Trafikegenskaper


I ett tidigare avsnitt lärde du dig om kvalitet vid nätverkstransmission, det vill säga om hur väl ett nätverk kan överföra data mellan enheter utan störningar eller försämring. Några centrala faktorer som påverkar kvaliteten är:

  • Latens (fördröjning): Tiden det tar för ett paket att nå sin destination. Låg latens är viktigt för realtidsapplikationer som röst och video.
  • Jitter: Variation i latensen. Hög jitter gör att paket kommer ojämnt, vilket stör exempelvis videosamtal.
  • Paketförlust: När datapaket tappas bort på vägen. Det påverkar särskilt röst och video, där förlorad data inte alltid kan ersättas.
  • Bandbredd: Hur mycket data som kan skickas per sekund. Otillräcklig bandbredd leder till överbelastning och försämrad kvalitet.
  • Tillförlitlighet: Hur stabil och konsekvent nätverkets prestanda är över tid.

Här ska vi titta närmare på trafikegenskaper för röst, video och data.

Nätverkstrafik – trender

I början av 2000-talet var de vanligaste typerna av IP-trafik röst och data. Rösttrafik har ett förutsägbart bandbreddsbehov och kända ankomsttider för paket. Datatrafik däremot sker inte i realtid och har oförutsägbara bandbreddsbehov. Ibland sker trafiktoppar, exempelvis vid nedladdning av en stor fil, vilket kan tillfälligt belasta länken fullt ut.

Under de senaste åren har videotrafik blivit allt viktigare för affärskommunikation och drift. Tänk på att organisationer numera använder:

  • Videokonferenser för möten
  • Högupplösta övervakningssystem
  • Videoströmning för t.ex. utbildningar

Enligt Cisco Visual Networking Index (VNI) utgör videotrafik 82 % av all internettrafik och även ända upp till 85 % enligt andra källor. Mobil videotrafik förväntas nå 60,9 exabyte per månad vid samma tidpunkt.

Röst

Rösttrafik är förutsägbar och jämn, som visas i figuren. Däremot är den mycket känslig för fördröjning och borttappade paket. Det är inte meningsfullt att skicka om ett röstpaket – därför måste dessa paket få högre prioritet än annan trafik.

Cisco-produkter använder t.ex. RTP-portintervall 16384 – 32767 för att prioritera rösttrafik.

Rösttrafik – Egenskaper och krav

Rösttrafik – Egenskaper Enkelriktad kravspecifikation
  • Smooth (Jämn)
  • Benign (Ofarlig)
  • Drop sensitive
  • Delay sensitive
  • UDP priority
  • Latens ≤ 150 ms
  • Jitter ≤ 30 ms
  • Loss ≤ 1 % Bandwidth (30 – 128 Kbps)

Video

Utan QoS (Quality of Service) och med otillräcklig bandbredd försämras videokvaliteten. Bilden blir suddig, hackig eller fördröjd. Ljudet kan bli osynkroniserat.

Videotrafik är mer oförutsägbar och ojämn jämfört med röst. Dessutom innehåller varje paket mer data och video är mindre tåligt mot förlust. Observera i figuren hur röstpaket anländer var 20:e millisekund och är förutsägbara med en storlek på 200 byte vardera.

I kontrast varierar antalet och storleken på videopaket var 33:e millisekund beroende på innehållet i videon, som visas i figuren.

  • Om video stream till exempel innehåller material som inte förändras mycket från bildruta till bildruta, blir videopaketen små och färre paket krävs för att upprätthålla en acceptabel användarupplevelse.
  • Om video stream däremot innehåller material som förändras snabbt, såsom en actionscen i en film, blir videopaketen större. Fler paket krävs då inom varje 33 ms tidsintervall för att upprätthålla en god användarupplevelse.

Tabellen ger en sammanfattning av videotrafikens egenskaper och krav:

Videotrafik – Egenskaper Enkelriktad kravspecifikation
  • Bursty
  • Greedy
  • Drop sensitive
  • Delay sensitive
  • UDP priority
  • Latens ≤ 200–400 ms
  • Jitter ≤ 30 – 50 ms
  • Loss ≤ 0,1 – 1 %
  • Bandwidth (384 Kbps – 20 Mbps)

Data

De flesta applikationer använder antingen TCP eller UDP. Till skillnad från UDP utför TCP felkorrigering. Dataapplikationer som inte tolererar dataförlust, såsom e-post och webbsidor, använder TCP för att säkerställa att paket som förloras under överföring skickas om.

Datatrafik kan vara jämn eller intensiv i korta perioder. Nätverkskontrolltrafik är vanligtvis jämn och förutsägbar. Vid en förändring i topologin kan kontrolltrafiken öka kraftigt under några sekunder. Men kapaciteten i dagens nätverk är tillräcklig för att hantera denna tillfälliga ökning medan nätverket konvergerar.

Vissa TCP-applikationer kan dock förbruka en stor del av nätverkets kapacitet. FTP försöker till exempel använda så mycket bandbredd som möjligt vid nedladdning av stora filer, som filmer eller spel.

Listan sammanfattar datatrafikens egenskaper:

  • Smooth/burstly (Jämn / Oregelbunden)
  • Benign/greedy (Ofarlig eller resurskrävande)
  • Drop insensitive (Känslig för förlust)
  • Delay insensitive (Känslig för fördröjning)
  • TCP retransmits (TCP med omsändning)

Trots att datatrafik är mindre känslig än röst och video måste nätverksadministratören ändå ta hänsyn till användarupplevelsen (QoE).

Två nyckelfrågor att ställa är:

  • Kommer datan från en interaktiv applikation?
  • Är datan verksamhetskritisk?

Faktorer att beakta för datatrafik och fördröjning:

Faktor Verksamhetskritisk Inte verksamhetskritisk
Interaktiv Prioriteras för lägsta möjliga fördröjning. Mål: 1–2 sekunders svarstid. Kan dra nytta av lägre fördröjning, men inte nödvändigt.
Ej interaktiv Fördröjning kan variera så länge minsta bandbredd uppfylls. Får kvarvarande bandbredd efter röst, video och annan datatrafik.