Автор: Кэрол Молнах
Департамент Телекоммуникаций, факультет электротехники и связи
Технический университет Брно, Перкинова 118, 612 00 Брно.
Перевод: Гаськова И. А.
Телекоммуникационные системы и сети, ФКИТА
Обеспечение качества обслуживания (QoS) представляет одну из самых важных характеристик современных мультимедийных сетей. Так как технологии, поддерживающие QoS, до сих пор являются объектами интенсивного развития и точной настройки, моделирования и построение модели крайне необходимо в этой области. Эта статья описывает, как построить имитационную модель в ведущей промышленной среде OPNET Modeler.
Ключевые слова: QoS, Модельер Opnet, Дифференцированные Услуги
1. ВВЕДЕНИЕ
Часть технологий, обеспечивающие качество обслуживания, были разработаны в течении 10-15 лет. В настоящее время технология дифференцированных услуг (DiffServ) — обеспечена решениями наиболее широко. Несмотря на то, что имеются почти приведенные в соответствие со стандартом инструменты конфигурации для развертывания Diffserv в корпоративных сетях и сетях кампусов, происхождение параметров конфигурации для этих команд все еще эмпирическое и параметры довольно часто получены как результат интенсивных экспериментов. С другой стороны, такие эксперименты в реальных сетях — весьма рискованные и альтернативные решения приветствуются. А сложное моделирование может быть альтернативой.
Opnet Modeler — современная окружающая среда моделирования, способная к моделированию поведения сетевых процессов (протоколы коммуникации), сетевых компонентов (серверы, автоматизированные рабочие места, выключатели, маршрутизаторы, и т.п.), приложений (http, ftp, электронная почта, VoIP, база данных, и т.п.) и их расширенных комбинаций (подсети, исправленные и беспроводные сети, и т.п.) Она также поддерживает Дифференцированные Услуги с процессом конфигурации довольно близким к конфигурации реальных систем. В статье этот процесс описывается вместе с несколькими результатами моделирования.
2. ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ УСЛУГИ
DiffServ — технология поддержки QoS, где сетевые ресурсы резервируются для классов услуг. Согласно понятию Дифференцированных Услуг, оценка трафика и маркировка осуществляются на сетевых краях. Входящий трафик сортируется в эти классы трафика сразу в краях области и DiffServ и соответствующие DiffServ CodePoint (DSCP) присваиваются пакетам. В общем, классификация пакета основана на TCP/UDP номерах порта и сетевых адресах, которые обычно могут идентифицировать точные сетевые услуги, таким образом, что различные классы могут быть определены для реального времени, бизнеса и данных best effort. Поддержка QoS в ядре сети, далее основана на назначении DSCP пакету, который намного быстрее, чем анализ всего заголовка пакета во всех маршрутизаторах ядра. Технология DiffServ не запоминает состояния и ей относительно легко управлять.
К настоящему времени есть две стандартизированных технологии обработки пакета, так называемый perhop поведения (PHB) для DiffServ: гарантированное отправление (ЗВУКОВАЯ ЧАСТОТА) и ускоренное отправление (ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ). Гарантированное отправление представляет приоритетность и контролирование обменом ресурсами между классами трафика. Это определяет четыре класса трафика с тремя различными пакетами приоритетов в каждом из них. Ускоренное отправление [3] обеспечивает абсолютные гарантии на полосу пропускания, задержку передачи и дрожание изображения, которые необходимы современным мультимедийным приложениям. Более подробную информацию о Дифференцированных услугах можно найти, например, в [1], [4] и [6].
3. ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫЕ УСЛУГИ В OPNET MODELER
Как упомянуто раньше, Opnet Modeler предлагает модернизированное обеспечение для моделирования поведения Дифференцированных Услуг. Эта глава показывает, что конфигурация технологического процесса, который используется для построения имитационной модели DiffServ.
Рисунок 1. — Домен DiffServ имитационная модель
Прежде всего сетевые компоненты (сервера, автоматизированные рабочие места, выключатели и маршрутизаторы) размещаются в рабочей области и связываются с необходимым типом линий связи (Ethernet и DS1 в нашем случае).
Затем Application_Config и Profile_Config объекты представлены на сцене. Они являются независимыми объектами моделирования. Application_Config используется для настройки парамертов моделируемых приложений. Пример приложения FTP показан на Рис. 2. Есть несколько предопределенных профилей приложений , как низкая нагрузка или высокая нагрузка, но это также возможно использовать для определения пользовательской конфигураци.
Рисунок 2. — Конфигурирование FTP
Контролирование времени для определенных приложений, в том числе время начала, продолжительность, серийное или одновременное действие, и т.п. конфигурируется с помощью объекта Profile_Config. В профиле прописывается сервера и рабочие станции на сцене. В нашем случае объект QoS_Config должен также быть добавлен на сцену. Этот компонент - один из самых важных с точки зрения конфигурации DiffServ. Пример имитационной модели показан на Рис. 1.
Система массового обслуживания, использованная в имитационной модели,является одним из параметров, которые можно настроить с помощью объекта QoS_Config. В нашем примере система Weighted Fair Queuing (WFQ) была настроена и назначен трафик.
Потом, система массового обслуживания, определенная в объекте QoS_Profile, присваиваются соответствующие интерфейсы основных маршрутов внутри области DiffServ.
Кроме того требуется настроить изменение трафика и классификации для edge маршрутизаторов. Для этой цели обратитесь к контрольным спискам (ACL), которые впервые определены, чтобы классифицировать поступающие потоки пакета. Списки доступа, используемые в нашей модели,основаны адресных структурах.
В следующем шаге должны быть определены классы трафика. Это можно сделать конфигурированием свойств edge маршрутизаторов. Классы трафика определяются с помощью предварительно настроеных ACLs. Если условие в ACL выполняется, присваивается соответствующий ID пакету. Пример конфигурации класса трафика показан на Рис. 3а.
Кроме того, необходимо настроить измерение трафика. Это делается так же, как конфигурация edge маршрутизаторов. Измерение трафика определяет, какой тип PHB используется для данного класса трафика, Рис. 3 b). В нашем примере сконфигурированы как ускоренная, таки гарантированная доставка PHBs .
Рисунок 3. — Конфигурирование класса трафика
На последнем этапе настраиваются профили обслуживания для данного класса трафика. Это осуществляется с помощью свойства объекта QoS Config. Во время моделирования используются две очереди: приоритетные очереди и Weighted Fair Queuing.
Наконец, конфигурации QoS должны быть предназначены соответствующим интерфейсам маршрутизатора, как показано в Рис. 4.
Рисунок 4. — Конфигурирование интерфейса роутера
Для сравнения, два сценария создаются: один с чистым испытаний и применения QoS конфигурации и один дополнительный трафик с фоном. Это позволяет нам анализировать влияние неконтролируемого фонового трафика на обработку классифиции трафика. После настройки сцены,будут выбраны статистические данные, которые играют важную роль в оценки результатов. Эти данные могут быть глобальными, учитывая всесетевые компоненты или местные, если учитывать только один выбранный компонент сети. После настройки всех параметров, можно запускать моделирование. В течение этой фазы исполняемый файл, созданный с помощью компилятора C + +, который затем используется для моделирования настроенного поведения. Последний шаг содержит отображения и оценки результатов моделирования.