Научно-исследовательская и испытательная лаборатория терминального оборудования научно-исследовательского и испытательного центра ОАО "Гипросвязь"

НИИЛ ТО НИИЦ
ОАО "Гипросвязь"

Методы контроля параметров качества услуг передачи данных в сетях стационарной электросвязи 

 

 

Методы измерений

 

1.1 Сценарии измерений

 

Общий вид элементов и сетевых участков (секций, сегментов) услуги доступа в Интернет представлен на рисунке 3.

 

Для данной общей конфигурации выделяют две группы сценариев с участием различных субучастков (подсекций, подсегментов):

- метод оценки «in-net» («внутри сети»), относящийся к измерениям в сети доступа, в сети объединения доступа, в сети ISP и, в некоторых случаях, в сети к национальным или международным IXP, включает в себя:

   а) оценку QoS внутри участка ISP;

   б) оценку QoS между NTP и национальной IXP(s);

в) оценку QoS между NTP и международной IXP(s);

- метод оценки «over-the-top» (OTT), относящийся ко всей сети (т.е. к соединениям «из конца в конец»), дополняющий «in-net» оценку добавлением участка между IXP и контент-провайдером (ASP – Application Service Provider), включает в себя:

   а) распределённый метод оценки QoS;

б) сбор информации от провайдеров приложений.

Метод оценки «in-net» обычно используем между одним или несколькими тестовыми серверами, измеряющими выбранные окончания, в то время как метод оценки «over-the-top» может использовать один или более серверов, поддерживающих оценку QoS, при которой измерения могут быть выполнены напрямую между терминалами пользователей, как на уровне приложения, так и на сетевом уровне. Так как оба метода дополняют друг друга, для более точной оценки качества IAS целесообразно применять оба метода измерений.

 

1.1.1 Оценка QoS участка ISP

 При оценке QoS участка ISP, проверяется только участок сети, на который ISP имеет непосредственное влияние. Участок ISP объединяет в себе часть сети доступа и часть сети ISP подключения пользователя к ISP.

Схема измерения, показанная на рисунке 4, включает тестовый персональный компьютер (ПК) (далее - Test-PC), подключенный к NTP, тестовый сервер (далее - Test Server) в сети ISP, между которыми выполняются тестовые процессы, и соответствует ETSI EG 202 057-4.

 

Сеть доступа является наиболее важной для оценивания участка ISP, и включает в себя сеть физического доступа и сеть агрегации. Для оценивания только сети доступа тестовый сервер следует устанавливать как можно ближе к шлюзу, обеспечивающему взаимодействие между сетью доступа и сетью ISP.

Опыт применения выявил ряд замечаний к модели измерений предлагаемой ETSI. Тестовый сервер должен быть подключен к узлам внутри сети ISP как можно ближе к сети доступа. Кроме того, ETSI определяет значения параметров протокола ТСР, для которых должна быть измерена скорость передачи данных, тогда как в случае установки тестового сервера как можно ближе к пиринговому шлюзу, нет возможности их регулирования и к тому же эти величины не известны. Результат измерения не включает ни QoS сети ISP, ни QoS сети Интернет.

Обычно, ответственность ISP связывают с частью сети Интернет, которую ISP может непосредственно контролировать. Поэтому, когда возможно, следует выполнять тестирование QoS, оценивающее набор QoS параметров, определённых национальным регулятором в области связи, или, при отсутствии таких требований, в соответствии с рекомендациями ETSI, для схемы, приведённой на рисунке 5.

Установленные тесты должны быть выполнены ISP и тестовый сервер должен быть подсоединён к границе сети ISP. Возможно также выполнения данных тестов пользователями, если ISP предоставляет программного клиента, или приложение на базе Web-технологий для данных целей.

Даже если качество сети Интернет не включают в измерения, качество ISP сети должно быть оценено.

Для выполнения данной задачи тестовый сервер должен быть размещён внутри сети ISP. Измерения следует выполнять на третьем уровне модели OSI.

 

 

 

 

1.1.2 Оценка QoS доступа к национальной IXP

 При оценке QoS доступа к национальной IXP, тестовый сервер размещают у национальной IXP. Данный сценарий позволит сравнить QoS доступа к IXP различных ISP в отдельной стране.

В стандартах нет описания данного сценария. Поэтому этот сценарий может рассматриваться, как приложение к рекомендациям ETSI для национальной IXP. Относительно общей схемы IAS (рисунок 3), тестовый сервер должен быть размещён у национальной IXP.

В случае, если провайдер самостоятельно выполняет измерения (пункт 1.1.1), то существует риск невозможности сравнения результатов разных ISP. Когда сравниваются различные IAS, центральный тестовый сервер должен обеспечивать сравнимость измеренных результатов. Возможным расположением центрального тестового сервера является IXP.

 

 

В данном сценарии измерения предпочтительно должны выполняться независимой организацией, измеряющей или определяющей методы измерений, с использованием особых инструментов, таких, как аппаратные или программные клиенты (приложения на базе web технологий). В любом случае, результаты испытаний могут содержать различный уровень погрешностей, так как результат зависит от измерительного проба и метода измерений.

Как показал практический опыт, заинтересованные ISP могут выявлять расположение испытательного сервера, и затем дать приоритет соединению от и к тестовому серверу. Это приводит к более высокому результату для данного ISP. Для противодействия этому размещают второй аналогичный тестовый сервер для контрольных измерений, либо используют различные альтернативные IP адреса для тестового сервера. Такие меры возможны, если испытания выполняет официальная независимая организация.

Данный сценарий лучше отражает характеристики IAS с точки зрения пользователя, чем сценарий с оценкой участка ISP.

В общем случае, сравнимость различных ISP может быть достигнута наилучшим образом, если все ISP подключены сходным образом к центральной измерительной точке, либо все ISP согласны на данную измерительную точку. В тоже время, в некоторых случаях, например, большие территории, возможно наличие нескольких IXP, либо, например, один IXP физически рассредоточен, и вследствие этого разные ISP не могут быть подсоединены сходным образом к центральной измерительной точке. Тем не менее, общеизвестно, что узкие места в сетях ISP находятся внутри участка доступа и/или точках присоединения к другим сетям, где нет достаточной ёмкости доступа. Данные узкие места обычно отсутствуют в ядре сети ISP. Результаты измерений могут варьироваться в случаях неодинакового подключения к центральной измерительной точке. Несмотря на это, влияние данных вариаций может быть недостаточным для признания результатов измерений несопоставимыми.

Необходимо также отметить, что могут быть и другие важные точки сети, иные чем IXP, для которых могут выполняться измерения.

 

1.1.3 Оценка QoS доступа к международной IXP

Дополнительно к предыдущим сценариям, возможно применение третьего сценария, рассматривающего международный доступ. Однако необходимо отметить, что применение данного сценария может быть ограничено только одной страной, размещающей свои тестовые сервера в других странах. Например, если несколько стран внедрят тестовый сервер, соединённый с их собственными национальными IXP, то возможно создание договора между различными странами, о расширении тестовых параметров на другие тестовые серверы вне национальной территории (рисунок 7). Это сможет позволить выполнить сравнения возможности подключения IAS в различных странах.

Как видно из рисунка 7 при международных измерениях можно использовать не только одиночную точку, но и устанавливать тестовые серверы у каждой IXP.

Даже если международная IXP не является единственной физической точкой, результаты измерений должны собираться единой системой анализа, для предоставления основного набора величин, представляющих общую характеристику ISP.

Из данной детализации легко понять, что несмотря на то, что международная IXP ожидаемо ближе к реальному отражению восприятия пользователем, требуется очень тесное сотрудничество всех участников для реализации основного набора измерений и такой подход будет сопровождаться значительными трудностями.

В данном сценарии ёмкость доступа различных тестовых серверов должна быть масштабируема в зависимости от числа сторон, для которых доступны файлы, и также от числа возможных одновременных тестов.

 

 

1.1.4 Преимущества и недостатки сценариев

В таблице 1 представлена информации о том, насколько подходящим является сценарий для целей предоставления пользователю сопоставимой, актуальной и достоверной информации о предоставляемой ему услуге IAS.

Сценарий           Преимущества Недостатки
Участок ISP

Возможность очень чёткого сравнение между сетями различных ISP.

Более очевидна ответственность ISP

Пользователь получает не полную информацию о качестве используемой IAS, так как измерения относятся только к сети ISP, т.е. проверяется малая часть сети Интернет.

Не учитывается полоса пропускания или ёмкость соединений к сети Интернет, которыми обладает ISP. Это может считаться важным для оценки, так как имеет непосредственное влияние на качество предоставляемой IAS, так как, например, большая полоса пропускания или ёмкость доступа имеющихся у ISP соединений к Интернет, обеспечивают лучшее качество предоставляемой IAS.
Национальная IXP

Наиболее практичный и широко используемый метод оценки QoS в настоящее время. Так же обеспечивает сравнимость между сетями различных ISP.

Возможность сравнения различных ISP обеспечивается тем, что они напрямую или косвенно соединены с национальной IXP. Это значит, что сценарий оценки параметров качества одинаков.
 

В некоторых случаях информация QoS может быть не вполне достоверной. Например, когда ISP не подсоединён к национальной ISP, но, например, подсоединён к международной IXP (или имеет прямой пиринговый канал), результаты QoS таких ISP будут хуже.

В общем случае, сравнимость ISP может быть достигнута более лучшим путём, если все ISP соединены одинаковым способом к центральной измерительной точке, либо все ISP согласны на данную точку. Другим является вариант, когда есть более одной национальной IXP, либо IXP физически распределена.
Международная IXP

Интернет соединение, которое ISP предоставляет конечному пользователю, обеспечивает доступ ко всем ресурсам сети Интернет. Чем больше пропускная способность в соединениях ISP, тем обеспечивается лучшее качество Интернет соединения.

Полученные величины наиболее точно описывают качество Интернет воспринимаемое пользователем.
 

С точки зрения перспектив практического осуществления, данный метод не охватывает все международные соединения. Поэтому один выбранный пользователь может дискриминировать тех, которые не выбраны.

По имеющимся сведениям о размещении тестовых серверов, ISP может повысить качество соединения к данному конкретному пользователю.