Analiza protokola kvaliteta usluga telekomunikacionih mreza

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Profcsor dr МПојко Jevtovic, dip], inz.
lllcfctrolehni& amp-i fakultct. Bmp Luka
ANALIZA PROTOKOLA KVALITETA USLUGA TELEKOMUNIKACIONIH MREZA
UDC: 621. 39: 681. 324]: 006. 72
Rezime:
Protokoli kvaliteta usluga (Quality of Service — QoS) sadalnjih (buducih telekomunikacionih mreia razvijeni su, pored ostalog. sa ciijem da podrie razlicite klase usluga (Class of Service — CoS) komunikaciju и realnom vremenu, kao i prenos multimedijalnih poruka preko paketskih IP (Internet Protocol) mreia. U radu je dat pregled karakteristika tih protokola i ocena njihovih konkretnih mogucnosii и obezbedenju kvaliteta usluga unutar sistema (, s vrha do dna& quot-, tj. vertikalno и OSI arhitekturi) kao i ,. horizontaino & quot-, odnosno s kraja na kraj veze, tj. izmedu izvora i odrediSta.
Kljutne reci: kvalitet usluga. protokoli. telekomunikacione mreie. analiza.
ANALYSIS OF QUALITY OF SERVICE PROTOCOLS IN TELECOMMUNICATION NETWORKS
Summary& quot-.
Today'-s and future telecommunication networks must enable transmission throughout heterogeneous environment, using different Quality of Service protocols. Quality of Service protocols use a variety of complementary mechanisms to enable deterministic end-to-end different data delivery. The analysis of these protocols and their efficiency in providing QoS and CoS. has been given in this paper.
Key words: quality of service, protocols, telecommunication networks, analysis ofprotocols.
Uvod
Postoji vise definicija i nacina da se objasni suStina kvaliteta usluga, tj. QoS-a [ I j. Moze se reci da QoS predstavlja spo-sobnost clcmcnata telekomunikacione mreze, ukljucujuci i racunarske mreze, tj. entitete, aplikaeije, racunare, komutatore ili rutere, da obezbede odredeni nivo ve-rodostojnosti i sigumosti prenosa poruka.
Standardne IP mreze, po svojoj teh-nickoj koncepciji, pruzaju najviSe Sto u
momentu prenosa mogu, tj. «best effort** kvalitet i ne obezbeduju unapred definisan kvalitet usluga. IP mreze prenose pakete podataka sa kaSnjenjem, varijaeijom ka-Snjenja i odredenom verovatnocom da ce paket podataka biti ispravno prenet, tj. da nede biti izgubljen tokom prenosa. Takav kvalitet zadovoljava samo tipicne Internet primene, odnosno klase usluga (engl. Class of Service, CoS), kao Sto su: elektronska poSta (E-mail), prenos datoteka (file tras* fer) i Web aplikaeije (WWW aplication).
278
VOJNOTEHNlCK GLASN1K 3/2003.
KaSnjenje pri prenosu paketa poda-taka preko IP mreze stvara velike proble-me za aplikacije koje zahtcvaju komuni-kaciju u realnom vremenu, kao Sto su multimedijalna komunikacija [2] i paket-ski prenos govora i video signala [3]. Aplikacije koje zahtevaju prenos u realnom vremenu imaju potrebu za poveca-njem propusnog opsega, kao i zahteve za malom varijacijom kaSnjenja pri prenosu paketa, odnosno poruke. Povecanje propusnog opsega prvi je neophodan korak za prilagodavanje IP mreza na aplikacije koje se realizuju u realnom vremenu. Cak i na relativno neopterecenim IP mre-zama, kaSnjenje pri prenosu poruke vrlo je veliko i ne moze se jednostavno prilago-diti za komunikaciju u realnom vremenu.
Da bi sc obezbedile nove klase uslu-ga i komunikacija u realnom vremenu, IP mreze se moraju dograditi novim tchnic-kim reSenjima, tj. novim kvantitativnim i kvalitativnim performansama. Pod tim se podrazumeva da se IP mrezi dodaje odre-deni nivo, inteligencije» kako bi se podr-zao saobracaj koji zahteva stroga vre-menska ogranicenja u prenosu kroz datu mrezu. Pri tome imaju se u vidu zahtevi za ograniceno kaSnjenje, varijaciju ka-Snjenja (dziter), propusni opseg i vero-vatnocu uspesnog prenosa paketa poruke, odnosno podataka. Problem se reSava ko-riScenjem protokola kvaliteta usluga.
