Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Обеспечение QoS в беспроводных ЛВС

Дэйв Молта

Обеспечение требуемого качества обслуживания (QoS) трафика в беспроводных ЛВС (БЛВС) — задача непростая, поскольку эти сети являются разделяемыми и имеют относительно небольшую пропускную способность, возможность значительного увеличения которой (в отличие от проводных ЛВС Ethernet) отсутствует. Кроме того, задача обеспечения QoS усложняется непредсказуемостью интенсивности трафика БЛВС.

В проводной сети Ethernet/IP можно реализовывать QoS, задействуя стандартные механизмы приоритизации трафика (например, 802.1d и DiffServe) или увеличивая пропускную способность сетевых каналов до уровня, достаточного для нормальной работы голосовых систем и видеоприложений, чувствительных к задержкам трафика. Поскольку эти системы и приложения, на работу которых негативно влияют непредсказуемость доступной полосы пропускания, значительная задержка передачи пакетов и джиттер, все шире используются в БЛВС, возникла необходимость в разработке механизмов QoS для этих сетей.

Приложения, требующие QoS

На предприятиях IP-телефония (VoIP), вероятно, станет самым распространенным сетевым сервисом, чувствительным к задержке передачи трафика. Пока еще она не получила там широкого применения, но возможность беспроводной связи делает ее более привлекательной для пользователей, особенно если инфраструктура БЛВС все равно разворачивается в целях передачи данных.

Беспроводные VoIP-системы помогают в работе сотрудникам, которые не сидят на одном месте, их применение способствует снижению затрат, связанных с использованием сотовых телефонов и частных радиосредств типа walkie-talkie. Названные системы уже несколько лет используются на складах, в магазинах розничной торговли и больницах, а в ближайшие годы их применение будет расширяться, что связано с развитием технологий VoIP и БЛВС и удешевлением соответствующих продуктов. По оценкам специалистов компании Infonetics Research, в 2006 г. число крупных предприятий, использующих беспроводные VoIP-системы, увеличится до 33%.

Механизмы QoS нужны и для организации гостевого доступа к БЛВС предприятия. С их помощью сотрудникам фирмы можно предоставлять более высокий приоритет, чем ее посетителям. Кроме того, разным служащим фирмы нередко требуется назначение неодинаковых приоритетов.

Но кроме рынка корпоративных БЛВС, существует еще и рынок бытовой электроники, на котором устройства Wi-Fi пользуются большим спросом.

Их применяют для создания БЛВС в жилых домах в целях организации сетевого печатания, обмена файлами и совместного использования домочадцами высокоскоростного соединения с Интернет. Приоритизирующие трафик механизмы QoS позволяют пользователям домашней сети распределять ее полосу пропускания в нужных пропорциях для осуществления вышеперечисленных функций. Кроме того, механизмы QoS необходимы для работы мультимедийных приложений, передающих оцифрованный мультимедийный контент между домашними системами. Такие приложения становятся все более распространенными.

В корпоративной БЛВС обеспечить QoS значительно сложнее, чем в домашней, ведь масштаб сети значительно больше и в ней используется больше разных приложений. Поскольку стандарты на механизмы QoS разрабатываются слишком медленно, некоторые организации реализовали собственные сетевые решения, обеспечивающие требуемую полосу пропускания их приложениям. Например, в отдельных больницах были развернуты инфраструктуры, поддерживающие все три основных стандарта на БЛВС — 802.11a, 802.11b и 802.11g; в них 5-ГГц средства стандарта 802.11a используются для передачи данных, а 2,4-ГГц системы стандартов 802.11b и 802.11g — для голосовой связи.

Существующие механизмы

Производители инфраструктурного оборудования для БЛВС, включая компании Airespace, Cisco Systems и Colubris Networks, предлагают фирменные механизмы QoS. В них приоритизация трафика осуществляется на базе идентификатора пользователя или сети (ESSID).

Недавно в лаборатории Real-World журнала Network Computing, расположенной в Сиракуз-ском университете, нами была протестирована технология компании Colubris, регулирующая QoS на базе ESSID. В компании эту технологию называют “осведомленной об услугах” (service-aware). Мы связали три ноутбука Dell Latitude, оснащенные встроенными сетевыми адаптерами стандарта 802.11b, с сетью Ethernet нашей лаборатории через точку доступа Colubris CN320. Для передачи файлов этим клиентским машинам была задействована программа NetIQ Chariot. Как и следовало ожидать, они разделили доступную полосу пропускания примерно поровну; каждый из ноутбуков продемонстрировал пропускную способность около 1,6 Мбит/с. Затем мы реконфигурировали точку доступа для работы с несколькими идентификаторами ESSID и назначили им разные приоритеты. В результате этого машины, получившие более высокий приоритет, стали работать быстрее (см. рисунок).

Данный механизм не решает всех проблем, связанных с обеспечением QoS, но его просто реализовать. Совсем несложно назначить беспроводным телефонам идентификаторы ESSID и определить для них правила системной политики, которые обеспечат их трафику более высокий приоритет по сравнению с трафиком данных. Проблема здесь заключается в том, что ориентированные на точки доступа QoS-механизмы могут приоритизировать трафик, передаваемый точкой доступа клиентским машинам или в проводную сеть, но они не работают на уровне радиоинтерфейса. Поэтому при перегрузке БЛВС беспроводные IP-телефоны могут и не получить нужной им полосы пропускания для передачи трафика точке доступа. Дело в том, что все клиентские устройства БЛВС следуют одним и тем же правилам получения доступа к среде передачи сигналов (протокол CSMA/CA), которые предоставляют равный, а не приоритетный доступ (см. “Доступ к среде передачи в сетях стандарта 802.11”).

Эта проблема решается в рамках фирменной технологии SVP (SpectraLink Voice Priority) компании SpectraLink. Она гарантирует SVP-совместимым IP-телефонам первоочередной доступ к среде передачи. Большинство производителей инфраструктурного оборудования для БЛВС реализовали поддержку этой технологии в своих устройствах.

Технология SVP обеспечивает QoS путем определения нулевого значения времени отсрочки передачи (back-off value) для голосовых пакетов, что и дает им приоритет по сравнению с обычными пакетами данных. Однако, если множество IP-телефонов попытаются передавать данные одновременно, возникнут коллизии. Еще один недостаток данной технологии заключается в том, что, если число IP-телефонов в соте велико, они могут “монополизировать” ее полосу пропускания и парализовать передачу обычного трафика данных. Чтобы этого не произошло, число трубок в одной соте должно быть не больше 12. В технологии SVP пре-дусмотрена и приоритизация передаваемых точкой доступа голосовых пакетов (по соответствующему обозначению типа протокола в IP-заголовке), для чего в ней образуются очереди пакетов с разными уровнями приоритета.

Стандартный механизм QoS

На сегодняшний день технология SVP стала фактически стандартной для БЛВС, но в компании SpectraLink хорошо понимают, что стать широко используемой больше шансов у той технологии, которая не принадлежит какому-либо одному производителю. Поэтому компания поддерживает проводимую в институте IEEE работу по улучшению MAC-уровня сетей стандарта 802.11 в целях обеспечения QoS. Ожидается, что проблемная группа IEEE 802.11e, приступившая к разработке стандарта на функциональность QoS примерно пять лет назад, наконец-то выпустит его в этом году.

Черепашьи темпы стандартизации в IEEE побудили организацию Wi-Fi Alliance разработать спецификацию WMM (Wi-Fi Multimedia) на функции обеспечения QoS, которые, являясь подмножеством функций, определенных в проекте стандарта 802.11e, будут соответствовать и его окончательной версии. Этот шаг напоминает выпуск данной организацией стандарта WPA, описывающего подмножество защитных функций стандарта 802.11i. В спецификации WMM, основанной на архитектуре DiffServ проблемной группы IETF, предусмотрены четыре категории доступа (к среде передачи), которым могут быть назначены разные уровни приоритета.

Помимо использования очередей с разными уровнями приоритета, в спецификации WMM определен более тонкий (чем в технологии SVP) механизм приоритизации трафика на уровне радиоинтерфейса с учетом его категории доступа. WMM-совместимый беспроводной IP-телефон может быть сконфигурирован для использования категории доступа Voice Priority, а WMM-совместимое телевизионное устройство — для поддержки категории доступа Video Priority. В ПК с программным IP-телефоном и ПО передачи данных пакеты, передаваемые этими приложениями, получат разные ярлыки, что гарантирует приоритетную пересылку голосового трафика (см. “Категории доступа (или уровни приоритета) в спецификации WMM”).

В ближайшие полгода большинство производителей оборудования для БЛВС реализуют функции WMM в своих продуктах. Сертификация оборудования на соответствие спецификации WMM нача-лась в сентябре 2004 г, но пока еще не ясно, захочет ли основная масса производителей тратить время и деньги на получение официального сертификата WMM. На момент написания данной статьи сертификат WMM получили устройства девяти производителей (включая базовые конструкции всех основных производителей микросхем). Список WMM-сертифицированных продуктов представлен на Web-странице http://www.wifialliance.org/

OpenSection/certified_products.asp?TID=2. Более подробную информацию о спецификации WMM, включая техническую статью (white paper), можно найти по адресу http://www.wifialliance.org/OpenSection/wmm.asp.

Что впереди?

Помимо доступа с учетом приоритета, в стандарте 802.11e будет предусмотрен запланированный (scheduled) доступ, который позволит приложениям резервировать для себя полосу пропускания БЛВС. Речь идет о централизованном механизме планирования доступа HCCA (Hybrid Coordination Function Controlled Channel Access), обеспечивающем более детерминистический сетевой доступ. Благодаря ему VoIP-приложение пошлет запрос на резервирование точке доступа, а последняя выделит нужную полосу пропускания, исходя из таких заранее определенных параметров, как скорость передачи данных, размер пакета и др.

Разработка спецификаций WMM и 802.11e — это важные вехи на пути развития БЛВС, но для обеспечения нормального функционирования этих сетей одних только механизмов QoS не достаточно. Какие бы сложные и гибкие механизмы QoS ни поддерживали ваши устройства, если БЛВС спроектирована плохо и не обладает достаточной пропускной способностью, то сетевые приложения не смогут работать должным образом. Только хорошо спроектированная БЛВС в совокупности с использованием механизмов QoS может стать подходящей инфраструктурой для развертывания голосовых и других приложений..





  
5 '2005
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Правила игры для операторов связи

• CeBIT 05 — новый виток конвергенции

• Информатизация в Югре

инфраструктура

• Маршрутизаторы для корпоративных сетей

• Лазеры VCSEL открывают новые возможности

• Тестируем WAN-акселераторы

• Обеспечение QoS в беспроводных ЛВС

информационные системы

• Как правильно выбрать систему CRM

сети связи

• Ethernet-сети общего пользования

кабельные системы

• Преимущества технологии PoE

• Экранированные витопарные кабели защитят от электромагнитных помех

защита данных

• Советы специалиста по информационной безопасности

• Фундамент информационной безопасности

• Доверяйте метрикам

• Обновляйте ПО!

• Узнайте лицо врага

• Конфиденциальность данных

• Wi-Fi против «плохих парней»

• Боремся с невеждами


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх