مقاله کیفیت خدمات اینترنت

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله کیفیت خدمات اینترنت دارای ۱۰۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله کیفیت خدمات اینترنت  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله کیفیت خدمات اینترنت،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مقاله کیفیت خدمات اینترنت :

مقدمه:
اینک به جرات می توان گفت که اینترنت به عنوان شگفت انگیز ترین پدیده ارتباطی – اطلاعاتی دهه اخیر بصورت جزء لاینفکی از زندگی تک تک ما درآمده است. تا آنجا که برخی معتقدند , برای نسل آینده زندگی بدون اینترنت پوچ , بی معنی و غیر ممکن خواهد بود. اینترنت دارای پتانسیلی قوی جهت ایجاد تحولات اساسی و حتی جایگزینی با وسایل ارتباطی و اطلاع رسانی مانند : رادیو , تلویزیون , تلفن , فکس, ماهواره و حتی ضبط صوت و ویدئو می باشد. کاربردهای

وسیع اینترنت مانند ارتباط ویدئویی دیجیتال , پست الکترونیکی , دریافت و ارسال فایل , جستجو در وب و تلفن اینترنتی اکنون در آغاز راه توسعه و تکامل قرار دارند. برای نمونه تجارت الکترونیکی به تنهایی دنیای تجارت و اقتصاد جهانی رادگرگون کرده است, به طوری که با فشار دادن چند دکمه در عرض کمتر از چند ثانیه می توانید مقادیر هنگفتی از اعتبار خود را در سراسر دنیا جابجا کنید. می توان پیش بینی نمود که طی چند سال آینده فقط با گفتن یک نام در گوشی موبایل شخصیتان می توانید از طریق اینترنت به موسیقی مورد علاقه خود گوش فرار دهید.

لیکن علیرغم گسترش روزافزون اینترنت از لحاظ سرعت و فراگیر شدن شاهد آنیم که معماری اولیه اینترنت کماکان دست نخورده باقی مانده است و به همین علت زیر ساخت های نرم افزاری و سخت افزاری موجود حتی در پیشرفته ترین کشورهای دنیا با نیازهای فعلی مطابقت ندارند. اما درکشور ما به علت عدم

اتصال به فیبرهای نوری جهانی که بستر اصلی جابجایی اطلاعات در اینترنت می باشد و ناهمگونی مراکز مخابراتی بین شهری و درون شهری از لحاظ تجهیزات دیجیتالی و غیره و همچنین فقدان قوانین بروز و نظارت بر عملکرد سرویس دهندگان ریز و درشت اینترنت که با سرعت قارچ گونه در حال پیدایش هستند, شاهد آن هستیم که کاربران اینترنت با وجود پرداخت شارژها و آبونمان های سنگین به سرویس دهندگان از کیفیت پائین سرویس اینترنت رنج برده و حتی در تامین پیش پا افتاده ترین نیازهای خود مانند خواندن روزانه پست الکترونیکی با مشکلات زیادی مواجه هستند. یکی دیگر از مشکلات کاربران ما عدم وجود ثبات در

کیفیت سرویس های ارائه شده می باشد تا جائیکه کمتر سرویس دهنده ای یافت می شود که توانسته باشد کیفیت سرویس های ارائه شده را تضمین نماید ( آنچنان که در سایر کشورها موافقت نامه سطح سرویس (SLA:Service Level Agreement) بین کاربران و سرویس دهندگاه بسته می شود).

در این پایان نامه قصد داریم تا اولین بار در کشور ایران با شناسایی و تعریف پارامترهای مربوط به کیفیت سرویس در اینترنت به ارائه استاندارد متعارفی در این زمینه بپردازیم. به امید آنکه با این کار گامی هر چند کوچک در جهت بهبود و ثبات کیفیت سرویس های ارائه شده برداریم وحداقل خواننده گرامی این پایان نامه بتواند با استفاده از پارامترهای ارائه شده و پس از
آشنایی با روش انداره گیری پارامتر های فوق در یافتن سرویس دهندگان مناسب هدایت گردد.

لازم به ذکر می باشد که در ارائه پارامترهای فوق از استاندارد های بین المللی ارائه شده توسط اتحادیه اروپا , IUT-T, IETF و چند کشور مانند هندوستان و مالزی استفاده گشته لیکن نتایج ارائه گشته در پایان نامه دقیقا با سطح سرویس های ارائه شده در کشور ایران همخوانی دارد که اندازه گیری های به عمل آمده در چند سرویس دهنده داخلی بر این امر صحه گذاشته است.
در پایان جا دارد تا از زحمات, راهنمایی ها و کمک های استاد ارجمند جناب آقای دکتر اکبری (استاد راهنمای پایان نامه فوق و ریاست محترم مرکز کامپیوتر دانشگاه علم و صنعت ایران) تشکر نمایم.

طرح کلی بحث:
در بخش اول بحث پس از آشنایی اولیه با معماری اینترنت که بر اساس پروتکل پنج لایه ای TCP/IP استوار گشته به معرفی سرویس های کاربردی در اینترنت پرداخته و آنگاه ۴ پارامتر اصلی مربوط به کیفیت سرویس (QOS: Quality of Service) یعنی:

۱- پهنای باند (Bandwidth) , 2- تاخیر یا زمان دیرکرد (Delay or Latency Time) 3- تغییرات زمان دیرکرد یا لرزش تاخیر(Delay Jitter-Variations of Latency ) و ۴- گم شدن بسته ها (Packet Loss) را تعریف نموده ( برای مطالعه بیشتر می توانید از مراجع [۱] و [۱۲] استفاده کنرویس های مجتمع ۲- سرویس های تفکیک شده ۳- ATM و غیره را به طور اجمالی مورد بحث قرار می دهیم ( البته وارد شدن به جزئیات و تشریح مکانیزم های بکار رفته در هر معماری خود می تواند موضوع مقالات مختلفی باشد)

در بخش دوم به مساله کیفیت سرویس از دید کاربران اینترنت و توقعات آنها از سرویس دهندگان می پردازیم. این پارامترها به سه دسته کلی تقسیم می گردند:
۱- پارامترهای مربوط به عملکرد(Performance) که پارامترهایی مثل سرعت اتصال , تاخیر , لرزش تاخیر , گم شدن بسته ها , نرخ هایDownload وUpload را دربر می گیرد.
۲- پارامترهای مربوط به اطمینان (Reliability) شامل:
زمان دسترسی (Access Time) , تعداد تلاش ها برای برقراری ارتباط , و سایر پارامترهای مربوط به ثبات و اطمینان سرویس.
۳- پارامتر های مربوط به پشتیبانی , امنیت و سهولت استفاده که در جای خود به آنها خواهیم پرداخت.

بخش اول
کیفیت سرویس از دیدگاه برنامه های کاربردی تحت اینترنت
۱-۱ آشنائی با معماری اینترنت

اینترنت کنونی ریشه در ARPANET , شبکه داده های بخش تحقیقات پروژه در وزارت دفاع ایالات متحده (DARPA) در اوایل دهه ۱۹۶۰, دارد. هدف از پروژه شبکه ARPANET ایجاد یک شبکه قوی برای پشتیبانی از فعالیت های نظامی مانند عملیات بمباران بود.برای نیل به این مقصود , ARPANET بر اساس مدل دیتاگرام (DATAGRAM) استوار گردید.مدل فوق در حقیقت تقلیدی از شبکه پستی است که در آن هر بسته داده بطور جداگانه و بصورت مستقل به مقصد ارسال می گردد.شبکه دیتاگرام دارای ساختار بسیار ساده و در عین حال دارای قابلیت انعطاف خودکار در مواجهه با تغییرات احتمالی در توپولوژی شبکه می باشد.تا سال

های متمادی اینترنت بوسیله دانشمندان جهت تحقیقات شبکه و تبادل اطلاعات بین محققان استفاده می شد. دسترسی از راه دور(Remote Access) , ارسال فایل و پست الکترونیکی محبوب ترین برنامه های کاربردی در آن زمان بودند که مدل دیتاگرام در این موارد بخوبی کار می کرد.شبکه جهانی وب (World Wide Web) اینترنت را بشکل اساسی متحول نمود و در حال حاضر WWW بزرگترین شبکه سراسری جهانی شناخته می شود.کاربردهای جدید مانند کنفرانس های ویدئویی دیجیتال , جستجو در وب , رسانه های الکترونیکی , بوردهای گفتگو (Discussion Boards) و تلفن اینترنتی با سرعت خارق العاده ای فراگیر گشته و

تجارت الکترونیک- E-Commerce انقلابی در تجارت بین الملل و اقتصاد جهانی پدید آورده است. با ورود به قرن ۲۱ اینترنت به عنوان زیرساخت اصلی جهان ارتباطات درآمده است . در ادامه مدل دیتاگرام زمینه ای برای پیدایش پروتکل TCP/IP گشت که در حال حاضر پروتکل فوق بستر اصلی جابجایی داده ها در اینترنت بوده و کلیه سخت افزارها و نرم افزارهای شبکه جهانی اینترنت بر اساس این پروتکل طراحی و ساخته شده اند. ولی با توجه به نقاط ضعف فراوان پروتکل فوق که در ادامه به برخی از آنها اشاره می گردد پروتکل های جدیدتری مانند ATMبرای جایگزینی با آن طراحی شده اند لیکن مشکل عمده در این جا است که

در صورت تصمیم در جهت جایگزینی TCP/IP با دیگر پروتکل ها و یا حتی اگر بخواهیم نسخه جدیدتری را به جای آن بکارگیریم مستلزم آن است که کلیه نرم افزارها و سخت افزارهای موجود در سراسر جهان با مدل های جدیدتر تعویض شوند و این یعنی میلیاردها دلار هزینه. جدای از هزینه فوق برای ایجاد هر گونه تغییر در زیرساخت اینترنت تمامی کشورها باید بطور هماهنگ خود را با تغییرات پدیدآمده انطباق دهند برای نمونه برای جایگزینی نسخه IP4 با IP6 کشور ایالات متحده و برخی از کشورهای اروپایی و استرالیا تاریخ مشخصی را تعیین کرده اند که بعضا متفاوت است لذا تغییرات فوق تنها در داخل این کشورها اعمال می گردد و در مسیرهای خروجی ارتباطی Gateway های خاصی در نظر گرفته شده تا اختلال حاصل نشود. پس به نظر می رسد که برای جایگزینی TCP/IP با

پروتکل های جدیدتر که مناسب نیازهای رو به رشد و توسعه یافته اینترنت باشند , زمان و هزینه بسیار کلانی باید صرف شود. با توجه به مطالب فوق به این نتیجه می رسیم که برای انجام هر کار که به اینترنت مربوط می شود شناخت اولیه از پروتکل TCP/IP لازم است. اکنون سعی می کنیم تا پروتکل TCP/IP را تا حدی تشریح کنیم:

اصولا پروتکل در علم شبکه به عنوان قراردادی است که بین دو یا چند دستگاه در شبکه بسته می شود. معمولا برای سهولت و کاهش پیچیدگی هر پروتکل آنرا به چند لایه تقسیم می کنند که هر کدام از لایه ها وظایف خاصی را بر عهده دارند. برای مثال پروتکل OSI هفت لایه و پروتکل های SPX/IPX و TCP/IP هر کدام پنج لایه دارند. لایه های TCP/IP بشکل زیر قرار دارند:

۵ – لایه APPLICATION
۴- لایه TRANSPORT
۳- لایه INTERNET
۲- لایه DATALINK
۱- لایه PHYSICAL

هر لایه وظایف مختلفی دارد که اغلب به صورت چند بایت Header به داده های لایه قبلی اضافه می شوند یعنی هر گاه داده ای بخواهد از طریق پروتکل TCP/IP منتقل گردد با ورود به لایه Application به چند قسمت تقسیم شده و وظایف لایه Application بشکل چند بایت به ابتدای آن افزوده می گردد و اینکار با انتقال هر بخش از لایه ای به لایه دیگر ادامه می یابد تا در نهایت تکه ای از داده ها به نام بسته (Packet) از طریق محیط انتقالی مانند کابل های شبکه به دستگاه مقصد ارسال گردد و در مقصد نیز لایه ها به ترتیب معکوس نسبت به لایه های مبدا, وارد عمل شده و بایت های Header مربوط را خوانده و پس از انجام عملیات لازم بر روی داده ها و انجام سایر وظائف آنها را به لایه های بالاتر انتقال می دهند. در نهایت داده ها به شکل اولیه در می آیند. حاصل این عملیات انتقال داده ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر از طریق شبکه می باشد .مختصری از وظائف لایه های TCP/IP را از پائین ترین لایه در زیر آورده ایم:

۱- لایه فیزیکی :
وظیفه این لایه ارسال و دریافت بیت‌های خاصی می‌باشد که توسط لایه اختیار این لایه قرار داده می‌شود. البته آدرس فیزیکی دستگاه ( مثلاً آدرس تعبیه شده در کارتهای شبکه ) در زیر لایه MAC موجود در لایه فوقانی به بیت ها افزوده می‌شود و لایه فیزیکی تنها مسئول رد و بدل کردن صحیح بیت‌ها از طریق محیط انتقالی مربوط می‌باشد.

۲- لایه Data Link :
i. بخش‌های داده موسوم به frame که بسته ها را در بر می گیرند در این لایه تولید می‌شوند.
ii.مسائل مربوط به کنترل خطا شامل شناسایی و تصحیح خطا در این لایه انجام می‌پذیرند.
iii. کنترل جریان داده‌ها در فرستنده و گیرنده ( تنظیم سرعت فرستنده و گیرنده ) و همچنین برطرف کردن Noise های ورودی از دیگر وظائف این لایه هستند.
iv. در برنامه‌ریزی برای دستیابی به کانال اشتراکی نیز در این لایه صورت می‌گیرد.

۳- لایه Network :
i. اصلی‌ترین پروتکل این لایه (ا IP :Inernet Protocol ) می‌باشد.
ii. وظیفه این پروتکل مسیر‌یابی از مبدأ به مقصد بسته‌ها ( Packets) تولیدی است(که آدرس مبدأ و مقصد درHeader بسته های فوق قرار می گیرد).
iii. الگوریتم‌های کنترل تراکم ( کنترل تأخیر، شناسایی جریان ـ Flow ـ و غیره ) در این لایه بکار گرفته می‌شوند.

۴- لایه Transport :
i. دو پروتکل اصلی این لایه عبارتند از : TCPو UDP .
ii. رسیدگی به امر کیفیت سرویس( QoS) در این لایه صورت می‌گیرد.
iii. آدرس پورت‌های ( Ports) نرم‌افزاری لایه فوقانی در این لایه به داده‌ها افزوده می‌شود.
iv. عملیات برقراری و قطع ارتباط و همچنین Multiplexing بین مبدأ و مقصد در این لایه انجام می‌گیرد.

۵- لایه Application :
i. در این لایه داده‌های مورد نظر برای ارسال بر حسب نوع طبقه‌بندی شده و توسط پروتکل های مختلف این لایه قسمت بندی می‌شوند.
ii. اصلی‌ترین پروتکل‌های این لایه عبارتند از : DNS ، FTP ، WWW ، SNMP ، NEWS USENET. مالتی مدیا و Email
iii. از دیگر وظائف این لایه می‌توان مسائل مربوط به امنیت ( Security) را نام برد.

آشنائی با سرویس های کاربردی در اینترنت
بطور کلی سرویس‌های کاربردی در اینترنت در لایه-۵ برحسب نوع پروتکل مورد استفاده در آن طبقه‌بندی می‌شوند که به آنها اشاره کرده‌ایم ولی سرویس‌های کاربردی را چند گونه دیگر نیز طبقه‌بندی می‌کنند:

الف- کاربردهای صوتی – ویدئویی شامل:

۱- جستجو در وب Surfing the web .
۲- کاربردهای صوتی (Audio) :

I گفتگو صوتی( Conversational Voice).
II پیام‌های صوتی(Messaging Voice).
III جریان های صوتی یکطرفه با کیفیت بالا مانند موسیقی ((High quality Streaming Audio .

۳- کاربردهای تصویری (Video) :

I تلفن ویدئویی (کنفرانس ها و گفتگوهای تصویری از این نوع هستند) (Video Phone).
II ارسال یکطرفه (One way) مانند اخبار تلویزیونی و انواع فیلم ها.

ب) کاربردهای مربوط به ارسال و دریافت داده‌های دیگر شامل:

I جستجو در وب- Web browsing
II سرویس های ویژه مانند Ecommerce .
III انواع بازی‌ها – Interactive Games.
IV سایر سرویس ها ماتتد Telnet و Fax و غیره

معرفی ۴ پارامتر اصلی کیفیت سرویس
اصولاً ۴ پارامتر اصلی در کیفیت سرویس های مختلف موثر هستند که مستقل از روش اتصال کاربران به اینترنت مورد بررسی قرار می‌گیرند:

۱- پهنای باند ÷ Bandwidth:
در علم شبکه و انتقال داده‌ها پهنای باند عبارت از دامنه فرکانسی مورد استفاده جهت ارسال و دریافت داده‌ها بر حسب HZ می باشد. ولی معمولاً با توجه به رابطه مستقیم پهنای باند با نرخ ارسال بیتها , پهنای باند در اینترنت را بصورت نرخ‌های ارسال یا دریافت بیت ها در ثانیه تعریف می‌کنند.
به جرات می‌توان گفت برای اغلب سرویس های کاربردی اینترنت پارامتر فوق اصلی‌ترین عامل موثر در کیفیت سرویس می‌باشد و تکنولوژی‌های جدید مانند فیبرهای نوری نیز در حقیقت برای افزایش پهنای باند ارائه شده‌اند. اگر اینترنت را به صورت مجموعه‌ای از کانالهای اشتراکی و گره‌ها در نظر بگیریم پهنای باند در حقیقت بزرگی این کانالها را نشان می‌دهد.