QoS protokol ne kreira potreban propusni opseg vec omogucava upravlja-nje Sirinom propusnog opsega, tako da se on efikasno koristi kod razlicitih aplika-cionih zahteva. Cilj QoS-а je da obezbedi odredeni nivo predikcije i upravljanja kvalitetom, nasuprot postojecim IP «best effort'-4 (maksimalno sto mreza moze) uslugama. Dodavanje «inteligencije& quot- i
poboljSanja «best effort& quot- usluga Cine osnovne tehnicke faktore koji su uticali na to da globalna racunarska mreza Internet bude uspesna u komunikaciji. lpak, danasnje IP mrezc, ukljucujuci Internet, koriste principe rutiranja paketa podataka za koje je karakteristicno sledece:
— koriScenje rota, odnosno puteva kroz mrezu sa najduzom maskom (eng. longest match) —
— rotiranje se vrSi iskljucivo na bazi odrediSne IP adrese, duzine 32 bita za protokol IPv4, a 132 bita za protokol IPv6. IP adresa se obraduje u svakom Cvoro mreze, odnosno u svakom roteru na putu od izvora do odredista-
— ne podrzavaju se razlicite klase usluga CoS (Class of Service) niti QoS takvih novih usluga:
— rotiranje nije prilagodeno zahtevi-ma koji se odnose na rad u realnom vremenu i muitimedijalnu komunikaciju.
Ove karakteristike svakako su do-prinele razvoju i koriscenju protokola kvaliteta usluga.
Namena QoS protokola
Zadatak QoS protokola, kao i drogih mcra za obezbedenje kvaliteta usluga, je-stc da omoguci razlicite usluge za indivi-dualne saobracajne tokove (individual flows) ili skupove saobracajnih tokova (aggregate flows), bez prekidanja rada IP mreze. Uvedeni su brojni QoS protokoli sa zadatkom da zadovolje vcoina Sirok spektar razlicitih aplikacionih potreba, odnosno zahteva za kvalitet usluga.
Pojedine aplikacije narocito su zna-cajne s obzirom na njihove QoS zahteve. Radi toga sc definisu dva osnovna tipa QoS-а, cija je namena:
VOJNOTEHNlCKI GLASNIK 1/2003.
279
— rezervacija resursa (Resource reservation) iii integrisane usluge. Mrezni resursi se prilagodavaju u skladu sa odre-denim QoS zahtevima i potcinjavaju prin-cipima upravljanja propusnim opsegom-
— obezbedenje prioriteta (Prioritization) ili diferencirane usluge. Mrezni sa-obracaj se razlicito klasifikuje i raspode-ijuju mrezni resursi u skladu sa kriteriju-mima upravljanja propusnim opsegom. Prema mogucem, odnosno trazenom QoS-u, elementi mreze daju povlasceni tretman onim saobracajnim tokovima ko-ji lmaju mnogo stroze zahteve u pogledu kvaliteta usluga.
Ovi tipovi QoS-а mogu se primeniti na individualni saobracajni tok ili na sku-pove saobracajnih tokova. Na osnovu ove podele mogu se definisati dva tipa QoS-a:
— prema toku: «tok& quot- se definiSe kao individualni, jednosmemi niz podataka koji se prenosi izmedu dvc aplikacije (predajnik i prijemnik), i koji se jedno-znacno identifikuje na osnovu pet eleme-nata (transportni protokol. adresa izvora, broj izvomog porta, adresa odredista, broj odredisnog porta) —
— prema skupu tokova: skup tokova cine dva ili vise saobracajnih tokova. Skup tokova moze imati zajednicki jedan ili nekoliko prethodno navedenih para-metara, labelu ili broj prioriteta, ili poda-tak о autenticnosti.
Analiza karakterlstlka
QoS protokola
Aplikacije i topologija IP mreza odlu-cuju koji je tip QoS-а odgovarajuci za indi-vidualni tok ili skup tokova. Da bi se mreza prilagodila potrcbama tih razlicitih tipova
QoS-а postoje brojni razliciti QoS protokoli i algoritmi, medu kojima su najcesci:
— protokol integrisane usluge — Int-Serv (Integrated Service — IntServ) dode-lorn prioriteta porukama osigurava zahte-vani kvalitet-
— protokol upravljanja podmreznim propusnim opsegom — SBM (Subnet Bandwidth Management — SBM) omo-gucava kategorizaciju i pnoritete paketa podataka na dmgorn sloju (Layer 2), odnosno na vodu podataka OSI models mreze, deljenjem i komutacijom mreza prema standardu IEEE 802-
— protokol diferenciranih usluga -DiffServ (Differentiated Services -DiffServ) predstavlja jcdnostavan nacin za kategorizaciju i obezbedenje prioriteta tokova mreznog saobracaja-
— protokol rezervacije resursa -RSVP (Reservation Protocol — RSVP) obezbcduje signalizaciju da bi omogucio rezervaciju mreznih resursa (postupak poznat kao integrisane usluge, eng! Integrated Service) —
— protokol prenosa и realnom vre-menu — RTP (Real time Transport Protocol — RTP) —
— protokol upravljanja и realnom vremenu — RTCP (Real Time Control Protocol — RTCP) —
— protokoli A TM adaptacionog sloja — AAL-1, AAL-2, AAL-5 (ATM adaptation layer AAL) —
protokol komutacije multiproto-kolske labele — MPLS (Multiprotocol Label Switching — MPLS) omogucava upravljanje propusnim opsegom za sku-pove saobracajnih tokova ргеко mreze sa rutiranjem upravljanim labelom. Labels se naiazi u zaglavlju paketa podataka.
280
VOJNOTEHNlCKl GLASNIK V200J.
Ne ulazeci detaljno u kompletne ka-rakteristike navedenih protokola, u radu je prikazana samo analiza njihovih рег-formansi sa stanovista kvaliteta usluga. Posebno su znacajni protokoli QoS-а koji se danas masovnije koriste u mrczama, kao i oni koji se planiraju za buducu ge-ncraciju mreza.
Protokol integrisane usluge — Int-Serv najstariji je postupak za poboljsanje QoS-а IP mreza. Ostvaruje se signalizaci-jom i rezervacijom resursa za prioritetnc poruke, koju omogucava Ethernet protokol pri prenosu podataka kroz mrezu. Int-Serv prcdstavlja proceduru kojom se oznacava posebna klasa saobracaja za koju se zahteva «best effort& quot- usluga, ili mini-malno kasnjenje od izvora do odredista paketa podataka. Drugim recima, IntServ omogucava klasifikaciju paketa korisce-пјеш funkcionalnih mogucnosti Ethernet protokola, dodelom prioritcta. Primenjuje se na periferiji paketskih IP mreza.
Protokol upravljanja podmreinim propusnim opsegom — SBM omogucava kategorizaciju i definisanje prioriteta paketa podataka na dmgom sloju (Layer 2) OSI modela mreze, deljenjem i komuta-cijom paketa рошка u mrezi, prema stan-dardu IEEE 802. Standardi IEEE 802. lp, 802.1 Q i 802.1 D defmisu kako Ethernet komutatori (switches) klasifikuju ramove (frame), radi ekspeditivne otpreme vre-menski kriticnog saobracaja. Radna gru-pa IETF-a (Internet Engineering Task Force) u dokumentu «Integrated Service over Specific Link Layer& quot-, defmisala je mapiranje (preslikavanje) izmedu QoS protokola visih nivoa i usluga koje omo-gucavaju protokoli voda podataka, kao Sto je to Ethernet protokol. Pored osta-log, razvijen je SBM protokol za razdva-
janje i komutaeiju 802 LAN mreza, kao Sto su: Ethernet, FDDI, Token Ring, Token Bus, itd. SMB je signalizacioni protokol koji omogucava komunikaeiju i ko-ordinaeiju izmedu mreznih Cvorova i ko mu tat ora sa protokolima drugog sloja. Takode, omogucava mapiranje QoS na QoS protokole visih slojeva.
Protokol diferenciranih usluga -DijJServ je procedure kojom se poboIjSa-va protokol IntServ. NajceSce se koristi u WAN mrezama. DiffServ pravi razliku medu paketima podataka, koriScenjem sadrzaja polja TOS — «tip usluge& quot- (Type Of Service) u zaglavlju IPv4 protokola koje je prikazano na slid 1.
Polje TOS u DiffServ protokolu na-ziva se «DiffServ kodna taCka& quot- (Differentiated Services Code Point). Sadrzaj polja TOS prikazan je na slici 2 [5].
