Инженерия трафика - это процесс выбора рациональных путей прохождения трафика через сеть, где рациональность понимается как достижение сбалансированной загрузки всех ресурсов сети в условиях соблюдения всех требований к качеству обслуживания.

Существуют специализированные методы и механизмы осуществления инженерии, которые направлены именно на обеспечение сбалансированности загрузки ресурсов при заданных требованиях к качеству обслуживания.

Инженерию начинают с анализа таких двух типов характеристик:

1) анализа характеристик транспортной сети - её топологии, а также производительности (т.е., пропускной способности) маршрутизирующего оборудования, размещённого в узлах сети, и каналов связи, по которым транспортируются данные между узлами этой сети (пример - см. рисунок 5.7);

2) анализа предложенной (или имеющей место) нагрузки на элементы оборудования сети, в частности анализа данных о величинах скорости потоков трафика между каждой парой маршрутизирующих устройств абонентского доступа, расположенных на границах рассматриваемой транспортной сети (пример см. рисунок 5.8).

Основной задачей инженерии трафика является определение таких путей прохождения рассматриваемых потоков трафика через сеть с заданными характеристиками, при которых создавалась бы ситуация, когда все ресурсы сети будут нагружены, как можно более, сбалансировано.

Рисунок 5.7 - Инженерия потоков данных. Пример отображения данных о топологии сети и производительности её ресурсов

Рисунок 5.8 Инженерия потоков данных. Пример отображения предложенной нагрузки на сеть

Решение данной задачи заключается в определении для каждого рассматриваемого потока последовательной цепочки промежуточных маршрутизаторов, которые необходимо расположить на пути, расположенном между входной и выходной точками этого потока. При этом маршруты потоков следует выбирать такими, чтобы загрузки элементов сети, по возможности, были более равномерными.

Формализацию условий сбалансированности ресурсов на практике осуществляют разными способами. Например, если в качестве цели, преследуемой при инженерии трафика, выбирают минимизацию неравномерности в загрузке сетевых ресурсов в условиях известной структуры трафика сети, то целесообразно минимизировать на множестве всех учитываемых ресурсов сети значение коэффициента загрузки того ресурса, для которого этот коэффициент имеет максимальное значение. Именно так формулируется задача инженерии в американском стандарте RFC 2702 «Requirements for Traffic Engineering Over MPLS». В этом документе, который содержит общие рекомендации форума IETF относительно выбора методов решения задач инженерии, целевая функция оптимизации маршрутов имеет такой вид:

где К - коэффициент использования 1-го ресурса.

Другим вариантом постановки задачи инженерии является поиск такого набора маршрутов, при котором значения коэффициентов загрузки всех элементов сети не превысят заданный порог К . Такой подход, как легко понять, проще в реализации в сравнении с предыдущим, поскольку нуждается в переборе меньшего количества вариантов.

5.7.3. Агрегация потоков Одним из основных приемов, используемым во время инженерии трафика, является агрегация потоков, т.е. объединение потоков отдельных пользователей в один общий поток. При этом, агрегированным потоком считается трафик пакетов, который имеет общие входную и выходную точки в каких-либо узлах сети.

В условиях, когда по каким-либо причинам приходится маршрутизировать отдельно каждый порождаемый прикладными системами пользователей поток данных, промежуточные маршрутизирующие устройства должны сохранять слишком большие объемы информации, поскольку, в большинстве случаев, индивидуальных потоков может быть очень много. Ситуацию усугубляет то, что в целях маршрутизации приходится запоминать адреса всех конечных узлов (не только адреса промежуточных узлов сети, включаемых в маршруты потоков) и программных портов UDP/TCP для всех приложений, что ещё больше усложняет задачу. Поэтому агрегация потоков позволяет упростить задачу выбора маршрутов.

Необходимо, однако, иметь в виду, что агрегация потоков возможна лишь тогда, когда все составляющие потоки предъявляют единые требования к качеству обслуживания (т.е., единые требования к параметрам QoS).

На практике в процессе решения задач инженерии трафика, чаще всего, приходится рассматривать несколько потоков, среди которых часть или даже все являются агрегированными.

⇐Инженерия потоков данных - недостатки традиционных протоколов маршрутизации | Сети передачи пакетных данных | Точность результатов инженерии трафика⇒