Распечатать

Экспресс-Электроника, № 2, 2007

Управление структурой и качеством сервиса в IP-сетях.

19 марта 2007

Управление структурой и качеством сервиса в IP-сетях.

Современный рынок телекоммуникаций характеризуется высокой динамикой разработки, внедрения и обновления пакетов услуг операторов связи, а также необходимостью контроля качества предоставляемых сервисов. В этих условиях операторам необходимы надежные средства управления инфраструктурой и качеством сервисов.
 
Интегрированное управление сетями
Сегодня эффективная работа сетевой инфраструктуры современных операторов связи уже невозможна без средств интегрированного управления сетями, включающих комплекс интеллектуального управления сетью оператора и услугами, предоставляемыми на ее базе. В комплекс входит вычислительное и сетевое оборудование, дополненное специализированным программным обеспечением. Основная цель использования данного комплекса – решение вопросов, связанных с управлением сложными сетями, поддержка комплексной разработки и введения новых услуг, а также предоставление абонентам оператора различных автоматизированных функций без необходимости обращения к оператору или сервис-провайдеру.
 
Результат от внедрения интегрированного управления сетями очевиден: оперативный автоматический контроль над сетевой инфраструктурой позволяет снизить эксплуатационные издержки оператора за счет оптимизации и повышения эффективности использования сетевых ресурсов, оперативного устранения отказов, обеспечения высокой степени безопасности трафика. Надежная работа сети оператора позволяет ему сосредоточиться на оптимизации основных бизнес-процессов и отношениях с клиентами. Прикладные решения, входящие в комплекс управления, позволяют провести анализ эффективности предлагаемых услуг, выявить прибыльные или непривлекательные сервисы. Такой подход гарантирует гибкость в отношениях с клиентами и качество предоставляемых услуг.
 
Несмотря на универсальность концепции интегрированного управления сетями, каждое решение в этой области является индивидуальным и должно максимально отвечать требованиям конкретного оператора, его запросам и возможностям. Особое значение при этом приобретают проработка решения и опыт интегратора, реализующего подобный проект. Интегратор должен провести тщательный анализ работы оператора и предложить именно те аппаратные и программные решения, которые гарантируют оператору максимальную гибкость, надежность и эффективность управления сетевыми ресурсами, а также адаптивность к внедрению новых приложений и систем, быстрый ввод в эксплуатацию новых продуктов и услуг.
 
BRAS как платформа управления услугами и качеством сервисов
До недавнего времени операторы, как правило, ориентировались на предоставление только «основных», наиболее востребованных, услуг, например, высокоскоростного доступа в Интернет для «домашних» абонентов и услуг частных виртуальных сетей для корпоративных заказчиков. Предоставление новых сервисов на существовавшей инфраструктуре вело к чрезмерному увеличению операционных затрат, а под час являлось и просто невозможным из-за отсутствия необходимых механизмов качества обслуживания. Данный факт заставляет операторов связи и поставщиков решений задуматься о возможности миграции к новой инфраструктуре, которая позволит эффективно и с наименьшими затратами внедрять и эксплуатировать новые сервисы, такие как:
  • широковещательное цифровое телевидение (IPTV);
  • видео по запросу (Video on demand, VoD);
  • интерактивные компьютерные игры;
  • услуги для корпоративного сектора;
  • VPN Access;
  • Voice over IP.
Постепенно с ростом количества и размера домашних сетей на первый план выходят также услуги по обеспечению сетевой безопасности. Все перечисленные виды услуг предъявляют более высокие требования к качеству обслуживания сервисов, в особенности это касается IPTV и передачи видео по запросу.
 
В связи с этим вопросы дизайна, архитектуры сети, выбора технологий и оборудования становятся особенно актуальными. Архитектура сети, как правило, включает в себя  несколько функциональных уровней: магистраль, уровни агрегации и доступа. В современных сетях широкополосного доступа к традиционным уровням также добавляют уровень абонентского устройства.
 
Магистраль сети должна обеспечивать высокоскоростную передачу агрегированных потоков трафика между узлами уровня агрегации и предоставления услуг, а также удовлетворять требованиям различных классов обслуживания для передаваемого трафика, отказоустойчивости связи, возможности наращивания производительности сети.
 
Уровень доступа может быть представлен различными технологиями: Ethernet, GPON (Gigabit Passive Optical Networking), DSL и др. Однако наиболее распределенной в последнее время становится именно технология Ethernet, позволяющая оказывать разнообразные услуги на высоких скоростях и развивать новые виды сервисов по мере повышения спроса на них.
 
Отметим, что наиболее удобной с точки зрения контроля доступа, безопасности, администрирования является модель C-VLAN (Customer VLAN) предоставления услуги, когда с каждым портом на уровне доступа ассоциируется отдельный логический интерфейс на сервере широкополосного доступа. Модель C-VLAN позволяет существенно упростить процесс настройки или автонастройки сетевых параметров при подключении новых пользователей, при подписке пользователей на услуги и организации на сети новых услуг. При этом каждый сервис в рамках одного C-VLAN обеспечивается гарантированным уровнем обслуживания в соответствии с SLA (Service Level Agreement), что возможно благодаря иерархическому механизму качества обслуживания на широкополосных сервисных маршрутизторах.
 
Фактически это означает, что контроль доступа к сети, аутентификация, авторизация, учет использования ресурсов (с целью последующей тарификации) абонентов осуществляется на серверах широкополосного доступа (Broadband Remote Access Server, BRAS). Весь функционал, связанный с управлением IP QoS, правилами маршрутизации, контролем доступности сетевых ресурсов (Connection Admission Control), выделением IP-адресов выносится на BRAS, таким образом, что он выступает в роли единой точки предоставления услуг.
 
Каждый C-VLAN терминируется внутри BRAS и «прикрепляется» к уникальному IP-интерфейсу. Для каждого такого IP-интерфейса поддерживаются средства защиты от несанкционированной подмены IP-адреса (IP-spoofing) подписчика, как для DHCP- (Dynamic Host Configuration Protocol), так и для PPPoE- (Point-to-point protocol over Ethernet) сессий. IP-маршрут в сторону конечного CPE-устройства помещается в таблицу маршрутизации только после прохождения процедуры аутентификации, авторизации и учета (Authentication, Authorization, Accounting, AAA).
 
Преимущество использования данной модели заключается в возможности организации автоконфигурирования и механизма самоподписки пользователя на новые сервисы, что минимизирует действия администратора сети для подключения нового пользователя. Централизованная система управления пользователями и услугами упрощает процесс управления сетевыми ресурсами, сбором статистики и предоставляет открытые интерфейсы в сторону уже существующих у оператора систем поддержки бизнес-процессов или биллинговой системой.
 
Система управления абонентами и услугами является ключевым элементом для эффективного управления процессом предоставления услуг и в общем случае содержит информацию о login-ID, IP-адресе, перечень услуг, на которые подписан абонент, их текущий статус, описание уровня сервиса и т.д. и является промежуточным элементом между сетью и системой OSS или биллинга.
 
Используя данную систему, провайдеры могут предоставлять абонентам широкий набор новых IP-услуг, которые строятся на основе «библиотек» сетевых политик (таких как, фильтрация, ограничение скорости, приоритезация трафика и маршрутизация по адресу источника).
 
Так как BRAS является точкой наложения всех политик и правил обслуживания, то для эффективного управления ими BRAS должен иметь не только интерфейс в сторону системы управления сетевыми элементами, но и открытый интерфейс для взаимодействия с сервером активации сервисов, управляя правилами QoS, списками доступа и т.д. в режиме реального времени, что крайне важно для новых приложений, таких как IPTV, VoD.
 
Услуги с разным качеством могут базироваться на предоставлении различной полосы (например, «бронзовый уровень» 128 Кбит/с, «серебряный» - 384 Кбит/с, «золотой» - 1 Мбит/с), или на предоставлении разных уровней качества обслуживания, или на доступе к разным уровням содержимого сети, или на комбинации всего вышеперечисленного. Кроме того, провайдеры могут включать множество дополнительных элементов в свой сервисный пакет.
 
По мере необходимости система управления абонентами и сервисами формирует новые правила и отправляет их на BRAS. Маршрутизатор в свою очередь формирует в ответ подтверждение о том, что правила применены, обеспечивая тем самым целостность базы
текущих сервисов и статистических и биллинговых данных.
 
Системы управления сетью и услугами
Система поддержки деятельности операторов связи (Operations Support System, OSS) для сетей Ethernet должна включать следующие основные компоненты:
  • управление каталогом услуг с соответствующими классами и определениями услуг;
  • управление клиентскими данными и SLA;
  • управление сетевым реестром и его конфигурацию;
  • предоставление и активацию услуг Ethernet;
  • мониторинг качества услуг (QoS);
  • системное администрирование и функции обеспечения безопасности.
В каталоге услуг описываются классы услуг (Classes of Service, CoS) и параметры производительности вне зависимости от используемой техники.
 
В соответствии с директивами MetroEthernet Forum к важным параметрам услуг сетей Ethernet относятся:
  • параметры производительности — уровень потери пакетов, задержка пакетов данных и переменная задержка (вариация задержки);
  • описание трафика данных — согласованная и максимальная скорость передачи данных (Committed Information Rate, CIR; Peak Information Rate, PIR) и максимальный объем пакета (Peak Burst Size, PBS);
  • принадлежность к виртуальной сети (VLAN) путем четкой идентификации VLAN (присвоение тега);
  • способ соединения: «точка — точка» или «множество точек — множество точек».
 
Сервис-провайдер определяет услугу на основе сервисных параметров и дополнительных эксплуатационных граничных значений. Услуги сетей Ethernet предоставляются провайдерами в соответствии с договором о качестве предоставляемых услуг (Service Level Agreement, SLA). В клиентской базе данных собирается вся необходимая информация о производительности и активных ресурсах услуги. Через портал Web пользователь может получить прямой доступ к данным (к примеру, о готовности и нагрузке), имеющим отношение к потребляемой им услуге.
 
Кроме того, система управления сетью должна автоматически распознавать активные сетевые компоненты и определенным образом группировать распознанное оборудование (по клиентам, регионам, типу и т.д.), отображая в конфигурируемом виде, а механизм обновления, - в любой момент обеспечивая представление о текущем состоянии сети для провайдера или оператора.
 
Компонент предоставления услуг осуществляет автоматическую подготовку услуги для выбранных точек доступа, при этом с момента конфигурации услуги до ее активации он осуществляет контроль над сетью и получает информацию о выполненных действиях. В случай неудавшейся активации услуги система должна обладать механизмом «отката», который переведет ее в исходное состояние.
 
После активизации услуги перед оператором встает задача мониторинга параметров SLA и оповещения о выявленной ошибке. В случае нарушений значений система управления немедленно извещает оператора и отправляет сообщение системе управления отказами или системе выдачи предупреждений. Функциональность составления отчетов и мониторинга позволяет оператору своевременно распознать отказы и принять соответствующие меры, в частности переключиться на резервные маршруты или информировать ответственного технического специалиста.
 
Требования к интегрированной системе управления услугами для активизации и мониторинга услуг разнообразны. Подобная система должна предлагать гибкое генерирование классов услуг и соглашений об уровне доступа, а также автоматическую активизацию услуг. Лишь таким образом удастся обеспечить гарантируемое качество предоставления услуги в течение длительного времени.
 
Ольга Володина, менеджер по маркетингу телекоммуникационных решений и систем управления компании "Энвижн Груп"