监测信息联网技术及QoS-邹三庚

监测信息联网技术及QoS,邹三庚,内容,监测信息联网技术,网络分类,监测信息物理网络,OSI 7层模型,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,客户机,AP2,AP1,新浪主机,IE数据先传送到应用层,加上应用层首部，成为应用层 PDU,数据传输原理(1),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,IE PDU 再传送到传输层,加上传输层首部，成为传输层报文,数据传输原理(2),客户机,新浪主机,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,传输层报文再传送到网络层,加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）,数据传输原理(3),客户机,新浪主机,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,IP 数据报再传送到数据链路层,加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧,数据传输原理(4),客户机,新浪主机,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,数据链路层帧再传送到物理层,最下面的物理层把比特流传送到物理媒体,10100110100101 比 特 流 110101110101,数据传输原理(5),客户机,新浪主机,应用层(application layer),5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,物理传输媒体,AP2,AP1,电信号（或光信号）在物理媒体中传播 从发送端物理层传送到接收端物理层,数据传输原理(6),客户机,新浪主机,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,10100110100101 比 特 流 110101110101,数据传输原理(7),客户机,新浪主机,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,10100110100101 比 特 流 110101110101,计算机 2 的物理层收到比特流后 交给数据链路层,数据传输原理(8),客户机,新浪主机,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,数据链路层剥去帧首部和帧尾部后 把帧的数据部分交给网络层,H2,T2,数据传输原理(9),客户机,新浪主机,H3,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,网络层剥去分组首部后 把分组的数据部分交给传输层,数据传输原理(10),客户机,新浪主机,H4,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,传输层剥去报文首部后 把报文的数据部分交给应用层,数据传输原理(11),客户机,新浪主机,H5,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,应用层剥去应用层 PDU 首部后 把应用程序数据交给应用进程,数据传输原理(12),客户机,新浪主机,5,4,3,2,1,5,4,3,2,1,AP2,AP1,收到了 AP1 发来的 应用程序数据！,数据传输原理(13),客户机,新浪主机,DoD 4层模型,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,应用层,HTTP,FTP,Telnet,传输层,TCP,UDP,网络层,ICMP,IP,ARP OSFP RIP,数据链 路层,LLC,MAC,实体连接,RMTP,2.5 TCP/IP参考模型,应用层 传输层 网络层 网络 接口层,主机A,主机B,路由器,网络 2,网络 1,应用层 传输层 网络层 网络 接口层,网络层 网络 接口层,4 3 2 1,2.5 TCP/IP协议族,HTTP,SMTP,DNS,FTP,TCP,UDP,IP,网络层,网络接口层,传输层,应用层,网络接口 1,网络接口 2,网络接口 3,RMTP,网络编程（1）,联网程序示例（1）,创建socket实例,8000,等待客户端连接,形成Socket连接,读取客户端信息,根据客户端的请求，返回相应信息或终止本次连接,创建socket实例,形成Socket连接,发送请求,读取并打印服务端返回信息,192.168.2.111 8000,num/word/quit,数字/rabbit/“I dont know,服务器,客户端,监测网络编程（1）,监测系统 1,监测系统 2,监测系统 n,监测网络编程接口（RMPT（socket）,包括 TCP/IP 协议软件的操作系统内核,监测联网程序示例（1）,创建单频测向socket实例,8000,等待客户端连接,形成单频测向Socket连接,读取客户端信息,启动单频测向模块，返回相应信息或终止本次连接,创建单频测向socket实例,形成单频测向Socket连接,发送请求,读取单频测向结果,172.18.68.111 8000,FIXDF（91.4M/参数/quit）,21度,四川监测服务器,北京监测客户端,远程单频测向,远程单频测向服务,网络编程（2）,客户,客户代理,远程系统,远程系统,服务器对象,信道,基于面向对象的.NET Remoting,监测联网程序示例（2）,单频测向客户,单频测向对象客户代理,远程监测系统,远程监测系统,服务器单频测向对象,信道,微软云计算短片,网络编程（3） 云计算,监测设备,网络QoS,缘由,某用户在内网上拷贝10G的照片给远方朋友 很多用户在内网上收内容丰富精彩的邮件 在这条链路上： 视频会议业务 监测业务 频率台站业务 是否能顺利开展？,缘由,应用系统 最小有效带宽为多少？ 最大丢包率为多少？ 最大延迟为多少？ 最大延迟抖动为多少？ 多应用系统应怎样竞争有限带宽？ 网络服务质量QoS （Quality of Service）,QoS基本概念,QoS基本概念,QoS的目标：可预测性 IP语音 延迟小于150ms 抖动小于30ms 丢包率小于1% 带宽21-320kbps 视频会议？ 监测应用？ 其他已应用？,网络-高速公路,传输带宽 车道车道越多越好 数据丢包率 跑错或事故标识 传送延迟 到达时间合适速度 延迟抖动 到达时间的变化同一段路程，昨天用了2小时，今天用了5小时,高速公路无QoS,高速公路无QoS,高速公路无QoS,最大有效带宽等于链路中带宽最小值 应用有效带宽小于等于最大有效带宽,IP,IP,IP,IP,100 Mbps,2 Mbps,2 Mbps,1000 Mbps,BWmax = min(100M, 2M, 2M, 1000M)=2M bps,BWavail = BWmax /Flows,网络有效带宽,传播时延是固定的 处理和排队时延不可预计（无QoS）,IP,传播时延 (P1),处理和排队时延 (Q1),IP,IP,IP,传播时延(P2),处理和排队时延(Q2),传播时延(P3),处理和排队时延(Q3),时延 = P1 + Q1 + P2 + Q2 + P3 + Q3 + P4 = X ms,传播时延(P4),端到端时延,传播时延:分组化时延 串行化时延、传播时延,IP,IP,IP,IP,带宽,处理、排队和传播时延,尾部丢弃:发生在出口队列已满的情况下。 其他类型的报文丢弃:,IP,IP,IP,IP,IP,Tail-drop,分组丢失,IP,TCP,Data,如何增加有效带宽并降低时延？,升级链路-最好的解决方案但是最贵,IP,Data,如何预防分组丢失,升级链路-最好的解决方案但是最贵,网络QoS基本原理,QoS服务模型,资源预留协议(RSVP) RSVP每个节点上标识出带宽和时延需求 简单 可扩展性 互操作性差,请求,请求,请求,请求,预留,预留,预留,预留,本地管理控制,本地管理控制,策略执行点 (PEP),远程管理控制,综合服务模型,区分服务模型,可扩展性好 性能高 互操作性好 灵活性高,IP语音的QoS及其关键指标,交互式视频的QoS及其关键指标,流式视频的QoS及其关键指标,网络QoS设计,通用QoS设计原则,中心无线电监测网QoS设计思考,无线电监测网应用分类,无线电监测网应用流量分析,目标 应用系统的最大流量需求-有效带宽 流量预测 确定网络带宽 工具 网管软件 Netflow 基于SNMP的流量监控软件,无线电监测网应用流量分析,2010.9.8 8:3012:00 蓝色:中心北京站，绿色：北京站中心 主要应用：监测测向、视频会议、邮件,无线电监测网应用流量分析,2010-9-8 9:4510:00 北京监测站国家中心 视频终端 视频服务器 大量UDP数据流 55% 监测测向用户监测测向服务器 大量TCP数据包 35%,无线电监测网应用流量分析,2010.9.8 8:3012:00 流量走势图 中心北京站 测量周期 15分钟 部署QoS,无线电监测网应用流量分析,监测网 大兴监测站超短波临时监控中心 IP：172.19.128.127、128、129 数据量大，传输速率高（最大占满2Mbps） 突发性 持续时间长 在不进行QoS保障的情况下，和指挥调度、视频会议冲突,无线电监测网QoS设计,关键业务：视频会议、信息采集、监测测向 分类和标记：对重要数据流进行分类和标记 排队和丢弃设计： 视频会议系统：1.4Mbps 信息采集系统：450Kbps 监测测向系统：50Kbps,全国无线电监测网QoS建设原则,网络统一规划 网络软硬件配置标准 对网络应用业务分类标记 对网络应用业务流量进行预测和实测 定义关键应用 确定网络带宽 分级部署网络QoS,总结,物理网络 2个模型 网络编程,基本概念 原理 设计 案例,谢 谢,