المحتويات

المقدمة

قياس التأخير والتشوه وفقد الحزمة لشبكات البيانات التي تدعم الصوت

أهمية قياس التأخير، الرجفان، وفقدان الحزمة

تعريف التأخير، الرجفان، وفقدان الحزمة

ساا ورتمون

نشر موجهات وكيل التأخير والتشوه

أين يتم النشر

محاكاة مكالمة صوتية

مثال نشر مسبار التأخير والتشوه

مجموعات البيانات النموذجية

التحقق من جداول MIB

المراقبة الاستباقية للحدود

أمر حد SAA

تنبيه وحدث RMON

الملحق

حسابات الرجفان في مستكشفات رجفان تأخير Cisco SAA

عمليات تكوين أجهزة وبرامج موجه المسبار المؤخر والمتشوه

معلومات ذات صلة

المقدمة

يصف هذا المستند طرق قياس التأخير والتشوه وفقد الحزمة على شبكة البيانات باستخدام عامل ضمان خدمة Cisco IOS® (SAA) وميزات مراقبة وقت الرحلة المستديرة (RTTMON) وموجهات Cisco.

قياس التأخير والتشوه وفقد الحزمة لشبكات البيانات التي تدعم الصوت

أهمية قياس التأخير، الرجفان، وفقدان الحزمة

ومع ظهور تطبيقات جديدة على شبكات البيانات، أصبح من المهم على نحو متزايد للعملاء التنبؤ بدقة بتأثير عمليات نشر التطبيقات الجديدة. منذ وقت ليس بالبعيد، كان من السهل تخصيص النطاق الترددي للتطبيقات والسماح للتطبيقات بالتكيف مع الطبيعة المتفجرة لتدفقات حركة المرور من خلال وظائف المهلة وإعادة الإرسال لبروتوكولات الطبقة العليا. ولكن الآن أصبحت التطبيقات العالمية الجديدة، مثل الصوت والفيديو، أكثر عرضة للتغيرات في خصائص الإرسال لشبكات البيانات. يلزم فهم خصائص حركة مرور البيانات للشبكة قبل نشر تطبيقات عالمية جديدة لضمان تنفيذ ناجح.

تعريف التأخير، الرجفان، وفقدان الحزمة

يكون بروتوكول نقل الصوت عبر الإنترنت (VoIP) عرضة لسلوكيات الشبكة، التي يشار إليها باسم التأخير والتشوه، والتي يمكن أن تؤدي إلى خفض تطبيق الصوت إلى النقطة التي لا يقبلها المستخدم العادي. التأخير هو الوقت المستغرق من نقطة إلى نقطة في الشبكة. ويمكن قياس التأخير إما في الإتجاه الواحد أو في الإتجاه اللاحق. وتتطلب حسابات التأخير في إتجاه واحد توفر أدوات إختبار متطورة باهظة التكلفة وتتجاوز ميزانية معظم العملاء من المؤسسات وخبرتهم. غير أن قياس التأخير في الرحلة ذهابا وإيابا أسهل ويتطلب معدات أقل تكلفة. للحصول على قياس عام لتأخير الإتجاه الواحد، قم بقياس تأخير الذهاب والإياب وقسم النتيجة على إثنين. وعادة ما يتحمل بروتوكول VoIP التأخيرات التي تصل إلى 150 مللي ثانية قبل أن تكون جودة المكالمة غير مقبولة.

الرجفان هو الاختلاف في التأخير مع مرور الوقت من نقطة إلى نقطة. إذا كان تأخير عمليات الإرسال يتفاوت بشكل كبير للغاية في مكالمة VoIP، فإن جودة المكالمة تتدهور بشكل كبير. ويتأثر مقدار الاهتزاز المسموح به على الشبكة بعمق المخزن المؤقت للرجفان على معدات الشبكة في مسار الصوت. كلما زاد عدد وحدات التخزين المؤقت للرجفان المتاحة، زادت قدرة الشبكة على تقليل آثار الرجفان.

فقدان الحزمة هو فقدان الحزم على مسار البيانات، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في التطبيق الصوتي.

قبل نشر تطبيقات VoIP، من المهم تقييم التأخير والتشوه وفقدان الحزمة في شبكة البيانات لتحديد ما إذا كانت التطبيقات الصوتية تعمل. ومن ثم يمكن أن تساعد قياسات التأخير والتشوه وفقدان الحزمة في التصميم والتكوين الصحيحين لأولوية حركة المرور، بالإضافة إلى معلمات التخزين المؤقت في معدات شبكة البيانات.

ساا ورتمون

SAA و RTTMON MIB هما ميزات برنامج Cisco IOS المتوفرة في الإصدار 12.0 (5)T والإصدارات الأعلى. تمكنك هذه الميزات من إختبار إحصائيات التأخير والتشوه وفقدان الحزم وتجميعها على شبكة البيانات. مراقبة أداء الشبكة البينية (IPM) هو تطبيق إدارة الشبكة من Cisco الذي يمكنه تكوين الميزات ومراقبة بيانات SAA و RTTMON. يمكن إستخدام ميزات SAA و RTTMON لقياس التأخير والتشوه وفقدان الحزمة عن طريق نشر موجهات Cisco IOS الصغيرة كعملاء لمحاكاة محطات نهاية العميل. تتم الإشارة إلى الموجهات باسم مستكشفات التأخير والتشوه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تكوين مستكشفات التأخير والتشوه باستخدام تنبيه المراقبة عن بعد (RMON) ومشغلات الحدث بمجرد تحديد قيم الخط الأساسي. وهذا يسمح بمسبار التأخير والتشوه لمراقبة الشبكة لمستويات خدمة التأخير والتشوه المحددة مسبقا ومحطات نظام إدارة الشبكة (NMS) للتنبيه عند تجاوز الحد.

نشر موجهات وكيل التأخير والتشوه

أين يتم النشر

يمكن قياس التأخير والتشوه بنشر موجهات Cisco 17xx أو إصدار أعلى باستخدام رمز برنامج Cisco IOS الإصدار 12.05T أو إصدار أعلى، وتكوين ميزات برنامج Cisco IOS SAA. يجب وضع الموجهات في شبكات المجمعات بجوار البيئات المضيفة. يوفر هذا إحصائيات للاتصالات الشاملة. نظرا لأنه من غير العملي قياس كل مسار صوت ممكن في الشبكة، ضع المستكشفات في مواقع مضيفة نموذجية توفر عينة إحصائية من المسارات الصوتية النموذجية. وتتضمن بعض الأمثلة ما يلي:

- مسار محلي من حرم محلي إلى مجمع

- مسار مجمع محلي إلى بعيد عبر دائرة ترحيل الإطارات 384 كيلوبايت

- مجمع محلي من حرم جامعي إلى بعيد عبر دائرة افتراضية دائمة ل ATM (PVC)

في حالة عمليات نشر VoIP باستخدام الهواتف التقليدية المتصلة بموجهات Cisco باستخدام منافذ محطة الصرف الأجنبي (FXS)، أستخدم الموجه المتصل بالهواتف ليعمل كمستكشفات التأخير والتشوه. وبمجرد النشر، يقوم التحقيق بجمع الإحصائيات وملء جداول MIB لبروتوكول إدارة الشبكة البسيط (SNMP) في الموجه. ويمكن بعد ذلك الوصول إلى البيانات إما من خلال تطبيق Cisco IPM أو من خلال أدوات إستطلاع SNMP. بالإضافة إلى ذلك، بمجرد إنشاء قيم الأساس، يمكن تكوين SAA لإرسال تنبيهات إلى محطة NMS إذا تم تجاوز الحدود للتأخير والتشوه وفقد الحزمة.

محاكاة مكالمة صوتية

ومن نقاط القوة في إستخدام SAA كآلية إختبار إمكانية محاكاة مكالمة صوتية. على سبيل المثال، تخيل أنك تريد محاكاة مكالمة صوتية G.711. أنت تعرف أنه يستخدم منافذ RTP/UDP 14384 وما فوقها، وهو ما يقرب من 64 كيلوبايت/ثانية، وحجم الحزمة هو 200 بايت {(160 بايت من الحمولة + 40 بايت ل IP/UDP/RTP (غير مضغوط) }.يمكنك محاكاة هذا النوع من حركة المرور من خلال إعداد إستقصاء تأخير/رجيتر SAA كما هو موضح أدناه.

تحتاج عملية الرجفان إلى القيام بذلك:

- أرسل الطلب إلى منفذ RTP/UDP رقم 14384.

- إرسال حزم بحجم 172 بايت (حمولة 160 + حجم رأس RTP بحجم 12 بايت) + 28 بايت (IP + UDP).

- إرسال 3000 حزمة لكل دورة تكرار.

- قم بإرسال كل حزمة على بعد 20 مللي ثانية لمدة 60 ثانية والنوم 10 ثوان قبل بدء دورة التكرار التالية.

تعطي هذه المعاملات 64 كيلوبايت/ثانية لمدة 60 ثانية.

- ((3000 مخطط بيانات * 160 بايت لكل مخطط بيانات)/ 60 ثانية) * 8 بت لكل بايت = 64 كيلوبايت/ثانية

يظهر التكوين على الموجه كما يلي:

rtr 1

type jitter dest-ipaddr 172.18.179.10 dest-port 14384 num-packets 3000+

request-data-size 172*

frequency 70

rtr schedule 1 life 2147483647 start-time now

ملاحظة: لا يتم إعتبار IP+UDP في حجم بيانات الطلب نظرا لأن الموجه يضعهم تلقائيا إلى الحجم داخليا.

ملاحظة: يدعم برنامج Cisco IOS حاليا 1000 حزمة فقط لكل عملية. سيتم رفع هذا الحد في الإصدار المستقبلي.

مثال نشر مسبار التأخير والتشوه

تحاكي الموجهات في المثال التالي المكالمات الصوتية لمدة 60 ثانية كل 60 ثانية وتسجل التأخير والتشوه وفقد الحزمة في كلا الاتجاهين.

ملاحظة: حسابات التأخير هي فترات الذهاب والإياب ويجب تقسيمها على إثنين للحصول على تأخير في إتجاه واحد.

saarouter1#

rtr responder

rtr 1

type jitter dest-ipaddr 172.18.179.10 dest-port 14384 num-packets 1000

request-data-size 492

frequency 60

rtr schedule 1 life 2147483647 start-time now

saarouter2#

rtr responder

rtr 1

type jitter dest-ipaddr 172.18.178.10 dest-port 14385 num-packets 1000

request-data-size 492

rtr schedule 1 life 2147483647 start-time now

saarouter3#

rtr responder

rtr 1

type jitter dest-ipaddr 172.18.179.100 dest-port 14385 num-packets 1000

request-data-size 492

frequency 60

rtr schedule 1 life 2147483647 start-time now

saarouter4#

rtr responder

rtr 1

type jitter dest-ipaddr 172.18.178.100 dest-port 14385 num-packets 1000

request-data-size 492

frequency 60

rtr schedule 1 life 2147483647 start-time now

مجموعات البيانات النموذجية

التحقق من جداول MIB

تبدأ تحقيقات التأخير والتشوه في تجميع البيانات التي يتم وضعها لاحقا في جداول قاعدة معلومات الإدارة (MIB) لبروتوكول SNMP. يوفر جدول RttMonStats متوسط ساعة واحدة لجميع عمليات الرجفان للساعة الأخيرة. يوفر الجدول rttMonLatestJitterOper قيم آخر عملية تم إكمالها. بالنسبة للإحصائيات العامة حول التأخير والتشوه، قم باستطلاع جدول RttMonStats كل ساعة. للحصول على إحصائيات أكثر دقة، قم باستطلاع جدول rttMonLatestJitterOper على مستوى تردد أعلى من مستوى تشغيل الرجفان. على سبيل المثال، إذا كان مسبار التأخير والتشوه يقوم بحساب التشوه كل خمس دقائق، فلا تقم باستطلاع قاعدة معلومات الإدارة في أي فاصل زمني أقل من خمس دقائق.

يظهر التقاط الشاشة التالية بيانات من RttMonJitterStatsTable تم تجميعها من إستقصاء قاعدة معلومات الإدارة (MIB) لإدارة عقد الشبكة ل OpenView من HP.

مثال على تقرير SAA

الرسم البياني لبيانات SAA التالي هو تجميع لنقاط بيانات التأخير والتشوه وفقدان الحزمة على مدى ثماني ساعات لزوج من مستكشفات التأخير والتشوه.

أمثلة بيانات سطر الأوامر

كما يمكن عرض البيانات باستخدام الأمر Cisco IOS show في سطر الأوامر على مستكشفات التأخير والتشوه. يمكن إستخدام برنامج Perl Expect النصي لتجميع البيانات من سطر الأوامر وتصديرها إلى ملف نصي للتحليل لاحقا. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضا إستخدام بيانات سطر الأوامر لمراقبة التأخير والتشوه وفقد الحزمة واستكشاف أخطائها وإصلاحها في الوقت الفعلي.

يوضح المثال التالي إخراج الأمر من الأمر show rtr collection-stats على الموجه saarexternal1.

#show rtr collection-stats 100

Collected Statistics

Entry Number: 100

Target Address: 172.16.71.243, Port Number: 16384

Start Time: 13:06:04.000 09:25:00 Tue Mar 21 2000

RTT Values:

NumOfRTT: 600   RTTSum: 873     RTTSum2: 1431

Packet Loss Values:

PacketLossSD: 0 PacketLossDS: 0

PacketOutOfSequence: 0  PacketMIA: 0    PacketLateArrival: 0

InternalError: 0        Busies: 0

Jitter Values:

MinOfPositivesSD: 1     MaxOfPositivesSD: 1

NumOfPositivesSD: 23    SumOfPositivesSD: 23    Sum2PositivesSD: 23

MinOfNegativesSD: 1     MaxOfNegativesSD: 1

NumOfNegativesSD: 1     SumOfNegativesSD: 1     Sum2NegativesSD: 1

MinOfPositivesDS: 1     MaxOfPositivesDS: 1

NumOfPositivesDS: 7     SumOfPositivesDS: 7     Sum2PositivesDS: 7

MinOfNegativesDS: 1     MaxOfNegativesDS: 1

NumOfNegativesDS: 18    SumOfNegativesDS: 18    Sum2NegativesDS: 18

Entry Number: 100

Target Address: 172.16.71.243, Port Number: 16384

Start Time: 14:06:04.000 09:25:00 Tue Mar 21 2000

RTT Values:

NumOfRTT: 590   RTTSum: 869     RTTSum2: 1497

Packet Loss Values:

PacketLossSD: 0 PacketLossDS: 0

PacketOutOfSequence: 0  PacketMIA: 0    PacketLateArrival: 0

InternalError: 0        Busies: 0

Jitter Values:

MinOfPositivesSD: 1     MaxOfPositivesSD: 1

NumOfPositivesSD: 29    SumOfPositivesSD: 29    Sum2PositivesSD: 29

MinOfNegativesSD: 1     MaxOfNegativesSD: 1

NumOfNegativesSD: 7     SumOfNegativesSD: 7     Sum2NegativesSD: 7

MinOfPositivesDS: 1     MaxOfPositivesDS: 1

NumOfPositivesDS: 47    SumOfPositivesDS: 47    Sum2PositivesDS: 47

MinOfNegativesDS: 1     MaxOfNegativesDS: 1

NumOfNegativesDS: 5     SumOfNegativesDS: 5     Sum2NegativesDS: 5

المراقبة الاستباقية للحدود

هناك عدة طرق لمراقبة مستويات التأخير والتشوه وفقدان الحزمة في الشبكة بمجرد إنشاء قيم خط الأساس من خلال التجميع الأولي للبيانات. إحدى الطرق هي إستخدام الأمر saa threshold. آخر هو إستخدام ميزة في الرمز الرئيسي من Cisco IOS تدعى تنبيه RMON وحدث.

أمر حد SAA

يعمل الأمر حد مجموعة ميزات SAA على تعيين العتبة المرتفعة (التقوية) التي تقوم بإنشاء حدث تفاعل وتقوم بتخزين معلومات المحفوظات للعملية. يتيح تكوين حد SAA التالي على مسبار التأخير والتشوه مراقبة الرجفان وينشئ مصيدة SNMP على الانتهاك الخاص بحد 5 مللي ثانية.

saarouter1#

rtr 100

rtr reaction-configuration 100 threshold-falling 5 threshold-type immediate

تنبيه وحدث RMON

يراقب التأخير ودراسة الرجفان العتبات المحددة مسبقا باستخدام إما ميزات SAA Cisco IOS، أو أسلوب الإنذار والأحداث Cisco IOS RMON. في كلتا الحالتين، يراقب الموجه التأخير والتشوه وفقدان الحزم وينبه محطات NMS لانتهاكات الحد عبر إختبارات SNMP.

يتسبب تكوين تنبيه RMON وملائمة الأحداث التالية في قيام saarexternal1 بإنشاء مصيدة SNMP إذا تجاوز الحد المرتفع الحد الأقصى لوقت الذهاب والعودة 140 مللي ثانية. كما أنها ترسل فخا آخر عندما ينخفض الحد الأقصى لوقت الذهاب والعودة إلى ما دون 100 مللي ثانية. يتم بعد ذلك إرسال الملائمة إلى السجل الموجود على الموجه، بالإضافة إلى محطة NMS 172.16.71.19.

saarouter1#

rmon alarm 10 rttMonJitterStatsRTTMax.100.120518706 1 absolute rising-threshold 140 100 falling-threshold 100 101 owner jharp

rmon event 100 log trap private description max_rtt_exceeded owner jharp

rmon event 101 log trap private description rtt_max_threshold_reset owner jharp

الملحق

حسابات الرجفان في مستكشفات رجفان تأخير Cisco SAA

الرجفان هو التباين في زمن الانتقال باتجاه واحد ويتم حسابه بناء على إرسال واستقبال الطوابع الزمنية للحزم المتتالية المرسلة.

طابع زمني

المرسل

المستجيب

T1

إرسال pkt1

T2

recv pkt1

T3

إرسال رد ل pkt1

T4

رد التسجيل ل pkt1

T5

إرسال PKT2

T6

rev pkt2

T7

إرسال رد ل PKT2

T8

رد التسجيل ل PKT2

بالنسبة للحزمة 1 والحزمة 2 أعلاه، أستخدم حسابات المصدر والوجهة التالية.

- رجفان من المصدر إلى الوجهة (JitterSD) = (T6-T2) - (T5-T1)

- رجفان من الوجهة إلى المصدر (JitterDS) = (T8-T4) - (T7-T3)

يتم حساب الرجفان باستخدام الطوابع الزمنية لكل حزمتين متتاليتين. على سبيل المثال:

Router1 send packet1 T1 = 0

Router2 receives packet1 T2 = 20 ms

Router2 sends back packet1 T3 = 40 ms

Router1 receives packet1 response T4 = 60 ms

Router1 sends packet2 T5 = 60 ms

Router2 receives packet2 T6 = 82 ms

Router2 sends back packet2 T7 = 104 ms

Router1 receives packet2 response T8 = 126 ms

Jitter from source to destination (JitterSD) = (T6-T2) - (T5-T1)

Jitter from source to destination (JitterSD) = (82 ms - 20 ms) - (60 ms - 0 ms) = 2 ms positive jitter SD

Jitter from destination to source (JitterDS) = (T8-T4) - (T7-T3)

Jitter from destination to source (JitterDS) = (126 ms - 60 ms) - (10 4ms - 40 ms) = 2 ms positive jitter DS

عمليات تكوين أجهزة وبرامج موجه المسبار المؤخر والمتشوه

- الموجه Cisco1720-10/100BaseT النمطي مع فتحتي WAN وبرنامج Cisco IOS IP

- تحديث المصنع للذاكرة MEM1700-16U24D—Cisco 1700 سعة 16 ميجابايت إلى 24 ميجابايت DRAM

- MEM1700-4U8MFC—Cisco 1700 4 ميجابايت إلى 8 ميجابايت مع ترقية مصنع بطاقة Mini-Flash

- CAB-AC — سلك الطاقة، 110V

- S17CP-12.1.1T—Cisco 1700 IOS IP Plus

معلومات ذات صلة

- دليل مستخدم SAA

- الدعم الفني - Cisco Systems