Методы обеспечения качества обслуживания: DiffServ и IntServ

RSVP-компоненты

RSVP -компоненты выполняют следующие функции:

• RSVP -отправитель ( RSVP sender) – это приложение, инициирующее отправку трафика в RSVP -сеансе. Ниже перечислены спецификации потока, которые RSVP -отправители могут передавать по RSVP -сети:
  • средняя скорость передачи данных;
  • максимальный размер всплеска.

По сети, состоящей из RSVP -совместимых маршрутизаторов ( RSVP -enabled router network), прокладывается путь между RSVP -отправителями и RSVP -получателями.

• RSVP -получатель ( RSVP -receiver) – это приложение, которое получает трафик в RSVP -сеансе. Во время конференций или при передаче голоса по протоколу IP (Voice over IP – VoIP) приложение может играть роль и RSVP -отправителя, и RSVP -получателя. Ниже перечислены спецификации потока, который RSVP -получатели могут передавать по RSVP -сети:
• средняя скорость передачи данных;
• максимальный размер всплеска;
• QoS, включая:
  • гарантированное обслуживание – в РАТН-сообщениях также описываются максимально возможные задержки в сети;
  • обслуживание с управляемой нагрузкой – маршрутизаторы гарантируют только то, что сетевые задержки будут минимальными.

Стили резервирования

RSVP -резервирование ресурсов для потока можно разбить на два главных типа: индивидуальное и общее.

Индивидуальное резервирование

Индивидуальное резервирование (distinct reservations) применяется в тех приложениях, в которых несколько источников данных могут отправлять информацию одновременно. В видеоприложениях каждый отправитель генерирует индивидуальный поток данных, для которого необходимо осуществлять отдельное управление доступом и планирование очереди на всем пути к получателю. Следовательно, для такого потока необходимо осуществлять отдельное резервирование ресурсов для каждого отправителя и для каждого канала в пути.

Самый простой случай индивидуального резервирования ресурсов наблюдается на примере приложения с одноадресным трафиком, где есть только один отправитель и один получатель.

Общее резервирование

Общее резервирование (shared reservations) применяется в тех приложениях, в которых несколько источников данных не склонно передавать информацию одновременно, например цифровые аудиоприложения, такие как приложения VoIP. В этом случае, поскольку в любой отдельно взятый промежуток времени разговор ведет небольшое число людей, информация передается лишь небольшим ограниченным количеством отправителей. Такой поток не нуждается в отдельном резервировании ресурсов для каждого отправителя, для него нужно всего лишь одно резервирование, которое при необходимости можно будет применить к любому отправителю в группе.

В терминах протокола RSVP такой поток называется общим потоком (shared flow); он устанавливается с помощью общего явного или группового резервирования. Стили резервирования рассматриваются ниже.

• При общем явном (Shared Explicit – SE) резервировании потоки, которые резервируют сетевые ресурсы, указываются отдельно.
• С помощью группового фильтра (Wildcard Filter – WF) полоса пропускания и характеристики задержки могут быть зарезервированы для любого отправителя. Такой фильтр не позволяет задать отправителей отдельно – он принимает всех отправителей, на что указывает установка адреса источника и порта в ноль.

Типы услуг

Протокол RSVP предоставляет два типа интегрированных услуг, которые получатели могут запрашивать с помощью сообщений RSVP RESV: службу регулируемой нагрузки и службу гарантированной битовой скорости.

Регулируемая нагрузка

Служба регулируемой нагрузки (controlled load service) обеспечивает гарантию того, что зарезервированный поток достигнет своего пункта назначения с минимальным вмешательством со стороны трафика, доставляемого без гарантий. Более того, в реализации этой услуги компанией Cisco предусмотрена изоляция отдельных зарезервированных потоков. Изоляция потока позволяет исключить влияние других присутствующих в сети зарезервированных потоков при резервировании ресурсов.

Как правило, служба регулируемой нагрузки применяется при передаче трафика Internet-приложений, чувствительных к перегрузкам в сети. Такие приложения отлично работают в незагруженных сетях, но сразу "приходят в негодность" при перегрузке. Примером может служить приложение, работающее по протоколу FTP (File Transfer Protocol – протокол передачи файлов).

Гарантированная битовая скорость

Служба гарантированной битовой скорости (guaranteed bit rate service) обеспечивает ограничение задержки без отбрасывания дейтаграмм, удовлетворяющих параметрам трафика, в условиях отсутствия сбоев в работе сетевых компонентов или изменений в информации о маршрутах во время жизни потока. Эта служба гарантирует минимальное вмешательство со стороны трафика, доставляемого без гарантий, изоляцию зарезервированных потоков и числовое выражение максимальной задержки.

Служба гарантированной битовой скорости может обеспечить только максимальную, но не минимальную или среднюю задержку дейтаграмм.

Максимальная задержка очереди – это кумулятивная задержка передачи РАТН-сообщения от источника до получателя. РАТН-сообщение содержит информацию о задержке на всем пути от источника до получателя и в любое время предоставляет получателю ее точную оценку. Получатель использует информацию о задержке во время запроса гарантированного обслуживания.

Служба гарантированной битовой скорости лучше всего подходит для тех приложений масштаба реального времени, которые позволяют воспроизводить аудио- и видеофайлы.

Службы регулируемой нагрузки и гарантированной битовой скорости используют корзину маркеров для описания параметров потока данных.

Корзина маркеров – это механизм регулирования интенсивности трафика, определяющий среднюю скорость (средний объем данных, который можно передать за единицу времени), размер всплеска (объем данных, который можно отправить в течение заданного промежутка времени без ущерба для планирования очереди) и интервал измерения (квант времени).

При использовании обеих служб получатель запрашивает в RESV-сообщении определенную битовую скорость и размер всплеска. Планировщик WFQ и механизм управления очередью WRED с предпочтительным весом гарантируют, что трафик достигнет получателя через строго определенное время.