Управление структурой и качеством сервиса в IP-сетях

Ольга Володина,
менеджер по маркетингу телекоммуникационных решений и систем управления компании «Энвижн Груп»

2007-04-17

Современный рынок телекоммуникаций характеризуется высокой динамикой разработки, внедрения и обновления пакетов услуг операторов связи, а также необходимостью контроля качества предоставляемых сервисов. В этих условиях операторам нужны надежные средства управления инфраструктурой и качеством сервисов.

Сегодня эффективная работа сетевой инфраструктуры операторов связи уже невозможна без средств интегрированного управления сетями, включающих комплекс интеллектуального управления сетью оператора и услугами, предоставляемыми на ее базе. В комплекс входит вычислительное и сетевое оборудование, дополненное специализированным программным обеспечением. Основная цель использования данного комплекса — решение вопросов, связанных с управлением сложными сетями, поддержка комплексной разработки и введения новых услуг, а также предоставление абонентам оператора различных автоматизированных функций без необходимости обращения к оператору или сервис-провайдеру.

Результат от внедрения интегрированного управления сетями очевиден: оперативный автоматический контроль над сетевой инфраструктурой предоставляет возможность снизить эксплуатационные издержки оператора за счет оптимизации и повышения эффективности использования сетевых ресурсов, оперативного устранения отказов, обеспечения высокой степени безопасности трафика. Надежная работа сети оператора позволяет ему сосредоточиться на оптимизации основных бизнес-процессов и отношениях с клиентами.

Прикладные решения, входящие в комплекс управления, разрешают провести анализ эффективности предлагаемых услуг, выявить прибыльные или непривлекательные сервисы. Такой подход гарантирует гибкость в отношениях с клиентами и качество предоставляемых услуг. Несмотря на универсальность концепции интегрированного управления сетями, каждое решение в этой области является индивидуальным и должно максимально отвечать требованиям конкретного оператора, его запросам и возможностям. Особое значение приобретают проработка решения и опыт интегратора, реализующего подобный проект. Интегратор должен провести тщательный анализ работы оператора и предложить именно те аппаратные и программные решения, которые гарантируют максимальную гибкость, надежность и эффективность управления сетевыми ресурсами, а также адаптивность к внедрению новых приложений и систем.

BRAS как платформа управления услугами и качеством сервисов

До недавнего времени операторы, как правило, ориентировались на предоставление только основных, наиболее востребованных услуг, например высокоскоростного доступа в Интернет для домашних абонентов и услуг частных виртуальных сетей для корпоративных заказчиков. Предоставление новых сервисов на существовавшей инфраструктуре вело к чрезмерному увеличению операционных затрат, а подчас становилось и просто невозможным из-за отсутствия необходимых механизмов качества обслуживания. Данный факт заставляет операторов связи и поставщиков решений задуматься о возможности миграции к новой инфраструктуре, которая позволит эффективно и с наименьшими затратами внедрять и эксплуатировать новые сервисы, такие как:

• широковещательное цифровое телевидение (IPTV);
• видео по запросу (Video on Demand);
• интерактивные компьютерные игры;
• услуги для корпоративного сектора;
• VPN Access;
• Voice over IP.

Постепенно с ростом количества и размера домашних сетей на первый план выходят также услуги по обеспечению сетевой безопасности. Все перечисленные виды услуг предъявляют более высокие требования к качеству обслуживания сервисов, в особенности это касается IPTV и передачи видео по запросу. В связи с этим вопросы дизайна, архитектуры сети, выбора технологий и оборудования становятся особенно актуальными. Архитектура сети, как правило, включает несколько функциональных уровней: магистраль, уровни агрегации и доступа. В современных сетях широкополосного доступа к традиционным уровням добавляют уровень абонентского устройства.

Магистраль сети должна обеспечивать высокоскоростную передачу агрегированных потоков трафика между узлами уровня агрегации и предоставления услуг, а также удовлетворять требованиям различных классов обслуживания для передаваемого трафика, отказоустойчивости связи, возможности наращивания производительности сети.

Уровень доступа может быть представлен различными технологиями: Ethernet, Gigabit Passive Optical Network, DSL и другими. Однако наиболее распределенной в последнее время становится именно технология Ethernet, позволяющая оказывать разнообразные услуги на высоких скоростях и развивать новые виды сервисов по мере повышения спроса на них.

Отметим, что наиболее удобной с точки зрения контроля доступа, безопасности, администрирования является модель Customer VLAN (C-VLAN) предоставления услуги, когда с каждым портом на уровне доступа ассоциируется отдельный логический интерфейс на сервере широкополосного доступа. Модель C-VLAN существенно упрощает процесс настройки или автонастройки сетевых параметров при подключении новых абонентов, при подписке пользователей на услуги и организации на сети новых услуг. При этом каждый сервис в рамках одного C-VLAN обеспечивается гарантированным уровнем обслуживания в соответствии с Service Level Agreement (SLA), что возможно благодаря иерархическому механизму качества обслуживания на широкополосных сервисных маршрутизторах.

Фактически это означает, что контроль доступа к сети, аутентификация, авторизация, учет использования ресурсов (с целью последующей тарификации) абонентов осуществляется на серверах широкополосного доступа (Broadband Remote Access Server, BRAS). Весь функционал, связанный с управлением IP QoS правилами маршрутизации, контролем доступности сетевых ресурсов, выделением IP-адресов, выносится на BRAS таким образом, что он выступает в роли единой точки предоставления услуг. Каждый C-VLAN терминируется внутри BRAS и «прикрепляется» к уникальному IP-интерфейсу. Для каждого такого IP-интерфейса поддерживаются средства защиты от несанкционированной подмены IP-адреса подписчика, для сессий как DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), так и для PPPoE (Point-To-Point Protocol over Ethernet). IP-маршрут в сторону конечного CPE-устройства помещается в таблицу маршрутизации только после прохождения процедуры аутентификации, авторизации и учета. Преимущество использования данной модели заключается в возможности организации автоконфигурирования и механизма самоподписки пользователя на новые сервисы, что минимизирует действия администратора сети для подключения нового клиента.

Централизованная система управления пользователями и услугами упрощает процесс управления сетевыми ресурсами, сбором статистики и предоставляет открытые интерфейсы в сторону имеющихся у оператора систем поддержки бизнес-процессов или биллинговой системы. Система управления абонентами и услугами является ключевым элементом для эффективного управления процессом предоставления услуг и в общем случае содержит информацию о login-ID, IP-адресе, перечень услуг, на которые подписан абонент, их текущий статус, описание уровня сервиса и т. д., а также является промежуточным элементом между сетью и системой поддержки деятельности оператора (Operations Support System, OSS) или биллинга. Используя данную систему, провайдеры могут предоставлять абонентам широкий набор новых IP-услуг, которые строятся на основе библиотек сетевых политик (таких как, фильтрация, ограничение скорости, приоритезация трафика и маршрутизация по адресу источника).

Поскольку BRAS является точкой наложения всех политик и правил обслуживания, то для эффективного управления ими сервер должен иметь не только интерфейс в сторону системы управления сетевыми элементами, но и открытый интерфейс для взаимодействия с сервером активации сервисов, управляющий правилами QoS, списками доступа и т. д. в режиме реального времени, что крайне важно для новых приложений, например IPTV и VoD. Услуги с разным качеством могут базироваться на предоставлении различной полосы (например, «бронзовый» уровень — 128 кбит/с, «серебряный» — 384 кбит/с, «золотой» — 1 Мбит/ с), или на предоставлении разных уровней качества обслуживания, или на доступе к разным уровням содержимого сети, или на комбинации всего вышеперечисленного. Провайдеры могут включать и дополнительные элементы в свой сервисный пакет.

По мере необходимости система управления абонентами и сервисами создает новые правила и отправляет их на BRAS. Маршрутизатор, в свою очередь, формирует в ответ подтверждение о том, что правила применены, обеспечивая тем самым целостность базы текущих сервисов и статистических и биллинговых данных.

Системы управления сетью и услугами

Система OSS для сетей Ethernet должна включать некоторые компоненты:

• управление каталогом услуг с соответствующими классами и определениями услуг;
• управление клиентскими данными и SLA;
• управление сетевым реестром и его конфигурацию;
• предоставление и активация услуг Ethernet;
• мониторинг QoS;
• системное администрирование и функции обеспечения безопасности.

В каталоге услуг описываются классы услуг и параметры производительности вне зависимости от используемой техники. В соответствии с директивами MetroEthernet Forum к важным параметрам услуг сетей Ethernet относятся:

• параметры производительности — уровень потери пакетов, задержка пакетов данных и переменная задержка (вариация задержки);
• описание трафика данных — согласованная и максимальная скорость передачи данных (Committed Information Rate; Peak Information Rate, PIR) и максимальный объем пакета (Peak Burst Size);
• принадлежность к VLAN путем четкой идентификации последней (присвоение тега);
• способ соединения: «точка–точка» или «множество точек–множество точек».

Сервис-провайдер определяет услугу на основе сервисных параметров и дополнительных эксплуатационных граничных значений. Услуги сетей Ethernet предоставляются провайдерами в соответствии с договором о качестве предоставляемых услуг. В клиентской базе данных собирают всю необходимую информацию о производительности и активных ресурсах услуги. Через интернет-портал пользователь может получить прямой доступ к данным (к примеру, о готовности и нагрузке), имеющим отношение к потребляемой им услуге. Кроме того, система управления сетью должна автоматически распознавать активные сетевые компоненты и определенным образом группировать распознанное оборудование (по клиентам, регионам, типу и т. д.), отображая его в конфигурируемом виде, а механизм обновления — делать это в любой момент, обеспечивая представление о текущем состоянии сети для провайдера или оператора.

Компонент предоставления услуг осуществляет автоматическую подготовку услуги для выбранных точек доступа, при этом с момента конфигурации услуги до ее активации он осуществляет контроль над сетью и получает информацию о выполненных действиях. В случае неудавшейся активации услуги система должна обладать механизмом отката, который переведет ее в исходное состояние. После активизации услуги перед оператором встает задача мониторинга параметров SLA и оповещения о выявленной ошибке. При нарушении значений система управления немедленно извещает оператора и отправляет сообщение системе управления отказами или системе выдачи предупреждений. Функциональность составления отчетов и мониторинга позволяет оператору своевременно распознать отказы и принять соответствующие меры, в частности переключиться на резервные маршруты или информировать ответственного технического специалиста.

Требования к интегрированной системе управления услугами для активизации и мониторинга услуг разнообразны. Подобная система должна предлагать гибкое генерирование классов услуг и соглашений об уровне доступа, а также автоматическую активизацию услуг. Лишь таким образом удастся обеспечить гарантируемое качество предоставления услуги в течение длительного времени.