Требования разных типов приложений

В качестве основных критериев классификации трафика различных приложений чаще всего выбирают три характеристики: относительная предсказуемость скорости передачи данных, чувствительность трафика к задержкам пакетов, чувствительность к потерям и искажениям пакетов.

В отношении предсказуемости скорости приложения могут быть разделены на два больших класса.

§ Приложения, трафик которых представляет собой равномерный поток (Stream). Этот класс приложений характеризуется высокой степенью предсказуемости порождаемого трафика, который поступает в сеть с более или менее постоянной битовой скоростью (Constant Bit Rate, CBR). Хотя скорость потока может изменяться, тем не менее она имеет легко вычисляемую верхнюю границу. Например, аудиопотоки данных являются трафиком CBR, и для элементарного голосового потока верхняя граница составляет 64 Кбит/с.

§ Приложения с пульсирующим трафиком (Burst). Они отличаются высокой степенью непредсказуемости, когда периоды затишья сменяются передачей больших блоков данных. В результате для трафика характерна переменная битовая скорость (Variable Bit Rate, VBR). Так, в случае файлового сервиса интенсивность трафика может увеличиваться от нуля, когда файлы не передаются, до бесконечности, когда после передачи запроса с координатами файла приложение стремится как можно быстрее передать данные. (Понятно, что реальная скорость передачи ограничена возможностями сети.) Строго говоря, любые приложения генерируют неравномерный трафик, в том числе и потоковые. Просто коэффициент пульсации (т. е. отношение максимальной мгновенной скорости к средней) у этих двух типов приложений отличается радикально. У приложений с пульсирующим трафиком он обычно находится в пределах от 10:1 до 100:1, а у потоковых существенно меньше.

Другой критерий классификации приложений по типу трафика - их чувствительность к задержкам пакетов. Далее перечислены основные типы приложений в порядке повышения чувствительности к задержкам пакетов.

§ Асинхронные приложения: практически нет ограничений на время задержки (эластичный трафик). Пример - электронная почта.

§ Синхронные приложения: чувствительны к задержкам, но допускают их.

§ Интерактивные приложения: задержки могут быть замечены пользователями, но они не сказываются негативно на функциональности приложений. Пример: текстовый редактор, работающий с удаленным файлом.

§ Изохронные приложения: при превышении порога чувствительности к задержкам функциональность приложения резко снижается. Пример: передача голоса, когда при превышении порога задержек в 100 - 150 мс качество воспроизводимого голоса резко ухудшается.

§ Сверхчувствительные к задержкам приложения. Задержка доставки данных сводит функциональность к нулю. Пример: приложения, управляющие техническим объектом в реальном времени. При запаздывании управляющего сигнала на объекте может произойти авария.

Существует и более грубое деление приложений по этому же признаку на два класса - асинхронные и синхронные. К асинхронным относят те приложения, которые нечувствительны к задержкам передачи данных в очень широком диапазоне, вплоть до нескольких секунд, а все остальные, на функциональность которых задержки оказывают существенное влияние, определяются как синхронные. К синхронным приложениям в этом широком смысле относятся такие типы приложений приведенной выше тонкой классификации, как изохронные и сверхчувствительные. Интерактивные приложения могут быть как асинхронными (например, текстовый редактор), так и синхронными (например, видеоконференция).

И, наконец, третьим критерием классификации приложений является их чувствительность к потерям пакетов. По этому признаку приложения обычно делят на две группы:

§ Чувствительные к потерям приложения. Практически все приложения, передающие алфавитно-цифровые данные (к которым относятся текстовые документы, коды программ, числовые массивы и т. п.), обладают высокой чувствительностью к потере отдельных, даже небольших, фрагментов данных. Такие потери часто ведут к полному обесцениванию остальной, успешно принятой информации. Например, отсутствие хотя бы одного байта в коде программы делает ее совершенно неработоспособной. Все традиционные сетевые приложения (файловый сервис, сервис баз данных, электронная почта и т. д.) относятся к этому типу приложений.

§ Устойчивые к потерям приложения. В эту группу входят многие приложения, трафик которых доставляет информацию об инерционных физических процессах. Устойчивость к потерям объясняется тем, что небольшое количество данных можно приблизительно восстановить на основе принятых. Так, при потере одного пакета с несколькими последовательными замерами голоса отсутствующие замеры при воспроизведении голоса могут быть заменены аппроксимацией на основе соседних значений. К такому типу относится большая часть приложений, работающих с мультимедийным трафиком (аудио- и видеоприложения). Однако устойчивость к потерям имеет свои пределы, поэтому процент потерянных пакетов не может превышать некоторый уровень, например 1%. Можно отметить также, что не любой мультимедийный трафик устойчив к потерям данных в частности, очень чувствительны к ним сжатый голос или видеоизображение.

Вообще говоря, между рассмотренными выше тремя основными характеристиками трафика нет жесткой взаимозависимости. Т. е. приложение с равномерным потоком может быть как асинхронным, так и синхронным, а, например, синхронное приложение - как чувствительным, так и нечувствительным к потерям пакетов. Однако практика показывает, что из всего многообразия возможных сочетаний есть несколько таких, которыми можно охарактеризовать большинство используемых сегодня приложений.

Например, следующее сочетание характеристик приложения (изохронное, устойчивое к потерям, порождающее трафик типа равномерного потока) соответствует таким популярным приложениям, как IP-телефония, поддержка видеоконференций, аудиовещание через Internet. Устойчивых сочетаний характеристик не так уж много. Так, при стандартизации технологии АТМ были определены четыре класса приложений: A, B, C и D. Кроме того, все не попавшие ни в один из этих классов приложения были отнесены к классу X, в котором комбинация характеристик приложения может быть произвольной.

Приведенная классификация приложений положена в основу типовых требований к параметрам и механизмам качества обслуживания в современных сетях.

Дата добавления: 2015-05-10