Transcript Note
Forgalmi méretezés alapelvei
Takács György 5. Előadás
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
1
Forgalmi alapfogalmak I.
• • • • • • Kiinduló feltevésként a forgalom puszta szám, fizikai mértékegység nem tartozik hozzá Egy kiszolgáló egy erőforrás a hálózatban, lehet áramkör, áramkör-nyaláb, kapcsoló bemenete, kapcsoló kimenete, memória-hozzáférés stb.
Egy kiszolgáló lehet szabad vagy foglalt – állapota bináris. Tehát továbbít (kiszolgál) forgalmat vagy nem. Terhelve van, vagy nincs terhelve.
A forgalmi számolásokban a forgalom egysége 1 Erlang 1 kiszolgáló 1 Erlang forgalmat továbbít, ha folyamatosan foglalt.
Két kiszolgáló, ha az egyikük az idő ¼ részében foglalt és a másik ¾ részben, akkor szintén 1 Erlang forgalmat továbbít.
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
2
Forgalmi alapfogalmak II.
• • • • • A kiszolgálók száma egész szám Ha egy rendszerben n kiszolgáló van, akkor a pillanatnyi forgalmi terhelés A egy egész szám és 0≤A≤n A mindennapi gyakorlatban A egy adott időintervallumra képzett átlag, tehát valós szám.
A forgalmat a felhasználók generálják, akik szolgáltatásokat vesznek igénybe.
A szolgáltatás igénybevételének kezdeményezése a hívás, ez kiszolgálót (kiszolgálókat) foglal le. Alapesetben egy összeköttetést hoz létre a kezdeményező(A oldal) és a hívott (B oldal) között.
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
3
A forgalom kezelésének alapvető modelljei
• • • A hívás blokkolása (blocking), ha a hálózatban nincs elegendő kiszolgáló (pl. szövegbemondás „az előfizető jelenleg nem kapcsolható, kérjük ismételje meg később a hívását”). Ez a torlódott hívás, elveszett hívás, eldobott hívás.
A hívás várakoztatása és sorbaállás a kiszolgálónál Sorbaállás túlcsordulással Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
4
Blokkolós (veszteséges) modell
• • • Felkínált forgalom – fiktív (Ha lenne elég kiszolgáló) Lebonyolított forgalom (mérhető) Elveszett forgalom Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
5
Sorbaállásos (várakozásos) modell
• • • Felkínált forgalom – fiktív (Ha lenne elég kiszolgáló) Lebonyolított forgalom (mérhető) Várakozó forgalom (mérhető) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
6
Sorbaállás túlcsordulással
• • • • Felkínált forgalom – fiktív (Ha lenne elég kiszolgáló) Lebonyolított forgalom (mérhető) Várakozó forgalom (mérhető) Túlcsorduló forgalom (nem mérhető) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
7
Summary Incoming demands
(intensity, holding time)
no free resource
service principle: Simplified scheme:
human factors
,
queue management
, etc. are missing.
loss
redirection loss
limited delay no waiting place free waiting place delay
waiting
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
8
Egy kiszolgáló költségfüggvénye lépcsős Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
9
Ha elegendő kiszolgálót teszünk a rendszerbe, akkor sikeres lesz minden hívás?
• Híváskezdeményezések sorsa forgalmas órában. I - fejlett ország D - fejlődő ország (közelítő adatok) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
10
Telefonforgalom jellemző napi eloszlása órára átlagolva
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
11
Telefonforgalom jellegzetes heti eloszlása
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
12
Telefonforgalom jellegzetes éves eloszlása
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
13
Telefonforgalom jellegzetes eloszlása több éves időablakban
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
14
Egyéni telefon-előfizető 10 perces átlagolással felvett forgalma
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
15
Egyéni és üzleti telefon előfizetők vegyes csoportjának 10 perces átlagolással felvett forgalma
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
16
Jellegzetes adatforgalom 1 s átlagolási idővel
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
17
Jellegzetes adatforgalom 10 s átlagolási idővel
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
18
Jellegzetes adatforgalom 1 perc átlagolási idővel
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
19
A kiszolgálók rétegekben is kezelhetők
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
20
Infokommunikációs sűrűség – felhasználók/100 lakos Global ICT developments, 2001-2013
100 90 80 70 Mobile-cellular telephone subscriptions Individuals using the Internet Fixed-telephone subscriptions Active mobile-broadband subscriptions Fixed (wired)-broadband subscriptions 60 50 40 30 20 10 0 2001 2002 2003 2004 Note: * Estimate Source: ITU World Telecommunication /ICT Indicators database 2005 2006 2007 2008 2009 96,2 2010 2011 2012* 2013* 38,8 29,5 16,5 9,8 Information and Communication Technologies (ICT) data ITU Statistics ( http://www.itu.int/ict/statistics ) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
21
ITU telefon forgalmi mérőszámok
(World Telecommunication Indicators/ICT Indicators database, June 2013, részlet) http://www.itu.int/en/ITU-D/Statistics/Pages/publications/wtid.aspx
http://www.itu.int/en/ITU-D/Statistics/Documents/publications/wtid/WTID_indicators.pdf
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
22
Háztartások Internet ellátottsága
ITU Statistics ( http://www.itu.int/ict/statistics ) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
23
Internet felhasználók eloszlása a világban
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
24
BIX bit-forgalom (IPv4) 2013. 09. 23 (napi, heti)
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
25
BIX bit-forgalom (IPv4) 2013. 09. 23 (havi, éves)
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
26
BIX csomag-forgalom (IPv4) 2013. 09. 23 (heti)
http://www.bix.hu/index.php?lang=hu&page=graph&swid= Summary&portid=BIX-IPv4-Total Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
27
BIX bit-forgalom (IPv6) 2013. 09. 23 (heti)
http://www.bix.hu/index.php?lang=hu&page=graph&swid=Summary&portid=BIX-IPv6-Total Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
28
11
th
September 2001.
BIX traffic Távközlő hálózatok tervezése - 2013. szeptember 24.
29
11
th
September 2001.
BIX traffic Távközlő hálózatok tervezése - 2013. szeptember 24.
30
11
th
September 2001.
Origo Távközlő hálózatok tervezése - 2013. szeptember 24.
Origo - news 31
A forgalom térbeli eloszlásának érdekességei
• • Egymillió tüntető a Kossuth téren? Méretezzük-e ilyen esetekre a hálózatot?
A tartalom szempontjából legérdekesebb szerverek az USA területén vannak. Egyik következménye: aszimmetrikus forgalom az atlanti óceánon keresztül. Másik következménye: pénzáramlás az USA felé – kevés adóbevétellel.
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
32
Mobil forgalom várható növekedése 2017-ig CAGR
: Compound Annual Growth Rate
Exabyte
: 10 18 byte http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c 11-520862.pdf
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
33
Mobil készülékek várható eloszlása 2017-ig CAGR
: Compound Annual Growth Rate
Exabyte
: 10 18 byte http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-520862.pdf
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
34
Internet forgalom növekedése és megoszlása 2017-ig CAGR
: Compound Annual Growth Rate
Exabyte
: 10 18 byte http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/VNI_Hyperc onnectivity_WP.html
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
35
Forgalmas órai ill. átlag Internet forgalom növekedése 2017-ig CAGR
: Compound Annual Growth Rate http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/VNI_Hyperc onnectivity_WP.html
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
36
QoS és GOS összefüggnek
Szolgáltatás minőség
(QoS – Quality of Service)
Szolgáltatási szint (Forgalom áteresztő képesség)
(GoS – Grade of Service)
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
37
Bevezetés
• A forgalom lebonyolító képesség (és a vonatkozó mutatók) a felhasználóknak nyújtott szolgáltatás minőségének egyik oldaláról adnak felvilágosítást.
• A szolgáltatás minőségét számos, egymástól részben független, egymással azonban sok szempontból kapcsolatban lévő tényező befolyásolja.
• A szolgáltatás minősége megközelíthető elméleti, rendszertechnikai szempontból vagy gyakorlati, a minőségi mutatók kialakítása és összehasonlíthatósága szempontjából. Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
38
QoS – összefüggések – 1.
U S E R
Terminal Equipment
performance variability
Access Network Core Network Access Network
wireless cable ADSL etc single or multi provider, technology (digital multiplexing, IP, etc.), transmission media (air, optical or metal cable), etc.
End to End QoS
wireless cable ADSL etc
Terminal Equipment
U S E R performance variability ITU-T Rec. E.800 (2008) Definition of Terms Related to Quality of Service: Schematic contributions to end to end QoS – Figure 1. enhanced. Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
39
QoS – összefüggések – 2.
To specify the end-to-end QoS it is necessary to state the
specified operating conditions
in which a service, supported over a connection (connectionless or connection oriented), takes place. The QoS could also be altered for a given set of specified operating conditions by
environmental conditions
such as
traffic and routing
.
ITU-T Rec. E.800 (2008) Definition of Terms Related to Quality of Service: Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
40
QoS – összefüggések –3.
Rendszerszemléle
t
Quality of Service Network Performance
bit error rate, latency (response time), etc.
Non – Network Performance
provision time, repair time, range of tariffs, complaints resolution time, etc.
