Планирование и проектирование сети представляет собой итеративный процесс, охватывающее топологический дизайн , сети-синтез и сети-реализацию , и направлено на обеспечение того , чтобы новая телекоммуникационная сеть или услуга отвечает потребности абонента и оператора . [1] Процесс можно адаптировать к каждой новой сети или услуге. [2]
Методология сетевого планирования [ править ]
Традиционная методология сетевого планирования в контексте бизнес-решений включает пять уровней планирования, а именно:
- оценка потребности и оценка ресурсов
- краткосрочное сетевое планирование
- ИТ-ресурс
- долгосрочное и среднесрочное сетевое планирование
- эксплуатация и техническое обслуживание. [1]
Каждый из этих уровней включает планы на разные временные горизонты, то есть уровень бизнес-планирования определяет планирование, которое оператор должен выполнить, чтобы гарантировать, что сеть будет работать в соответствии с требованиями в течение предполагаемого срока службы. Уровень эксплуатации и обслуживания, однако, исследует, как сеть будет работать на повседневной основе.
Процесс сетевого планирования начинается с получения внешней информации. Это включает в себя:
- прогнозы того, как будет работать новая сеть / услуга;
- экономическая информация о затратах и
- технические детали возможностей сети. [1] [2]
Планирование новой сети / службы включает внедрение новой системы на первых четырех уровнях эталонной модели OSI . [1] Необходимо выбрать протоколы и технологии передачи. [1] [2]
Процесс сетевого планирования включает три основных этапа:
- Топологическое проектирование : на этом этапе определяется, где разместить компоненты и как их соединить. Методы ( топологической ) оптимизации, которые можно использовать на этом этапе, происходят из области математики, называемой теорией графов . Эти методы включают определение стоимости передачи и стоимости переключения и, таким образом, определение оптимальной матрицы подключения и расположения коммутаторов и концентраторов. [1]
- Сетевой синтез : этот этап включает определение размера используемых компонентов с учетом критериев производительности, таких как уровень обслуживания (GOS). Используемый метод известен как «нелинейная оптимизация» и включает определение топологии, требуемого GoS, стоимости передачи и т. Д. И использование этой информации для расчета плана маршрутизации и размера компонентов. [1]
- Реализация сети : этот этап включает определение того, как удовлетворить требования к емкости и обеспечить надежность в сети. Используемый метод известен как «Оптимизация многопродуктового потока» и включает определение всей информации, касающейся спроса, затрат и надежности, а затем использование этой информации для расчета фактического плана физической схемы. [1]
Эти шаги выполняются итеративно параллельно друг другу. [1] [2]
Роль прогнозирования [ править ]
В процессе сетевого планирования и дизайна, сделаны оценки ожидаемой интенсивности трафика и трафика нагрузки , что сеть должна поддерживать. [1] Если сеть аналогичного характера уже существует, измерения трафика такой сети можно использовать для расчета точной нагрузки трафика. [2] Если подобных сетей нет, то планировщик сети должен использовать методы прогнозирования телекоммуникаций, чтобы оценить ожидаемую интенсивность трафика. [1]
Процесс прогнозирования состоит из нескольких этапов: [1]
- Определение проблемы;
- Получение данных;
- Выбор метода прогнозирования;
- Анализ / прогнозирование;
- Документирование и анализ результатов.
Размеры [ править ]
Определение размеров новой сети определяет минимальные требования к пропускной способности, которые по-прежнему будут обеспечивать выполнение требований к уровню обслуживания телетрафика (GoS). [1] [2] Для этого определение параметров включает планирование трафика в часы пик, то есть в тот час в течение дня, когда интенсивность движения находится на пике. [1]
Процесс определения размеров включает определение топологии сети, плана маршрутизации, матрицы трафика и требований GoS, а также использование этой информации для определения максимальной пропускной способности коммутаторов по обработке вызовов и максимального количества каналов, необходимых между коммутаторами. [1] Этот процесс требует сложной модели, моделирующей поведение сетевого оборудования и протоколов маршрутизации .
Правило определения размеров состоит в том, что планировщик должен гарантировать, что нагрузка трафика никогда не должна приближаться к загрузке в 100 процентов. [1] Чтобы рассчитать правильные параметры в соответствии с приведенным выше правилом, планировщик должен проводить постоянные измерения сетевого трафика, а также постоянно поддерживать и обновлять ресурсы в соответствии с меняющимися требованиями. [1] [2] Другой причиной избыточного выделения ресурсов является обеспечение возможности перенаправления трафика в случае сбоя в сети.
Из-за сложности определения размеров сети это обычно делается с помощью специализированных программных инструментов. В то время как исследователи обычно разрабатывают индивидуальное программное обеспечение для изучения конкретной проблемы, сетевые операторы обычно используют коммерческое программное обеспечение для планирования сети.
Транспортная инженерия [ править ]
По сравнению с сетевым проектированием, которое добавляет в сеть такие ресурсы, как каналы, маршрутизаторы и коммутаторы, управление трафиком нацелено на изменение маршрутов трафика в существующей сети, чтобы уменьшить перегрузку трафика или удовлетворить больший спрос на трафик.
Эта технология имеет решающее значение, когда стоимость расширения сети непомерно высока, а нагрузка на сеть не сбалансирована оптимальным образом. Первая часть обеспечивает финансовую мотивацию для управления трафиком, а вторая часть предоставляет возможность развертывания этой технологии.
Живучесть [ править ]
Живучесть сети позволяет сети поддерживать максимальное сетевое соединение и качество обслуживания в условиях сбоя. Это было одним из важнейших требований при планировании и проектировании сети. Он включает в себя проектные требования к топологии, протоколу, распределению полосы пропускания и т. Д. Требование топологии может поддерживать как минимум двухсвязную сеть от любого отказа одного канала или узла. Требования к протоколу включают использование протокола динамической маршрутизации для перенаправления трафика в соответствии с динамикой сети во время изменения параметров сети или отказов оборудования. Требования к распределению полосы пропускания активно выделяют дополнительную полосу пропускания, чтобы избежать потери трафика в условиях сбоя. Эта тема активно изучалась на конференциях, таких как Международный семинар по проектированию надежных сетей связи (DRCN).[3]
Дизайн сети на основе данных [ править ]
Совсем недавно, с возрастанием роли технологий искусственного интеллекта в инженерии, была предложена идея использования данных для создания моделей существующих сетей, управляемых данными. [4] Анализируя большие сетевые данные, можно понять, обойти и избежать менее желательного поведения, которое может иметь место в реальных сетях, в будущих проектах.
Как дизайн, так и управление сетевыми системами можно улучшить с помощью парадигмы, основанной на данных. [5] Модели, управляемые данными, также могут использоваться на различных этапах жизненного цикла обслуживания и управления сетью, таких как создание служб, предоставление услуг, оптимизация, мониторинг и диагностика. [6]
Инструменты [ править ]
В зависимости от используемых технологий существует широкий спектр инструментов для планирования и проектирования сети. Это включает:
- OPNET
- NetSim
См. Также [ править ]
- Сетевой раздел для оптимизации
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Пенттинен А., Глава 10 - Планирование и определение параметров сети, Примечания к лекции: S-38.145 - Введение в теорию телетрафика , Хельсинкский технологический университет, осень 1999 г.
- ^ Б с д е е г Farr RE, телекоммуникационного трафика, тарифов и затрат - Введение Для менеджеров , Питер Peregrinus Ltd, 1988.
- ^ Международный семинар по проектированию надежных сетей связи, DRCN
- ^ К. Фортуна, Э. Де Портер, П. Шкраба, И. Моэрман, Дизайн беспроводной сети, управляемой данными: многоуровневый подход к моделированию , Беспроводная персональная связь , май 2016 г., том 88, выпуск 1, стр. 63–77.
- ^ Дж. Цзян, В. Секар, И. Стойка, Х. Чжан, Раскрытие потенциала сетей , управляемых данными , Springer LNCS vol LNCS, том 10340, сентябрь 2017 г.
- ^ Архитектура для управления сетью на основе модели данных: случай виртуализации сети , проект IETF.
