Zarządzanie ruchem w sieciach IP

Jednym z podstawowych problemów dostawców usług IP jest zapewnienie maksymalnego wykorzystania łącza (łącz) do Internetu przy optymalnie najlepszym odbiorze działania usługi przez użytkowników, a jednocześnie możliwość kreowania nowych usług i obniżania kosztów utrzymania sieci. Realizacja wymienionych zadań jest możliwa dzięki zastosowaniu:

• Techniki Deep Packet Inspection (DPI) umożliwiającej rozpoznawanie aplikacji do warstwy aplikacji, a przez to identyfikację najpopularniejszych aplikacji wykorzystywanych przez użytkowników operatora
• Priorytetyzacji umożliwiającej szybsze obsłużenie ruchu obciążającego łącze w mniejszym stopniu, a będącego ruchem bardzo atrakcyjnym i często krytycznym dla większości abonentów - takich jak połączenia SSL z e-bankami, komunikatory internetowe (Gadu-Gadu, Tlen czy Jabber) czy też klasyczne strony www (popularne jak www.onet.pl, czy www.wp.pl)
• Wykorzystanie technicznych możliwości QoS, pozwalających na zbudowanie nowych ofert dostosowanych do potrzeb użytkowników oraz polityk maksymalizujących średnie wykorzystanie łącza operatora przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiego poziomu zadowolenia użytkowników. Przykładowym rozwiązaniem jest przeniesienie obciążenia łącz z godzin szczytu na godziny nocne dla aplikacji działających długoterminowo (takich jak P2P) lub zapewnienie pasma i poprawnego działania aplikacji krytycznych takich jak aplikacje głosowe w godzinach szczytu.

Ponadto przy dużym wolumenie ruchu (na granicy przepustowości łącza), operator powinien mieć możliwość:

• Identyfikacji użytkowników, którzy wykorzystują przydzielone im pasmo w maksymalny sposób, stając się dużym obciążeniem dla całej sieci. Identyfikacja powinna polegać nie tylko na sprawdzeniu ile pasma i danych użytkownik przesyła ale także na:
  • Odtworzeniu z jakich aplikacji użytkownik korzysta i ile pasma/bajtów one zajmują (P2P, Mail, WWW)
  • Ilości otwieranych sesji - daje to również możliwość identyfikacji ataków DDoS Zombie polegających na zapychaniu sieci śmieciowymi pakietami
  Dzięki identyfikacji takich użytkowników oraz ich potrzeb, operator może stworzyć nowe, bardziej dostosowane oferty dla grup użytkowników zapewniając sobie zwiększenie zysków przy jednoczesnej optymalizacji wykorzystania własnych łącz.
• Dokładnej analizy ruchu w sieci operatora z rozbiciem na aplikacje wykorzystywane przez użytkowników, a dzięki temu identyfikacji najczęściej wykorzystywanych aplikacji przez użytkowników z możliwością kontroli pasma dla tych aplikacji - przykładem są aplikacje P2P, które w większości sieci zajmują prawie 95% możliwego do wykorzystania pasma
• Nałożenia odpowiednich ograniczeń dla użytkowników nadużywających pasma lub też modyfikacja oferty operatora poprzez poszerzenie swojej oferty o nowe pakiety dostosowane do potrzeb użytkowników,
• Ustalenia ogólnego limitu przydziału pasma dla poszczególnych aplikacji, np.: P2P nie więcej niż 40% łącza
• Priorytetyzacji usług w zależności od rodzaju użytkownika, jak również od rodzaju aplikacji wykorzystywanej przez danego użytkownika, w tym usług krytycznych jak telefonia głosowa

ARCHITEKTURA SYSTEMU

System do zarządzania ruchem w sieci IP składa się z:

• Platformy inteligentnych przełączników – przełączniki analizujące ruch i oraz aplikujące polityki
• Systemu zarządzania politykami – definicja polityk, które mają być stosowane w systemie, przekazywane do platform inteligentnych przełączników
• Systemu zarządzania użytkownikami – system identyfikacji użytkowników oraz przypisania odpowiednich polityk dla użytkowników
• Systemu raportowania – system raportowania.