ITU-T Rec. E.800 (2008) Definition of Terms Related to Quality of Service: Figure 2. enhanced Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
41
QoS – összefüggések – 4.
2101 Quality of Service (QoS)
Totality of characteristics of a telecommunications service that bear on its ability to satisfy stated and implied needs of the user of the service.
2118 Network Performance (NP)
The ability of a network or network portion to provide the functions related to
communications between users.
Note 1: Network performance applies to the Network Provider’s planning, development, operations and maintenance and is the detailed technical part of QoSO.
Note 2: Network performance parameters are meaningful to network providers and are quantifiable at the part of the network, which they apply.
ITU-T Rec. E.800 (2008) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
42
QoS – összefüggések –5.
User = felhasználó, előfizető Provider = szolgáltató ITU-T Rec. G.1000 (2001) Communications quality of service: A framework and definitions – Enhanced Figure 2. Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
43
QoS – összefüggések – 6.
2102 QoS requirements of user/customer (QoSR)
A statement of QoS requirements by a customer/user or segment/s of customer/user
population with unique performance requirements or needs.
Note : The customer/user needs may be expressed in descriptive terms (criteria) listed in the order of priority, with preferred performance value for each criterion. The Service Provider then translates these into parameters and metrics pertinent to the service (see E 802).
2103 QoS offered/planned by service provider (QoSO)
A statement of the level of quality planned and therefore offered to the customer by the service provider.
Note: Level of QoS the service provider plans to achieve (and therefore offers) to the customer/user is expressed by target values (or range) for measures of parameters pertinent to a specified service.
2104 QoS delivered/achieved by provider (QoSD)
A statement of the level of QoS achieved or delivered to the customer.
Note: Achieved or delivered QoS is expressed by metrics for the pertinent parameters for a service.
ITU-T Rec. E.800 (2008) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
44
QoS – összefüggések – 7.
2105 QoS experienced/ perceived by customer/user (QoSE)
A statement expressing the level of quality that customers/users believe they have
experienced.
Note 1: The level of QoS experienced and/or perceived by the customer/user may be expressed by an opinion rating .
Note 2: QoSE has two main man components; quantitative and qualitative. The quantitative component can be influenced by the complete end-to-end system effects (network infrastructure).
Note 3: The qualitative component can be influenced by user expectations, ambient conditions, psychological factors, application context etc.
Note 4: QoSE may also be described considered as QoSD received and interpreted by a user with the pertinent qualitative factors influencing his/her perception of the service .
ITU-T Rec. E.800 (2008) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
45
QoS és NP viszonya Quality of Service parameter Network Performance parameter User oriented Service related attributes Focus on user observable effects Network provider oriented Network element and technology related attributes Focus on planning development (design), operations and maintenance Observed at service access points for the Observed at network connection element users, independent of network process and events Table 3.1 boundaries, e.g. relating to protocol specific interface signals
ITU-T QOS Handbook – Ed. 2004. 05.
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
46
QoS/NP – fogalmak (válogatás) Network accessibility
The probability that the user of a service after a request (to a network) receives the proceed-to-select signal within specified conditions.
NOTE – The proceed-to-select signal is that signal inviting the
user
to select the desired
destination
.
Connection accessibility
The probability that a connection can be established within specified tolerances and other given conditions following receipt by the exchange of a valid code.
Trafficability performance
The ability of an item to meet a traffic demand of a given size and other characteristics, under given internal conditions.
NOTE: Given internal conditions refer, for example, to any combination of faulty and not faulty sub-items.
ITU-T Rec. E.800 (2008) Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
47
mérési hibák
QoS/NP – valószínűségi jelleg Quality of Service/ Network Performance
a végeredmény
valószínűségi
jellegű mérhető
paraméterek
(mértékegység, mutatószám) működtetés, alkalmazás, kártevés ingadozó felhasználói vélemények (MOS)
forgalom
előrejelzés, tervezés, irányítás, ingadozás elemek megbízhatósága, karbantartása
MOS
=Mean Opinion Score Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
48
QoS – QoS megállapodás SQA = Service Quality Agreement
A szolgáltatásminőség annak a mértéke, hogy mennyire felel meg a szolgáltató által a felhasználónak nyújtott szolgáltatás az ügyfél és a szolgáltató között létrejött megállapodásnak. (Eurescom) ITU-T Rec. 801 (1996 10) – Framework for Service Quality Agreement Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
49
Service Level Agreement -1.
Figure 4-1/E.860 – One stop responsibility and Service Level Agreement
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
50
Service Level Agreement -2.
Figure 4-2/E.860 – Application of the one stop responsibility concept
Távközlő hálózatok tervezése -- 2013. szeptember 24.
51