Obezbedenje QoS-а zasniva se na adaptaeiji (oznacavanju) polja TOS u pa-ketu podataka u zavisnosti od klase usluga (CoS). Razlicite CoS zahtevaju defini-sanje QoS parametara puta kroz mrezu, od izvomog do odredisnog rutera. Paketi se razlicito obelezavaju (diferenciraju), tako da se formiraju rezlicite klase paketa, a time i razlicite klase usluga odrede-nih aplikaeija. Svaki ruler u mrezi moze da klasifikuje pakete koriScenjem sadrza-ja polja DSCP. U prakticnim primenama koriste se dva nivoa usluga:
ФШт 9Ш И та
VVMlOn m то* ачге
p пмл гшилтогшт i"mi (оттпиопмт"}
m. ntororoi ¦xxnma СШ4ЖМM iKomftomt шхз
m"a тимш |^МШ tr tZVQftJU
Min"non * ламп» ЮмибЬи 1ГАВШ*& gt-
orn& lt-* & lt-(c)m/r>- («ћчд
SI. I — Zaglavlje IPv4 protokola
VOJNOTEHNICKJ GLASNIK 3/200).
281
Bit!: 0 12 3 4 s 6 7 Bid: 0 12 3 4 s 4 7
DSCP cu Precedence Тик of m
RFC 1122 Sovtcc b 7
DS poije IPv4 TOS ba t
cu — oe koristi se (currently unused) IP v4 tip usluge
mbz — mora biti nula (must be zero)
SI. 2 — Sadriaj polja TOS protokola IPv4
— ubrzana otprema (Expedited Forwarding — EF). Za ovu klasu saobracaja postoji samo jedna «kodna tacka44 (DiffServ vrednost u polju TOS). EF mi-nimizira kaSnjenje i dziter, a obezbeduje najvisi nivo kvaliteta usluga skupovima saobracajnih tokova-
— obezbedena otprema (Assured Forwarding — AF), koja ima mogucnost da podrzi ukupno 12 klasa usluga. AF sa-obracaj se ne prenosi sa velikom verovat-nocom kvaliteta, kao sto je to slucaj sa EF saobracajem.
Protokol rezervacije resursa — RSVP je signalizacioni protokol koji omogucava postavljanje rezervacije i upravljanje radi ostvarivanja integrisanih usluga. Ovaj protokol je najslozeniji (u odnosu na dru-ge tehnike QoS) za primenu (na raCunari-ma), kao i za mrezne elemente (ruteri, ko-mutatori). Omogucio je da se od standard-nih «best effort** IP usluga dode do viso-kog nivoa QoS-а za razlicite nove klasc usluga, odnosno aplikacije.
Princip rada RSVP protokola je sle-
deci:
— odlazni saobracaj iz prcdajnika karakterisu donja i gomja granica propu-snog opsega, kaSnjenja i dzitera. Iz pre-dajnika RVSP otprema poruku put ~ PATH (PATH message). Poruka PATH sadrzi saobracajnu specifikaciju koja se, kao informacija, saljc na odredisnu adre-
su (unicast ili mulucast, tj. prijemni-ku/prijemnicima). Svaki ruter (koji ima RSVP), duz putanje kroz mrezu, realizu-je tzv. «stanje puta44 (path-state), sto pod-razumeva izvomu adresu PATH poruke (tj. sledeci skok prema prijemniku) —
— da bi se sacinila rezervacija resursa, prijemnik Salje nazad ka predajniku poruku — zahtev rezervacije, odnosno RESV poruku — (reservation request). Dodatno, uz saobracajnu specifikaciju, RESV poruka ukljucuje specifikaciju zahteva (request specification) koja sadr-zi tip zahtevane integrisane usluge Int-Serv i specifikaciju filtra koja sadrzi in-formaeiju о paketima za koje treba da bude napravljcna rezervacija (protokol prenosa i broj porta).
Specifikacija zahteva i specifikacija filtra zajedno predstavljaju deskriptor sao-bracajnog toka (flow-descriptor), koji m-teri koriste da bi identifikovali svaku re-zervaeiju resursa. Kada odredeni RSVP ruter, duz uspostavljenog puta (izmedu predajnika i prijemnika), primi RESV poruku koristi upravljacke procedure za pro-veru autenticnosti zahteva i atokaeiju neo-phodnih resursa. Ako zahtev ne moze da bude zadovoljen (zbog nedostatka resursa ili greske pri proveri autorizaeije), ruter unazad prema prijemniku vraca poruku «greska44 (error). Ako je ruter prihvatio zahtev, onda otprema poruku RESV sle-
282
VOJNOTtHNlCKI GLASNIK V2003.
decem ruteru i tako unazad do predajnika. Kada je poslednji niter primio poruku RESV i prihvatio zahtev, otprema unazad (prijemniku) pomku kojom potvrduje re-zervaciju. Nakon toga, utvrdenim putem ргеко mreze, obavlja se prenos paketa po-dataka sa zahtevanim QoS-om.
Protokol prenosa и realnom vreme-nu — RTP najcesce se koristi pri paket-skom prenosu govora. Zaglavlje ovog protokola prikazano je na slid 3.
RTF protokol pripada skupu protokola cetvrtog sloja OS1 arhitekture mre-ze, odnosno sloju prenosa, a sluzi za prenos poruka, s кгаја na кгај» veze, odnosno od izvomog do odrediSnog entiteta. Podrzava prenos poruka u realnom vre-menu (prenos govora, video slike, teksta, grafike, itd.)» omogucava utiskivanje vre-menske markice (time stamp), kao i nu-merisanje sekvenci (sequence numbe-
Sl. 3 — Zaglavlje RTP protokola:
0. l, 2. 3. 4, 3,6. 7- brojevi bita и bajtu, V -verzija RTP protokola (Version), P — dopuna (Padding). X — bit proiirenja (Rextension bit), CSRC COUNT — broj CSRC iza zaglavlja (Contains the number of CSRC). PA YLOAD TYPE — identifikatori formata RTPpejloda -korisnicke informacije (Identifiers the formats of the RTP payload). SEQUENCE NUMBER — broj sekvence, TIMESTAMP — vremenska markica, SSCR — identifikatori izvora sinhronizacije (Identifiers the synchronization source), CSRC -lista idenlifikatora kontributivnih izvora (Contributing source identifiers list)
ring), na osnovu Ccga se obezbeduje sin-hronizacija paketa poruke na odredistu.
Protokol upravljanja и realnom vre-menu — RTCP podrzava RTP protokol i obezbeduje informacije о kvalitetu prenosa poruka, identifikuje RTP izvor, obavlja nadzor saobracaja u mrezi, itd.
Protokoli ATM adaptacionog sloja
— AAL-I. AAL-2, AAL-5. U ATM (Asynchronous Transfer Mode) mrezama QoS se obezbeduje koriscenjem virtuel-nih kanala — VC (Virtual Channel) i vir-tuelnih puteva — VP (Virtual Path). Siste-mom signalizacije, pre pocetka prenosa poruka u formatu ATM celija, usposta-vlja se logiCka — virtuelna veza prcko ko-je se prenosc sve celije koje pripadaju is-toj poruci [4]. Pri uspostavljanju takve veze uzimaju se u obzir paramctri kvali-tcta koji se odnose na zahtevani QoS. Drugim recima, ATM obezbeduje garan-tovani QoS, odnosno komunikaciju u realnom vremenu.
Protokol AAL-1 namenjen je za prenos sinhronih nizova bita i omoguca-va povezivanje El i T! primamih multi-pleksnih signala sa drugim pleziohronim digitalnim hijerarhijskim sistemima (PDH) preko ATM mreze. Obezbeduje struktuirani prenos podataka.
Protokol AAL-2 namenjen je za rea-lizaciju usluga klase D, na primer, prenos komprimovanih audio i video signala, prenos multimedijalnih poruka, itd.
Protokol AAL-5 predstavlja jedno-stavan i efikasan adapterski sloj u famili-ji AAL protokola i ima najSirn primenu u odnosu na sve ostale AAL protokole.
Komutacija multiprotokolske labele
— MPLS. DefmiSe je Internet Engineering Task Force (IETF), kao kostur (Frame-
VOJNOTEHNICKI CLASNIK 3/2003.
283
work) koji je namenjen za oznacavanjc, rutiranje, usmeravanje i komutaciju sao-bracajnih tokova kroz telekomunikacionu mrczu [6].
MPLS protokol obezbeduje:
— specificne mehanizme za upravlja-nje saobracajnim tokovima razlicitih gra-nulacija, kao Sto su tokovi izmedu razli-citih hardvera, masina ili tokovi zbog razlicitih primcna-
— zadrzavanje nezavisnosti protokola drugog i trcceg sloja-
— nacin jednostavnog preslikavanja IP adresa na jednostavne labelc fiksne duzine, koje se koriste pri usmeravanju i komutaciji paketa-
— interfejs prema postojecim ruter-skim protokolima, kao sto su RSVP protokol (Resource ReSerVation Protocol) i OSPF protokol (Open Shortest Part First) —
— podrSku protokolima treceg i drugog sloja: IP, ATM i Frame Relay. MPLS je familija protokola koju Cine: MPLS Multiprotocol Switching Label, MPLS Signalling Protocol, LDP Label Distribution Protocol, SR-LDP, RSVP-TE kao modifikovani RSVS protokol.
