Тема 8. Сетевые характеристики

Для того чтобы пользователи и поставщики услуг могли обоснованно судить о качестве сервисов, существуют формализованные характеристики качества сетевых услуг, которые позволяют количественно оценить тот или иной аспект качества.

Все множество характеристик качества транспортных услуг сети можно отнести к одной из следующих групп:

• производительность;

• надежность;

• безопасность;

• характеристики, интересные только поставщику услуг.

Первые три группы соответствуют трем наиболее важным для пользователя характеристикам транспортных услуг — возможности без потерь и перерывов в обслуживании (надежность)передавать с заданной скоростью (производительность)защищенную от несанкционированного доступа и подмены информацию (безопасность).В четвертой группе собраны характеристики качества, которые интересуют только поставщика услуг. Примером такой характеристики может служить масштабируемость,то есть способность сети работать качественно при значительном увеличении числа пользователей без изменения применяемой в этой сети технологии.

Временная шкала

Рассмотрим еще один способ классификации характеристик — в соответствии с временной шкалой, на которой эти характеристики определяются.

• Долговременные характеристики определяются на промежутках времени от нескольких месяцев до нескольких лет. Их можно назвать характеристиками проектных решений. Примеры: набор моделей и количество коммутаторов в сети, топология и пропускная способность линий связи. Изменения в них не слишком часты и оказывают влияние на качество сети в течение продолжительного времени.

• Среднесрочные характеристики определяются на интервалах времени от нескольких секунд до нескольких дней. Примеры: средние скорости потоков трафика или средние значения задержек пакетов.

• Краткосрочные характеристики относятся к темпу обработки отдельных пакетов и измеряются в микросекундном и миллисекундном диапазонах. Например, время буферизации или время пребывания пакета в очереди коммутатора или маршрутизатора.

Производительность

Для клиента важны характеристики производительности, которые позволят ему количественно оценить, насколько быстро и качественно сеть передает его трафик. Для определения этого воспользуемся моделью идеальной сети.

Идеальная сеть

Будем считать, что сеть работает идеально, если она передает каждый бит информации с постоянной задержкой, равной скорости распространения света в физической среде. Пусть каналы идеальной сети обладают некоторой конечной пропускной способностью, поэтому источник информации передает пакет в сеть не мгновенно, а за некоторое конечное время (которое равно частному от деления объема пакета в битах на пропускную способность канала доступа в сеть).

Результат передачи пакетов такой идеальной сетью иллюстрирует рис. 5.1

идеальная сеть доставляет все пакеты узлу назначения:

• не потеряв ни один из них (и не исказив информацию ни в одном из них);

• в том порядке, в котором они были отправлены;

• с одной и той же и минимально возможной задержкой (di = d₂ и т. д.).

Рассмотрим, какие отклонения от идеала могут встречаться в реальной сети и какими характеристиками можно эти отклонения описывать (рис. 5.2).

Пакеты доставляются сетью узлу назначения с различными задержками Случайный характер процесса образования очереди приводит к случайным задержкам, при этом задержки отдельных пакетов могут быть значительными, в десятки раз превосходя среднюю величину задержек (dj !=d₂ != d₃ и т. д.) Это может плохо отразиться на работе некоторых приложений (передача звука)

Пакеты могут доставляться узлу назначения не в том порядке, в котором они были отправлены, например, (на рис. 5.2 пакет 4)

Рис 5.1 Передача в идеальной сети

Рис 5.2 Передача пакетов реальной сетью

Пакеты могут терятьсяв сети или же приходить в узел назначения с искаженными данными.

Средняя скорость информационного потока на входе узла назначения может отличаться от средней скорости потока, направленного в сеть узлом отправителем. Причина не задержки пакетов, а их потери.

Множество отдельных значений времени передачи каждого отдельного пакета в узел назначения дают полную характеристику качества передачи трафика сетью. Однако это слишком громоздкая и, более того, избыточная характеристика производительности сети. Для того чтобы представить характеристики качества передачи последовательности пакетов через сеть в компактной форме, применяются статистические методы. Статистические характеристики выявляют закономерности в поведении сети, которые устойчиво проявляются только на длительных периодах времени.

Существует две группы статистических характеристик, которые относятся к производительности сети:

• характеристики задержек пакетов

• характеристики скорости передачи данных.