Új módszerek és eszközök infokommunikációs hálózatok forgalmának vizsgálatához

Átírás

1 I. előadás, április 30. Új módszerek és eszközök infokommunikációs hálózatok forgalmának vizsgálatához Dr. Orosz Péter ATMA kutatócsoport

2 A kutatócsoport ATMA (Advanced Traffic Monitoring and Analysis) egyetemi kutatócsoport működés helye: DE IK fókuszterület: nagysebességű IP hálózatok forgalmának mérése és elemzése tagok: kutatók, fejlesztők, PhD hallgatók, egyetemi hallgatók 2

3 K+F tevékenység Hálózati forgalom vizsgálatához hardveresen gyorsított módszerek és algoritmusok kidolgozása Médiaszolgáltatások minőségének vizsgálata IP alapú hálózatokon (VoIP, IPTV, video on demand, videokonferencia, stb.) Prototípusok készítése Ipari együttműködések 3

4 Globális internet forgalmi mix 4

5 Szolgáltatásminőség vizsgálata 5

6 Kitűzött célok A technológiai igényeknek megfelelő új vizsgálati módszerek és algoritmusok kidolgozása Új módszereken nyugvó hardver-szoftver együttműködés A kidolgozott módszerek adaptálása hálózat monitoring célokra Működő 100 Gbit/s sebességű prototípus 6

7 Miért monitorozzuk a hálózatot? Hibamenedzsment: hibafelismerés, behatárolás, az infrastruktúra működőképességének vizsgálata Szűk keresztmetszet behatárolása Szolgáltatás minőségének ellenőrzése (SLA) Hálózat- és szolgáltatástervezés Új szolgáltatások tesztelése bevezetés előtt 7

8 Hogyan monitorozzunk? Kampányszerűen (adatgyűjtés, offline feldolgozás és riportolás) Folyamatosan (7/24), online feldolgozással és riportolással Aktív vs passzív mérés Mintavételezés vs veszteségmentes mérés A forgalom mikro-szerkezetének megismerése 8

9 Hol monitorozzunk? A felhasználói végponton A hálózati útválasztók környezetében Egy ponton vs több ponton Attól függ, hogy mit és miért akarunk mérni. 9

10 Nagysebességű forgalom mérése Tisztán szoftveresen nem kivitelezhető a veszteségmentes mérés és feldolgozás Mérési funkciók hardveres gyorsítása (célhardver) Nagy adatmennyiség kezelése Csomagszűrés Csomagvágás Aggregált forgalom demultiplexálása Nagypontosságú időbélyegzés és óraszinkronizáció Forrás: AITIA International 10

11 Folyam-detekció Az aggregált hálózati forgalomból párbeszéd (flow) kiszűrése valós időben Protokoll-dekódolás Szűrés Párbeszédek státuszának nyilvántartása erőforrás igényes 11

12 Átvitelminőség Mérhető hálózati paraméterek (metrikák) Késleltetés (one-way delay) Hangátvitel: <150 ms, ITU-T G.114 ajánlás (pszichoakusztikai modell alapján) Késleltetés ingadozása (jitter) Csomagvesztés (loss) Átrendeződés (reordering) 12

13 A hálózat késleltetése Az IP útvonal útválasztó eszközei és kapcsolatai együttesen határozzák meg a késleltetést. Átviteli késleltetés (kapcsolatonként) Feldolgozási késleltetés (routerenként) Sorbanállási késleltetés (routerenként) Sorok száma, mérete Ütemezés Forgalom formázása Kimenő sávszélesség 13

14 Csomagvesztés Átviteli hiba miatt (pl. vezetéknélküli kapcsolat) Forgalmi torlódás, sorok telítődése az útválasztón, előre definiált szabály szerint megvalósított csomageldobás (dropper algoritmus) 14

15 SLA-QoS-QoE Miért nem elegendő az objektív QoS mérés a szolgáltatási szint vizsgálatához? Hogyan ellenőrizhető szolgáltatói oldalon az előfizető által tapasztalt érzeti minőség? Relatív és abszolút Mean Opinion Score (MOS) Vizsgálható-e a QoE objektív módszerekkel? Algoritmizálható-e a QoE becslése referencia hiányában? Hogyan? 15

16 Szolgáltatás minőségének mérése Kidolgozott új módszer végponti mérésekhez: Quality of Service (QoS) metrikák mérése több rétegben Hardware timestamping Software timestamping PHY MAC Mapped memory Input packet queue Network stack Application Network Interface Card Device driver Main Memory Packet arrival at the physical layer Frame processing DMA via the PCIe bus NIC s ring buffer OS kernel space OS user space t 1 t 2 time [us] 16

17 Szolgáltatás minőségének mérése Kidolgozott új módszer végponti mérésekhez: Quality of Service (QoS) metrikák mérése több rétegben 17

18 Köszönöm a figyelmet! Információ