MPLS protokol pojavio se kao po-godno resenje problems upravljanja pro-pusnim opsegom i obezbedenja usluga koje sc zahtevaju od buduce generaeije si-rokopojasnih kicmenih (IP backbone network) IP mreza [7]. Format MPLS protokola prikazan je na slici 4. Familijom MPLS protokola uvodi se novi princip ru-tiranja IP saobracaja, koji je zasnovan na labelama. Labeta je fiksne duzine 24 bita, odnosno znatno kraca u odnosu na duzinu IP adresa (IPv4, IPv6). Time se obezbeduje znatno krace vreme obrade u ruterima pri rutiranju saobracaja, pa je kasnjenje paketa znatno manje u poredenju sa usmeravanjem na bazi IP adresa [8].
MPLS je slican protokolu DiffServ, po tome sto markira saobracaj na ulaznim granicnim tackama mreze, a demarkira na izlaznim tackama. Za razliku od DiffServ protokola, koji markiranje koristi da bi ru-terom definisao prioritet, MPLS markiranje (labelom od 20 bita) prevashodno je namenjeno za odredivanje sledeceg skoka iz rutera (kroz mrezu) [10].
Aplikacije nc mogu upravljati sa MPLS, jer on nema aplikacione progra-mirane interfejse API (Application Programming Interface) niti elemente protokola koji se odnose na krajnji racunar (end-host). Za razliku od vecine drugih opisanih QoS protokola, MPLS postoji samo na ruterima. To je nezavisan protokol, tj. oznacava se kao multiprotokol. Moze se koristiti ne samo sa IP protoko-lom, nego i sa drugima kao sto su: IPX, ATM, PPP ili Frame Relay. MPLS se moze koristiti i direktno iznad protokola voda podataka (data-link layer).
Takode, za MPLS se moze reci da je vise protokol «inzenjeringa saobracaja», nego Sto je QoS protokol. MPLS rutiranje koristi se za obezbedenje fiksiranog puta paketa podataka kroz mrezu, veoma slicno uspostavljanju virtuelnih kola sa ATM i Frame Relay protokolima [10].
MPLS uproScava proces rutiranja (smanjeno zaglavlje, povecane perfor-manse), a istovremeno povecava fleksi-bilnost. Proces rutiranja saobracaja u ru-terima sa MPLS-om (LSR — Label Switching Router — niter sa komutaeijum labele) odvija se na sledeci nacin:
— proces pocinje u prvom granic-nom roteru MPLS mreze. Ruter donosi odluku о usmeravanju na osnovu odredi-Sne adrese ili neke druge informaeije ko-ja se nalazi u zaglavlju. Zatim, LSR ruter
284
VOJNOTF. HNICKI GLASNIK V200J.
н ««?"*»»!• mi» MimnnnMii nuM""niiit)& gt-ii
VRfOfrOSTLASlU uu s VRXMK ZJVOTA (ЛмйМ)
OildVdM) (Ki».)
Sl. 4 — Format MPLS protokola: VREDNOSTLABELE (Label Value) — zauzima polje velicine 20 bita. Koristi je ruter LSR (Label Swotching Router) za trazenje ili sledeceg skoka (next-hop) ili operacije koju treba da izvrfi ili tekuci odlazni link
EKSPERIMENTALN! (Experimental) — zauzima polje velicine 3 bita. koje je rezervisano za eksperimentalnu upotrebu «S& quot- POLJE — Ovo polje zauzima / bit. Oznacava granicu. odnosno kraj"steka & quot- labele VREMEZJVOTA (Time-to-Live, TTL) — zauzima polje velicine 8 bita. Sadrii broj koji se dekrementira и svakom ruteru kroz kojiprede paket podataka. Oznacava broj predenih skokova od izvora do odrediinog entiteta
BROJEVI /, 2, 3. 30, 31 — oznacavaju bite
32-bitskog steka MPLS protokola
definite odgovarajucu vrednost labele, koja identifikuje klasu ekvivalentnog usmeravanja — Forwarding Eqvivalence Class (FEC), dodaje labelu paketu podataka i usmerava ga na sledeci skok (hop) —
— na sledecem «hopiT LSR niter koristi vrednost labele kao indeks za pretra-zivanje tabelc koja specificira sledeci skok i novu labelu. LSR ruter dodaje paketu novu labelu, a zatim paket usmerava na sledeci skok. Proces se dalje ponavlja do isporuke paketa na odrediste.
Na taj nacin postize se kracc vreme obrade zaglavlja pri rutiranju, a ruteri funkcioniSu kao prosti komutatori. S dru-ge strane, svi paketi koji pripadaju jednoj poruci prelaze isti put od izvora do odre-dista, cime se smanjuje dziter i kasnjenje.
Ostali tipovi protokola znacajni za kvalitet usluga
Postoje protokoli koji se ne mogu klasifikovati kao QoS protokoli. Kvalitet
usluga nije njihova osnovna karakteristi-ka, ali oni imaju funkciju obezbedenja QoS-а. To su:
— protokol upravljanja u realnom vremenu RTCP (Real Time Control Protocol) koji je namenjen za nadzor komu-nikacije u realnom vremenu, a koristi se pri multimedijalnoj komunikaeiji-
— virtuelna privatna mreza — VPN (Virtual Private Network) omogucava for-miranje iste infrastrukture komunikacio-nog kanala ргеко razlicitih tipova mreza. VPN formira vitroelni tunel, obezbeduje autentifikaeiju i protokole koji osigurava-ju zaStitu, tajnost i integritet podataka koji se prenose, a moze se koristiti kao гебепје koje omogucava QoS-
— multiprotokolska komunikaeija preko ATM mreze — MPOA (Multi Protokol Over ATM). U ATM mrezama MPOA se koristi kao saobracajni tok za-snovan na stvaranju puta kroz mrezu pre prenosa paketa poruke. Odluka о rutiranju donosi se onda kada je putanja paketa preko ATM mreze prethodno trasirana. Time se obezbeduje da paketi, koji pripadaju istoj poruci, prelaze isti put od izvora do odredista-
— internet protokol verzija 6 (Internet protocol version 6) jeste protokol mreznog sloja buduce generaeije global-ne racunarske mreze Internet. U principu nije QoS protokol, ali poseduje moguc-nosti specijalnog rukovanja podacima pri njihovom rutiranju kroz mrczu. U zagla-vlju IPv6 postoji polje «Tekuca labela» (Flow Label) koje zauzima 24 bita. Ovim poljem iskazuju se specijalni zahtevi koji poticu od odredenih aplikaeija koje zah-tevaju odredeni nivo QoS-a.
VOJNOTEKNICKI CLASNIK П003
285
Efikasnost u obezbedenju
kvaliteta usluga
Efikasnost QoS protokola, dana-snjih i buducih heterogenih telekomuni-kacionih mreza, moze se dati na osnovu procene mogucnosti ispunjenja odredc-nih parametara kvaliteta, kao Sto su:
— sinhronizacija multimedijalnih po-шка-
— propusni opseg, odnosno efektivni bitski protok-
— kasnjcnje signala pri prenosu-
— varijacija kasnjenja (dziter) —
— verovatnoca gubitka paketa ili mogucnost korekcije gresaka nastalih to-kom prenosa-
— garancija kvaliteta prenosa za od-redcne klase usluga.
Procena kvaliteta koji mogu da obez-bede odredeni QoS protokoli prikazana je u tabeli. Zahteve za QoS u IP lokalnim га* Cunarskim mrezama mogu da zadovolje neki od pomcnutih protokola, ali to nije slucaj sa mrezama sirokog prostranstva. Danas QoS mogu da obezbede samo ATM mreze, dok pojedini protokoli mogu to uslovno (RSVP, MPLS, VPN).
Parametri kvaliteta i protokoli QoS-a
Tabela
Protokol kvaliteta usluga Parametri kvaliteta usluga Komunikacija u realnom vremenu Garancija kvaliteta usluga
Sinhron. multim. poruka Propusni opseg KaSnjenje Varijac. ka& amp-njenj. (dziter) Verovat. gubitka paketa
IntServ ne ne/da da ne ne ne ne
SBM ne da da ne ne ne ne
DiffServ ne da da ne ne/da ne ne
RSVP ne da da ne/da ne/da da ne
RTP da ne da da ne da ne
ATM adaptacioni protokoli da da da da ne/da da da
MPLS ne ne/da ne/da da ne/da da ne/da
VPN ne ne/da da ne ne ne/da ne/da
MPOA da da da da ne da ne
RTCP ne ne ne ne da ne ne
IPv6 ne ne/da ne/da ne ne ne ne
IntServ protokol vr$i selekciju saobradajnih tokova i dodeljuje prioritetc pri dcljenju resursa.
