Plánování a návrh sítě - Network planning and design

Plánování a návrh sítě je iterační proces zahrnující topologický design, síťová syntéza, a realizace sítě, a je zaměřen na zajištění toho, aby nový telekomunikační síť nebo služba splňuje potřeby předplatitele a operátor.[1]Proces lze přizpůsobit každé nové síti nebo službě.[2]

Metodika plánování sítě

Tradiční metodika plánování sítě v kontextu obchodních rozhodnutí zahrnuje pět vrstev plánování, a to:

  • posouzení potřeb a hodnocení zdrojů
  • krátkodobé plánování sítě
  • Zdroj IT
  • dlouhodobé a střednědobé plánování sítě
  • provoz a údržba.[3]

Každá z těchto vrstev obsahuje plány pro různé časové horizonty, tj. Vrstva obchodního plánování určuje plánování, které musí provozovatel provést, aby zajistil, že síť bude fungovat tak, jak je požadováno po zamýšlenou dobu životnosti. Vrstva Provoz a údržba však zkoumá, jak bude síť běžet každý den.

Proces plánování sítě začíná získáním externích informací. To zahrnuje:

  • předpovědi, jak bude nová síť / služba fungovat;
  • - ekonomické informace týkající se nákladů a -
  • technické podrobnosti o schopnostech sítě.[1][2]

Plánování nové sítě / služby zahrnuje implementaci nového systému v prvních čtyřech vrstvách systému Referenční model OSI.[1] Je třeba učinit rozhodnutí pro protokoly a přenosové technologie.[1][2]

Proces plánování sítě zahrnuje tři hlavní kroky:

  • Topologický design: Tato fáze zahrnuje určení, kam umístit komponenty a jak je připojit. (topologické ) optimalizační metody, které lze v této fázi použít, pocházejí z oblasti matematiky zvané Teorie grafů. Tyto metody zahrnují stanovení nákladů na přenos a náklady na přepínání, a tím určení optimální matice připojení a umístění přepínačů a koncentrátorů.[1]
  • Syntéza sítě: Tato fáze zahrnuje stanovení velikosti použitých komponent, s výhradou výkonnostní kritéria tak jako Stupeň služby (GOS). Použitá metoda je známá jako „Nelineární optimalizace“ a zahrnuje stanovení topologie, požadovaného GoS, nákladů na přenos atd. A použití těchto informací k výpočtu plánu směrování a velikosti komponent.[1]
  • Realizace sítě: Tato fáze zahrnuje stanovení způsobu, jak splnit požadavky na kapacitu a zajistit spolehlivost v síti. Použitá metoda je známá jako „Optimalizace toku více akomodit“ a zahrnuje určení všech informací týkajících se poptávky, nákladů a spolehlivosti a následné použití těchto informací k výpočtu skutečného plánu fyzického obvodu.[1]

Tyto kroky se provádějí iterativně paralelně.[1][2]

Role prognózování

Během procesu plánování a návrhu sítě jsou prováděny odhady očekávaných intenzita provozu a dopravní zátěž že síť musí podporovat.[1] Pokud již existuje síť podobné povahy, měření provozu takové sítě lze použít k výpočtu přesného provozního zatížení.[2] Pokud neexistují žádné podobné sítě, musí plánovač sítí použít telekomunikační předpovědi metody odhadu očekávané intenzity provozu.[1]

Proces předpovídání zahrnuje několik kroků:[1]

  • Definice problému;
  • Získávání dat;
  • Volba metody předpovídání;
  • Analýza / prognózy;
  • Dokumentace a analýza výsledků.

Dimenzování

Dimenzování nové sítě určuje minimální požadavky na kapacitu, které stále umožní Stupeň služby Teletraffic (GoS) požadavky, které je třeba splnit.[1][2] K tomu dimenzování zahrnuje plánování provozu ve špičce, tj. Hodiny během dne, během níž je intenzita provozu na vrcholu.[1]

Proces dimenzování zahrnuje určení topologie sítě, směrovacího plánu, provozu matice a požadavky GoS a pomocí těchto informací k určení maximální kapacity zpracování hovorů spínače a maximální počet požadovaných kanálů mezi přepínači.[1] Tento proces vyžaduje komplexní model, který simuluje chování síťového zařízení a směrovací protokoly.

Pravidlo dimenzování je, že plánovač musí zajistit, aby se provozní zatížení nikdy nepřibližovalo k 100% zatížení.[1] Chcete-li vypočítat správné dimenzování, aby bylo v souladu s výše uvedeným pravidlem, musí plánovač provádět průběžná měření provozu sítě a průběžně udržovat a upgradovat zdroje, aby vyhovoval měnícím se požadavkům.[1][2] Další důvod pro overprovisioning je zajistit, aby bylo možné přesměrovat provoz v případě, že dojde k selhání v síti.

Z důvodu složitosti dimenzování sítě se to obvykle provádí pomocí specializovaných softwarových nástrojů. Zatímco vědci obvykle vyvíjejí vlastní software ke studiu konkrétního problému, provozovatelé sítí obvykle využívají komerční software pro plánování sítě.

Dopravní inženýrství

Ve srovnání se síťovým inženýrstvím, které do sítě přidává zdroje, jako jsou odkazy, směrovače a přepínače, se dopravní inženýrství zaměřuje na změnu dopravních cest ve stávající síti, aby se zmírnilo přetížení provozu nebo vyhověla větší poptávka po provozu.

Tato technologie je zásadní, když jsou náklady na rozšíření sítě neúměrně vysoké a zatížení sítě není optimálně vyvážené. První část poskytuje finanční motivaci pro dopravní inženýrství, zatímco druhá část poskytuje možnost nasazení této technologie.

Přežití

Možnost přežití v síti umožňuje síti udržovat maximální síťové připojení a kvalitu služeb v podmínkách selhání. Byl to jeden z kritických požadavků při plánování a návrhu sítě. Zahrnuje konstrukční požadavky na topologii, protokol, přidělení šířky pásma atd. Požadavkem topologie může být udržování minimální sítě se dvěma spoji proti jakémukoli selhání jediného spoje nebo uzlu. Mezi požadavky protokolu patří použití protokolu dynamického směrování k přesměrování provozu proti dynamice sítě během přechodu dimenzování sítě nebo selhání zařízení. Požadavky na přidělení šířky pásma proaktivně přidělují další šířku pásma, aby se zabránilo ztrátě provozu za podmínek selhání. Toto téma bylo aktivně studováno na konferencích, jako je Mezinárodní workshop o návrhu spolehlivých komunikačních sítí (DRCN).[4]

Návrh sítě založené na datech

V poslední době, s rostoucí rolí technologií umělé inteligence ve strojírenství, byla navržena myšlenka využití dat k vytvoření datově řízených modelů stávajících sítí.[5] Analýzou velkých síťových dat lze také porozumět méně žádoucímu chování, které se může vyskytnout v sítích reálného světa, obejít jej a vyhnout se mu v budoucích návrzích.

Návrh i správu síťových systémů lze zlepšit paradigmatem založeným na datech.[6] Modely založené na datech lze také použít v různých fázích životního cyklu služby a správy sítě, jako je instance služby, poskytování služby, optimalizace, monitorování a diagnostika.[7]

Nástroje

K dispozici je široká škála nástrojů pro plánování a návrh sítí v závislosti na použitých technologiích. Tyto zahrnují:

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str Penttinen A., Kapitola 10 - Plánování a dimenzování sítě, poznámky k přednášce: S-38.145 - Úvod do Teletraffic Teorie, Helsinki University of Technology, podzim 1999.
  2. ^ A b C d E F G Farr R.E., Telekomunikační provoz, tarify a náklady - úvod pro manažery, Peter Peregrinus Ltd, 1988.
  3. ^ Citovat chybu: Pojmenovaná reference []]1] bylo vyvoláno, ale nikdy nebylo definováno (viz stránka nápovědy).
  4. ^ Mezinárodní seminář o návrhu spolehlivých komunikačních sítí, DRCN
  5. ^ C. Fortuna, E. De Poorter, P. Škraba, I. Moerman, Návrh bezdrátové sítě založené na datech: víceúrovňový přístup k modelování, Bezdrátová osobní komunikace, Květen 2016, svazek 88, číslo 1, str. 63–77.
  6. ^ J. Jiang, V. Sekar, I. Stoica, H. Zhang, Uvolněte potenciál sítí založených na datech Springer LNCS vol LNCS, ročník 10340, září 2017.
  7. ^ Architektura pro správu sítě založené na datových modelech: Případ virtualizace sítě Koncept IETF.