۲- زمان دیرکرد- تاخیر÷ Latency Time- Delay:
پارامتر مهم دیگر در کیفیت سرویس زمان تاخیر می‌باشد که خصوصاً در کاربردهای بلادرنگ (Realtime) بسیار حائز اهمیت می باشد. گاهی ممکن است پهنای باند اتصال بسیار بالا باشد ولی در اثر وجود مسیر طولانی بین مبداء و مقصد , وجود مسیرهای ماهواره‌ای در راه و یا تعداد زیاد مسیر یاب ها ( Router ) در مسیر ارتباطی تاخیر زیاد باشد که باعث خواهد شد تا حتی استفاده از برخی سرویس‌ها مانند تلفن اینترنتی غیر ممکن شود. تاخیر طبق تعریف شامل مجموع تاخیر انتشار , تاخیر ارسال و تاخیر صف می‌باشد.

۳- لرزش تاخیر÷ Delay Jitter :
پارامتر حائز اهمیت دیگر نوسانات تاخیر یا لرزش تاخیر است. هنگامی که نوسانات تاخیر زیاد باشد ترتیب بسته‌های ارسال شده و دریافت شده در مبداء و مقصد تغییر می‌نماید و این مساله در کاربردهای Realtime باعث بروز اختلال خواهد شد. به همین علت لرزش تاخیر
نباید بزرگتر از تاخیر صف و بدترین حالت تأخیر ارسال باشد. البته با استفاده از حافظه بافر در دستگاه مقصد تا حدودی می‌توان مشکل لرزش تاخیر را حل نمود.

۴- نرخ گم شدن بسته‌ها÷ Packet Loss Rate :
نرخ گم شدن بسته‌ها برابر درصد بسته های گم شده نسبت به کل بسته‌های ارسالی می‌باشد. علت بروز این پدیده معمولاً وجود تراکم در اینترنت می‌باشد،‌ و با تخصیص پهنای باند مناسب و حافظه بافر برای جریانهای ترافیکی در گره های شبکه قابل حل می‌باشد. همانطور که اشاره شد پروتکل TCP/IP خصوصاً در

مورد کیفیت سرویس (Qos ) دارای نواقص بسیاری است. پروتکل‌های جدید مانند ATM و IPver6 تا حدود بسیار زیادی این نقیصه را بر طرف کرده‌اند تا جایی در تکنولوژی ATM می‌توان کیفیت سرویس را تضمین نمود. ولی از آنجا که جایگزینی TCP / IP با پروتکل‌های دیگر بسیار سخت می‌باشد محققان روش‌هایی را معرفی کرده‌اند که بتوانیم تا حدودیQoS را در TCP/IP نیز داشته باشیم در ادامه به معرفی دو معماری برای پشتیبانی QoS می‌پردازیم:

آشنایی با معمارهای جدید جهت پشتیبانی QoS در اینترنت

الف) سرویس‌های مجتمع-Integrated Services:

ساده‌ترین معماری اینترنت به مدل (Best Effort) مشهور است که در آن بسته‌ها بدون توجه به هیچ مسأله‌ای و بطور جداگانه بسوی مقصد ارسال می‌شوند و بعضاً مسیرهای جداگانه ای را طی می‌کنند که این مسأله خصوصاً در مورد Delay Jitter و Delay و Loss بسیار مشکل ساز است. در دهه نود محققان گروه (IETF (Internet Engineering Task Force به این فکر افتادند تا نوعی معماری معرفی کنند که در آن با رزرو کردن و تخصیص منابع موجود در اینترنت خصوصاً در

Router ها تا حدودی وجود منابع برای برنامه‌های کاربردی مختلف را فراهم نمایند تا در نتیجه آن تا حدی QoS حاصل گردد. معماری سرویس‌های مجتمع بر پایه رزرو منابع در ـ جریان (Per – flow Resource Reservation ) می‌باشد. برای تضمین منابع یک برنامه کاربردی قبل از آنکه ترافیک را به شبکه ارسال نماید باید در ابتدا منابع را رزرو نماید. رزرو منابع شامل چند قدم می‌باشد، در قدم اول برنامه کاربردی باید نیازهای مورد نظر از لحاظ منابع و همچنین خصوصیات ترافیک ارسالی را از نظر پارامترهای QoS شناسایی کند. آنگاه شبکه برای یافتن مسیری بر پایه منابع موجود از یک پروتکل مسیر‌یابی استفاده می‌کند. سپس یک پروتکل رزرو کردن برای اعمال عملیات رزرو در سراسر مسیر به کار گرفته می‌شود. در هر hop ( ایستگاه در مسیر مانند مسیر یاب ( Router ) ) این مسأله

توسط Admisson Control بررسی می‌شود که آیا منابع آزاد مناسب برای پذیرفتن عملیات رزرو مورد نظر وجود دارد یا نه. هنگامی که عملیات رزرو انجام پذیرفت، برنامه کاربردی شروع به فرستادن ترافیک از طریق مسیر فوق و منابع از قبل رزرو شده خواهد نمود. رزرو منابع بوسیله طبقه‌بندی بسته‌ها و مکانیزم‌های زمانبندی در اجزاء شبکه از جمله مسیر یاب ( Router ) ها صورت می‌گیرد.

گروه کاری سرویس‌های مجتمع دو نوع مدل سرویس که کاربر می‌تواند آنها را برگزیند، ارائه کردند:
مدلهای سرویس تضمین شده و سرویس کنترل شده از لحاظ، بارگذاری (Controled Load Service ) در سرویس تضمین شده سعی بر آن برده تا به نوعی بدترین ـ حالت تأخیر را بتوان از قبل تعیین نمود. این رویه خصوصاً در کاربردهای Realtime بسیار حیاتی می‌باشد ولی در مدل دوم یا سرویس کنترل شده از لحاظ بارگذاری توجه به مسأله تضمین نمی باشد و این مدل مانند شیوه Best – Effort کار می کند. پروتکلRSVP (Resource Reservation Setup Protocol )برای اعلام نیازهای برنامه کاربردی به شبکه و همچنین عملیات رزرو منابع در طول مسیر به صورت استاندارد درآمده است.

سرویس‌های مجتمع در حقیقت اولین گام جدی در جهت پشتیبانیQoS در اینترنت بود که با روش تخصیص منابع و پروتکل RSVP در اوایل دهه ۱۹۹۰ ارائه گردید.
بکارگیری معماری سرویس‌های مجتمع توسط سرویس دهندگان به دلایل مختلف بسیار آهسته صورت می‌گرفت. دلیل اول آنکه معماری سرویس‌های تفکیک شده اساساً بر روی کاربردهای حساس به تأخیر و بلند مدت متمرکز شده بود. در حالیکه WWW دور نمای اینترنت را بطور کامل دگرگون کرده بود. و اغلب

ترافیک‌های ارسالی در وب کوتاه مدت بودند. در حالیکه رزرو بر اساس جریان بیشتر در کاربردهای بلند مدت مانند کنفرانس‌های ویدئویی و غیره معنا دارد و برای ترافیک تولیدی توسط وب مناسب نیست. دیگر اینکه سربار بوجود آمده توسط عملیات رزرو در هر قسمت بسیار بالا است. همچنین عملیات حسابرسی و مکانیزم‌های مربوط برای بکارگیری سرویس‌های مجتمع آن هم با وجود تعداد بسیاری زیاد جریان‌های ترافیکی پر سرعت و وجود تعداد زیادی سرویس دهنده که از منابع مشترک بهره می‌گیرند امری دور از امکان به نظر می‌رسد.

با توجه به آنچه اشاره شد معیارهای سرویس‌های مجتمع بیشتر در شبکه‌های محدود از لحاظ استفاده و آن هم در صورت وجود تعداد محدودی جریان تولید شده توسط برنامه‌های کاربردی عملی و سودمند خواهد بود. با این وجود مکانیزم‌های بکاررفته در این معماری بعدها منجر به پیدایش رو‌ش‌های جدیدتر مانند سرویس‌های تفکیک شده((Differentiated Services گردید.

ب) سرویس‌های تفکیک شده – Differentiated Services :

معماری سرویسهای تفکیک شده بعنوان روش جایگزین برای رویه تخصیص منابع برروی شبکه‌های سرویس دهندگان توسعه یافت. در اواسط سال ۱۹۹۷ سرویس دهندگان احساس کردند که سرویس‌های مجتمع برای بکارگیری در مقیاس‌های بزرگ، مناسب نمی‌باشد.

