Предоставление IPv6 сервиса (включая двухстековый сервис IPv4 и IPv6) на уровне доступа клиента. Начало развертывания IPv6 на уровне доступа клиента позволяет предоставлять IPv6 услуги уже сейчас без основной модернизации инфраструктуры ядра и без воздействия на текущие IPv4/MPLS услуги. Данный подход позволяет произвести оценку продуктов и услуг IPv6 до их окончательного развертывания на сети и оценить будущие требования для IPv6 без солидных инвестиций на этой ранней стадии.

Работа IPv6 (включая двухстековый сервис IPv4 и IPv6) непосредственно в инфраструктуре ядра. По завершении данной стадии, поскольку системы управления сетью полностью охвачены IPv6, сетевая инфраструктура может быть модернизирована для поддержки IPv6.

Взаимодействие с другими поставщиками услуг IPv6. Взаимодействие с другими поставщиками услуг iPv6 или lPv6-мaгиcтpaлью (бВопе) позволяет дальнейшее оценивание и дает лучшее понимание требований к IPv6.

6.2.5. Выводы

Ожидается, что хосты IPv4 и IPv6 будут вынуждены сосуществовать довольно продолжительное время с неуклонной миграцией от IPv4 к IPv6. В данном разделе были кратко рассмотрены и сравнены туннелирование, трансляция и двухстековые механизмы, поскольку они играют ключевую роль в интеграции и совместном использовании IPv4 и IPv6. В то же время, учитывая широкое внедрение инфраструктуры второго уровня, были предложены технологии транспортировки IPv6 по выделенным каналам данных, когда операторы могут рассматривать использование уже существующей инфраструктуры второго уровня. Так же для поставщиков услуг, уже развернувших инфраструктуру MPLS на магистралях, были предложены и сравнены несколько технологий транспортировки IPv6 по магистрали MPLS с приведением соответствующих примеров проектов сетей. Сравнение различных стратегий развертывания IPv6, основанных на данных механизмах, было исследовано наряду с рассмотрением проекта сети для среды поставщика услуг.

6.3. Практический подход к обеспечению QoS на магистралях Интернет

В данном разделе рассматривается практический подход к обеспечению QoS на магистралях Интернет. Причем рассмотрение ведется с учетом как технических, так и экономических факторов. Сначала будут рассмотрены биллинговые модели сетевых поставщиков услуг

(Network Service Provider, NSP), a также то, как NSP работают со своими сетями. Далее будет проведен анализ причин проблем, связанных с QoS, и будет описан практический подход к обеспечению QoS. Данный подход основан на использовании хорошего проекта сети и технологиях дифференцированных услуг, защиты трафика и инжиниринга трафика. Хотя данный подход в значительной степени и сфокусирован на проблемах области одного (отдельно стоящего) NSP, но, если многие NSP примут этот же (или подобный) подход, также может обеспечиваться и QoS между областями.

6.3.1. Биллинговая модель поставщиков услуг

Для понимания реальных проблем QoS, сначала нужно рассмотреть экономическую модель Интернет.

Сегодня поставщики услуг используют три основные биллинговые модели:

- единая тарифная ставка (Flat Rate);

- биллинг, основанный на пропускной способности (Bandwidth-based);

- биллинг, основанный на объеме передаваемых данных (Data-based).

При биллинге единой тарифной ставки, клиент платит каждый месяц установленную сумму денег Биллинг может явно или неявно устанавливать верхний порог пропускной способности, доступной пользователю. Такая биллинговая модель обьнно применяется для населения и некоторых корпоративных пользователей, владеющих низкоскоростными каналами (например, Т1/Е1).

При биллинге, основанном на пропускной способности, клиент платит ежемесячно по базовому тарифу за определенную величину пропускной способности и по премиальному тарифу за любое превышение пропускной способности. Например, кпиент, расположенный в точке присутствия (Point of Presence, POP) сетевого поставщика услуг (Network Service Provider, NCP), может обладать собственным Fast Ethernet (FE) каналом к NSP. Хотя скорость передачи информации в канале 100 Мбит/с, клиент может оплачивать по базовому тарифу 200 долл за 1 Мбит/с только скорость 10 Мбит/с. Даже если клиент использует меньше чем 10 Мбит/с, он все равно платит 200x10 = 2000 долл. Если клиент использует скорость больше 10 Мбит/с, он платит 300 долл. за каждый 1 Мбит/с превышения. Поскольку базовый тариф ниже премиального, в интересах пользователя использовать величину пропускной способности по необходимости, т. е. столько, сколько надо. Иногда так же может быть специфицирован верхний порог использования пропускной способности, и тогда любой трафик, превышающий этот порог, будет отвергнут. Такая биллинговая модель применяется к

пользователям, расположенным в точках присутствия и к пользователям с высокоскоростными линиями доступа (например, DS-3).

Мгновенные значения пропускной способности изменяются во времени. Значение, используемое для биллинга - это обычно 95-процентное значение. Предполагается, что все N замеры пропускной способности собраны с помощью простого сетевого протокола управления (Simple Network Management Protocol, SNMP) за месяц и отсортированы по возрастанию, тогда Л/, умноженное на 95-процентное значение и будет являться 95-процентное значением.

Подход биллинга, основанного на объеме передаваемых данных, подобен биллингу по полосе пропускания, за исключением того, что клиенты платят за мегабайт данных, а не за скорость (мегабит в секунду).

Необходимо отметить, что биллинг применяется в обоих направлениях - приема и передачи. NSP может использовать все три подхода биллинга, рассчитываясь по-разному с разными клиентами. Более того, биллинг вообще не чувствителен к предназначению трафика [3].

6.3.2. Сетевое обеспечение NSP

Многие NSP утверждают, что они выделяют дополнительные ресурсы на своих сетях. Но пользователи часто слышат, что сети NSP перегружены. Какова действительность? Фактически это зависит от используемой биллинговой модели.

При биллинге единой тарифной ставки NSP не получают больше дохода от посылки/приема большего клиентского трафика. Поэтому NSP имеют тенденцию перегружать каналы (каналы, переносящие клиентский трафик к магистрали).

При биллинге, основанном на пропускной способности или на данных, NSP получают больше дохода от посылки/приема большего клиентского трафика. Поэтому они имеют тенденцию выделения дополнительных ресурсов для каналов клиентов для адаптации к росту клиентского трафика. На рис. 6.10 показано, как связаны между собой избыточная нагрузка, поступающая от пользователей, и выделение дополнительных ресурсов. Общее число пользователей равно 100 и каждый из них использует технологию FE. Теоретически самый большой трафик от пользователей, который может быть, равен 100x100 Мбит/с = = 10 Гбит/с. Поэтому NSP нуждается в каналах от коммутатора к маршрутизаторам с пропускной способностью, по меньшей мере 10 Гбит/с. Как показано на рис. 6.10, NSP обеспечивает пропускную способность каналов 2 Гбит/с, следовательно, имеет место избыточная нагрузка в соотношении 5:1. Однако не каждый пользователь работает со скоростью 100 Мбит/с все время. Фактически клиент может быть согласен оплачивать пропускную способность 10 Мбит/с, хотя

СетьISP

At,:

.с я

Маршрутизатор 1

Маршрутизатор 2

Пользователь 1

Пользователь 2

Коммутатор

Пользователь 100

Рис. 6.10. Сетевое обеспечение для рассредоточенных клиентов

обладает FE каналом. Так что фактический общий трафик может быть только 1 Гбит/с. Основываясь на этом, NSP использует два канала GigE для соединения коммутатора с маршрутизаторами и поддерживает использование каждого из каналов примерно на уровне 50 %. Поэтому, хотя NSP теоретически имеет перегрузку 5:1, практически имеет свободные ресурсы в соотношении 2:1. NSP будет непрерывно контролировать загрузку каналов. К примеру, если клиентский трафик увеличится до 1,5 Гбит/с, что приведет к увеличению загрузки двух GigE каналов до 75 %, NSP может добавить третий GigE канал, чтобы поддерживать загрузку канала на уровне 50 % - это идеальная загрузка для многих NSP.

6.3.3. Проблемы, связанные с QoS

В общем проблемы могут быть разделены на две категории:

- не связанные с сетью;

- связанные с сетью.

Не связанные с сетью проблемы включают:

- Перегруженные серверы (например, Web или почтовые), к которым пытаются получить доступ пользователи. В этом случае общими путями улучшения QoS являются модернизация серверов или использование дополнительных серверов с оптимальным разделением нагрузки между ними.

- Ошибки работы сети. Конфигурирование маршрутизаторов и коммутаторов является сложным и подверженным ошибкам процессом. Например, по ошибке может быть сконфигурирован дублирующий IP-адрес, что приведет к проблемам маршрутизации. Рассмотрение проблем, не связанных с сетью, не входит в нашу

задачу. Стоит указать, что внедрение систем поддержки операций (Operating Support System, OSS) в IP-сетях довольно существенно снижает операционные ошибки.

Связанные с сетью проблемы включают:

- Проблемы оборудования. 1\/1аршрутизаторы и коммутаторы являются сложными системами со сложным аппаратным и программным обеспечением, необходимым для обработки миллионов пакетов в секунду. Продавцы оборудования вынуждены предлагать свои продукты так рано, как только это становится возможным. Поэтому неудивительно, что маршрутизаторы и коммутаторьшмеют проблемы с аппаратным и программным обеспечением.

- Недостаток пропускной способности сети доступа \Лз экономических соображений, всегда имеются клиенты с низкоскоростными каналами доступа (например, по dial-up) и перегруженные каналы. Техническое решение для данного вида проблемы простое и ясное:

- добавление пропускной способности;

- классификация трафика и различная его маркировка для последующей обработки, используя слежение (policing), ограничение (shaping) трафика и т.д.

Однако необходимо заметить, что обеспечение QoS не будет иметь экономического смысла, если пользователи не желают платить за него.

- Неравномерное распределение трафика по причине перегрузки Щ некоторых каналов. Это наиболее общая причина связанных с WQoS проблем на магистралях. Даже при том, что средняя загрузка

каналов сети может быть низкой, скажем 30 % в ЧНН, небольшое число каналов может иметь высокую загрузку (близкую к 100 %). Такие перегруженные каналы служат причиной большой задержки пакетов, джиттера, или потери пакетов. Причинами таких горячих точек в сети могут быть:

- непредвиденные события, такие как обрыв волокна или отказ оборудования;

- изменение модели трафика, в то время как сетевая топология и пропускная способность не могут быть изменены так быстро. На магистрали дополнительная пропускная способность может быть не всегда доступна в нужное время и в нужном месте. К примеру, непредвиденный доступ к Web сайту или незапланированная передача мультимедийного трафика могут стать причиной перефузки некоторых каналов.

и il

- 6.3.4. Практический подход к обеспечению QoS

1 В данном разделе приводится подход к решению проблем, затронутых выше. Подход формулируется в виде шагов, в порядке уменьшающейся важности. NSP должен начать с первого шага и осуществлять по необходимости дополнительные шаги.

Шаг первый: приведение сети в порядок. В начале сеть обычно хорошо проектируется и резервируется. Но через какое-то время проблемы, вызванные быстрыми и приближенными решениями, накапливаются. Поэтому должны проводиться регулярные чистки , при которых отдельные точки неисправностей и узкие места должны быть устранены. Пропускная способность должна быть добавлена в соответствующих местах таким образом, чтобы даже отказ наиболее критичных маршрутов и каналов не приводил к перегрузкам сети. Должны быть оценены и перенастроены метрики внутреннего протокола шлюза (Interior Gateway Protocol, IGP), протокол граничного шлюза (Border Gateway Protocol, BGP) и политики равноправного информационного обмена. Должны быть исследованы и проверены на безопасность журнальные записи (логи). Должен быть осуществлен аудит сети для устранения ошибок конфигурации. NSP должен также обучить своих клиентов тому, как повысить безопасность и модернизировать перегруженные каналы последней мили. Это наиболее важные и полезные вещи, которые необходимо сделать для обеспечения QoS в IP-сети.

В нашем рассмотрении данный шаг служит для предотвращения явлений проблем QoS.

Шаг второй: деление трафика на классы. Предлагаются три класса обслуживания [3]:

- премиум (Premium);

- гарантированный (Assured);

- наилучшей попытки (Best effort).

Premium-обслуживание обеспечивает надежное обслуживание с низкой задержкой и малым джиггером. Трафик реального времени (например, видеоконференции) и трафик, критичный к потерям (например, финансовый или трафик управления сетью), могут также извлечь пользу из такого обслуживания. Assured-обслуживание обеспечивает надежное и предсказуемое обслуживание. Трафик нереального времени виртуальных частных сетей (Virtual Private Network, VPN) может выиграть от такого обслуживания. Обслуживание Best effort -традиционное 1/1нтернет-обслуживание.

Часто возникает вопрос, а достаточно ли трех классов обслуживания? Решить, сколько необходимо классов обслуживания, могут помочь ответы на два вопроса. Первый - какие целевые приложения используются для каждого класса трафика? Если не имеется никаких целевых