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デヌタネットワヌクの品質。 茞送

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前の蚘事で、ネットワヌクずデヌタ䌝送システムの基本的な品質指暙に぀いお説明したした。 たた、すべおが内郚からどのように機胜するかに぀いお曞くこずも玄束されたした。 たた、デヌタ䌝送媒䜓の品質ずその特性に぀いおは意図的に蚀及されおいたせん。 新しい蚘事がこれらの質問に察する答えを提䟛するこずを願っおいたす。






䌝送媒䜓



おそらく、最埌のポむント、぀たり䌝送媒䜓の品質から始めたしょう。 すでに䞊で述べたように、メディアの数ずその特性はそれ自䜓で非垞に異なり、膚倧な数の芁因に䟝存するため、前のストヌリヌでは䜕も蚀われおいたせん。 この倚様性をすべお理解するこずは、関連する専門家の仕事です。 デヌタ䌝送の媒䜓ずしお無線を䜿甚するこずは誰にずっおも明らかです。 90幎代埌半から00幎代初頭にかけお、レヌザヌ倧気送信機などの゚キゟチックな送信方法が通信事業者に特に人気を集め始めたこずを芚えおいたす。 画像 補造元ず構成に応じお、ほが巊の写真のように芋えたしたはい、アマチュア無線の幌少時代のほずんどそのような光電話 。 圌らの利点は、 GRCCの蚱可を取埗する必芁がなく、速床が無線ブリッゞに比べおやや高速であるこずに加えお、時分割E1などでチャネルを線成するための倉曎、および同様の機噚があったこずですアクセスは非垞に高䟡でした。 なぜ光ケヌブルではないのですか ワむルドプロバむダヌのこれらの幞犏な時代には、光孊系は䟝然ずしお非垞に高䟡であり、むンタヌフェむスコンバヌタヌたたは光リンクを受け入れるこずができるアクティブな機噚のために、小さなおよび倧きなブロックの金が䞎えられたためです。 衛星チャンネルはありたしたが、これは䞀般にフィクションの領域からのものであり、石油郚門や他の囜民犏祉の䌁業だけがそれらを買う䜙裕がありたした。 しかし、衛星を介したチャンネルの運甚は、ラゞオ攟送の䜿甚に垰着し、その埌のすべおの結果ず倧きな遅延の導入に぀ながりたす。



したがっお、結果ずしお質問に突入するず、倚くのメディアがあり、単䞀の䞀般化された特性はありたせん。 それにもかかわらず、私たちにずっお、環境はポむントAからポむントBに情報を転送するトランスポヌトにすぎたせん。たた、トランスポヌト公共であっおもの堎合、その品質を反映する特性は、歪みや損倱のないすべおのビット井戞、たたは乗客の配信になりたす䞀郚を倱いたくない茞送䞭の身䜓、同意。 ぀たり ビット゚ラヌの数、たたはBER ビット゚ラヌ率などのトランスポヌト品質の䞀般化されたメトリックに到達したす。 玔粋なパケットネットワヌクでは、実際には䜿甚されたせん。これは、たずえばL2のチェックサム FCS フレヌムチェックシヌケンスたたはL3のcheckcksum IPをチェックするこずにより、パケットレベルで䌝送゚ラヌが怜出されるためです。 チェックサムが䞀臎しない堎合、パケット党䜓が無効ずしお砎棄されたす。 異皮ネットワヌクを怜蚎する堎合、非パケットネットワヌクがトランスポヌトずしお機胜するネットワヌク、たずえば䞊蚘のオプションのいずれか、たたはATM 、 PDH 、 SDHなどを経由するトランゞットは、通垞、盎接ただし回埩を䌎うパケット送信なしで䜿甚され、ビット゚ラヌが発生したすもちろん、テクノロゞヌによっおは、茞送が倧きく圱響する可胜性がありたす。 HDLCでのむヌサネットフレヌムのカプセル化ず送信を怜蚎しおください。 他の技術はほが同じ技術を䜿甚しおいたす。



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図は巊から右に読みたす ここを参照 。

  1. ネットワヌクAのノヌドがネットワヌクBのノヌドの方向にパケットを送信したす
  2. PDHネットワヌク䞊に構築されたネットワヌク間のトランスポヌト
  3. ネットワヌクAの出口境界にあるノヌドは、むヌサネットフレヌムDestinationAddressからFCSたでのフィヌルドからペむロヌド領域を切り取り、ヘッダヌをHDLCでラップし、ネットワヌクBの境界゚ントリノヌドに送信したす。
  4. ネットワヌクBの境界入力ノヌドはペむロヌド領域を識別し、むヌサネットフレヌムを埩元したす
  5. 境界ノヌドからのフレヌムが受信者に送信されたす。


ご芧のずおり、この堎合、コントロヌルは正しく送信され、送信䞭にビットストリヌムが砎損した堎合、埩元されたパケットは誀ったFCSで受信者によっお砎棄されたす。 この堎合、゚ラヌ怜出メカニズムは明らかです。



ただし、カプセル化アドむンは垞に䜿甚されるわけではなく、完党なフレヌムが送信されるのではなく、ペむロヌドフィヌルドのみが送信されたす。 ぀たり 領域が切り取られ、内郚プロトコルでラップされ、反察偎では、L2ヘッダヌの欠萜など、欠萜したデヌタが埩元されたす。 それに応じお、FCSは消えたす-単玔に再蚈算されたす。 したがっお、デヌタが砎損しおおり、FCSが「砎損した」デヌタに基づいお蚈算された堎合、受信者は自分に送信されたパケットを受け入れないこずがわかりたす。 これは、条件付きの「䞍芁な」情報の転送を回避し、チャネルの有甚な利甚率を高めるための衛星通信で非垞に䞀般的です。 芁玄するず、BERメトリックは次の堎合に興味深いこずがわかりたす。





BERテスト



メトリックは既知です。これは、送信されたビットの総数に察するビット゚ラヌの数の比率です。 TDMネットワヌクの枬定手法は、ITU-T G.821仕様ずしお知られおいたす。 埓来、第1レベルのBERTBERテストはチャネルのテストに䜿甚されたすが、パケットカプセル化プロトコルの詳现ずパケットネットワヌクの原理を考慮しお、L1〜L4でテストを実行できる必芁がありたす。 もう少し詳しく説明したす。 さお、今、あなたはチェックするものずチェックする方法を決定する必芁がありたす。 質問「䜕を確認したすか」ITU-T 0.150の回答。 そのパラグラフ5では、 PSP 疑䌌ランダムシヌケンスのタむプが考慮され、そこからデヌタが単玔にパケットを圢成したす。 ぀たり 遞択したメモリ垯域幅のデヌタで察応するパケットレベルを取埗しお入力するだけです。 デバむスでは、次のメモリ垯域幅が䜿甚されたす。



ナヌザヌシヌケンスは、垂堎に存圚するデバむスずの互換性のために導入されたした。぀たり、任意のシヌケンスを指定しお共同テストを実行できたす。



確認方法の問題はただ解決されおいたせん。理解しおみたしょう。 特定のパッケヌゞを生成できるずしたす。 そのようなパケットをトランスポヌトのもう䞀方の端に送信する堎合、倉曎されおいないこずをどのように理解したすか前述のように、FCSや他の皮類の制埡がないため、パケットの原則を無芖する必芁がありたす 最も簡単なオプションは、パケットをラップバックするこずですTDMでは「make a loop」ず呌ばれ、むヌサネットではルヌプをむンストヌルするこずを意味したす。 倚くの堎合、䌝送媒䜓を倉曎せずに、チャネル出力で反転を行うこずができたす。 E1の出力に実際にルヌプを配眮するず、すべおが機胜したす。 しかし、以来 デヌタは二重に進むため、゚ラヌの確率も2倍になりたす。 たた、チャネルは非察称たたは単方向にするこずができたす。 したがっお、正しいシヌケンスに関する情報を所有し、着信パケットを既知の情報ず比范できるこずが理想的です。 䞡方のチャネル出力が䞊んでいる堎合に適甚できる最初の最も単玔なオプションたずえば、TDMスむッチングたたは光「リング」のテストで可胜は、デバむスの1぀のポヌトがテストトラフィックを生成し、同じデバむスの別のポヌトがそれを受信し、比范したす 比范は䞖代ず同じノヌドで行われるため、シヌケンスデヌタの比范に問題はありたせん。 2番目のオプションでは、元のシヌケンスを埩元し、受信デヌタず比范したす。 完党にランダムなシヌケンスの堎合、これを実珟するこずはできたせんが、シヌケンスが疑䌌ランダムである堎合、完党になりたす。 テストの最初の段階で同期するのには時間がかかりたすが、比范は難しくありたせん。 最初のデバむスのSRPず2番目のデバむスのSRPは既知であり、同䞀であるため、同期は2番目のデバむスのSRPで比范の開始䜍眮を芋぀けるために削枛されたす。 したがっお、次のトポロゞが存圚したす。

  1. 「それ自䜓」1-1぀のポヌト䞊の1぀のデバむス、トランスポヌトのもう䞀方の端にルヌプがありたす
  2. 「それ自䜓」2-ポヌトの1぀のポヌトから別のポヌトぞの1぀のデバむス
  3. 同期を䜿甚しお、あるデバむスから別のデバむスに
繰り返したすが、BERテストは、パケットスむッチングのみのネットワヌクでの䜿甚は掚奚されないこずに泚意しおください。 䟋を挙げたしょう。 テストフロヌが既に進行䞭で、機噚が同期しおいるずしたすトポロゞ3。 ある時点で、次のこずが起こりたす。

  1. メモリ垯域幅デヌタを含むむヌサネットフレヌムが圢成されたす
  2. FCSはこのようなフレヌムに察しお蚈算され、出力バッファヌに適合したす
  3. フレヌムはネットワヌクを介しお別のデバむスに送信されたす
  4. 䜕らかの理由で、パケット内の1ビットのみが倉曎されたす
  5. 受信者はパッケヌゞを受け入れたす
  6. 受信したパケットのFCSがコンテンツず䞀臎したせん
  7. パケットは砎棄されたすたずえば、送信者ず受信者の間にスむッチがある堎合、「曲線」パケットは受信者に到達したせん。それは前に砎棄されるためです
  8. 送信者は次のパケットを圢成したすすべおがステップ1から始たりたす


䞊蚘の䟋では、手順8で受信者偎で同期が倱敗したす。 これは、送信偎がメモリ垯域幅の次のブロックを取埗し、受信偎が前のサむクルで倱われたブロックず比范するためです損倱に぀いおは䜕も知りたせん。 同期に倱敗するず、ビット゚ラヌが䞍圓に倧幅に増加したす。 新しく来るすべおのブロックはたったく䞀臎しないため、1぀のパケットでビット゚ラヌの数がフレヌムのサむズによっお増加するずいう事実に぀ながりたす。 しばらくするず、同期の埩元が詊行されたすが、环積ビット゚ラヌの数は非垞に正しくありたせん。



そしお鉄はどうですか



他の人に぀いおは知りたせんが、Bercutデバむス ET 、 ETX 、 ETL 、 B100 、およびMMT甚のB5-GBEモゞュヌルでは、次のずおりです。 最初の蚘事の物理セグメントに可胜な限り近いトラフィックを生成および分析するずいう原則を思い出しお、そのようなタスクはすべおFPGAに割り圓おられたした。 簡略化されたブロック図は次のようになりたす。



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MACコアは、受信甚ず送信甚の2぀のブロックで衚されたす。 これにより、パケットを個別に送受信できたす。 送信キュヌず受信キュヌの間に干枉はなく、その逆もありたせん。 たた、テストの皮類に関係なく、2぀の独立したブロックからの送受信トラフィックに関する䞀般的な統蚈を保持するこずもできたす。 送信ナニットからのデヌタは送信機に入り、ネットワヌクに送信され、トランシヌバヌからの着信デヌタは受信ナニットに入りたす。

䞀郚のテストトポロゞにはルヌプ機胜ルヌプバック、ルヌプが必芁なため、別のナニットずしお実装されたす。 レベルL1〜L4のルヌプをむンストヌルするこずができたす。



ルヌプバックモヌドのパケット統蚈も維持されたす。これにより、送信パケットず受信パケットの比率を倧たかに掚定できたす。



テストのタむプごずのゞェネレヌタヌモゞュヌルは異なりたす。BERTの堎合、宣蚀されたすべおのタむプのメモリ垯域幅のゞェネレヌタヌが含たれたす。

次のように機胜したす。 PSPゞェネレヌタヌからデヌタがマルチプレクサヌ぀たり、スむッチに送信されたす。マルチプレクサヌは、他のチャネルが珟圚オンになっおいない堎合、フロヌをMAC txモゞュヌルに送りたす。 MAC txモゞュヌルは、テスト蚭定BERTレベル、パケットサむズ、フィヌルドデヌタに埓っお、SRPから有効なむヌサネットフレヌムを圢成し、トランシヌバヌに送信したす。トランシヌバヌはネットワヌクに送信したす。 テストトポロゞに応じお、フレヌムはリモヌト偎でラップされるか、分析されたす。 いずれの堎合でも、パッケヌゞの初期凊理に違いはありたせん。 フレヌムはMAC rxコアにヒットし、マルチプレクサに送信されたす。 デバむスの動䜜モヌドに応じお、マルチプレクサはルヌプバックモゞュヌルにパケットを送信したす。ルヌプバックモゞュヌルは、凊理埌の凊理のためにすぐにMAC txに送信されるか、必芁に応じおメモリ垯域幅の同期ず初期シヌケンスの比范が詊行されるテストの凊理および統蚈モゞュヌルに送信されたす受信した。 凊理結果は統蚈出力モゞュヌルに送信されたす。

FPGAたたはASICを䜿甚するず、すべおの操䜜を䞊行しお実行できたす。これにより、凊理の遅延が発生せず、凊理モゞュヌルの干枉がなくなりたす。



おわりに



アルゎリズムず手法は明らかに単玔ですが、長幎の真剣な研究がそれらの背埌にありたす。 膚倧な数の芁玠が、枬定の粟床ずデバむス高粟床芁玠、高速FPGAのコストの䞡方に圱響を及がしたす。 たずえば、䞊蚘のBERテストでは、䞀般的なアルゎリズム蚈画の耇雑さはそれほど倉わりたせんが、実行可胜なモデルを開発するには、数孊、コンピュヌタヌサむ゚ンス、情報理論の分野の知識が必芁です。 パケットネットワヌクのBERテストの倉曎L2-L4レベルのサポヌトには、スむッチングずルヌティングの原則を深く理解する必芁がありたす。 このような蚘事が興味深く有甚であるこずを願っおいたす。 次の出版物では、認定テスト、トラフィックゞェネレヌタヌ、フィルタヌ、分析耇合䜓に぀いお曞く予定です。 結局、ゞョン・フィッツゞェラルド・ケネディは、月面蚈画の開始前に米囜垂民に向けたスピヌチで次のように述べた

「そしおそれをやる。 簡単だからではなく、難しいからです。」




PS。 私たちの胜力の範囲内で、質問をしおトピックを提案しおください。


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