نیاز برای مدل سرویس جدیدی احساس گردید. جامعه اینترنت بدنبال سرویسی بود که بهتر از مدل Effort Best کار کند.
پس از بحث‌های متوالیIETF یک گروه کاری جدید را جهت توسعه کارگاه و استانداردهایی برای ایجاد تخصیص در چندین سطح سرویس شکل داد. روش جدید بنام سرویس‌های تفکیک شده ، که بسیار متفاوت با سرویس‌های مجتمع می‌باشد، موسوم گشت. در این معماری بجای رزرو کردن بر اساس جریان، ترکیبی ازTraffic Prioritization Probisioning و Edge Policing برای رسیدن به سرویس‌های تفکیک شده مورد استفاده قرار می گیرد. در معماری سرویس های تفکیک شده ترافیک ارسالی به تعداد کمی از کلاس‌های ارسالی (Forwarding Classes ) تقسیم می‌شود. در هر کلاس ارسالی،‌ مقداری از ترافیک که توسط کاربر به شبکه تزریق می‌گردد محدود شده است. با تغییر تعداد نهایی ترافیک مجاز در شبکه، سرویس‌دهندگان سطح منابع تدارک شده را تنظیم کرده و از این رو درجه‌ای از تضمین منابع برای کاربران حاصل می‌شود.
نکته اساسی در یک شبکه پشتیبان سرویس های تفکیک شده فرستادن بسته به کلاس ارسالی مناسب می‌باشد . بسته فوق معمولاً بر اساس توافق سطح سرویس (SLA) بین کاربران و سرویس دهنده،‌ طبقه بندی می گردد. همچنین گره‌های موجود در شبکه جهت حفاظت شبکه در مقابل از دست دادن منابع در هنگام ترافیک بالا از مکانیزم Traffic policing بهره می‌برند.
کلاس ارسالی به کد تبدیل می شود و درheader بسته قرار می گیرد. پس از آن می توان از این اطلاعات برای تفکیک نوع برخورد با بسته‌ها سود برد. کلاس‌های ارسالی برای اولویت در برداشتن بسته ها و یا اولویت در منابع بکارگرفته می‌شوند. برای مثال،‌وقتی یک Link دارای تراکم باشد ،‌شبکه بسته‌ها با اولیت برداشت بالاتر را زودتر بر می‌دارد.
سرویس‌های تفکیک شده نیازی به راه‌اندازی عملیات رزرو منابع ندارند. تخصیص کلاس‌های ارسالی معمولاً با توجه به SLA منعقد مابین مشتری و سرویس‌ دهندگان صورت می‌پذیرد و بجای اعمال شیوه‌های مربوط به جریانهای داده مجزا،‌ به کلاس‌های ارسالی جداگانه

اعمال می‌گردد. این ویژگی مناسب کاربردهای وب می‌باشد. همچنین معماری سرویس‌های تفکیک شده نسبت به سرویس‌های مجتمع بسیار انعطاف‌پذیرتر و ساده‌تر می‌باشد و تنها پیچیدگی کار مربوط به طبقه‌بندی بر اساس کلاس ها است که در یک مرحله در شبکه صورت می‌گیرد
سرویس‌های تفکیک شده شیوه‌ای برای تضمین منابع می‌باشند. کیفیت تضمین بستگی به تدارک صورت گرفته و چگونگی مدیریت منابع دارد. که البته تضمین دقیق این کیفیت بسیار پیچیده بوده و تنها در تکنولوژی‌های نوین مانند AT M وجود دارد

طبقه بندی کاربران از لحاظ سطح استفاده آنان از اینترنت
دسته‌بندی اصلی در مورد استفاده کاربران در اینترنت می‌توان بشکل زیر در نظر گرفت:‌

– اطلاعات – سرگرمی – ارتباطات
-برنامه‌های کاربردی خاص – تجارت

۱- اطلاعات:
برای کاربران عادی و حتی شرکت های بزرگ که نیاز به اطلاعات و تحقیقات دارند اینترنت می‌تواند منبعی تمام نشدنی از اطلاعات باشد. حال چگونه می‌توان اطلاعات را از اینترنت استخراج کرد:‌
– جستجو و گشت و گذار در وب – Download کردن فایل‌های داده
– دسترسی به محتوای از پیش تهیه شده – فیلتر نمودن اطلاعات با ابزار ویژه اینکار.
– Interface های آماده شده جهت جستجوهای حرفه‌ای

برای مورد اول یعنی گشت و گذار در وب تنها نیاز یک کاربر یک ISP (سرویس دهنده) می‌باشد که از طریق آن به اینترنت اتصال یابد. بر طبق تئوری وی می‌تواند به هر وب سایتی در هر کجا از جهان که باشد از طریق کانالها و چهارراه‌های ارتباطی اتصال پیدا کند. ولی در اینترنت این امر همواره امکان‌پذیر نیست و ممکن است بعلت بروز مشکلات موقت در بخش خاصی از اینترنت یا سربار موجود آمده در وب سایت این ارتباط برقرار نشود.
اصلی‌ترین نیاز از لحاظ Qos در مورد گشت و گذار در وب و Download کردن فایل‌های داده سرعت اتصال می‌باشد .در صورتیکه این سرعت پائین باشد جریان های ویدئویی و صوتی – گشت و گذار در وب و عملیات Download بسیار خسته کننده و پر خرج خواهد شد.

سؤال اساسی مطرح شده این است که سرعت و اطمینان مورد نیاز چقدر است؟ تجربه به ما نشان داده که در مصارف عادی تاخیر تا ms 250 و نرخ فقدان بسته‌ها تا % ۵ و در مورد کاربردهای Realtime مثلا کاربرد های ویدئویی تاخیر تا ۲۵۰ms و فقدان تا ۱% ایده‌آل می‌باشد.در برترین سرویس دهنده ایالات متحده میزان تاخیر حدود ۷۳ms و فقدان ۰۹ms است.و در UUNET که اکثر سایت‌های معروف به آن متصل می‌باشند تاخیر فوق ۱۲۰ms می باشد و در کشور ما ۵۴۰ms تاخیر استاندارد ماهواره و حدود ۳۰۰ تا ۱۰۰ میلی ثانیه تاخیرهای مربوط به Server و مراکز مخابراتی -PSTN باهم جمع شده و تاخیری در حدود ۸۶۰ms بوجود می‌آید و نرخ فقدان نیز در حدود ۷% تا ۱۵% می‌باشد که فاصله بسیار زیادی از استاندارد تعریف شده دارد با این وجود اندازه های تاخیر ۸۶۰ms و فقدان حدود ۷% در کشور ما ایده‌آل بوده و کاربران احساس سرعت می‌کنند. پس به این جمع‌بندی می‌رسیم که سرعت امری نسبی بوده و تا حدی به دیدگاه کاربر بستگی دارد

۲- فیلتر کردن داده ها:
سیستم فیلتر کردن داده ها برای استفاده از اینترنت خصوصا برای کاربرانی که در استفاده از اینترنت پایبند به مسائل اخلاقی بوده و یا هنگام کار کردن با سرویس Email خود از SPAM ها و Email های ناخواسته رنج می برند بسیار مفید است.

۳- سرگرمی :
در حال حاضر کانال های تلویزیونی , ویدئو , انواع موزیک, پیام رسان ها و انواع بازی های تحت وب جزء سرگرمی ها محسوب می گردند. و بطور کلی نیاز های مربوط به QoS در مورد سرگرمی خصوصا پهنای باند و تاخیر و فقدان بسته ها نسبت به گشت و گذار معمولی در اینترنت بیشتر می باشد.

۴- ارتباطات :
در حال حاضر ارتباطات در قالب پیام رسان ها (Messengers) , گپ (Chat) و تلفن اینترنتی و غیره بستر بسیار مناسب و کم هزینه ای برای برقراری ارتباطات مختلف می باشد. حتی شرکت های بسیار بزرگ برای کاهش هزینه های خود به این روش ها روی آورده اند.

اکنون که با انواع استفاده از اینترنت و سرویس ها آشنا شدیم بجاست که کاربران را به سه دسته اصلی تقسیم کنیم :

۱- خانواده ها و استفاده کنندگان شخصی:
این قشر از استفاده کنندگان معمولا برای عادی ترین کارهای روزانه مانند خرید از اینترنت بهره می گیرند که البته در کشور ما ایران اغلب استفاده این قشر شامل گشت وگذار در وب و برقراری ارتباطات می شود.

۲- شاغلان از طریق اینترنت (Teleworkers):
اینها کسانی هستند که برای نمونه در یک کشور کار و در کشور دیگری زندگی می کنند مانند شاغلان در شرکت های چند ملیتی و بورس های جهانی که تعداد آنها در کشور ما رو به رشد است.

۳- شرکت ها:
این قشر از کاربران برای ارتباطات , تبلیغات , مصارف خاص اطلاعاتی و غیره از اینترنت سود می برند. البته در سایر کشور ها شرکت ها خود به دسته کلی شرکت های تازه تاسیس و شرکت های دارای سابقه تقسیم می شوند که نیازها و سطح استفاده آنها از اینترنت متفاوت می باشد.

بخش دوم
کیفیت سرویس از دیدگاه کاربران
بررسی اجمالی پارامترهای مواثر در کیفیت از دید کاربران اینترنت

پارامتر های کیفیت از دیدگاه کاربران به سه دسته کلی تقسیم می شوند که در قسمت های بعدی به طور کامل به آنها می پردازیم. اصولا بخشی از پارامترها بین کاربر تا ISP قرار دارند و برخی دیگر بین ISP تا Backboneجهانی اینترنت .دسته اول به پارامترهای DownStream معروف می باشندکه برای درک بهتر آنها لازم است ابتدا انواع روش های اتصال خصوصا درکشور ایران را بشناسیم:

۱- اتصال DialUp از طریق PSTN :
در این روش کاربران از طریق یک خط تلفن و یک دستگاه مودم به روش شماره گیری از طریق بستر مخابراتی PSTN که همان بستر برقراری ارتباطات عادی تلفن و مراکز مربوطه مخابراتی است, به مودم های متصل به سرور یک سرویس دهنده متصل می شوند. عوامل مواثر در سرعت اتصال عبارتند از:
الف) توپولوژی مخابراتی واسط بین کاربر و ISP.
ب) تنظیمات و نرم افزار های بکار رفته در دو طرف.
ج) نوع مودم ها و سایر تجهیزات بکار رفته در سرورهای ISP و دستگاه کاربران.
د) تراکم خطوط ارتباطی ISP ها و نرم افزار های مربوط به کنترل و حسابرسی کاربران.

