Качество обслуживания

Сентябрь 1, 2022

Главная
Обществознание
Качество обслуживания

Содержание

2. Качество обслуживания - QoS Требования разных типов приложений Параметры качества обслуживания Служба QoS Модель службы QoS
3. Требования к сети различных типов трафика Требования к пропускной способности
4. Поток (Stream) T Пакет в M байт Трафик Constant Bit Rate = M / T бит/с
5. Пульсация (Burst) Tlong -> C = Cсредн. Пакет от M1 до M2 байт Трафик Variable Bit
6. Параметры QoS по пропускной способности сети Средняя скорость на длительном периоде - Commited Information Rate у
7. Взаимосвязь параметров пульсации T Bc CIR Frame relay ATM: BT = (MBS-1) (1/SCR - 1/PCR) Bc
9. Параметры QoS по задержкам: - средняя задержка (delay) - вариация задержки (jitter) Задержка1 Задержка 2 Delay
10. Чувствительность приложений к потерям данных Чувствительные к потерям приложения Передача дискретных данных - текст, числа, неподвижные
11. Параметры QoS по уровню потерь данных Процент потерянных пакетов (кадров, ячеек) - Cell Lost Ratio в
12. Качество обслуживания в сетях с коммутацией каналов Основной показатель Grade of Service: вероятность отказа сети в
13. Модель службы QoS Трафик «Приложение-приложение» 1.QoS узла - - очереди - shaping - ... 2. Протокол
14. Средства QoS узла 1. Механизмы обслуживания очередей: - FIFO (первым пришел - первым ушел) - Priority
15. 1. Классификация (classification) трафика на основе: IP-адресов Dest и Source Протоколу - TCP или UDP TCP/UDP
16. 2. Контроль доступа (Access Control) - имеет ли право пакет от определенного пользователя обслуживаться в данное
17. 3.Профилирование (policing) Проверка соответствия трафика QoS-профилю – проверка соглашения Service Level Agreement Профиль: - средняя скорость
18. Формирование трафика (shaping) Придание потоку пакетов заданных временных характеристик - равномерность При равномерном следовании пакетов уменьшаются
19. Протоколы сигнализации для QoS Нужны для распространения вдоль пути следования пакетов данных о требуемых параметрах QoS
20. Централизованная политика, управление и учет Администратор выполняет роль арбитра для пользователей и приложений: - задает с
21. Алгоритмы управления очередями Применение методов теории массового обслуживания (Queuing Theory) для анализа очередей в сетях Модель
22. Алгоритмы управления очередями Применение методов теории массового обслуживания (Queuing Theory) для анализа очередей в сетях t
23. Среднее время ожидания ρ 1 W 0.5 При ρ
24. Приоритетное обслуживание очередей Абсолютный приоритет - пока высокоприоритетная очередь полностью не обслужена, более низкоприоритетные не обслуживаются
25. Приоритетное обслуживание очередей High priority W = ρHb/(1-ρH) ρH = λH / μ - например, 200/1000
26. Конфигурирование приоритетного обслуживания Определение списка приоритетов priority-list 4 protocol decnet medium lt 200 priority-list 4 protocol
27. Взвешенные настраиваемые очереди - Weighted Custom Queuing Каждая очередь обслуживается в течение заданной доли времени обработчика
28. Взвешенные настраиваемые очереди - Weighted Custom Queuing 10% 10% 30% 20% 30% При взвешенном обслуживании задержки
30. Скачать презентацию

Слайд 2

Качество обслуживания - QoS
Требования разных типов приложений
Параметры качества обслуживания
Служба QoS
Модель службы

QoS
Алгоритмы управления очередями
Механизмы профилирования и формирования трафика
Общая характеристика протоколов QoS IP
Резервирование пропускной способности с помощью RSVP
Дифференцированное обслуживание DiffServ
Использование виртуальных каналов MPLS для поддержки QoS
Качество обслуживания на основе централизованной политики (Policy-based QoS)
Общая структура
COPS

Слайд 3

Требования к сети различных типов трафика
Требования к пропускной способности

Слайд 4

Поток (Stream)
T
Пакет в M байт
Трафик Constant Bit Rate = M /

T бит/с

Примеры: оцифрованный голос, цифровое видео, телеметрическая информация

Слайд 5

Пульсация (Burst)
Tlong -> C = Cсредн.
Пакет от M1 до M2 байт
Трафик

Variable Bit Rate
Скорость меняется от 0 до Cпротокола

Примеры: передача файлов, компрессированные голос и видео

T2 -> C = Cпрот.

T1 -> C = 0

Пульсация - период T2
Измеряется в:
Сек - длительность пульсации
Байтах (burst size) - объем данных в импульсе
Коэффициент пульсации = С T /С средн. (например, 50:1)

Слайд 6

Параметры QoS по пропускной способности сети
Средняя скорость на длительном периоде
- Commited

Information Rate у frame relay
- Sustained Cell Rate у ATM
Максимальная скорость всплеска (пульсации)
- Peak Cell Rate у ATM
Максимальный объем пульсации
- Bc (Burst commited) у frame relay
- Maximum Burst Size (MBS) у АТМ
Максимальное время пульсации
- T пульсации у frame relay
- Burst Tolerance (BT) у АТМ

Слайд 7

Взаимосвязь параметров пульсации
T
Bc
CIR
Frame relay
ATM:
BT = (MBS-1) (1/SCR - 1/PCR)
Bc = CIR

x T

Слайд 8

Слайд 9

Параметры QoS по задержкам:
- средняя задержка (delay)
- вариация задержки (jitter)
Задержка1
Задержка 2
Delay

= Σ(ti)/N – математическое ожидание
Jitter = 1/N

Σ(ti -delay)2 -коэффициент вариации
___________
Delay

Слайд 10

Чувствительность приложений к потерям данных
Чувствительные к потерям приложения
Передача дискретных данных -

текст, числа, неподвижные изображения -
при потере пакета данные становятся частично или полностью обесцененными - необходима повторная передача
Устойчивые к потерям приложения
Передача аналоговой информации - голос,видео - инерционность процессов позволяет при небольшом проценте потерь восстановить потерянные данные по соседним

Слайд 11

Параметры QoS по уровню потерь данных
Процент потерянных пакетов (кадров, ячеек)
-

Cell Lost Ratio в АТМ
Процент искаженных кадров

Слайд 12

Качество обслуживания в сетях с коммутацией каналов
Основной показатель Grade of

Service:
вероятность отказа сети в установлении соединения, блокировка (причина - исчерпана коммутационная емкость какого-либо коммутатора вдоль пути)
Пропускная способность и задержки – фиксированные
Формула Эрланга:
AN
N!
Pb =
AX
X!

Пример:
A = 3
N = 6
Pb = 0.0522 (5%)

A – нагрузка в эрлангах (занятость одной линии)
N – коммутационная емкость (максимальное количество соединений)

Слайд 13

Модель службы QoS
Трафик «Приложение-приложение»
1.QoS узла -
- очереди
- shaping
- ...
2. Протокол

сигнализации

3. Правила политики QoS, управление, учет

Слайд 14

Средства QoS узла
1. Механизмы обслуживания очередей:
- FIFO (первым пришел - первым

ушел)
- Priority – приоритетное обслуживание
-WFQ – взвешенное обслуживание
- …
2. Механизмы «кондиционирования» трафика
- классификация
- контроль доступа
- профилирование (policing)
- формирование (shaping)

Слайд 15

1. Классификация (classification) трафика на основе:
IP-адресов Dest и Source
Протоколу - TCP

или UDP
TCP/UDP ports (по приложениям)
Метка потока в IPv6
Признаков в заголовке прикладного протокола
Имени пользователя

Кондиционирование трафика (conditioning)

Пример
Класс 2:
- IP Dest = 132.35.100.0/24
- IP Source = 26.0.0.0/8
- TCP/UPD = 80

Слайд 16

2. Контроль доступа (Access Control)
- имеет ли право пакет от определенного

пользователя обслуживаться в данное время и данной входной точкой сети

Проблема: как определить соответствие «пакет - пользователь»?
При аутентификации пользователя его имя связывают с IP-адресом
Пример: система Meta IP компании Check Point

Слайд 17

3.Профилирование (policing)
Проверка соответствия трафика QoS-профилю – проверка соглашения Service Level Agreement
Профиль:
-

средняя скорость
- максимальная скорость
- пульсация
- задержка

При несоответствии пакета профилю - пакет отбрасывается ли помечается как «нарушитель» - его могут отбросить последующие сетевые устройства при перегрузках

Слайд 18

Формирование трафика
(shaping)
Придание потоку пакетов заданных временных характеристик
- равномерность
При равномерном следовании пакетов

уменьшаются очереди в маршрутизаторах и, соответственно, времена задержек

Слайд 19

Протоколы сигнализации для QoS
Нужны для распространения вдоль пути следования пакетов данных

о требуемых параметрах QoS для трафика
Согласуют усилия сетевых устройств по согласованному обслуживанию определенного потока данных
Без согласованности параметры QoS поддержать нельзя!

Router 1

Router 2

Router 3

Router 4

Пропускная способность равна минимальной по всем сетевым устройствам

Примеры: RSVP, DS-байт

Слайд 20

Централизованная политика, управление и учет
Администратор выполняет роль арбитра для пользователей

и приложений:
- задает с помощью набора правил условия
кому и когда сетевые устройства должны предоставлять услуги QoS и с какими параметрами
Другой способ согласования параметров QoS между устройствами

User1 SCR=64 Kb/s

User 2 Bc<=128 Kb

Слайд 21

Алгоритмы управления очередями
Применение методов теории массового обслуживания (Queuing Theory) для анализа

очередей в сетях

Модель M|M|1

Очередь заявок-пакетов

Обслуживающий прибор - процессор маршрутизатора

b - среднее время обслуживания

λ = 1/t - интенсивность поступления заявок-пакетов в обслуживающий прибор, скорость поступления данных λ x C
μ = 1/b - интенсивность выхода заявок-пакетов из обслуживающего прибора, b - среднее время продвижения пакета

ρ = λ/μ - коэффициент загрузки обсл. прибора

C бит

Слайд 22

Алгоритмы управления очередями
Применение методов теории массового обслуживания (Queuing Theory) для анализа

очередей в сетях

b - среднее время обслуживания

При экспоненциальном распределении времен поступления пакетов
A(t)=1-e-λt - среднее время между пакетами = 1/ λ, коэфф. вар. = 1
и экспоненциальном распределении времени обслуживания
B(x)=1-e-μx
среднее время ожидания W равно
W = ρb/(1 − ρ)

Слайд 23

Среднее время ожидания
ρ
1
W
0.5
При ρ < 0.5 задержки незначительны - низкая загрузка

сети гарантирует качество обслуживания!

Слайд 24

Приоритетное обслуживание очередей
Абсолютный приоритет - пока высокоприоритетная очередь полностью не обслужена,

более низкоприоритетные не обслуживаются Время ожидания в низкоприоритетной очереди может стремится к ∞

Слайд 25

Приоритетное обслуживание очередей
High priority
W = ρHb/(1-ρH)
ρH = λH / μ -

например, 200/1000 или 0.2

ρM = λM / (μ −

λH) - например, 200/(1000 - 200) = 0.4

При равной интенсивности поступления условия обслуживания трафика с приоритетом Medium хуже:
WH = (0.2 / 1000) / (1 - 0.2) = 0.0002 /0.8 = 0.00025 = 25 мкс
WM = (0.4 / (1000-200)) / (1 - 0.4) + WH= 0.0005 /0.6 + 25= 108 мкс

При значительной доле трафика High Priority остальной трафик обслуживается со значительными задержками

Слайд 26

Конфигурирование приоритетного обслуживания
Определение списка приоритетов
priority-list 4 protocol decnet medium lt 200
priority-list

4 protocol ip medium tcp 23
priority-list 4 protocol ip medium udp 53
priority-list 4 protocol ip high
interface serial 0
priority-group 4

Слайд 27

Взвешенные настраиваемые очереди - Weighted Custom Queuing
Каждая очередь обслуживается в течение

заданной доли времени обработчика очереди - 10%, 10%, 30%, 20%, 30%

Слайд 28

Взвешенные настраиваемые очереди - Weighted Custom Queuing
10%
10%
30%
20%
30%
При взвешенном обслуживании задержки меньше

у того класса трафика, у которого отношение λ / μ меньше

Качество обслуживания

Содержание

Качество обслуживания - QoSТребования разных типов приложений Параметры качества обслуживания Служба QoS Модель службы

Требования к сети различных типов трафика Требования к пропускной способности

Поток (Stream)TПакет в M байтТрафик Constant Bit Rate = M /

Пульсация (Burst)Tlong -> C = Cсредн.Пакет от M1 до M2 байтТрафик

Параметры QoS по пропускной способности сетиСредняя скорость на длительном периоде- Commited

Взаимосвязь параметров пульсацииTBcCIRFrame relayATM:BT = (MBS-1) (1/SCR - 1/PCR)Bc = CIR

Параметры QoS по задержкам:- средняя задержка (delay)- вариация задержки (jitter)Задержка1Задержка 2Delay

Чувствительность приложений к потерям данныхЧувствительные к потерям приложенияПередача дискретных данных -

Параметры QoS по уровню потерь данных Процент потерянных пакетов (кадров, ячеек)-

Качество обслуживания в сетях с коммутацией каналов Основной показатель Grade of

Модель службы QoSТрафик «Приложение-приложение»1.QoS узла - - очереди- shaping- ...2. Протокол

Средства QoS узла1. Механизмы обслуживания очередей:- FIFO (первым пришел - первым

1. Классификация (classification) трафика на основе:IP-адресов Dest и SourceПротоколу - TCP

2. Контроль доступа (Access Control)- имеет ли право пакет от определенного

3.Профилирование (policing)Проверка соответствия трафика QoS-профилю – проверка соглашения Service Level AgreementПрофиль:-

Формирование трафика(shaping)Придание потоку пакетов заданных временных характеристик- равномерностьПри равномерном следовании пакетов

Протоколы сигнализации для QoSНужны для распространения вдоль пути следования пакетов данных

Централизованная политика, управление и учет Администратор выполняет роль арбитра для пользователей

Алгоритмы управления очередямиПрименение методов теории массового обслуживания (Queuing Theory) для анализа

Алгоритмы управления очередямиПрименение методов теории массового обслуживания (Queuing Theory) для анализа

Среднее время ожиданияρ1W0.5При ρ < 0.5 задержки незначительны - низкая загрузка

Приоритетное обслуживание очередейАбсолютный приоритет - пока высокоприоритетная очередь полностью не обслужена,

Приоритетное обслуживание очередейHigh priorityW = ρHb/(1-ρH)ρH = λH / μ -

Конфигурирование приоритетного обслуживанияОпределение списка приоритетовpriority-list 4 protocol decnet medium lt 200priority-list

Взвешенные настраиваемые очереди - Weighted Custom QueuingКаждая очередь обслуживается в течение

Взвешенные настраиваемые очереди - Weighted Custom Queuing10%10%30%20%30%При взвешенном обслуживании задержки меньше

Похожие презентации

Качество обслуживания - QoS
Требования разных типов приложений
Параметры качества обслуживания
Служба QoS
Модель службы

Требования к сети различных типов трафика
Требования к пропускной способности

Поток (Stream)
T
Пакет в M байт
Трафик Constant Bit Rate = M /

Пульсация (Burst)
Tlong -> C = Cсредн.
Пакет от M1 до M2 байт
Трафик

Параметры QoS по пропускной способности сети
Средняя скорость на длительном периоде
- Commited

Взаимосвязь параметров пульсации
T
Bc
CIR
Frame relay
ATM:
BT = (MBS-1) (1/SCR - 1/PCR)
Bc = CIR

Параметры QoS по задержкам:
- средняя задержка (delay)
- вариация задержки (jitter)
Задержка1
Задержка 2
Delay

Чувствительность приложений к потерям данных
Чувствительные к потерям приложения
Передача дискретных данных -

Параметры QoS по уровню потерь данных
Процент потерянных пакетов (кадров, ячеек)
-

Качество обслуживания в сетях с коммутацией каналов
Основной показатель Grade of

Модель службы QoS
Трафик «Приложение-приложение»
1.QoS узла -
- очереди
- shaping
- ...
2. Протокол

Средства QoS узла
1. Механизмы обслуживания очередей:
- FIFO (первым пришел - первым

1. Классификация (classification) трафика на основе:
IP-адресов Dest и Source
Протоколу - TCP

2. Контроль доступа (Access Control)
- имеет ли право пакет от определенного

3.Профилирование (policing)
Проверка соответствия трафика QoS-профилю – проверка соглашения Service Level Agreement
Профиль:
-

Формирование трафика
(shaping)
Придание потоку пакетов заданных временных характеристик
- равномерность
При равномерном следовании пакетов

Протоколы сигнализации для QoS
Нужны для распространения вдоль пути следования пакетов данных

Централизованная политика, управление и учет
Администратор выполняет роль арбитра для пользователей

Алгоритмы управления очередями
Применение методов теории массового обслуживания (Queuing Theory) для анализа

Алгоритмы управления очередями
Применение методов теории массового обслуживания (Queuing Theory) для анализа

Среднее время ожидания
ρ
1
W
0.5
При ρ < 0.5 задержки незначительны - низкая загрузка

Приоритетное обслуживание очередей
Абсолютный приоритет - пока высокоприоритетная очередь полностью не обслужена,

Приоритетное обслуживание очередей
High priority
W = ρHb/(1-ρH)
ρH = λH / μ -

Конфигурирование приоритетного обслуживания
Определение списка приоритетов
priority-list 4 protocol decnet medium lt 200
priority-list

Взвешенные настраиваемые очереди - Weighted Custom Queuing
Каждая очередь обслуживается в течение

Взвешенные настраиваемые очереди - Weighted Custom Queuing
10%
10%
30%
20%
30%
При взвешенном обслуживании задержки меньше