W zależności od zastosowanego rozwiązania oraz wyboru producenta poszczególne elementy systemu mogą być bardziej lub mniej złożone, jednak w każdym przypadku najważniejszym elementem jest platforma inteligentnych przełączników, które sprzętowo dokonują analizy ruchu, jak również aplikują zdefiniowane polityki dla wybranego ruchu oraz użytkowników. Ogólną architekturę systemu przedstawia poniższy rysunek.

Klonex VCS oferuje rozwiązania firmy Cisco oraz Arbor Networks of fazy projektowej, poprzez wdrożenie i integrację systemu z systemami operatora, kończąc na wsparciu w okresie eksploatacyjnym.

OGRANICZENIE RUCHU P2P

W zarządzaniu ruchem pojawiają się nowe możliwości, dzięki wykorzystaniu technologii Deep Packet Inspection (DPI) umożliwiających rozpoznawanie aplikacji wykorzystywanych przez użytkowników. Operator ma możliwość zdefiniowania, które aplikacje wykorzystywane przez jego użytkowników są krytyczne (np. aplikacje VoIP), a które mniej ważne (np. P2P). Taka analiza ruchu użytkowników, umożliwia operatorom aby aplikacje krytyczne mogły wyzyskać pasmo wykorzystywane przez aplikacje mniej wrażliwe przy zachowaniu całkowitej przepustowości łącza, a w konsekwencji polepszenie jakości działania aplikacji ważniejszych (np. WWW) i krytycznych.

Technologia rozpoznawania aplikacji, wymaga zastosowania inteligentnych przełączników, które dla możliwości obsługi dużej ilości ruchu większość funkcji realizują sprzętowo. Szczególnie ważna jest możliwość rozpoznawania aplikacji P2P, które w większości przypadków korzystają z takich samych portów warstwy sesji modelu OSI, jak aplikacje krytyczne (np. Kazza działa na porcie 80, na którym standardowo działa usługa WWW). Poniższy rysunek przedstawia przykład pokazujący pasmo wykorzystane przez aplikacje P2P, z podziałem na dobrze znane porty wykorzystywane przez P2P oraz P2P działające na portach innych aplikacji.

Zastosowanie inteligentnych przełączników rozpoznających aplikacje pozwala na:

• Znaczne obniżenie kosztów łącza - większa ilość użytkowników na tym samym łączu,
• Łatwiejsze serwisowanie problemów sieci operatora,
• Zmniejszenie i kontrolę kosztów obsługi innych urządzeń sieciowych operatora,
• Priorytetyzację i kształtowanie ruchu do warstwy aplikacji.

Umożliwia to aby statystyki wykorzystania łącza wyglądały jak na poniższych rysunkach.

Ograniczenie przepływu danych

Ograniczenie wykorzystania pasma

Ograniczenie wykorzystania procesora

Inteligentne przełączniki umożliwiają również wprowadzenie dodatkowych usług w sieci operatora opisanych poniżej.

ANALIZA JAKOŚCI ROZMÓW VOIP I WYKRYWANIE PROBLEMÓW Z DZIAŁANIEM VOIP

Inteligentne przełączniki umożliwiają kontrolę jakości działającej w sieci operatora usługi VoIP. Analiza jakości jest dokonywana interaktywnie 24/7 podczas, gdy użytkownicy korzystają z usługi. Analizowane są wszystkie rozmowy, a każdej z nich, w zależności od parametrów straty pakietów oraz jittera wystawiana jest ocena Mean Opinion Score. Dzięki temu operator ma możliwość historycznej analizy jakości rozmów, a jednocześnie dochodzenia ich przyczyn w celu ich eliminacji w przyszłości. Taka możliwość zwiększa niezawodność działania usługi VoIP w sieci operatora. Poniżej kilka raportów wyciągniętych z systemu: