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Die Realität der heutigen Netzwerke

Realität der heutigen Netzwerke
und Bedeutung des SLA

1. Die Realität der heutigen Netzwerke. Heute übertragen Ethernet-Netze Echtzeit- und zeitempfindliche Dienste. Mit „Dienst“ werden hier die verschiedenen Typen von Verkehr bezeichnet, die das Netzwerk übertragen kann. Im Allgemeinen lässt sich der Netzwerkverkehr nach Datenverkehr, Echtzeitverkehr und Verkehr hoher Priorität unterscheiden. Jeder Verkehrstyp reagiert unterschiedlich auf die Kennwerte des betreffenden Netzwerks und ist durch entsprechende Maßnahmen, wie Grooming und Shaping, so zu gestalten, dass die geforderte Mindest-Performance gewährleistet ist.

Verkehrstyp Hauptanwendungen Beispiele für Dienste
Daten Nicht-Echtzeit oder Datenübertragung - Daten- Internetzugang
– FTP-Download/-Upload
– Server-, Speicheranwendungen
Echtzeit Echtzeit-Broadcast, der nach Verlust
nicht wieder hergestellt werden kann
- VoIP
– IPTV, Video-on-Demand (VoD)
– Internet-Radio und -TV
– Internetspiele
– Videokonferenz
Hohe Priorität Zwingend vorhandener Verkehr zur
Aufrechterhaltung der Stabilität im Netzwerk
- OAM-Rahmen
– Steuerrahmen für Switching/Routing
– Netzwerk-Synchronisation, z. B. SyncE, 1588v2

Zur Sicherung der Dienstgüte (Quality of Service, QoS) müssen die Anbieter durch eine korrekte Konfiguration festlegen, wie der Verkehr im Netzwerk zu priorisieren ist. Zu diesem Zweck werden den einzelnen Diensttypen unterschiedliche Prioritätsstufen zugewiesen und exakte Priorisierungsalgorithmen im Netzwerk eingerichtet. Die Implementierung der geforderten QoS erfolgt über Verfahren zur Differenzierung der Dienste während des Transports. Hierzu kommen spezifische Felder in den Rahmen selbst zum Einsatz, die die bevorzugte Behandlung ausgewählter Rahmen erlauben. Diese Felder ermöglichen einem Netzelement, zwischen Verkehr niedriger und hoher Priorität zu unterscheiden.

2. Bedeutung der SLA-Vereinbarung. Die Servicevereinbarung (Service-Level Agreement, SLA) ist ein zwischen einem Service-Provider und einem Kunden abgeschlossener verbindlicher Vertrag, der eine bestimmte Mindestgüte der bereitgestellten Dienste festschreibt. Diese SLAs definieren die wichtigsten Übertragungsmerkmale und die minimalen, für diese einzelnen Merkmale geltenden Leistungsparameter.

Ein typisches Beispiel einer Servicevereinbarung

Verkehrstyp Echtzeit-Daten Daten hoher
Priorität
Best-Effort-Daten
(Internetzugang)
CIR (Mbit/s) (grüner Verkehr) 5 10 2.5
EIR (Mbit/s) (gelber Verkehr) 0 5 5
Rahmenlaufzeit (ms) (Frame Delay) <5 5-15 <30
Rahmenlaufzeitschwankung (ms)
(Frame Delay Variation)
<1 n/a n/a
Rahmenverlust (%) <0.001 <0.05 <0.05
VLAN 100 200 300

Der Kundenverkehr wird in drei Klassen unterteilt und wie folgt farblich dargestellt: grün für Verkehr bei der Committed Information Rate (CIR), gelb für Verkehr bei der Excess Information Rate (EIR) und rot für den verworfenen Verkehr.

    • Committed Information Rate (CIR) (grün): Die CIR bezeichnet die für einen spezifischen Dienst zu jedem Zeitpunkt garantiert verfügbare Bandbreite. Hier wird die Einhaltung der Mindestwerte der Leistungsindikatoren (Key Performance Indicator, KPI) garantiert.
    • Excess Information Rate (EIR) (gelb): Die EIR bezeichnet die über der CIR liegende Bandbreite, die in Abhängigkeit von der Netzwerkbelastung und -nutzung möglicherweise zur Verfügung steht. Für diesen ‚gelben‘ Verkehr wird die Einhaltung der KPI-Mindestwerte jedoch nicht garantiert.
    • Verworfener Verkehr (rot): Das ist der die CIR bzw. CIR/EIR überschreitende Verkehr, der nicht ohne Störung anderer Dienste übertragen werden kann und daher verworfen wird.
Grüner Verkehr 0 bis CIR Garantierte Weiterleitung KPIs sind garantiert
Gelber Verkehr CIR bis EIR Best-Effort KPIs sind nicht garantiert
Roter Verkehr > EIR oder CIR Verworfener Verkehr -

2.1 Leistungsindikatoren. Die Leistungsindikatoren (KPI) sind spezifische Kennwerte zur Festlegung der minimalen Leistungsanforderungen eines spezifischen Verkehrsprofils. Unter ‚grünen‘ Bedingungen muss das Netzwerk die Einhaltung aller dieser Mindestanforderungen für den gesamten übertragenen Verkehr garantieren.

Typische KPIs sind:

2.1.1Bandbreite. Die Bandbreite definiert die maximal übertragbare Datenmenge. Sie gibt den während eines Messfensters von 1 Sekunde weitergeleiteten Verkehr an. Die Bandbreite kann entweder als CIR oder EIR mit jeweils unterschiedlichen Leistungsgarantien festgelegt werden.

Eine Kontrolle der Bandbreite ist notwendig, da für gewöhnlich mehrere Dienste über die gleiche Übertragungsstrecke transportiert werden. Zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinträchtigung der Dienste, ist es erforderlich, deren Bandbreite zu begrenzen. Die Generierung von Verkehr über diese Bandbreitengrenze hinaus führt für gewöhnlich zur Rahmen-Pufferung, zu Blockierungen und Rahmenverlusten sowie Dienstausfällen.

2.1.2Rahmenlaufzeit (Latenz). Die Rahmenlaufzeit oder Latenz gibt die zwischen dem Senden und Empfangen eines Pakets verstrichene Zeit an. Typischerweise handelt es sich um die Messung der Rundlaufzeit, d. h. das Ergebnis berücksichtigt beide Richtungen der Strecke vom nahen zum fernen Ende und zurück. Die Rundlaufzeit ist bei Sprachanwendungen kritisch, da eine zu große Latenz die Verbindungsqualität beeinträchtigen kann, was zu Echos, verstümmelter Sprache oder sogar Verbindungsabbrüchen führen kann.