SBM protokol omogucava kategorizaciju i definisanje prioriteta pakcla podataka na drogom sloju.
DiffServ protokol poboljSava protokol IntServ, a zasniva se na konceptu «skupova saobracajnih tokova& quot-, & lt-imeje ogranicen broj klasa saobracaja и kifmcnoj mrezi.
RTP protokol obezbeduje sinhronizaciju paketa poruke na odrediStu i prenos u realnom vremenu.
RTCP protokol obezbeduje informacije о kvalitetu prenosa ponika. identifikuje RTP izvor. obavlja nadzor saobracaja u mrezi, itd.
MPLS je namenjen za oznaiavanje, rutiranje, usmeravanje & gt- komutaciju saobracajnih tokova, a vise je protokol «inzinjeringa saobracaja** nego Sto je to QoS protokol.
RSVP protokol je signalizacioni protokol koji omogucava postavljanje rezervacije i upravljanje radi ostvarivanja integrisanih usluga.
ATM adaptacioni protokoli obezbeduju garantovani QoS, odnosno komunikaciju u realnom vremenu.
286
VOJNOTEHNlCKJ GLASNIK J/20M.
ZakJjucak
QoS protokoli u sadaSnjim IP mre-zama imaju veoma limitirane mogucno-sti, sto je posledica ogranicenja koja objektivno poseduje IP protokol (IPv4, IPv6), odnosno paketske IP mreze. ATM protokoli danas jedini podrzavaju kvali-tet usluga u sirokopojasnim ATM mreza-ma. MoZe se ocekivati da ce dalji razvoj QoS protokola ici u smeru razvoja hi-bridnih IP/ATM protokola. To znaci da ce konvergencija IP rutiranja i ATM ko-mutacije obezbediti sirokopojasnu komu-nikaciju sa zahtevanim QoS-om.
Buducu generaciju mreza predsta-vljace paketske mreze koje ce omoguciti prcnos multimedijainih informacija (tekst, govor, podaci, video slika). Zasni-vace se na QoS hibridnom ATM/IP рго-tokolu koji ce preuzeti sve najbolje od paketskih komutiranih IP mreza (fleksi-biinost u rutiranju saobracaja) i teleko-munikacionih mreza sa komutacijom ka-
nala (pouzdanost i QoS za prenos u real-nom vremenu).
U savremenim mrezama, zbog ne-dostataka postojecih QoS protokola, mo-raju se koristiti slozene arhitekture QoS-a da bi se obezbedio kvalitet usluga, s vrha do dna, s кгаја па kraj veze'
Literuiura:
{l| Jevtovic, M.: Kvalttet usluga telekomunikacionih mrtfa, Grafo-2ig. Beograd. 2002.
|2| Jevtavic. M.- Gardalevk. G.: Analin mctoda smhronizaci-je multimedijalnih poruka, konferencija ETRAN. Zlatibor, scptembar 1999.
|3| Jevtovk, M.: Kvaiitet usluga multimedijalnih tekkomuni-kacionih mreza, Vojnotehnicki glasmk, br. 6/2001. sir. 622−637.
|4| JevloviC. M: Tdekomunikacione ATM mreJe. Gnfo-Zig. Bcognd. 2001.
(3) Iutp7/www. pro (oools. com/acronymus/m. html 16] bttp: //www. iec. org/onlineAu (oriab/mpU'-indcx. html [7] Hoebckc, R.- Aissaoi, M.- Ngmen. T. MPLS: Adding value to networking. Altacel Communications Review. 3-th Qua-ner2002. pp. 177−182.
|8| Guitkt, J.- McConnell. S.- Morin S.: Multi-protocol network convergence: striking the right technology balance, Altacel Communications Review, Э-th Quarter 2002. pp. 172−176.
|9| http: //www. protocols. com/pbook/mpls. him Protocol Directory, MPLS.
|I0) QoS protocols A architectures. White Paper. www/stardusLcom. July 1999.
VOJNOTEHNlCKI GLASNIK 3/2003.
287

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой