар тәжірибеде біржақты өтудың кідірістеріде анықталынады,
алайда оларды өлшеу қиындықтарына байланысты жиі емес қолданады. Өлшеу
берілген уақыт аралығында орындалады, және де период ішінде максимальды,
минимальды және орташа кідіріс мәні жазылады.
Дестені желіде тарату көптеген факторлармен анықталынады:жіберуші -
станцияда дестенің қалыптасу уақытымен, желінің тарату түйіндері арасындағы
кідіріспен, маршрутизация - коммутация кідірісімен, қабылдаушы станцияға
дестені өңдеуге қажетті уақытпен.[5]
2)Кідіріс вариациясы (Jitter, IPDV - IP Packet Delay Variation, PDV -
packet delay variation).
Параметр RFC3393 та екі дестенің арсындағы өту
кезіндегі кідіріс айырмашылығы ретінде анықталынады:
Di,j=(Rj -Ri)- (Sj-Si)=(Rj-Sj)- (Ri-Si)
мұндағы R - дестені жіберу уақыты;
S - оның жеткізілу уақыты;
Di,j - кідіріс вариациясы.
14
(1.1)
Кідіріс вариациясының пайда болуы
-
IP желісіндегі дестелік
коммутацияның тікелей айғағы. Идельды түр кезінде вариация нөлге тең болуы
қажет, яғни дестелерді жеткізу жылдамдығы өзгермеуі қажет. Алайда желі
түйіндері арқылы өтетін желілік ағынның бірдей еместігінен, сонымен қатар
желілік трафиктың механизмдерінің дифференциалдық қызмет к өрсету іс
әрекетінен вариация нөлдік емес. Жүктеме кезінде желілік құрылғының
интерфейстерінде PDV өстетіндігін ескеру қажет.
Төмендегі сурет дестені бірқалыпты емес тарату кесірінен кідіріс
вариациясының қалай пайда болатынын көрсетеді.
1.1- сурет. Кідіріс вариациясының пайда болуы
3)Магистральды желіге қосу жылдамдығы - бұл түсіндіруді қажет
етпейтін анық параметр. Өткізу жолағы әр түрлі қосымшалармен қатар
қолданылады.
Дестелер дірілі үлкен мәнге ие, тағайындалған соңғы пунктегі дестелерді
қабылдау кезіндегі максимальді кідірісті анықтайды.Қолданылатын қосымша
типіне байланысты қабылдаушы жақ дірілдің жоғары шекарасына тең немесе
кіші уақыт аралығында қабылданған дестелерді сақтауға арналған қабылдаушы
буферді орнату арқылы компенсациялай алады. Бұл категорияға үзіліссіз
мәліметтер ағынын таратуқабылдау үшін бағытталған,мысалы
Internet-
телефония видеоконференцияны өткізуді қамтамасыз ететін қосымшалар
жатады.
1.2-суретте арнаның өткізу жолағының өсуіне байланысты дестелерді
тарату кезіндегі жалпы кідіріске сериализация кідірісі,тарату кідірісі және
коммутация кідірісінің әсері көрсетілген.[12]
Көңіл аударатын нәрсе, сериализация кідірісі арнаның өткізу қабілеттігі
жоғарылаған сайын тарату кідірісімен салыстырғанда елеусіз болып қалады.
Коммутация кідірісі маршрутизаторлар кезектеріндегі дестенің жоқтығы
кезінде еленбейді, алайда кезектер саны өскен сайын маңызды түрде көбейеді.
Дестелерді жоғалту.Дестелерді жоғалту деңгейі (packet loss) дестелерді
тарату кезінде желіден шығарылатын дестелер санымен
анықталады.
Дестелерді жоғалтудың негізгі себептері болып желі жүктемесі және байланыс
15
линияларымен дестелерді тарату уақытында дестелерге зақым келу болып
табылады. Жиі түрде дестелерді шығарып тастау жүктеме орындарында жоғары
болады, мұнда келіп түсетін дестелер шығатын кезектің өлшемінің жоғары
шекарасынан біршама басым түседі. Сонымен қатар, дестелерді шығарып
тастау кірістегі буфер өлшемі жеткіліксіз болған кезде орындалады. Ереже
бойынша, дестелерді жоғалту деңгейі белгілі уақыт интервалы кезіндегі
шығарып тасталынған дестелер үлесімен өрнектеледі.[4]
1.2-сурет. 1500 баит өлшемді дестені арнамен тарату кезіндегі жалпы
кідіріс құрылымы
Кейбір қосымшалар дестелердің жоғалуы кезінде қалыпты түрде қызмет
ете алмайды немесе эффективті емес түрде қызмет етеді. Мұндай қосымшалар
желіден барлық дестелерді сенімді жеткізіге кепілдеме талап етеді.
Ереже бойынша, жақсы жобаланған желілерде дестелерді жоғалту өте
төмен мәнмен сипатталады. Дестелер жоғалуы осы қосымшалар алдын ала
резервтеп алған ресурстарды талап ететін қосымшаларға тән емес.
Оптоталшықты байланыс линияларына келетін болсақ (Bit Error Rate -- BER)
10E-9 қателік биттері пайда болу жиілігіне қарай желінің жүктемесі жоғары
жерлерде ғана дестелерді жоғалту пайда болады. Өкінішке орай дестелерді
шығарып тастау кепілдіксіз трафикті тарату кезінде шарасыз, алайда бұл
жағдайда да бұл шарттасқан. Ескере кететін жайт, шығарылып тасталынған
дестелер желі ресурстарын эффективті емес түрде пайдаланғанымызды
көрсетеді, ресурстардың бөлігі олар жоғалған нүктеге дейін дестелерді
жеткізуге кетеді.[3]
Дестелерді жоғалту тағайындалған жеткізу жеріне жеткізілмеген
дестелердің проценті ретінде анықталынады.
Желіде дестелерді жоғалтудың бірнеше себептері бар, олар:
1)Желі жүктелген кезде коммутатор мен маршрутизаторларда кезектер
саны жылдам өседі. Егер желі жүктемесі ұзақ уақытқа созылатын болса,
16
буферлер көлемі артады да, сол себепті дестелер жоғалады.
2)Дестедегі қателер саны болса дестелердегі мәліметтер қабылдаушы
жақтың сұранысымен қайта таратылуы мүмкін, ал дестелерді қайта тарату
дестелер кідірісін көбейтеді. Сол себепті дестелік тарату кезінде қателері бар
дестелер шығарылып тасталынады. Сөздік дестелердің жоғалуы үлкен уақыт
интервалы кезінде орташа есеппен 1 пайыздан аспауы керек. Жоғалту
коэффициенті үлкен мәнге ие болған кезде сөз жағында үзілістер пайда болады.
Джиттер. Дестелік коммутациясы бар желілерде мәліметтер мен сөз
локальді желі арқылы тарату үшін дестелерге бөлінеді, жиі мынадай жағдайлар
орын алады, дестелер тағайындалған жерге әр түрлі уақытта және әр түрлі
ретпен келеді. Бұл дестелерді жеткізудің уақытының бөлінуіне алып келеді -
джиттер (немесе кідіріс вариациясы). Джиттер сөзді тарату кезінде әр түрлі
бұзылуларға алып келеді, бұл әр түрлі түрдегі шулар ретінде қабыл алынады.
Джиттердің негізгі үш пішінін бөлуге болады: кездейсоқ джиттер(Random Jitter
- RJ) - жылулық шудың нәтижесі; мәліметтерге бағынышты джиттер - (Data
Dependent Jitter - DDJ) - желі компоненттерінің бұзылуы кезінде немесе өткізу
жолағы шектелген болған кезде орын алады; жұмыстық циклдің бұрмалануы
(Duty Cycle Distortion - DCD) - жоғарыдан төменге және төменнен жоғарыға
тарату кезіндегі тарату кідірісі кесірінен пайда болады.[5]
Джиттердің пайда болуының келесі себептерін бөлуге болады:
1)Желі әсері. Дестенің желі арқылы өту уақыты әркелкі. Егер желідегі
жүктеме аз шамада болса, коммутаторлар мен маршрутизаторлар дестелерді
дер кезінде өңдей алады, ал байланыс линиясына әрқашан қол жетімді. Егер
желіде үлкен жүктеме орын алған жағдайда, дестелер ұзақ уақытта кезекте
қызмет
көрсетуді күтетін болады. Десте өтетін коммутаторлар,
маршрутизаторлар және маршруттағы линиялар саны көп болған сайын, оның
кідіріс уақыты да және осы уақыттың вариациясы, яғни джиттері көп болады;
2)Операциялық жүйенің әсері. IP-телефонияның көптеген қосымшалары
қарапайым бағдарламалар болып табылады, олар кез келген операциялық
жүйеде, мысалға Windows или Linux орындалады. Бұл бағдарламалар
перифериялы құрылғыларларға осы құрылғылардың драйверлерімен байланыс
орнату үшін қосымша бағдарламалар интерфейсі арқылы назар аударады,
локальді желіге қатынау Socket-интерфейсі арқылы орнатылады.
Жиі түрде операциялық жүйелер орталық процессордың әр түрлі
процестер арасында нақты тарату ондаған миллисекундтан асатын уақытын
бақылай алмайды, және де сырттағы құрылғылардан келетін бір келуді осы
уақыт ішінде өңдей алмайды. Нәтижесінде желілік интерфейстер және
сырттағы құрылғының сөздік шығаруы арқылы ақпаратты жылжыту кезіндегі
кідіріс қолданылатын сөздік кідірістің алгоритмынан тәуелсіз сол реттегі немес
одан да үлкен өлшемге тең;[10]
3)Джиттер - буфер әсері. Джиттер әсері кезіндегі қиыншылықтар дестелі
- бағытталған желілерде білінеді. Сөздік дестелер өлшенген уақыт аралығында
таратылады (әрбір 20 мс сайын), бірақ желі арқылы таратылғанда дестелер
кідірісі әр түрлі болады, сол себепті олар тағайындалған жерге әр түрлі уақыт
17
мезеттерінде жетеді.
Ti желісі арқылы өтетін дестелердің өтуінің кідіріс уақытын анықтайық.
Бұл өз кезегінде тұрақты Т құраушысы (тарату уақыты + кезектегі кідірістің
орташа уақыты ) және джиттердің нәтижесі болып табылатын j айнымалы
өлшемнің қосындысымен анықталады:
Ti= T+-j
(1.2)
мұндағы Ti - дестелердің өтуінің кідіріс уақыты;
T - тарату уақыты;
j - джиттердің нәтижесі.
Джиттер әсерін компенсациялау үшін терминалдарда джиттер - буфер
аталынатын қолданылады. Ол жадысында көлеммен анықталатын уақыт
аралығында келіп түскен дестелерді сақтайды. Дестелер арасындағы
интервалдар RTP - дестелердің уақытша белгі негізінде қалыпқа келеді. Егер
желі арқылы дестелер таратқанда олар шатасқан болса, джиттер - буфер
олардың кезегін қалыпқа келтіреді. [9]
Өте қысқа буферлер кешіккен дестелердің жиі жоғалуына, ал өте ұзын
буферлер рациональды емес үлкен қосымша емес кідіріске алып келуі мүмкін.
Әдетте буфер ұзындығын жалғану орнатылған мезет бойы динамикалық түрде
орнату қарастырылады. Ең жақсы ұзындықты таңдау үшін эвристикалық
алгоритмдер қолданылады;
4)Таратылатын кадр дестелері саны мен кодектің пайда болуы. Сөзді
кодтау декодтаудың көптеген заманға сай эффективті алгоритмдері жеке
есептегі кодтар тізбегінде емес, мәліметтерді кадр ретінде таратуға
бағытталған. Сәйкесінше уақыт аралығында кадр кодекінің өлшемімен
анықталатын ұзындықтағы есеп беруді көрсетудің сандық тізбектері
жинақталады. Сонымен қатар, кейбір кодектерге кадрға қарағанда сөздік
ақпарат санының алдын ала талдауы қажет. Бұл құтылмайтын жинақтау уақыты
және алдын ала алынған талдау десте кідірісінің жалпы ұзақтығына кіреді.[8]
Кадр ұзындығы аз болған сайын, кідірісте аз болу керек деп болжауға
болады. RTP UDP IP дестелердегі қосымша ақпарат аздығынан кіші
мәліметтер дестесін тарату эффективті емес, кадр ұзындығы аз болған кездегі
кодекті қолдану бірнеше кадрды бір дестеге жинақтауға алып келеді.Сонымен
қатар ұзындығы үлкен кадрларды тарату тиімді, себебі үлкен уақыт периоды
сигналды бақылай алады, және де осы сигналды эффективті моделдей алады.
Желі өндіруші- тұтынушы мәліметтерін тарату жылдамдығы. Бұл
таратудың эффективті жылдамдығы ретінде анықталады, ол секунд битпен
өлшенеді. Ескере кететін жағдай бұл параметр желінің максимальды өткізу
қабілетімен сәйкес келмейді. Қызмет көрсету провайдері өндірудің
минимальды мәніне кепілдеме береді, және ол өз кезегінде желі провайдерінің
кепілдемесіне сәйкес болуы керек.
Желі желі элементтерінің сенімділігі. Әдетте тұтынушылар желі және
18
желі жүйелерінен сенімділіктің жоғары деңгейін күтеді. Желі сенімділігі
бірнеше параметрлер ретімен сипатталады, соның ішінде ең жиі
қолданылатыны желінің дайын болу коэффициенті, ол объектінің тұру
уақытының объектіні объектінің тұру уақыты мен оған бас тарту уақытының
қосындысымен анықталатын бақылаудың косындысының өлшеміне
қатынасымен анықталады.Идеалды түрде желінің дайын болу коэффициенті 1
ге тең болу қажет, бұл желінің дайындығының жүз пайыз екенін көрсетеді.
Алайда тәжірибеде желінің дайын болу коэффициенті тоғыздық деп
аталынатын коэффициенттермен бағаланады. Мысалға, үш тоғыздық дайын
болу коэффициенті 0,999 екенін білдірсе, бұл өз кезегінде жыл ішінде желі 9
сағат кол жетімді болмағанның айғағы. Ал жалпы қолданыстағы телефон
желісінің дайын болуы бес тоғыздық өлшемімен анықталады, бұл 5,5 мин
тұрудың бір жылда болғандығының айғағы. [4]
Дестені жеткізудің орташа кідірісі - қабылданған және таратылған
дестелер топтамасында дестелер кідірісінің орташа арифметикалық мәні
ретінде анықталады. Оның мағынасы желі бойынша таратылатын трафик және
желінің қол жетімді ресурстарынан, сонымен қатар өткізу қабілетіне
тәуелді.Қол жетімді желі ресурстарының азаюы мен жүктеменің көбеюі желі
түйіндерінде кезектің көбеюіне алып келеді, сәйкесінше дестенің жеткізудің
орташа кідірісінің көбеюіне.
Кідіріске жиі сезімтал сөздік ақпарат, және жеке алғанда видеоақпарат
болып табылады. Ал мәліметтерді тарату кідіріске аса сезімтал емес. Егер
дестені жеткізудің кідірісі арнайы өлшем Тmax асатын болса, онда дестелер
желіден шығарып тасталынады. Кідіріс вариациясын Vk шамасы сипаттайды. k
индексі бар дестелер үшін желінің кірісіндегі және шығысындағы жаңағы
параметр k индексі бар дестенің Xk кідірісінің абсолютті өлшемінен, желінің
сол нүктелерінің дестені жеткізудің кідірісінің эталонды өлшемінің
айырмасымен анықталады:
Vk=Xk - d1,2
(1.3)
мұндағы Vk - кідіріс вариациясының шамасы;
Xk - дестенің кідірісінің абсолютті шамасы;
d1,2 - дестені жеткізудің эталонды кідірісі.
Дестені жеткізудің эталонды кідірісі (тіреулі) d1,2 желінің берілген
нүктелері аралығында бірінші дестені жеткізудің абсолютті мағынасы ретінде
қабылдаушы мен таратушы арасында анықталады. Джиттер тізбектегі дестелер
қабылдаушы белгіленбеген уақыт мезетінде келген уақытта анықталынады.
Дестелерді жоғалту коэффициенті жоғалған дестелердің қабылданған
дестелердің жалпы санына қатынасымен анықталынады. Локальді желіде
дестелердің жоғалуы тарату кезіндегі кідіріс саны қалыпты Тmax өлшемінен
артық болған кезде пайда болады.Мәліметтерді тарату кезіндегі дестелердің
жоғалуы қабылдаушы жақтың қайта сұранысы бойынша қайта жіберуі
19
орындалуы мүмкін. Қабылдаушыға кідіріспен келген дестелер Tmax мәнінен
артық шығарылынып тасталынады. Дестелерді жоғалту кезіндегі басты
себептердің бірі ретінде желі жүктемесі кезінде пайда болатын желілік
түйіндердегі кезектің өсуін атап кетуге болады.
Дестелер қателерінің коэффициенті
қателермен қабылданған
дестелердің сәтті түрде қабылданған қателіктері бар дестелермен қосындысы
арқылы табылады. [5]
QoS типтері қатаңдық деңгейі бойынша бөлінеді, яғни QoS
сипаттамаларының - өткізу қабілетінің, кідірістің, кідіріс вариациясының,
дестелерді жоғалту деңгейінің мағыналарын қаншылықты қатаң кепілдеме бере
алатындығына байланысты.
1.1- к е с т е . Мәліметтер тарату желісінің функционалдау көрсеткішінің
техникалық нормалары
20
Кө№рсеткіштер
атауы
Таратылатын трафик типі
Кө№рсеткіштер
атауы
Интеракт
ивті
Спутникті
байланыс
линиялары
кезіндегі
интерактивт
і
Сигналды
Ағынды
Интерактивті,ағы
нды және
сигналды
трафикті ескермей
отырып
мәліметтерді
тарату трафигі
1
Ақ1парат
дестелерін
таратудың
орташа кідірісі
(мс)
100ден
аспайды
400ден
аспайды
100ден
аспайды
400ден
аспайды
1000нан аспайды
2
Ақ2парат
дестелерін
таратудың
кідірісінің
орташа мәннен
ауытқуы
50ден
аспайды
50ден
аспайды
нормалан
байды
50ден
аспайды
нормаланбайды
3
Ақ3парат
дестелерінің
жоғалту
коэффициенті
0,001 ден
аспайды
0,001ден
аспайды
0,001ден
аспайды
0,001ден
аспайды
0,001ден аспайды
4
Ақ4парат
дестелерінің
қателіктерінің
коэффициенті
0,0001ден
аспайды
0,0001ден
аспайды
0,0001ден
аспайды
0,0001де
н
аспайды
0,0001ден
аспайды
QoS қызметінің үш типін көрсетуге болады:
1)Сервис максимальді күшейтумен, соңғы түйіндер қарым- қатынасын
кепілдіксіз қамтамасыз етеді. Бұл қызмет көрсетудің түрлері - Ethernet немесе
IP, бұлар жеке колданушылар мен қосымшалардың дестелерінің арасында
ешқандай айырмашылық білдіртпейді және дестелерді FIFO (бірінші келді -
бірінші қызмет көрсет) әдісі бойынша қызмет көрсетеді.
2)Қалауы бар сервис. (QoS жұмсақ сервисі) - трафиктың кейбір типтері
басқаларына қарағанда жақсырақ қызмет көрсетіледі. Жылдам өңделеді,орташа
есеппен өткізу қабілеті жоғары және мәліметтер шығын болуы аз. Бұл тек
статистикалық түсіндірме, сандық түрде көрсетілген кепілдеме емес. Осы типті
QoS қызметінің жұмысы арқылы алынатын QoS параметрлерінің нақты
мағынасы белгісіз және желі ұсынған трафик сипаттамасына тәуелді. Мысалға,
егер жоғары приоритетті трафик осы уақытта өзінің дестелерінің төменгі
интенсивтілігін ұсынатын болса, ал төменгі приоритетті трафик осы уақыт
ішінде жақсы қызмет көрсету ала алады - айтарлықтай өткізу қабілетін және
төменгі кідірістер[2]
3)Кепілдендірілген сервис. (оны QoS қатаң немесе шынайы сервисі
деп те атайды) трафиктің әр түрлі ағындарына статистикалық сандық кепілдеме
береді. Ресурстар бөліп берген трафик оған сандық түрде анықталған кідірістер
немесе өткізу қабілеттерінің параметрлерін желі арқылы өткізуге кепілдеме
алады. Мұндай типті қызметтер қосымшаларға шартты кез келген жағдайда
желі жүктемесі кезінде де төмендемейтін өткізу қабілетіне кепілдеме бере
алады.[6]
QoS қызметіне арналған үш әдісте бөлмейді, тек бір бірін толықтырады.
Олар комбинирлеу нәтижесінен қосымшаның әр түрлі талаптарын және желі
жұмысының әр түрлі шарттарын ескеруге рұқсат етеді.
QoS қызметінің базалық архитектурасы элементтердің үш негізгі типін
қамтиды:
1)QoS түйінінің жабдығы, қызмет көрсету талаптарына сәйкес трафик
түйініне түсетін өңдеуді орындайтын;
2)QoS сигнализациясының хаттамалары, соңғыдан соңғыға қызмет
көрсету сапасын қолдайтын желілік элементтер жұмысының координациясы
үшін;
3)Саясаттың орталық функциялары, басқару және QoS ескеру, желі
администраторларына QoS талап ететін деңгеймен трафиктің әр түрлі түрлері
арасында мақатты түрде желі элементтеріне әсер ете алатын функция;
Желілік механизмдер қосымшаларға байланысты қалыптасатын қызмет
көрсету сипаттамаларымен, қолданылуы қажет. Желілік
механизмдер
архитектурасын шығарған кезде әр түрлі қызмет түрлері желі сипаттамаларына
әр түрлі талаптар қажет ететіндігі ескерілген болатын. Мысалға, телемедицина
үшін жеткізу дәлдігі көбірек рөл атқарады, орташа кідіріс немесе джиттерге
қарағанда, ал IP телефония үшін джиттер мен кідіріс негізгі сипаттамалардың
бірі және олар аз мәнде болуы қажет.[7]
Қызмет көрсету сипаттамасына қойылатын әр түрлі талаптарға сәйкес
21
қосымша саны өскен сайын QoS архитектурасы жалпы механизмдердің
топтамасын қосуы қажет. QoS қолдайтын архитектурасы конструктивті блоктар
деп аталынатын желілік механизмдердің топтамасын анықтайды. Қазіргі
уақытта конструктивті блоктардың бастапқы топтамалары анықталған, олар үш
логикалық жазықтықтарға жауап береді: бақылау жазықтығы, мәліметтер
жазықтығы (ақпараттық жазықтықтың) және административті бақылаудың
жазықтығы.
Бақылау жазықтығы.Бақылау жазықтығының QoS механизмдері
қолданушылар трафигімен таратылатын жолдармен алдын алады, және де
өзінің құрамына қосады:
1)қатынауды басқару (Admission Control, AC);
2)QoS үшін маршрутизация (QoS routing);
3)ресурстарды резервтау (Resource reservation).
Мәліметтер жазықтығы. Бұл механизмдер топтарын қолданушылар
трафигімен алдын алады және өзінің құрамына қосады:
1)буферлерді басқару (Buffer management);
2)жүктемені болдырмау (Congestion avoidance);
3)дестелер маркировкасын (Packet marking);
4)кезектердің диспетчеризациясы және құрылуы (Queuing and
scheduling);
5)трафикті қалыптастыру (Traffic shaping);
6)трафикті өңдеудің ережесі (Traffic policing);
7)трафиктің жіктелуі (Traffic classification).
Административті басқару жазықтығы. Бұл жазықтық эксплуатацияға,
желіні басқаруға қатысты QoS механизмдерін қамтиды. Осы жазықтықтағы
QoS механизмінің санына кіреді:
1)өлшеу(Metering);
2)жеткізудің берілген параметрлері (Policy);
3)трафикті қайта қалпына келтіру (Traffic restoration);
4)қызмет ету деңгейіне рұхсатын беру (Service Level Agreement) [7]
1.2 Қызмет көрсету функциялары
Дестелерді жіктеу және маркерлеу.Желінің шекарасында орналасқан
маршрутизаторлар TCPIP тақырыпшасындағы бір немесе бірнеше өрістерінің
мағынасына тәуелді трафиктің әр түрлі кластарына жататын дестелерді тану
үшін жіктеу функциясын қолданады. Дестелерді маркировкалау функциясы IP
- приоритетті өріс немесе дифференциалды қызмет көрсету кодының
(Differentiated Services Code Point -- DSCP) өрісін орнату жолымен
класификацияланған трафикті белгілеу арқылы қолданылады.[9]
Дестелерді жіктеу (packet classification) десте өрісінің бір немесе
бірнеше мағынасына тәуелді сол немесе басқа трафиктің класына жатқызуға
қиын болуы мүмкін. Төменде дестені классификациялаудың бірнеше әр түрлі
22
әдістері көрсетілген:
1)IP ағынды танитын функция бес параметрден тұрады: IP дестенің
көзінің адресі, IP дестені тағайындау адресі, IP хаттамасының өрісі, көздің
порты және тағайындау порты.
2)Танитын функция IP приоритетіне немесе дифференциалданатын өріс
кодына тәуелді (DSCP).
3)Танитын функция TCPIP десте тақырыпшасының басқа да
параметрлеріне тәуелді, мысалға десте ұзындығы
4)Танитын функция көздің МАС адресіне және дестені тағайындаудың
МАС адресіне тәуелді.
5)Танитын функция қосымшалармен қолданылатын түйіндер
нөмері,адрестер нөміріне және т.б тәуелді. URL (Universal Resource Locator -
ақпараттық ресурстың универсиалды сілтемесі. Жаңағы функциональды
мүмкіндік Cisco өнімдерінде желілік параметрлері (Network Based Application
Recognition -- NBAR) негізінде қосымшаларды тану әдісімен жүзеге
асырылған.
Дестелерді жіктеуді жиі дестелер маркировкасы (packet marking) немесе
дестелерді бояу (packet coloring) деп те атап жатады. Трафиктің арнайы класына
жататын дестелер сәйкесінше түске боялады.
Дестелерді маркерлеу.
Дестелерді маркировкалау сәйкес келетін
трафиктің класына идентификациялау үшін қолданылады. Дестелер IP-
приоритет немесе IP- дестенің тақырыпшасында орналасқан дифференциалды
қызмет кодының өрісімен, сонымен қатар мәліметтер дестесінің
маршрутизаторының ішкі қатынасына жататын QoS тобының өрісінің
мағынасын орнату жолымен маркировкалай алады.
IP дестенің тақырыпшасында орналасқан IP приоритет өрісі сәйкесінше
мәліметтер дестесінің қатысты приоритетін көрсетеді. IP приоритет өрісі
қызмет көрсету байтының үш типінен тұрады (Type of Service -- ToS). IP
приоритеті битінен басқа ToS байты қызмет көрсету типінің биттері құрамына
кіреді (ToS- биттері). ToS- биттері желіде сәйкесінше мәліметтер дестесін
өңдеуін анықтайтын мағынаны сақтау үшін тағайындалған, алайда тәжірибеде
олар кең қолданысқа ие. IP приоритетті өріс мағынасы бар жолымен
орнатылған дестелерді бояу желі түйінімен де, сонымен қатар осы
дестелерді өндірген қосымшалармен де жүзеге асады. Cisco қызмет көрсету
сапасының жабдықтары, дестені маркировкалауды қолдайтын қатынау
жылдамдығының келісу механизмін (Committed Access Rate -- CAR), саясат
негізіндегі маршрутизациясын (Policy-Based Routing -- PBR) және шекарадағы
шлюз хаттамасы көмегімен QoS саясатының таралуын қамтиды (QoS Policy
Propagation using Border Gateway Protocol -- QPPB). [8]
Дифференциалданған қызмет өрісінің коды (DSCP) РНВ саясатының
идентификациясы үшін дестелерді өңдеуді қолданады. DSCP өрісі IP дестенің
тақырыпшасының алты битін қамтиды, және қазіргі уақытта (IETF
Differentiated Services Working Group) дифференциалданған қызметті жасап
шығарумен айналысатын IETF жұмыс тобының инициативасы бойынша
23
стандарттау процесімен айналысуда. Дифференциалданған қызмет өрісінің
коды стандартталғаннан кейін ToS байты DSCP байтына алмастырылады. IP
приоритеті секілді DSCP өрісі IP десте тақырыпшасының бөлігі болып
табылады. Негізінде DSCP өрісі IP приоритетті өрістің ұзартылуын көрсетеді.
Сәйкесінше DSCP өрісінің қолдану және орнату әдістері жоғарыда айтылып
кеткен IP приоритеті өрісінің қолдану және орнату әдістерін еске түсіретін
болады.
Айта кететін жағдай диффернциалданған қызмет өрісі (DSCP) IP-
приоритеті өрісімен кері байланысты құрайды.
Трафик интенсивтілігін басқару.Қызмет түрін тасушылар оның
профиліне сәйкес тұтынушы трафигінің желісіне келіп түсетін параметрлерді
көрсетудің шектелген функциясын қолданады. Сол уақытта корпорациялар
трафик қызметін жеткізетін желісіне келіп түсетінді дозировкалау үшін түзету
функциясын қолданады және берілген профилге сәйкес оның интенсивтілігін
түзейді. Трафик дозировкасының ең кең таралған түрі болып маркерлер
корзинасының сұлбасы болып табылады. (token bucket)
Қызмет көрсету функциясын қамтамасыз ету мақсатымен трафик
қызметін тасымалдаушы барлық желі желі параметрлерін қолдайтын
интенсивтілігіне сәйкес фанице желісінен қатаң бақылаудан өткізеді. Егер
шекарада тұрған маршрутизаторлардың бірнешесі интенсивтіліктің
максимальді шектелген мәнінен асатын болса трафик ағынының өсіп келе
жатқан жүктемесі желінің жүктемесіне алып келуі мүмкін. Айта кететін жағдай
желі өндірушісінің азаюы барлық желілік трафикті қызмет көрсету
функциясымен қамтамасыз ете алмауына алып келеді.[6]
Трафиктің интенсивтілігін басқару екі функциямен жүзеге асады: CAR
механизмімен қарастырылған трафикті шектеу функциясы және біраттас
механизммен қарастырылған (traffic shaping
--
TS) трафикті түзету
функциясы.Бірдей тағайындалуына қарамастан жоғарыда айтылған функциялар
маркерді жойғаннан кейінгі моменттегі трафикті өңдеу әдісімен
айырмашылығы білінеді.
Өзінің жұмыс істеу процесінде трафик интенсивтілігін басқару механизмі
трафикті дозировкалау функциясына сенім артады. Трафик дозировкасының ең
кең таралған түрі болып маркерлер корзинасының сұлбасы болып табылады.
(token bucket)
Маркерлер корзинасы сұлбасы шектеу алгоритмі секілді, сонымен
қатар трафикті түзету алгоритмі секілді қолданылады, және өз кезегінде
берілген шектелген интенсивтілік пен десте параметрлерін сәйкес келтіру
нәтижесін хабарлайтын жабдық ретінде көрсетіледі.[4]
Дозировкалау нәтижесіне байланысты сәйкесінше шешімдер
қабылданады (дестені тарату,дестені шығарып тастау және т.б).
Маркерлер корзинасы сұлбасы үш негізгі параметрді қамтиды:
1)Орташа интенсивтілік, немесе ақпарат таратудың келісілген
жылдамдығы (Committed Information Rate -- CIR), битсек. Ереже бойынша
трафик интенсивтілігі ақпарат таратудың келісілген жылдамдығынан аспайды.
24
2)Шағылудың біріккен өлшемі (Вс), байт. Жеке алынған уақыт
моментінде маркерлер корзинасы жоғары болатын трафик көлемі. Кейде бұл
параметрді шағылудың қалыпты өлшемі деп те атайды.
3)Шағылудың кеңейтілген өлшемі (ВЕ), байт. Резервтегі қор
Экстремальды жағдайларда маркерлер корзинасының өлшемі жоғары болатын
трафики көлемі. Келісілген және кеңейтілген өлшемдер арасындағы шағылу
трафиктің аз ғана бөлігі үшін ғана шешіледі.[5]
Ресурстарды кеңейту. Маршрутизаторлар мен коммутаторлардағы ең
кең таралған кезекті басқарудың механизмі қазіргі Internet болып табылады,
дәстүрлі механизм ретінде қалыптасқан бірінші келіп, бірінші қызмет
көрсету. (first-in, first-out -- FIFO) Орындаудың қарапайымдылығына
қарамастан FIFO механизміне қызмет көрсету механизмін қиындататын
бірнеше фундаментальды мәселелер сәйкес. FIFO механизмі оны кезек басына
кою арқылы кідіріске сезімтал трафикті приоритетті өңдеуді қарастырмайды.
Бүкіл трафик қызмет көрсетудің әр түрлі кластарына,ағынның әр түрлі
талаптарына жататындығына қарамастан бірдей өңделеді.
Кезекке қызмет етудің алгоритмі QoS функциясын қажет ететін
минимальді талап - дифференциалдау қабілеті мен әр түрлі дестелерді өңдеу
талаптарын анықтауы. Осы параметрлерге сәйкес қызмет көрсету алгоритмі
кезекке қойылған дестелерді таратудың жоспарлауы қажет. Трафик ағынының
бір немесе бірнеше дестелеріне қызмет көрсету жиілігі осы ағынға берілген
өткізу жолағын анықтайды.[6]
Желілік элементтердегі QoS жабдықтарының негізін кезектер және осы
кезектерді өңдеу алгоритмі құрайды. Бұл механизмдер дестелер коммутациясы
механизмін негіз ретінде жұмыс істейтін кез келген желілік құрылғыларда
қолданылады, соңғы түйіндегі локальді немесе жаһандық желілердегі
маршрутизаторлар, коммутаторлар да. (қайталағыштардан басқа)
Кезек осыны жылжытуды орындау мақсатында келіп түскен темппен
шығыстағы интерфейске желілік құрылғылар дестелерді беру үшін қажет.
Кезектің пайда болуына әсер ететін алғашқы факторлардың бірі - құрылғы
жүктемесінің коэффициенті (itilization) - құрылғының кірістегі трафигінің
орташа интенсивтілігінің шығыстағы интерфейске дестені жылжытудың
орташа интенсивтілігіне қатынасымен анықталады.
Егер жүктеме коэффициенті бірден жоғары болса кірістегі трафик
интенсивтілігі шығыстағы интерфейске дестені жылжыту интенсивтілігінен
әрқашан жоғары, бұл кезектің пайда болуына алып келеді. Кезектің пайда
болуының кесірінен трафиктің қызмет көрсетуі нашарлайды. QoS кепілдеме
деңгейін қолдау үшін QoS қызметі мәселені комплексті түрде шешетін қиын
модельді қолданады. Бұл келесі әдістер арқылы орындалады[6]:
1)параметрлері айқын трафик үшін алдын ала өткізу жолағын резервтеу
арқылы;
2)қажетті деңгейде құрылғының жүктеме коэффициентін қолдау үшін
еріксіз кірістегі трафикті профирлеу;
3)кезекті басқарудың қиын алгоритмдерін қолдану;
25
Жиі түрде маршрутизаторлар мен коммутаторларда кезекті өңдеудің
келесі алгоритмдері қолданылады:
1)FIFO дәстүрлі алгоритмі;
2)приоритетті қызмет көрсету (Priority Queing);
3)өлшенген қызмет көрсету (Weighted Queing, WQ).
FIFO дәстүрлі алгоритмі. FIFO дәстүрлі алгоритмінің принципі жүктеме
кезінде дестелер кезекке тұрады, жүктеме жойылған кезде олар шығысқа
бірінші кірдің - бірінші шықтың принципі бойынша беріледі. ( First In - First
Out, FIFO ). Бұның артықшылығы ретінде орындаудың қарапайымдылығы және
конфигурлеу қажеттілігінің жоқтығы. Кемшілігі - әр түрлі ағында дестелерді
дифференциалды өңдеудің мүмкін еместігі, бүкіл дестелер жалпы кезекте тең
құқықта тұрады.[1]
Приоритетті қызмет көрсету. Кезекті приоритеті бойынша өңдеудің
алгоритмі есептегіш техниканың кез келген аумағын да танымал, әсіресе
операциялық жүйелерде, онда мультибағдарламалы нәрсені өңдеу үшін кейбір
қосымшаларға басымдылық беріледі. Трафиктің бір класын өңдеу үшін
басқаларына қарағанда басым өңдеу алгоритмі қолданылады.
Трафикті приоритетті өңдеудің механизмі бүкіл желілік трафикті
кішігірім кластарға бөліп, және де сол кластарға сандық мән - приоритетті
тағайындау.Дестелер желілік хаттамалар түріне байланысты , IP, IPX немесе
DECnet приоритетті кластарға көздің тағайындалу адресіне,қосымшалар
идентификаторына байланысты дестелерде бар басқа да кез келген
сипаттамалар комбинациясына қарай бөлінеді.
Трафикті жіктеудің қай түрі тағайындалуынан тәуелсіз, приоритетті
кластар санына қарай желілік құрылғыларда бірнеше кезектер болады.Жүктеме
кезінде келіп түскен десте оның приоритетті класына жататын кезекке барып
тұрады. Төмендегі суретте төрт приоритетті кезектің түрлері көрсетілген:
жоғары, орташа, қалыпты және төмен приоритетті. Кезектің приориттері өңдеу
кезінде абсолютті тағайындалу сипатын жөн көреді. Жоғары приоритетті
кезектегі дестелер алынбайынша құрылғы төменгі деңгейдегі приоритетке ие
дестелерді өңдеуге көшпейді.
1.3-сурет. Әр түрлі приоритеттердегі кезектер
26
Кезекті приоритетті басқару. Приоритетті басқару әдетте желіде
кідіріске сезімтал тек трафиктің бір ғана класы болғанда қолданылады, бірақ
оның интенсивтілігі жоғары емес, сондықтан бұл класқа қызмет көрсету басқа
трафиктерге қызмет көрсетуге кедергі жасамайды. Алайда желіде басқа да
жағдайлар орын алуы мүмкін, мысалға приоритетті басқаруды талап ететін
бірақ интенсивтілігі жоғары видеотрафик кезінде. Дәл осындай жағдайлар үшін
жоғары приоритетті трафиктің интенсивтілігі жоғарыласа да, төменгі
приоритетті трафикке кепілдеме беретін кезекке қызмет ететін алгоритм
шығарылды.[7]
Өлшенген келтірілген кезектер. Өлшенген кезектер алгоритмі кідіріске
кейбір талаптарды кепілдеме беру үшін немесе минимум өткізу қабілетін
көрсету үшін өндіріліп шығарылған. Жаңағы клас ретінде толық шығыстағы
интерфейстің өткізу қабілетінен трафиктің өткізу қабілетінің класына дейінгі
пайыз өлшемі ескеріледі. Алгоритм администратормен трафик класының
салмағы орнатылатын келтірілетін кезек деп аталынады.
Трафик бірнеше кластарға бөлінеді, әрбір клас үшін дестелердің жеке
кластары бар. Бірақ әрбір кезекпен оның приоритеті емес, шығыстағы
интерфейстің өткізу қабілетінің пайызы байланысады. Төменде келтірілген
суретте құрылғы 5 класты трафиктің 5 кезегін қолданады. Жүктеме кезінде бұл
кезектерге шығыстағы интерфейстің 10%, 10%, 30%, 20% және 30% өткізу
қабілетін бөліп береді.[9]
1.4-сурет.Өлшенген келтірілген кезектер
Өлшенген келтірілген кезектер. Өлшенген қызмет көрсету үлкен
кідірістер мен вариацияларға алып келеді, приоритетті класстың приоритетті
қызмет көрсетуіне байланысты. Бірақ төмен приоритетті кластар үшін бұл
теңдік әділетті емес, сол себепті трафиктің бүкіл кластары үшін өлшенген
қызмет көрсету лайық болып табылады.
27
Өлшенген әділетті қызмет көрсету.Бұл комбинирленген механизм,
кезектің өлшенген қызмет көрсетуін приоритетті қызмет көрсетумен
байланыстыратын. WFQ ның жүзеге асырудың әр түрлі түрлері бар, олар
салмақ тағайындауы және жұмыстың әр түрлі режимдеріне қолдау көрсету
әдістерімен ерекшелінеді. Ең кең таралған сұлба болып бір ерекше кезекті
қарастыратын сұлба болып табылады, ол приоритетті сұлба бойынша қызмет
көрсетіледі ондағы бүкіл өтініштер алынбайынша оған бірінші қызмет
көрсетіледі. Басқа кезектерді маршрутизаторлар өлшенген қызмет көрсету
алгоритмі бойынша тізбектей қарастырады.[5]
Бірақ жұмыс нұсқасының басқа да түрі қолданылуы мүмкін, трафиктің
бүкіл класына шығыстағы интерфейстің трафиктің приоритетті класының
үлесінен қалған өткізу қабілетінің бірдей үлестері беріледі.
1.5-сурет. Өлшенген әділетті қызмет көрсету
Бұл сұлба приоритетті және өлшенген қызмет көрсетудің қосындысы
берілген тұтынушы трафигі қолданылады.Приоритетті трафиктің бір класы бар,
бұл кластың дестелеріне бірінші болып қызмет көрсетіледі, сол себепті басқа
кластың дестелеріне приоритетті кезек бос болған кезде қызмет көрсетіледі.
Басқа кезектер өлшенген болып табылады, менеджер уақытын берілген
пайыздық қатынасқа бөледі.[6]
28
2 Қызмет көрсету сапасын қамтамасыз ету әдістері
2.1 Телекоммуникация желілеріндегі трафикті топтастыру
Түрлі типтегі желілерді жуықтаудың заманауи үрдісі желілермен
файлдар мен электронды поштаға қол жетімділік қосымшалары трафиктерінің
компьютерлік желілері үшін тек дәстүрлі ғана емес, сондай- ақ трафиктердің
барлық түрлерінің тасымалдау ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz