Передача различных видов трафика

Изначально в пакетных сетях передавались только данные. Этот тип трафика был очень некритичен к задержкам, но требовал высокой достоверности передачи: пакеты не должны были теряться или искажаться.

Для обеспечения этого использовались механизмы, основанные на внесении избыточности: кодирование с обнаружением ошибок и переспросы. Для передачи такого трафика использовался протокол надёжной доставки TCP.

Выделялся из этой схемы только специфический вид трафика, создаваемый так называемыми интернет-пейджерами. Короткие текстовые сообщения, передаваемые по сети, носили характер общения для развлечения. Скорость доставки и простота программной реализации здесь были важнее надёжности, и поэтому такие сообщения передавались через UDP, хотя этот протокол и не гарантировал доставки. Для обеспечения достаточной надёжности передавалось несколько копий сообщения, в надежде, что хотя бы один пакет дойдёт.

Со временем появилось желание передавать через широко распространённые сети передачи данных и другую информацию: речь и видео. Это потребовало изменений и самой сети, так как эти виды трафика имеют совершенно иные требования к транспортной среде. Основное отличие трафика «реального времени» отражено в его названии и заключается в жестких требованиях к задержкам и их вариации (джиттеру), но одновременно возможны потери некоторого количества пакетов, что связано с особенностями восприятия речи и изображения человеком и с созданием сложных алгоритмов кодирования, позволяющих восстанавливать часть информации.

Для передачи нового вида трафика хорошо подошёл протокол UDP, не гарантирующий доставки пакетов, но не вносящий дополнительных задержек на повторную передачу, как TCP. Но UDP не решал проблему джиттера. Можно было бы создать новый протокол транспортного уровня специально для передачи трафика реального времени, но многоуровневый подход диктует другое решение. Проблему обеспечения качества обслуживания для трафика реального времени решают специальные протоколы прикладного уровня, такие как RTP и RTCP.

Из трафика реального времени выделился подтип потокового трафика. Этот вид трафика характерен для услуг интернет-радио и интернет-телевидение, и отличается тем, что допустимая абсолютная величина задержки здесь существенно больше, а влияние джиттера может подавляться в очень широких пределах.

Для описания качества транспортных услуг существует понятие качества обслуживания (QoS), определяемое набором измеряемых параметров сервиса:

- готовность предоставляемого сервиса – определяет надежность соединений пользователей с сервис-провайдером;

- задержка – характеризует интервал времени между передачей и приемом пакетов;

- вариация задержки (джиттер) – вероятностный параметр, описывающий диапазон возможных отклонений задержки от среднего значения;

- пропускная способность – средняя и/или пиковая скорость передачи пакетов в сети;

- скорость потери пакетов – максимальная скорость, на которой пакеты могут быть отвергнуты во время передачи по сети.

С требованиями к обслуживанию трафика тесно связаны не только транспортные и прикладные протоколы, но и размер пакетов, и режим их обработки на стороне получателя (табл. 2).

Для передачи файлов в пакетах прикладного уровня, кроме поля данных с частью файла, также необходимо передавать дополнительную информацию:

- имя файла (чтобы при одновременной передаче нескольких файлов их данные не перепутались),

- номер пакета (чтобы в правильном порядке собрать файл из принятых блоков на приёме),

- размер файла (чтобы на приёме контролировать процесс получения файла).

Размеры пакетов диктуются возможностями транспортной среды (нужно избегать фрагментации пакетов) и требованием уменьшения издержек на служебную информацию.

Соответственно, при отправке файла его необходимо разбить на блоки, упаковать в пакеты и пронумеровать их, добавить имя файла и отослать пакеты. На приёме нужно проверять приходящие пакеты по имени файла, следить за соблюдением правильной нумерации и собирать файл из блоков данных.

В следующем разделе приводятся примерные форматы пакетов и алгоритмы работы протоколов для таких видов трафика, как короткие сообщения, потоковое вещание и трафик реального времени.

Таблица 2. Характеристики различных типов трафика

Тип Параметр	Данные	Короткие данные	Real-Time	Stream
Пример приложения	файлы	текстовые сообщения	аудио- и видео конференции	аудио- и видеовещание
протокол транспортного уровня	TCP	UDP	UDP	UDP
величина задержки	несущественна	строго ограничена	ограничена нестрого
величина джиттера	несущественна	строго ограничена	ограничена нестрого
предпочтитель­ный размер пакетов	любой	небольшой	небольшой	небольшой или средний
возможный формат пакетов	- № пакета, - название файла, - размер файла, - данные	- идентификатор сообщения, - данные	- имя отправителя, - № пакета, - данные

Дата добавления: 2015-08-17