در حال حاضر سرعت ایده آل اتصال به سرورbpSec 33600 می باشد. که معمولا به علت مشکلات مخابراتی (عامل اول در بالا) اگر کاربران و سرویس دهنده در یک مرکز مخابراتی و یا در مراکز مخابراتی همجوار نباشند این سرعت کاهش یافته و به حدود bpSec 28800 می رسد و علاوه بر این نرخ فقدان بسته ها به شدت افزایش می یابد. البته به تازگی برخی از سرویس دهندگان با نسب تجهیزات مخابراتی ویژه مانند سوئیچ های دیجیتالی در مراکز مخابراتی و استفاده از خطوط E1 اقدام به ارائه سرویس با سرعت KbpSec 56 نموده اند.

۲- اتصال از طریق تکنولوژی ISDN :
در این تکنولوژی کاربر در آن واحد می تواند از یک کانال ارتباطی برای استفاده عادی از خط تلفن و یک کانالKbpSec 64 برای اتصال به اینترنت بهره گیرد و یا با استفاده از هر دو کانال با سرعت KbpSec 128 به اینترنت اتصال پیدا کند. البته با توجه به عدم نسب تجهیزات مربوطه در مراکز مخابراتی به صورت فراگیر و پهنای باند بالاتر روش XDSL که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت , این روش راه درازی تا فراگیر شدن در کشور ما دارد.

۳- تکنولوژی XDSL :
در این تکنولوژی خطوط تلفن بین کاربر و سرویس دهنده به صورت اجاره ای (Leased) در می آیند لذا برای برقراری ارتباط دیگر نیازی به شماره گیری نخواهد بود و از این لحاظ هزینه ارتباطی نسبت به دو روش قبلی کاهش می یابد.در این روش از یک جفت مودم XDSL):HDSL و یا ADSL و غیره) استفاده می شود که داده ها بصورت دیجیتالی بین کاربر و سرویس دهنده جابجا شده و در نتیجه سرعت اتصال حتی به MbpSec 2 می رسد. البته در این روش مسافت بین کاربر تا سرویس دهنده از عوامل محدود کننده در سرعت بوده و در صورت افزایش این فاصله به بیش از چندین کیلومتر سرعت اتصال ازKbpSec 64 تجاوز نخواهد کرد.لازم به ذکر است به علت هزینه های بالا تنها شرکت ها و سازمان های بزرگ و خود سرویس دهندگان از این روش برای ارتباط با اینترنت استفاده می کنند.

۴- ارتباط از طریق ماهواره:
در این روش که اغلب ISP های بزرگ از آن استفاده می کنند.از Set تجهیزات ارسال و دریافت و یا برای کاهش هزینه فقط برای دریافت از ماهواره استفاده شده و جهت ارسال از روش های ذکر شده در بالا استفاده می گردد. معروفترین سرویس دهندگان ماهواره ای در کشور ما مانند KPN , Thiacom , Arabsat , Teleglobe و چندین شرکت بین المللی دیگر هستند که به علت عدم اتصال ایران به فیبرهای نوری جهانی که پرسرعت ترین و مطمئن ترین راه اتصال می باشد , بازار مناسبی را در ایران پیدا کرده اند . البته با توجه به تاخیر زمانی در حدود MSec 540 و هزینه بالا پهنای باندکه در این تکنولوژی وجود دارد سرعت

استفاده از اینترنت در ایران بسیار پائین بوده و استفاده از برخی سرویس ها مانند کنفرانس های ویدئویی برای استفاده کنندگان عادی امکان پذیر نیست.

در جدول زیر چکیده ای از روش های اتصال و حداکثر پهنای باند هر تکنولوژی را آورده ایم.

حداکثر پهنای باند روش اتصال

MbpSec 2000 Fiber Optics
MbpSec 100 Fast Ethernet
MbpSec 45 T-3
MbpSec 45 Sattelite
MbpSec 34 E-3
MbpSec 10 Cable Modem
MbpSec 2 ADSL
KbpSec 128 ISDN
KbpSec 56 Standard Modem

دسته دیگر از عوامل مواثر در کیفیت به روش اتصال سرویس دهنده و Backbone جهانی مربوط است که به پارامترهای Upstream مشهور می باشند. این پارامتر ها به عوامل متعددی مانند شبکه مورد استفاده برای برقراری ارتباط بین ماهواره سرویس دهنده و Backbone اینترنت – مثلا UUNET – و تراکم Backbone در ساعات استفاده و حجم کانال های ارتباطی و غیره بستگی دارد که پرداختن به جزئیات آنها از حوصله بحث ما خارج می باشد.

پارامترهای مربوط به عملکرد (Performance)
این پارامترها که عملکرد سرویس از لحاظ سرعت انواع پهنای باند و مسائل مربوط به تاخیر را نشان می دهند به شکل زیر ارائه شده است

پارامتر ۱: حداکثر پهنای باند اتصال طبق تئوری
تعریف :
عبارت از ماکزیمم نرخ ارسال داده ها بر حسب کیلو بیت در ثانیه KbpSec بین کاربر و ISP می باشد.
ملاحظات:
در روش DialUp مرسوم مقداری حداکثر برابر با KbpSec 56 دارد.

پارامتر ۲: پهنای باند اتصال بدست آمده در عمل.
تعریف:
مقدار میانگین نرخ ارسال یا دریافت داده ها است که در عمل بدست می آید.
ملاحظات:
سرعت فوق در روش DialUp در ابتدای برقراری ارتباط بر روی صفحه نمایشگر ظاهر شده و معمولا در ایران مقداری کمتر از bpSec 33600 دارد. نرخ تعداد کاربران به تعداد خطوط تلفن ISP نیز علاوه بر عوامل ذکر شده در قسمت قبلی در این پارامتر مواثر است.

پارامتر ۳: پهنای باند Download وUpload از اینترنت.
تعریف :
نرخ های دریافت و ارسال داده ها به اینترنت که بر حسب کیلو بایت در ثانیه KBpSec می باشد.
ملاحظات:
پارامتر فوق برای سایت های مختلف در اینترنت متفاوت است .این پارامتر علاوه بر پارمتر بالا ینعی پهنای باند اتصال بدست آمده در عمل به سرعت و شلوغی سایت مربوطه نیز بستگی دارد.برای مثال پارامتر فوق در مورد سایت Yahoo هنگامی که روش اتصال Dialup معمولی در نظر گرفته شود و پهنای باند بدست آمده در عمل bpSec 33600 باشد و نرخ پهنای باند به تعداد خطوط (کاربران همزمان) در ISP مورد نظر استاندارد باشد مقداری در حدود ۳۸ تا ۴۲ کیلو بایت در ثانیه برای دریافت و کمتر از ۳ کیلو بایت در ثانیه برای ارسال خواهد بود (معمولا نرخ ارسال کمتر از نرخ دریافت است که خود این مطلب می تواند دلایل بسیاری مانند نامتقارن بودن سرویس های ماهواره ISP و غیره داشته باشد).

پارامتر ۴: مقدارهای تاخیر , لرزش تاخیر , و فقدان بسته ها.
Delay ,Delay Jitter & Packet Loss))
تعاریف و توضیحات مربوط به پارامترهای فوق بطور کامل در بخش قبلی آمده اند.تنها نکته ای جدیدی که در اینجا مطرح است منشاهای ایجاد پارامترهای فوق می باشد که قبلا به آنها اشاره نشده مانند تفاوت تاخیر در خطوط تلفن دیجیتال و آنالوگ و یا تراکم موجود در شبکه داخلی ISP ها و شبکه های مخابراتی واسط و عوامل جزئی دیگر.

پارامترهای مربوط به اطمینان و پشتیبانی (Reliability)

پارامتر های فوق که بیانگر ثبات و اطمینان و سهولت استفاده از سرویس ها هستند در قالب پارامتر های ۵ تا ۹ بشکل زیر ارائه می گردد:
پارامتر ۵: تعداد تلاش های صورت گرفته برای برقراری ارتباط با ISP.
تعریف:
مقدار متوسط تعداد تلاش هایی است که برای برقراری ارتباط با ISP بر حسب درصد موفقیت صورت می گیرد.
ملاحظات:
معمولا این پارامتر دو منشاء دارد .منشاء اول اشغال بودن خطوط تلفن ISP می باشد که علت آن می تواند عدم رعایت نرخ استاندارد تعداد کاربران فعال به خطوط تلفن ISP (مقدار استاندارد ۸:۱ تا ۱۵:۱ ) بوده و منشاء دوم بروز مشکلات مخابراتی در حین برقراری ارتباط (که خود این عامل بعلت دلایل بسیاری مانند داغ شدن مودم ها, ناهماهنگی مودم های در طرف , نرم افزارها و سخت افزارهای بکار رفته در دو طرف و همچنین بروز اختلال در مراکز مخابراتی واسط و غیره پدید می آید.)

پارامتر ۶: زمان اتصال.
تعریف:
مقدار متوسط زمان مورد نیاز برای برقراری اتصال می باشد.

ملاحظات:
در روش DialUp این زمان برابر است زمان فشردن دکمه برقراری ارتباط توسط کاربر تا زمان ورود او به سیستم. این پارامتر نیز به عوامل متعددی از جمله روش شماره گیری , نرم افزار کنترل و حسابرسی مربوط ISP , پروتکل برقرار کننده ارتباط (مانند V90. ) و سایر عوامل مواثر در پارامتر قبلی بستگی دارد.
پارامتر ۷: نرخ قطع شدن ارتباط.
تعریف:
عبارت از مقدار متوسط زمانی است که کاربر به سرورISP متصل می ماند و به دلخواه خود ارتباط را قطع نمی کند.

ملاحظات:
قطع شدن سرویس به عوامل متعدد از جمله بروز مشکلات مخابراتی واسط و مشکلات در سیستم های داخلی سرویس دهنده , پر شدن حافظه دستگاه کابر و در نتیجه قطع ارتباط توسط

سیستم عامل دستگاه کاربر جهت کاهش بار حافظه و نوع مودم ها و تجهیزات بکار رفته در دو طرف و سیاست ISP در قبال مدت زمان اتصال کاربران و عوامل جزئی دیگر بستگی دارد.

پارامتر ۸: فرکانس از کار افتادن و مدت زمان از کار افتادگی ISP در ماه.
تعریف:
تعداد دفعه از کار افتادن سرویس های ISP در ماه و مدت زمان از کارافتادگی در هر بار.

ملاحظات:
این مشکل بر اثر عواملی چون از کار افتادن خطوط تلفن ISP , بروز مشکلات مختلف در سیستم داخلی ISP و یا قطع موقت سرویس برای نصب سیستم های جدید , قطع ارتباط ISP با Backbone اینترنت و بسیاری از عوامل دیگر روی می دهد.

پارامتر ۹: ثبات سرویس ارائه شده.
تعریف:
درصد ثبات کلیه پارامترهای مربوط به کیفیت سرویس.
البـته محاسبه پارامتر فوق نیاز به یکسری کار آماری مانند محاسبه واریانس کلیه پارامترهای اندازه گیری شده در طول یک ماه دارد که در نهایت میانگین اعداد واریانس بدست آمده با ضرائب ارزشی مختلف در ضریب نهایی ضرب شده و درصد ثبات را به ما می دهد.

پارامتر ۱۰: پشتیبانی – خدمات پس از فروش –همخوانی قیمت و کیفیت سرویس ها – سهولت برقراری ارتباط و کار با سیستم های ISP – اطمینان به نرم افزار حسابرسی کاربران – امنیت کابر و غیره

تعاریف:
الف- پشتیبانی : پارامتر فوق شامل روال پاسخگویی به مشکلات و نظرات و پیشنهادات کاربران می باشد که بر طبق استانداردهای مطرح شده در مراجع پاسخگویی ۲۴ ساعته به منظور بر طرف کردن مشکلات کاربران حداقل پشتیبانی ارائه شده می باشد.
ب- خدمات پس از فروش: شامل آموزش , ارائه نرم افزار های کاربردی و غیره که می تواند بنابر سیاست ها و سلایق سرویس دهندگان مختلف طیف وسیع و جذابی از خدمات را شامل گردد.
ج- همخوانی قیمت و کیفیت سرویس های ارائه شده : بهترین سرویس دهندگان آنهایی هستند که سطوح مختلف سرویس با کیفیت و قیمت متناسب برای اقشار گوناگون کاربران فراهم نمایند.
د- سهولت برقراری ارتباط و کار با سیستم های ISP : این پارامتر عبارت است سهولت کار با سیستم های مختلف ISP مانند Mail Server و Cache Server و پشتیبانی نرم افزارهای فشرده سازی(Software Compression) برای افزایش سرعت کاربران و غیره.
ه- اطمینان به نرم افزار های حسابرسی اعم از عملکرد صحیح سیستم حسابرسی (Accounting& Billing) و همچنین امکان مشاهده اعتبار , ریز استفاده و تغییر کلمه عبور و سایر عملیات مرسوم.
و- امنیت کاربر: بدین معنی که Hacker ها کلمه عبور کاربر را به سهولت پیدا نکرده و اطلاعات رد و بذل شده توسط کاربر محرمانه و غیر قابل مشاهده باشد.

ملاحظات:
معمولا این پارامترها از روی فرم های نظرخواهی پر شده توسط کاربران اندازه گیری می شود.

فصل دوم

مقدمه:
Quality of service (QOS) به قابلیت یک شبکه برای ارائه سرویس بهتر برای ترافیک شبکه انتخابی با تکنولوژی های مختلف اشاره می کند که شامل frame relay ،مدل انتقال آسنکرون (ATM)،اترنت و شبکه های۸۰۲۱ ، SONETو شبکه های مسیریابی شده IP که می تواند در همه یا یکی از تکنولوژی های ذکر شده استفاده شود .
هدف اصلی از QOSفراهم کردن اولویت شامل پهنای باند اختصاص داده شده ،لرزش کنترل شده و رکود (مورد نیاز در ترافیک های بلادرنگ و موثر بر هم ) و اصلاح صفات اختصاصی از دست رفته می باشد .
همچنین مهم این است که مطمئن شویم ارایه اولویت برای یک یا تعدادی جریان باعث از دست رفتن اولویت جریان های دیگر نمی شود.
تکنولوژی QOSبلاک های ساخته شده اصلی را که برای تقاضاهای شغلی آینده در فضای WAN، و شبکه های فراهم آورنده سرویس استفاده می شود را فراهم می کند .
این پروژه پیرامون کیفیت و مزیت های QOS که به وسیله Cisco IOS QOS فراهم آورده شده می باشد.
نکته:
یک جریان می تواند یک تعداد از روش ها تعریف شود .یک روش معمول به ترکیبی از آدرس های مبدا و مقصد ،تعداد سوکت های مبدا و مقصد و شناسه های جلسه اشاره می کند.همچنین می تواند به طور وسیع برای هر بسته از یک تقاضای معین یا یک واسط ورودی تعریف شود .ابزارهای شناسایی اخیر اجازه می دهند که شناسایی یک جریان به دقت انجام شود .( برای مثال ، نوع MIME یا URL در یک پاکت HTTP ).در این پروژه ، Flowیا جریان می تواند به همه یا یکی از این معانی اشاره داشته باشد .
نرم افزار Cisco IOS QOS شبکه های پیچیده را قادر می سازد برای کنترل کردن و به طئر پیشگویانه یک تنوع از درخواست های شبکه شده و انواع ترافیک را سرویس دهی می کند.
تقریبا هر شبکه ای مزیتی از QOS را برای بالا بردن بازده دارا می باشد . این شبکه می تواند یک شبکه شرکتی کوچک یا ارایه دهنده سرویس اینترنت یا شبکه سرمایه گذاری باشد .
اهداف پروژه :
• معرفی مفهوم QOS
• تعریف ابزارهای QOS
• مطرح کردن قابلیت های ابزارهای QOS
• مطرح کردن مثال هایی از کاربرد ابزارهای QOS
نرم افزار Cisco IOS QOS دارای مزیت های زیر می باشد :
• کنترل بر منابع :شما بر اینکه کدام منبع مورد استفاده است کنترل خواهید داشت .(پهنای باند ،تجهیزات ، وسایل شبکه گسترده و غیره ). برای مثال ،شما می توانید پهنای باند تلف شده در یک پیوند back bone (ستون فقرات )را به وسیله انتقال دهنده های FTP محدود کنید یا اولویت را به دسترسی یک پایگاه داده مهم بدهید .
• استفاده کارآمدتر از منابع شبکه : با استفاده از مدیریت تحلیل شبکه Cisco و ابزارهای محاسبه ،شما می توانید بفهمید که شبکه شما برای چه استفاده شده است و انکه شما در حال سرویس به مهمترین ترافیک شغلی هستید .
• سرویس مناسب :ارایه کنترل و نمایانی به وسیله QOS ، ارایه دهندگان سرویس اینترنت را قادر می سازد تا به دقت درجات مناسب برای تشخیص سرویس به مشتری های دیگر را عرضه کنند .
• هم زیستی تقاضاهای وظایف بحرانی : تکنولوژی Cisco IOS معین می کند که شبکه WAN شما به طورکارآمد به وسیله تقاضاهای وظایف بحرانی استفاده شده است که برای شغل شما مهمتر هستندکه پهنای باند و کمترین تاخیربرای چند رسانه ای ها و صدا های حساس به زمان استفاده شده است و اینکه تقاضاهای دیگر برای اینکه سرویس عادلانه داشته باشند از اتصالات استفاده می کنند ،بدون اینکه با ترافیک وظایف بحرانی تداخل داشته باشند .
• پایه ای برای یک شبکه کامل درآاینده : اجرای تکنولوژی Cisco IOS در شبکه شما در حال حاضر اولین قدم خوب به سمت شبکه چند رسانه ای تماما کامل در آینده نزدیک می باشند .

مفهوم QOS
اساسا ، QOS به شما این توان را میدهد که سرویس بهتری برای جریان های معین ارایه دهید .این کار به دو روش انجام می شود : بالا بردن اولویت یک جریان یا محدود کردن اولویت جریان های دیگر . وقتی که در حال استفاده از ابزارهای مدیریت تراکم هستید ع شما سعی میکنید اولویت یک جریان را به وسیله صف بندی و سرویس دهی صف ها به روش های مختلف بالا ببرید .
ابزارهای مدیریت صف که برای اجتناب از تراکم استفاده می شود اولویت رت به وسیله پایین آوردن جریان های با اولویت پایین تر قبل از جریان های با اولویت بالاتر بالا می برد .

سیاست گذاری و قالب بندی اولویت یک جریان را بهوسیله محدود کردن توان عملیاتی دیگر جریان ها فراهم می کند ،ابزارهای بازدهی پیوند جریان های بزرگتر را برای نمایش مزیت بر جریان های کوچک تر محدود می کنند .

Cisco IOS QOS یک جعبه ابزار می باشد و بسیاری از ابزار ها نتایج یکسانی را می توانند انجام دهند .
از یک قیاس ساده چنین بر می آیدکه برای محکم کردن یک پیچ نیاز به موارد زیر می باشد :

شما می توانید برای محکم کردن یک پیچ از انبردست یا آچار استفاده کنید . هر دوی اینها اثرات یکسانی دارند ، اما ابزار های متفاوتی می باشند . این موضوع مشابه ابزراهای QOS می باشد . شما نتایج یکسانی به دست خواهید آورد که می تواند با استفاده کردن از ابزار های مختلف QOS انجام شده باشد . اینکه از کدام ابزار استفاده می کنید بستگی به ترافیک دارد . شما هیچ گاه یک وسیله را بدون اینکه بشناسید یا بدون اینکه بدانید چه کاری را انجام می دهید انتخاب نمی کنید ، اگر شما بخواهید یک میخ را بکوبید پیچ گوشتی را انتخاب نمی کنید .

از ابزار های QOS می توان برای سبک کردن مشکلات تراکم زیاد کمک گرفت .اگر چه بیشتر اوقات ، ترافیک خیلی زیاد برای پهنای باند به وجود می آید . در این حالت ،QOS صرفا یک باند پیچی می باشد . یک قیاس ساده ریختن شربت قند داخل بطری می باشد شربت قند از یک ظرف به ظرف دیگر ریخته می شود یا اینکه می توان از یک لوله استفاده کرد .اگر اندازه ی مقدار ریخته شده از اندازه ی لوله بیشتر باشد ، شربت قند هدر می رود . اگر چه شما می توانید از یک قیف برای گرفتن شربت قند ریخته شده اضافه بر اندازه لوله استفاده کنید . این امر به شما اجازه می دهد تا مقدار بیشتری از اندازه لوله را بریزید ، تا زمانی که هنوز شربت قند هدر نرفته باشد ، اگر چه ظرف سرانجام پر می شود و قیف سرریز میکند .

معماری پایه QOS
معماری پایه سه قطعه برای اجرای QOS را معرفی می کند .(به شکل ۱ نگاه کنید .)
• شناساییQOS و علامت گذاری تکنیک ها برای متناسب کردن QOS انتها به انتها
(end-to-end) بین عناصر شبکه .
• QOS داخل عناصر یک شبکه منفرد ( برای مثال ، صف بندی ، فهرست بندی ، و ابزارهای قالب بندی ترافیک )
• سیاست گذار ی/مدیریت توابع محاسبه QOS برای کنترل و اداره کردن ترافیک انتها به انتها در سرتاسر شبکه .
Figure 1 A Basic QoS Implementation Has Three Main Components

علامت گذاری و شناسایی QOS
شناسایی و علامت گذاری در میان دسته بندی و رزرو کردن انجام می شود .
دسته بندی ( طبقه بندی )

برای ارایه سرویس ممتاز به یک نوع ترافیک ، اولا باید شناسایی شده باشد . دوما اینکه بسته را علامت گذاری بکنیم یا خیر ؟ این دو وظیفه ، دسته بندی را تکمیل می کند . وقتی که بسته ای شناسایی شده باشد اما علامت گذاری نشده باشد ، دسته بندی بر اساس یک پرش (per-hop) نامیده می شود . این زمانی اتفاق می افتد که دسته بندی فقط به وسیله ای که در آن است مربوط می باشد و به روتر بعدی منتقل نمی شود .این کار با صف اولویت (PQ) و صف سفارشی (CQ) انجام می شود . وقتی که بسته های علامت گذاری شده برای شبکه گسترده استفاده می سود ، بیت های تقدم IP می توانند مرتب شوند . ( بخش ” تقدم IP: سیگنال بندی QOS شناسایی شده ” را نگاه کنید ).روش های معمول برای شناسایی جریان ها شامل لیست های کنترل دسترسی (ACL)، مسیر یابی بر پایه سیاست گذاری ،سرعت دسترسی کمیته شده (CAR) و شناسایی شبکه بر اساس درخواست ها (NBAR) می باشد .

QOS داخل عناصر یک شبکه منفرد
ابزارهای مدیریت تراکم ، مدیریت صف ، تاثیر یک پیوند و قالب بندی / سیاست گذاری ، QOS را در عناصر یک شبکه منفرد ارائه می دهد .
مدیریت تراکم

به خاطر طبیعت مناسب در ترافیک داده / صوت / تصویر ، اغلب اوقات مقدار ترافیک از سرعت یک پیوند تجاوز می کند . در این حالت ، روتر چه کاری انجام می دهد ؟ آیا روترها ترافیک را در یک صف جداگانه بافر می کنند و اولین بسته را به صورت اولین بسته ی خروجی منتقل می کنند ؟ و یا اینکه بسته ها را در صف های مختلف قرار داده و بیشتر به صف های معینی سرویس می دهند ؟ ابزار های مدیریت تراکم به این سؤالات پاسخ می دهند .
ابزارها شامل صف بندی اولویت (PQ) ، صف بندی سفارشی (CQ) ، صف بندی عادلانه ی موزون (WFQ) و صف بندی عادلانه ی موزون بر اساس کلاس (CBWFQ) می باشند .

مدیریت صف
به دلیل اینکه صف ها اندازه ی بینهایت ندارند ، ممکن است پر شوند و سرریز کنند . وقتی که یک صف پر می شود ،بسته های اضافی نمی توانند داخل صف بروند و ممکن است بیرون بیفتند 
این بسته یک دنباله افتاده است . این جریانی با دنباله های افتاده می باشد که روتر نمی تواند از بیرون افتادن آنها جلوگیری کند .( حتی اگر بسته ای با اولویت بالا باشد .) بنابراین یک مکانیسم برای انجام دو کار لازم است :
۱سعی کنید مطمئن شوید که صف پر نشده است ع به طوری که خانه ای برای بسته های با اولویت بالا وجود دارد .
۲ تعدادی جستجوی ضوابط ، برای بسته های افتاده که اولویت پایین تری دارند قبل از افتادن بسته های با اولویت بالاتر قرار دهید .
کشف تصادفی به هنگام بسته های موزون(WRED) هر دوی این مکانیسم ها را ارائه می دهد .
بازده پیوند
بسیاری مواقع پیوندهای با سرعت پایین یک جریان برای بسته های کوچک تر معرفی می کنند . به عنوان مثال تاخیر سریالی ۱۵۰۰بایتی بر روی یک پیوندkbps 56 حدود ۲۱۴ میلی ثانیه می باشد . اگر یک بسته صوتی پشت یک بسته بزرگ باشد ،بودجه تاخیر برای صوت حتی قبل از اینکه از روتر بگذرد هم تجاوز خواهد کرد . قطعه قطعه کردن و جداسازی پیوند ، به این بسته بزرگ اجازه می دهد که به داخل بسته های کوچک تر به وسیله جدا شدن توسط بسته صوتی قطعه قطعه شود .

این جایگذاری مثل قطعه بندی مهم است ، هیچ دلیلی برای قطعه بندی کردن بسته و قرار دادن بسته صوتی پشت همه بسته های قطعه قطعه شده وجود ندارد .
نکته :

تاخیر سریالی زمانی است که برای گذاشتن یک بسته در پیوند صرف می شود ، برای مثال داده شده ، این مکانیسم اجرا می شود :
اندازه بسته : ۱۵۰۰ بایت *۸ بیت = ۱۲۰۰۰بیت .
سرعت خط : ۵۶۰۰۰ بیت در ثانیه .

نتیجه : ۱۲۰۰۰ بیت / ۵۶۰۰۰ بیت در ثانیه = ۲۱۴ میلی ثانیه .
مزیت دیگر حذف بیت های روی هم رفته ی خیلی زیاد می باشد .برای مثال سرآیند(هدر) های RTP یک سرآیند ۴۰ بایتی دارند .با یک بار مفید کوچک ۲۰ بایتی ، روی هم رفتگی می تواند دو برابر بار مفید در بعضی حالت ها باشد . تراکم سرآیند RTP (همچنین سرآیند بلادرنگ فشرده شده نامیده می شود .) سرآیند را به اندازه ای که بیشتر قابل اداره کردن باشد ،کاهش می دهد .
سیاست گذاری و قالب بندی ترافیک

قالب بندی برای خلق یک جریان ترافیک، که در پتانسیل پهنای باند پر در جریان ها محدود می شود ، استفاده شده است. این ابزار بیشتر اوقات برای جلوگیری از سرریز مشکلات که در مقدمه نام برده شد ، استفاده شده است . برای مثال ، بسیاری از توپولوژی های شبکه از Frame Relay در طرح توپی و پره استفاده می کنند . در این حالت ، سایت مرکزی به طور نرمال یک پیوند با پهنای باند بالا دارد ( مثل (T1 ،
در صورتی که بقیه سایت ها در مقایسه یک پیوند با پهنای باند پایین دارند .(مثلاkbps 384 )

در این حالت ممکن است ، ترافیک از سایت مرکزی به پیوندهای با پهنای باند پایین در دیگر انتهای شبکه سرریز کند . قالب بندی یک روش کامل برای قرار دادن ترافیک نزدیک تر بهkbps 384 برای جلوگیری از سرریز به پیوندهای باقیمانده می باشد .ترافیک ابلاتر از سرعت پیکربندی شده برای عبور دیرتر بافر شده است تا سرعتی که با آن پیکر بندی شده نگه داشته شود .
سیاست گذاری شبیه قالب بندی می باشد ، اما در یک روش خیلی مهم تفاوت دارند : ترافیکی که از سرعت پیکربندی شده تجاوز می کند بافر نشده است. ( و به طور نرمال دور انداخته شده است. )

نکته :
ابزار سیاست گذاری QOS برای مرتب کردن و ارزیابی سیاست های QOS و اهداف آن کمک می کند.
یک متدولوژی معمول شامل گام های نشان داده شده می باشد :
گام ۱شروع کردن خط شبکه با وسایلی مثل پراب های RMON می باشد . این کار به تعیین مشخصه های ترافیک در شبکه کمک می کند . همچنین ، کاربردهای مورد هدف برای QOS باید شروع شده باشد .( معمولا بر حسب زمان پاسخ )

گام ۲ گسترش دادن تکنیک های QOS زمانی که مشخصه های ترافیک فراهم آورده شده و کاربردها برای QOS افزوده شده ، هدف قرار گرفته است .
گام ۳ ارزیابی کردن نتیجه به وسیله تست کردن پاسخ برای کاربردهای مورد هدف برای دیدن اینکه آیا اهداف QOS برآورده شده است ؟
برای راحت کردن گسترش ، شما می توانید “مدیر سیاست گذاری کیفیت سرویس Cisco (QPM)” و
“مدیر وسایل کیفیت سرویس(QDM) ” را ببینید . برای تحقیق سطوح سرویس ، شما می توانید “مانیتور نمایش دهنده شبکه اینترنت Cisco (IPM)” را ببینید .
شما باید به هر تغییری در محیط شبکه رسیدگی کنید ،QOS یک گسترش یکباره نیست بلکه در حال پیشرفت است،و بخش ضروری در طرح شبکه می باشد .
سطوح QOSانتها به انتها

سطوح سرویس به توانایی های واقعی QOS انتها به انتها اشاره می کند ، تعیین توانایی یک شبکه در ارائه سرویس ،برای ترافیک ویژه شبکه از انتها به انتها یا لبه به لبه نیاز می شود .سرویس ها در سطح شدت QOS با یکدیگر فرق دارند ، که این توضیح می دهد که چگونه به طور محکم سرویس می تواند به وسیله پهنای باند ویژه ، تاخیر ، لرزش و ویژگی های از دست رفته محدود شود .

سه سطح پایه از QOS انتها به انتها می توند در سر تا سر یک شبکه ناهمگن فراهم شود ، که در شکل ۲ نشان داده شده است :
• سرویس بهترین تلاش : که فقدان QOS نیز نامیده می شود . سرویس بهترین تلاش اتصال پایه بدون گارانتی می باشد . این سرویس بهترین توصیف برای صف FIFO می باشد که در آن هیچ تفاوتی میان جریان ها وجود ندارد .

• سرویس فرق گذارنده ( QOS نرم نیز نامیده می شود .) : اغلب در مقابل ترافیک بهتر از بقیه رفتار کرده است . ( رسیدگی سریع تر ، پهنای باند متوسط بیشتر و از دست رفتن کمتر میانگین سرعت ). این یک برتری آماری می باشد ، نه یک ضمانت محکم و صریح . این سرویس به وسیله دسته بندی ترافیک و استفاده از ابزارهای QOS مانند PQ ،CQ ،WFQ و WRED ارائه شده است . ( همه این موارد پیش از این در این پروژه بحث شده است .)
• سرویس گارانتی شده(QOS سخت نیز نامیده می شود ) : این یک سرویس قطعی وکامل از منابع شبکه برای ترافیم ویژه می باشد . این سرویس توسط ابزارهای RSVP’s QOS و CBWFQ ارائه شده است .(پیش از این بحث شده است .)
Figure 2 The Three Levels of End-to-End QoS Are Best-Effort Service, Differentiated Service, and Guaranteed Service

تصمیم گیری درباره ی اینکه کدام نوع سرویس برای گسترش شبکه مناسب است ، به چندین عامل بستگی دارد :
۱ تقاضاها یا مشکلاتی که مشتریان سعی می کنند آنها را حل کنند .هر کدام از سه نوع سرویس برای کاربردهای معینی مناسب می باشد . این موضوع برداشت نمی شود که یک مشتری باید به سرویس فرق گذارنده و سپس سرویس گارانتی شده کوچ داده شود . (اگر چه سرانجام اغلب این اتفاق می افتد .)یک سرویس فرق گذارنده _یا حتی سرویس بهترین تلاش _ بسته به نیازمندی های تقاضای مشتری ممکن است مناسب باشند .
۲ سرعتی که هر کدام از مشتری ها می توانند به طور کاربری زیر بنا هایشان را بهبود بخشند . یک مسیر بهبود طبیعی از تکنولوژی وجود دارد که برای ارائه سرویس فرق گذارنده نیاز می شودتا اینکه به ارائه سرویس گارانتی شده نیاز شود ، که یک مجموعه بزرگ از چیزهایی که نیاز می شود،برای سرویس فرق گذارنده است .

۳ ارزش انجام یا گسترش سرویس گارانتی شده ، احتمالا بیشتر از سرویس فرق گذارنده است .

دسته بندی / شناسایی جریان ها
برای ارائه اولویت به جریان های معین ، جریان باید اولا شناسایی شود و (اگر مایل بودیم ) علامت گذاری شود . این دو وظیفه به طور معمول فقط دسته بندی نامیده می شود .به طور سنتی ، شناسایی با استفاده از لیست های کنترل دسترسی (ACL) انجام شده است . ACL ترافیک را برای ابزارهای مدیریت تراکم مثل PQ وCQ شناسایی می کند .به خاطر این CQ و PQ در روترها بر یک پایه پرش به پرش (hop-to hop) جا داده می شود .( یعنی ، جانشینی اولویت برای QOS فقط به روتر وابسته است و با پرش کوچک (hop) به روترهای دیگر در شبکه منتقل نمی شود .) شناسایی بسته ها فقط در یک روتر به تنهایی انجام می شود . در این موارد دسته بندی CBWFQ فقط در یک روتر می باشد . این کار به وسیله جایگذاری بیت های تقدم IP مقابله شده است .

ویژگی هایی مانند مسیریابی بر اساس سیاست گذاری (خط مشی )و سرعت دسترسی کمیته بندی شده می تواند برای مرتب کردن اولویت بر اساس دسته بندی لیست دسترسی توسعه داده شده ، استفاده
می شود .این ویژگی ها انعطاف پذیری قابل توجهی برای انتقال تقدم به وجود می آورد ، که شامل واگذاری به وسیله کاربرد و زیر شبکه مبدا و مقصد و غیره می باشد .
به طور نمونه این امر به طور وابسته ، نزدیک به لبه شبکه گسترده شده است .(یا حوزه اجرایی ) بنابراین هر عنصر شبکه بعدی می تواند سرویس براساس سیاست گذاری معین را ارائه دهد . شناسایی تقاضا براساس شبکه (NBAR) برای شناسایی ترافیک به روش درشت تر استفاده شده است . برای مثال URL در یک بسته HTTP می تواند شناسایی شود . بسته یک بار شناسایی می شود ،و می تواند با یک جایگذاری تقدم علامت گذاری شود .