Обеспечение качества связи в период высокой нагрузки
Для получения прибыли операторы применяют политику оверселлинга: на каждые 10 000 абонентов с тарифом по 100Мбит/с реальные UPLINK каналы зачастую составляют всего 10Гбит/с, хотя полная нагрузка теоретически возможна до 1 000 Гбит/с. В обычном режиме, когда пользователи генерируют типичное количество входящего трафика, существующие каналы прекрасно справляются.
Но как только все начинают смотреть видео, играть в игры и работать из дома, канал заполняется до состояния полки. Итогом является разрыв сессий в случайном порядке, что проявляется в заикании звука и видео, низком качество связи, медленной загрузке страниц – одних из главных раздражающих пользователя факторов, от которых можно его избавить благодаря функции QoS системы СКАТ.
Решение, которое предлагает СКАТ – управление качеством связи за счет приоритизации трафика в полисинге общего канала. Преимущества:
- минимальное время для запуска
- не нужно интегрировать с биллингом
- результат – сохранение пропускной способности канала несмотря на повышенный объем потребления трафика.
Quality of Service (Обеспечение качества обслуживания) является одной из важнейших функций СКАТ. Технология DPI разделяет весь трафик по приоритетам, предоставляя определенным приложениям, протоколам и направлениям более широкую полосу пропускания за счет снижения пропускной способности для трафика низшего приоритета, что позволяет оператору сохранить воспринимаемое качество связи (QoE) без изменения схемы сети.
Модуль QoE позволяет решить множество полезных задач:
- мониторить потери и задержки в сети по разным направлениям трафика, что позволит понять, где следует улучшить связность или поменять канал
- выявлять абонентов с проблемами доступа и реагировать превентивно, что уменьшит отток
- решать множество аналитических задач по трафику абонента. Для анализа доступны полные имена URL и хостов HTTPS/QUIC, данные о браузерах и устройствах абонентов и много другое. По сравнению с ElastciSearch, модуль аналитики обеспечивает до х8 более компактное хранение и высокую скорость
- интегрировать данные из модуля QoE с внешними системами (биллинг, отчеты операторы, системы помощи ТП) через гибкое API
Пример из практики
Вскоре после объявления пандемии к нам обратился интернет-провайдер iClik из Ливана. Оператор предоставляет услуги достаточно большому количеству абонентов, обладая при этом скромной шириной канала (около 2.5к абонентов на 250 Мбит/с). Техническая возможность расширить внешний канал отсутствует.
Когда все местные компании начали перевод сотрудников на удаленную работу, количество трафика, проходящего через оператора, значительно увеличилось, что повлекло за собой ухудшение качества для конечных пользователей — увеличился джиттер, начали появляться ощутимые задержки (более 100 мс). Клиенты начали жаловаться на медленную загрузку сайтов, проблемы при просмотре видео и online-гейминге.
Инженеры оператора видели два возможных пути решения сложившейся ситуации:
- Арендовать более широкий канал у своего провайдера с потенциальной заменой текущего оборудования, однако это решение не выполнимо технически, закончилась емкость в его регионе и расширения ждать недопустимо долго.
- Использовать полисер, предоставляемый СКАТ от компании «VAS Experts», который позволяет грамотно использовать имеющуюся ширину за счет расстановки приоритетов протоколам. Данный путь позволяет использовать уже имеющуюся ширину канала без замены текущего оборудования, что гораздо дешевле первого варианта.
После инсталляции DPI и модуля статистики QoE были изучены трафик и сервисы наиболее популярны у абонентов, выбраны соответствующие приоритеты более критичным сервисам и тем, которые не так сильно пострадают из-за нехватки пропускной способности.
Как только был завершен анализ, стала вырисовываться следующая картина:
ftp cs0 ssh cs0 dns cs0 HOLAVPN cs0 HOTSPOTVPN cs0 IPv6-ICMP cs0 webaccess cs0 openvpn cs0 xmpp-client cs0 icmpd cs0 cslistener cs0 stun-behavior cs0 ipsec-nat-t cs0 ghvpn cs0 ICMP cs0 ICMPv6 cs0 GRE cs0 CHAMELEON cs0 OPENVPN_UDP cs0 xbox cs1 savant cs1 QUIC cs1 TELEGRAM cs1 sip cs1 commtact-http cs1 WHATSAPP cs2 l2tp cs2 pptp cs2 ESP cs2 AH cs2 microsoft-ds/smb cs2 isakmp cs2 pkt-krb-ipsec cs2 UDP Unknown cs2 WHATSAPP_VOICE cs2 VIBER_VSTREAMS cs2 FACEBOOK cs2 FACEBOOK_TRACK cs2 FACEBOOK_APPS cs2 FACEBOOK_CHAT cs2 VIBER cs2 Skype cs2 TCP Unknown cs3 RTP cs3 https cs3 SSL Unknown cs3 GOOGLEVIDEO cs4 http cs5 default cs6 Bittorrent cs7
В результате анализа протоколов более высокий приоритет был назначен тем сервисам, которые в основном позволяют продолжать работу из дома (тут речь про VPN) и оставаться на связи (facebook и мессенджеры).
Стоит отдельно отметить протокол Netflix, который не попал в список приоритизируемых оператором. Дело в том, что данный сервис использует нативные протоколы под определенные платформы (Windows, IOS, Android и т.д.) для стриминга, поддержка которых находится на стадии разработки. Поэтому решение, основанное на СКАТ, предлагает возможность приоритизации с дальнейшим применением полисинга, беря за основу как сигнатуры протоколов, так и направление трафика.
Что подразумевает приоритизация по направлению трафика?
Используя решение СКАТ, можно выделить ряд AS, по направлению к которым трафик считается более приоритетным.
Итак, возвращаясь к Netflix, опытным путем выясняем, что данный сервис имеет свою AS (ASN 2906). Теперь остается только указать, какой приоритет назначается трафику для данной AS.
Так как СКАТ уже имеет обновляемый список глобальных AS, достаточно указать номер данной AS и приоритет для нее. Также DPI позволяет объединить подсети оператора в локальные AS.
Конечный вид приоритизации по направлению имеет следующий вид:
2906 cs3 2914 cs1 16509 cs1 65502 cs1 65503 cs1 65504 cs1 65505 cs1 132203 cs1
В завершении конфигурации необходимо задать правила полисинга для каждого из классов:
- Для общего исходящего трафика ограничение в 240 Мбит/с/
- И по классам:
- Класс 0 – rate 20 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 1 – rate 40 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 2 – rate 70 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 3 – rate 83 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 4 – rate 20Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 5 – rate 5 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 6 – rate 1 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 7 – rate 1 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Для общего входящего трафика ограничение также 240 Мбит/с.
- И аналогично для классов:
- Класс 0 – rate 20 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 1 – rate 40 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 2 – rate 70 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 3 – rate 83 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 4 – rate 20 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 5 – rate 5 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 6 – rate 1 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
- Класс 7 – rate 1 Мбит/с ceil 240 Мбит/с
После внедрения СКАТ c опцией Quality of Service в сети снизились задержки, уменьшился джиттер. Также количество жалоб от пользователей заметно сократилось — проблемы медленной загрузки и задержек в онлайн-играх были устранены.
Используйте СКАТ для оптимизации своего общего канала связи и не болейте 😉