Качество обслуживания в мультисервисных IP-сетях

Протокол IP первоначально не предназначался для обмена информацией в реальном времени. Кроме того, в самой сети Интернет нет никаких механизмов, поддерживающих на должном уровне качество передачи информации в реальном времени. Вместе с тем, налицо необходимость получения от сети гарантий, что в периоды перегрузки пакеты с информацией, чувствительной к задержкам, не будут простаивать в очередях или, по крайней мере, получат более высокий приоритет, чем пакеты с информацией, не чувствительной к задержкам. Иначе говоря, необходимо гарантировать доставку такой информации, как речь, видео и мультимедиа, в реальном времени с минимально возможной задержкой. Для этой цели в сети должны быть реализованы механизмы, гарантирующие нужное качество обслуживания (Quality of Service - QoS).

Разные приложения требуют разных уровней или типов качества. Например, скорее всего, пользователя не огорчит если его текстовый файл будет передаваться на секунду дольше, или что за первую половину времени передачи будет передано 80% файла, а за вторую - 20%. В то же время, при передаче речевой информации такого рода явления весьма нежелательны или даже недопустимы.

При передаче архивного или exe-файла размером 1 Мбайт, потеря 1-го байта (Кош=10⁶) делает невозможным восстановление всего файла.

Использование протокола IP в качестве транспорта при передаче речи приводит к снижению её разборчивости. Телефонный разговор - это интерактивный процесс, не допускающий больших задержек. Для большинства абонентов задержка речевого сигнала на 150 мс приемлема, а на 400 мс - недопустима. В таблице 3.1 приведено влияние параметров соединения на качество передачи для разных видов сообщений.

Таблица 3.1. Влияние параметров соединения на качество предоставления сервиса

Общая задержка речевой информации делится на две основные части - задержка при кодировании и декодировании речи в шлюзах или терминальном оборудовании пользователей и задержка, вносимая самой сетью. Уменьшить общую задержку можно двумя путями: во-первых, спроектировать инфраструктуру сети таким образом, чтобы задержка в ней была минимальной, и, во-вторых, уменьшить время обработки речевой информации шлюзом.

Для уменьшения задержки в сети нужно сокращать количество транзитных маршрутизаторов и соединять их между собой высокоскоростными каналами. А для сглаживания вариации задержки можно использовать такие эффективные методы как, например, механизмы резервирования сетевых ресурсов.

Для большинства случаев качество связи определяется следующими характеристиками:

1. Пропускная способность среды передачи (бит/с), – это среднее число пакетов, которое должно передавать приложение в единицу времени;

2. Задержка при передаче пакета (Delay) IPTD (мс) – это время, которое требуется пакету для того, чтобы после передачи дойти до пункта назначения. В случае голоса задержка определяется как время прохождения сигнала от говорящего к слушающему;

3. Джиттер (Jitter) IPDV (мс) – это диапазон изменения задержки при передаче пакетов в одном и том же потоке данных;

4. Потеря пакетов (Packet loss) IPLR. Коэффициент потерь (Loss ratio) – это отношение числа потерянных пакетов к количеству переданных; Потери- выражаются в процентах отброшенных пакетов, которые не были доставлены по назначению. Во время отсутствия перегрузок потери будут равны нулю. Во время перегрузок механизмы QoS будут определять, какие пакеты могут быть сброшены.

5. Надежность

Таблица 3.2 – Нормативы на показатели качества некоторых услуг

3.1 Технологии обеспечения качества пропуска мультимедийного трафика по сетям IP:

- Int-Serv (RSVP)

- DiffServ (ToS, DSCP, COS)

- MPLS, VPN, VLAN (интеграция Int-Serv и DiffServ)

Интегрированное обслуживание IntServ(Integrated Services).