Управление качество обслуживания

Необходимость во множественном доступе к разделяемым вычислительным ресурсам обусловила создание распределенных систем. Со стороны конечного пользователя, такая система явля­ется не чем иным, как совокупностью сетевых служб, обеспечивающих возможность передачи, получения, обработки и хранения информации или доступа к необходимым ему услугам. Естественно, что для выполнения данных функций распределенная система должна не только предоставлять пользователю необходимые услуги, но и обеспечивать их должное качество — «качество обслуживания» (Quality of Service, QoS).

Отношение QoS определяет взаимные обязательства между объектом и пользователем является способом выражения взаимосвязи требований и воз­можностей системы по обеспечению QoS

Требование (А) Возможности (А).

Управление QoS (QoS management) можно определить как совокупность действий, которые направлены на выполнение объектом требований по поддержанию необходимого уровня QoS, а так же процедур его контроля и администрирования. Управление QoS представляет собой любой вид деятельности, касающийся контроля, управления и администрирования QoS в рамках объекта и его компонентов. Для этого используются различные функции управления QoS (QMF, Quality Management Function), которые основаны на заложенных в объект требованиях к QoS и относятся к любой функции, предназначенной для удовлетворения требований пользователем к QoS. QMF определяется типом объектов, выполняемой функции, затрагиваемых характеристик, используемых механизмов, фаз управления и т. д., а самоуправление QoS включает следующие возможности:

• установку (организацию) QoS по его характеристикам;

• контроль наблюдаемых параметров QoS;

• сигнализацию QoS;

• поддержание необходимого уровня QoS;

• управление объектами QoS;

• запросы относительно некоторой информации или действия QoS;

• предупреждения на основе событий, относящихся к управлению QoS.

При реализации QMF необходимо рассматривать три основные фазы управления QoS:

• фазе прогнозирования, предназначенной для предсказания поведения объекта с тем, чтобы он мог правильно включать механизмы QoS, создавая, как правило, запросы, касающиеся текущей загруженности элементов объекта, предыдущего достигнутого уровня QoS и т. д.;

• фазе организации QoS, служащей для создания условий достижения определенных значений показателей качества, например, выражая требования на QoS, вступая в переговоры или возобновляя их, заключая соглашения по предоставляемому QoS и действиям, предпринимаемым в случае его снижения, и включая необходимые на рабочей фазе механизмы;

• рабочей фазе QoS, предназначенной для слежения за выполнением достигнутых на фазе установления соглашений и выполнения действий при невозможности таких соглашений.

Для соблюдения соглашения об уровне услуг в рамках систем управления (TMN, CORBA, NQMS и др.) в течение времени предоставления услуги осуществляется управление QoS, заключающееся в его поддержании на необходимом уровне и использующее такие механизмы, как:

• управление доступом к объекту;

• выделение ресурсов;

• регулирование работы объекта;

• опрос, предупреждение, фильтрация;

• синхронизацию, обеспечивающую:

o временное соответствие действий или событий;

o гарантию реализации других механизмов целостности и связности.

Первые два механизма служат для управления запросами на услугу и требуемыми для нее ресурсами, соответственно:

• ограничивая посредством механизмов управления доступом приема запросов на услугу, что необходимо для предупреждения перегрузки ресурсов или нарушения текущих временных рамок;

• осуществляя с помощью механизмов выделения ресурсов их перераспределение, например, в целях противодействия обнаруженной деградации QoS или для поддержки приоритетной активности объекта.

Выбор показателей QoS требует предварительного установления их связи с непосредственно контролируемыми или получаемыми на их основе посредством расчетов параметрами QoS. В связи с этим следует различать:

• единичный показатель QoS, который характеризует работу одного объекта или его компонента и получен путем расчета из соответствующих результатов контроля;

• обобщенный показатель QoS, который характеризует работу объекта в целом и/или услугу и формируется из единичных показателей QoS;

• интегральный показатель QoS, который характеризует объект с позиций предоставляемых услуг в части контракта QoS.

На основании полученных показателей, выражаемых набором характеристик QoS, определяются возможности объекта по обеспечению QoS, которые позволяют установить связь предлагаемого QoS с показателями полученного QoS.

Распределенная информационная система, в общем случае, может быть представлена пятью основными составляющими: предметной (enterprise), информационной (information), алгоритмической (algorithmic), конструкторской (engineering) и технологической (technology), каждая из которых характеризуется функциональностью, доступностью, совместимостью, управляемостью, защищенностью. Обобщенная модель исследования любой информационной системы может быть представлена в трехмерном виде (рис. 0) с поверхностями, отражающими область, цель и метод контроля применительно к тому или иному аспекту исследования, в данном случае — качеству обслуживания — QoS в электросвязи, и составляющими модели в виде секущих плоскостей соответствующих поверхностей.

Предметная область определяет предметный аспект контроля распределенной системы, фиксируя требования к качеству и, следовательно, определяя возможный круг параметров и показателей по которым может или должен производиться контроль для обеспечения QoS по заданным характеристикам. Данная область определяет также и возможности по обеспечению QoS.

Рис. 0 Модель исследования распределенной системы

Так как приведенные составляющие распределенных систем могут иметь взаимные связи и ряд наборов утверждений соответствия с возможностями его контроля, в рассматри­ваемом контексте предметная плоскость будет охватывать требования к QoS на всю систему, информационная, алгоритмическая и конструкторская — требования к QoS на составляющие системы, а технологическая — на возможности обеспечения требуемого QoS. Естественно, каждое из этих требований имеет свои особенности, которые с позиций контроля QoS вызывают необходимость рассмотрения фундаментальных вопросов исследования, как самой системы, так и взаимодействия систем.

Функциональность распределенной системы является наиболее важной характеристикой, так как определяет назначение и особенности предметной области. Функциональность объекта включает описание входной информации, результатов ее обработки, а также используемые для получения необходимого результата процессы и их характеристики.

Отдельную группу описания объекта составляет ряд аспектов, которые не учитываются его функциональностью. Эти аспекты включают использование и распределение ресурсов, определяя так называемую доступность объекта, характеризующую возможность установления требуемых характеристик связи в зависимости от ресурсов объекта с вероятностью суммарных потерь попыток установления связи, не превышающей предопределенного значения. Доступность объекта — это вероятность , того, что при запросе к объекту извне, он предоставит в определенный момент времени необходимое количество ресурсов.

Управляемость системы характеризует возможности прямого управления системой, ее мониторинга, а также изменения и даже создания новых функциональных характеристик. Чем выше управляемость системы, тем выше вероятность обеспечения наилучшего ее функционирования, что непосредственно связано с понятием качества.