Планирование и проектирование сети

Планирование и проектирование сети — это итеративный процесс, включающий в себя топологическое проектирование , сетевой синтез и сетевая реализация , и направлен на обеспечение того, чтобы новая телекоммуникационная сеть или услуга отвечала потребностям абонента и оператора . ^[1] Этот процесс можно адаптировать для каждой новой сети или услуги. ^[2]

Методика сетевого планирования

Традиционная методология сетевого планирования в контексте принятия бизнес-решений включает пять уровней планирования, а именно:

оценка потребностей и оценка ресурсов
краткосрочное планирование сети
ИТ-ресурс
долгосрочное и среднесрочное планирование сети
эксплуатации и технического обслуживания. ^[1]

Каждый из этих уровней включает в себя планы для различных временных горизонтов, т. е. уровень бизнес-планирования определяет планирование, которое должен выполнить оператор, чтобы гарантировать, что сеть будет работать так, как требуется в течение предполагаемого срока ее службы. Однако уровень эксплуатации и обслуживания проверяет, как сеть будет работать изо дня в день.

Процесс планирования сети начинается с получения внешней информации. Это включает в себя:

прогнозы того, как будет работать новая сеть/услуга;
экономическую информацию, касающуюся затрат, и
технические подробности возможностей сети. ^[1]^[2]

Планирование новой сети/услуги включает внедрение новой системы на первых четырех уровнях эталонной модели OSI . ^[1] Необходимо сделать выбор в отношении протоколов и технологий передачи. ^[1]^[2]

Процесс планирования сети включает в себя три основных этапа:

Топологическое проектирование . Этот этап включает в себя определение того, где разместить компоненты и как их соединить. Методы ( топологической ) оптимизации, которые можно использовать на этом этапе, взяты из области математики, называемой теорией графов . Эти методы включают в себя определение стоимости передачи и стоимости коммутации и тем самым определение оптимальной матрицы соединений и расположения коммутаторов и концентраторов. ^[1]
Синтез сети . Этот этап включает определение размера используемых компонентов с учетом критериев производительности , таких как уровень обслуживания (GOS). Используемый метод известен как «нелинейная оптимизация» и включает в себя определение топологии, требуемого GoS, стоимости передачи и т. д., а также использование этой информации для расчета плана маршрутизации и размера компонентов. ^[1]
Реализация сети . Этот этап включает в себя определение того, как удовлетворить требования к пропускной способности и обеспечить надежность сети. Используемый метод известен как «Оптимизация многопродуктового потока» и включает в себя определение всей информации, касающейся спроса, затрат и надежности, а затем использование этой информации для расчета фактического плана физической цепи. ^[1]

Эти шаги выполняются итеративно параллельно друг другу. ^[1]^[2]

Роль прогнозирования

В процессе планирования и проектирования сети оцениваются ожидаемая интенсивность трафика и нагрузка , которую должна поддерживать сеть. ^[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 телекоммуникационного прогнозирования для оценки ожидаемой интенсивности трафика. ^[1]

Процесс прогнозирования включает в себя несколько этапов: ^[1]

Определение проблемы;
Сбор данных;
Выбор метода прогнозирования;
Анализ/Прогнозирование;
Документирование и анализ результатов.

Размеры

Определение размеров новой сети определяет минимальные требования к пропускной способности, которые по-прежнему позволят уровня обслуживания Teletraffic (GoS). удовлетворить требования ^[1]^[2] Для этого определение размеров включает планирование трафика в часы пик, т. е. того часа в течение дня, в течение которого интенсивность движения достигает своего пика. ^[1]

Процесс определения параметров включает в себя 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] Для этого процесса требуется сложная модель, моделирующая поведение сетевого оборудования и протоколов маршрутизации .

Правило определения размеров заключается в том, что планировщик должен гарантировать, что транспортная нагрузка никогда не достигнет 100 процентов. ^[1] Чтобы рассчитать правильный размер, соответствующий приведенному выше правилу, планировщик должен проводить текущие измерения сетевого трафика, а также постоянно поддерживать и обновлять ресурсы для удовлетворения меняющихся требований. ^[1]^[2] Другая причина избыточного выделения ресурсов — обеспечить возможность перенаправления трафика в случае сбоя в сети.

Из-за сложности определения размеров сети это обычно делается с использованием специализированных программных инструментов. В то время как исследователи обычно разрабатывают специальное программное обеспечение для изучения конкретной проблемы, сетевые операторы обычно используют коммерческое программное обеспечение для планирования сети.

Дорожная инженерия

По сравнению с проектированием сети, при котором в сеть добавляются такие ресурсы, как каналы, маршрутизаторы и коммутаторы, проектирование трафика направлено на изменение путей 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 сетевая нагрузка не сбалансирована оптимально. Первая часть обеспечивает финансовую мотивацию для организации дорожного движения, а вторая часть предоставляет возможность внедрения этой технологии.

Живучесть

Жизнеспособность сети позволяет сети поддерживать максимальную сетевую связь и качество обслуживания в условиях сбоя. Это было одним из важнейших требований при планировании и проектировании сети. Оно включает в себя проектные требования к топологии, протоколу, распределению полосы пропускания и т. д. Требование к топологии может заключаться в поддержании сети как минимум с двумя соединениями на случай отказа одного канала или узла. Требования к протоколу включают использование протокола динамической маршрутизации для перенаправления трафика с учетом динамики сети во время перехода к определению размеров сети или сбоев оборудования. Требования к выделению полосы пропускания заблаговременно 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]

Проектирование сети, управляемой данными

Совсем недавно, с ростом роли технологий искусственного интеллекта в инженерии, была предложена идея использования данных для создания управляемых данными моделей существующих сетей. ^[4] Анализируя большие сетевые данные, можно также понять, обойти и избежать менее желательного поведения, которое может возникнуть в реальных сетях.

Как проектирование, так и управление сетевыми системами можно улучшить с помощью парадигмы, управляемой данными. ^[5] Модели, управляемые данными, также можно использовать на различных этапах жизненного цикла обслуживания и управления сетью, таких как создание экземпляра сервиса, предоставление услуг, оптимизация, мониторинг и диагностика. ^[6]

См. также

Ядро и модуль
Сетевой раздел для оптимизации
Оптимальный проект сети — задача оптимизации построения сети, минимизирующая общие затраты на перемещение.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д Пенттинен А., Глава 10 – Планирование и определение параметров сети, конспекты лекций: S-38.145 – Введение в телетрафика теорию , Хельсинкский технологический университет, осень 1999 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Фарр Р.Э., Телекоммуникационный трафик, тарифы и затраты – введение для менеджеров , Peter Peregrinus Ltd, 1988.
^ Международный семинар по проектированию надежных сетей связи, DRCN
^ К. Фортуна, Э. Де Пуртер, П. Шкраба, И. Моерман, Проектирование беспроводной сети, управляемой данными: многоуровневый подход к моделированию , Беспроводные персональные коммуникации , 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, том LNCS, том 10340, сентябрь 2017 г.
^ Архитектура управления сетью на основе модели данных: пример виртуализации сети , проект IETF.

[[1]-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п ^д Пенттинен А., Глава 10 – Планирование и определение параметров сети, конспекты лекций: S-38.145 – Введение в телетрафика теорию , Хельсинкский технологический университет, осень 1999 г.

[[*]-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Фарр Р.Э., Телекоммуникационный трафик, тарифы и затраты – введение для менеджеров , Peter Peregrinus Ltd, 1988.

[3] Международный семинар по проектированию надежных сетей связи, DRCN

[4] К. Фортуна, Э. Де Пуртер, П. Шкраба, И. Моерман, Проектирование беспроводной сети, управляемой данными: многоуровневый подход к моделированию , Беспроводные персональные коммуникации , май 2016 г., Том 88, Выпуск 1, стр. 63–77.

[5] Дж. Цзян, В. Секар, И. Стойка, Х. Чжан, Раскрытие потенциала сетей, управляемых данными , Springer LNCS, том LNCS, том 10340, сентябрь 2017 г.

[6] Архитектура управления сетью на основе модели данных: пример виртуализации сети , проект IETF.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]