ศึกษาปัจจัยและคุณภาพของการให้บริการแบบหลากหลายประเภทบนเครือข่ายเอทีเอ็ม

บทที่ 1
บทนำ
1.1 ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา
ในอดีต เครือข่ายการสื่อสารแต่ละประเภท ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการให้บริการของ
สัญญาณเฉพาะด้าน เช่น เสียง หรือ ข้อมูล ต่อมาเทคโนโลยีเครือข่ายการสื่อสารแบบเอทีเอ็ม
(Asynchronous Transfer Mode : ATM) เป็นเครือข่ายที่ถูกออกแบบมาเพื่อรองรับการให้บริการ
หลากหลายประเภท (Multi-Service) ทั้งทางด้านเสียง ข้อมูล รูปภาพ อินเตอร์เน็ต วีดีโอ และข้อมูล
ลักษณะเด่นของเครือข่ายแบบเอทีเอ็ม คือ ความเร็วสูงในการสื่อสารข้อมูล และรับประกันคุณภาพ
ของการให้บริการ (Quality of Service : QoS) ส่วนคุณภาพของการให้บริการของเครือข่ายขึ้นอยู่กับ
ปัจจัยต่างๆ ส่วนคุณภาพของการให้บริการของการส่งข้อมูลแบบไอพีบนเครือข่ายเอทีเอ็ม
(IP over ATM) ต้องอาศัยเทคนิคต่างๆ ที่ช่วยในการควบคุม เนื่องมาจากคุณลักษณะของเครือข่าย
เอทีเอ็มและไอพีมีความแตกต่างกัน
ดังนั้นในสารนิพนธ์ฉบับนี้ จึงนำเสนอข้อมูลต่างๆ ที่เป็นปัจจัยต่างๆ และพารามิเตอร์ที่
เกี่ยวข้องกับการให้บริการของสัญญาณแต่ละประเภทบนระบบเครือข่ายเอทีเอ็ม ศึกษาเฉพาะ
หลักการและทฤษฎีที่เกี่ยวข้องของเทคนิค MPLS (Multi-Protocol Label Switching : MPLS) ซึ่งเป็น
เทคนิคที่ช่วยในการควบคุมคุณภาพของการส่งข้อมูลแบบไอพีบนเครือข่ายเอทีเอ็ม และทดสอบ
คุณภาพการให้บริการบนเครือข่ายเอทีเอ็ม โดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการสร้างแบบจำลอง
เครือข่ายเอทีเอ็ม จำลองการส่งสัญญาณเสียง วีดีโอ และข้อมูล เพื่อให้เห็นถึงคุณภาพของการ
ให้บริการบนแบบจำลองของเครือข่ายเอทีเอ็มที่ทำการศึกษา
1.2 วัตถุประสงค์
เพื่อศึกษาปัจจัยและคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณหลากหลายประเภทบนเครือข่าย
เอทีเอ็ม
2
1.3 ขอบเขตของการวิจัย
1.3.1 ศึกษาปัจจัยต่างๆ ของการกำหนดรายละเอียดการให้บริการของสัญญาณแต่ละประเภท
1.3.2 ศึกษาเทคโนโลยีเชิงทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมคุณภาพในการให้บริการข้อมูล
ไอพีบนเครือข่าย โดยใช้เทคโนโลยีแบบ MPLS
1.3.3 ศึกษาการใช้งานโปรแกรมจำลองการทำงานของเครือข่ายและค่าพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง
ในการสร้างแบบจำลองเครือข่าย
1.3.4 สร้างแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มด้วยโปรแกรมจำลอง โดยแบ่งเหตุการณ์ที่จำลอง ตาม
ประเภทของสัญญาณ ดังนี้
1.3.4.1 การส่งสัญญาณเสียง (Constant Bit Rate : CBR)
1.3.4.2 การส่งสัญญาณข้อมูล (Available Bit Rate : ABR)
1.3.4.3 การส่งสัญญาณวีดีโอ (Real Time Variable Bit Rate : RT-VBR)
1.3.5 เปลี่ยนแปลงชนิดของสัญญาณแต่ละประเภทในการจำลอง
1.3.6 นำผลที่ได้จากการจำลองมาวิเคราะห์และประเมินผลคุณภาพของการให้บริการของ
สัญญาณแต่ละประเภท
1.4 วิธีการวิจัย
ในการจำ ลองการตรวจสอบ วัดประสิทธิภาพ และประเมินผลเครือข่าย มีขั้นตอน
การดำเนินการดังนี้
1.4.1 ศึกษาข้อมูลและเลือกโปรแกรมในการจำลอง
1.4.1.1 ศึกษาแบบจำลองของเครือข่ายเอทีเอ็ม
1.4.1.2 ศึกษาพารามิเตอร์ที่มีผลต่อคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณประเภท
เสียง วีดีโอ และข้อมูล
1.4.1.3 ศึกษาวิธีการใช้งานของโปรแกรมการจำลองการทำงานระบบเครือข่าย
1.4.2 กำหนดเหตุการณ์ในการจำลอง
1.4.2.1 กำหนดแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มที่ใช้ในการจำลอง
1.4.2.2 โดยการแบ่งประเภทของสัญญาณเป็น เสียง วีดีโอ และข้อมูล
1.4.2.3 กำหนดค่าพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณแต่ละประเภท
3
1.4.3 ใช้โปรแกรมจำลองจำลองตามเหตุการณ์ที่กำหนดไว้
1.4.3.1 จำลองตามประเภทของสัญญาณ
1.4.3.2 เปลี่ยนแปลงค่าพารามิเตอร์ประเภทของสัญญาณ เพื่อดูผลการจำลอง
1.4.4 วิเคราะห์ผลการจำลองที่เกิดขึ้น
1.4.4.1 วิเคราะห์ผลจากการจำลองของการส่งข้อมูล เสียง ข้อมูล และวีดีโอ
1.4.5 สรุปผลการวิเคราะห์จากผลการจำลอง
1.5 อุปกรณ์ที่ใช้ในงานวิจัย
1.5.1 เครื่องมือที่ใช้ในการสนับสนุน การจำลอง จำแนกออกได้ดังนี้
1.5.1 คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ (Hardware) ที่ใช้ในการพัฒนา มีดังนี้
1.5.1.1 เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ หรือโน้ตบุ๊ค
1.5.2 ซอฟต์แวร์ (Software) ที่ใช้ในการวิจัย มีดังนี้
1.5.2.1 โปรแกรมจำลองจำลองการทำงานระบบเครือข่าย คือ โปแกรม OPNET
1.5.2.2 โปรแกรมระบบ (Operating System) คือ Window 2000 Professional
1.6 ระยะเวลาในการดำเนินงาน
ระยะเวลา เดือนตุลาคม 2546 – เดือน พฤษภาคม 2547
ขั้นตอนการดำเนินงาน ระยะเวลาในการดำเนินงาน
ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. มี.ค. เม.ย. พ.ค.
1. ศึกษาข้อมูลและเลือกโปรแกรมใน
การจำลอง
2. กำหนดเหตุการณ์ในการจำลอง
3. ใช้โปรแกรมจำลอง จำลองตามเหตุการณ์
ที่กำหนดไว้
4. วิเคราะห์ผลจากการจำลองที่เกิดขึ้น
5. สรุปผลจากการวิเคราะห์การจำลอง
6. จัดทำเอกสารประกอบการดำเนินงาน
4
1.7 ประโยชน์ของผลการวิจัย
ได้ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของการให้บริการบนเครือข่ายเอทีเอ็ม เพื่อเป็นข้อมูลใน
การวิเคราะห์ ตัดสินใจ และเลือกใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีอยู่
บทที่ 2
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง
2.1 เทคโนโลยีเครือข่ายเอทีเอ็ม
เครือข่ายเอทีเอ็มใช้เอทีเอ็มโปรโตคอล (Asynchronous Transfer Mode Protocol) เป็น
มาตรฐานการส่งข้อมูลความเร็วสูง โดยมีความเร็วในการส่งข้อมูลตั้งแต่ 1.5 Mbps ไปจนถึงระดับ
Gbps ทำให้สามารถจัดสรรทรัพยากรหรือความสามารถของระบบเครือข่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพ
มากขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถจัดสรรความเร็วของการส่งผ่านข้อมูลในขณะเวลาหนึ่งๆ ได้
หลายกลุ่ม เช่น ที่ความเร็วของระบบเครือข่าย (Physical Speed) 155 Mbps สามารถจัดสรรความเร็ว
สูงสุดที่ 2 Mbps สำหรับการสื่อสารข้อมูลเสียง ความเร็วที่ 4 Mbps สำหรับการสื่อสารภาพวิดีโอ
และที่เหลือสำหรับข้อมูลอื่นๆ ทำให้สามารถใช้ความเร็วของเครือข่ายได้เต็มประสิทธิภาพ
เครือข่ายเอทีเอ็มถูกพัฒนามาจากเครือข่ายแพ็กเกตสวิตชิ่ง (Packet Switching) ที่มีการ
แบ่งข้อมูลออกเป็นหน่วยย่อยที่เรียกว่าแพ็กเกตที่มีขนาดเล็กและคงที่ที่เรียกว่า “เซล” (Cell) แล้ว
จึงส่งออกไปแล้วประกอบรวมกันเป็นข้อมูลเดิมอีกครั้งที่ปลายทาง และการมัลติเพล็ก
(Multiplex) แบบเอทีดี (Asynchronous Time Division : ATD) ซึ่งจะแบ่งเวลาออกเป็นช่วงๆ ให้
แต่ละช่วงนานพอที่จะส่งเซลได้ 1 เซล โดยเครื่องปลายทางจะจัดสรรจำนวนเวลาที่ใช้ส่งเซลให้
ข่าวสารแต่ละชนิด แตกต่างกันไปตามความเร็วที่จำเป็นของข่าวสารแต่ละชนิด ซึ่งจะต่างจากการ
มัลติเพล็กแบบเอสทีดี (Synchronous Time Division : STD) ซึ่งมีการจัดสรรให้การส่งข่าวสาร
แต่ละชนิดเท่าๆ กัน
เครือข่ายเอทีเอ็ม เป็นระบบสวิตชิ่งนั่นคือ ในเครือข่ายเอทีเอ็มนั้นแต่ละคอนเน็กชั่น
(Connection) สามารถส่งข้อมูลถึงกันได้ทันทีโดยไม่ต้องรอให้ผู้อื่นส่งเสร็จก่อน การส่งข้อมูล
ทราฟฟิกต่างๆ ผ่านเครือข่ายเอทีเอ็ม จะต้องทำการแปลงข้อมูลเหล่านั้นให้อยู่ในรูปแบบที่เป็น
เอทีเอ็มเซลก่อน แล้วจึงส่งผ่านระบบสื่อสัญญาณไปยังปลายทาง ซึ่งจะทำการเปลี่ยนเอทีเอ็มเซล
ที่ได้รับกลับมาเป็นข้อมูลเดิมที่เหมือนกับต้นทาง การที่ใช้เซลที่มีขนาดสั้นและคงที่ ทำให้แน่ใจ
ได้ว่าค่าดีเลย์ของการส่งผ่านเครือข่ายและเปลี่ยนแปลงค่าต่ำสุด โดยไม่ก่อให้เกิดโอเวอร์เฮด
(Over head) มากจนเกินไป และด้วยลักษณะนี้เองทำให้เอทีเอ็มสามารถรองรับทราฟฟิกที่ไวต่อ
การเกิดดีเลย์ เช่น เสียง หรือวิดีโอ รวมถึงทราฟฟิกที่ไวต่อการเกิดดีเลย์ที่น้อยกว่า เช่น ข้อมูลที่มีการ
ส่งเป็นช่วงๆ (Bursty) ส่วนรูปแบบการส่งข้อมูลเอทีเอ็มนั้นจะเป็นแบบคอนเน็กชั่นโอเรียลเต็ด
6
(Connection-Oriented) กล่าวคือ มีการสร้างคอนเน็กชั่นจากต้นทางถึงปลายทาง โดยกำหนด
เส้นทางที่แน่นอนก่อน แล้วจึงเริ่มส่งข้อมูล เมื่อส่งข้อมูลเสร็จก็ปิดคอนเน็กชั่น
2.2 ความหมายของคุณภาพของการให้บริการ
การกำหนดคำว่าคุณภาพของการให้บริการนั้น เป็นมาตราที่ใช้ในการวัดการรับส่งข้อมูล
การยอมรับในเรื่องคุณภาพหากพิจารณาในเชิงเทคนิค นิยามได้ด้วยพารามิเตอร์ดังนี้
2.2.1 การมีให้ใช้งานได้ (Availability)
ในทางอุดมคติต้องได้ 100 เปอร์เซ็นต์ของเวลาการใช้งาน หรือกล่าวได้ว่าเวลาของ
ดาวน์ไทม์ (Downtime) มีค่าเป็นศูนย์ แต่ไม่มีเครือข่ายใดจะให้บริการได้ 100 เปอร์เซ็นต์ หาก
กำหนดค่าการมีให้ใช้งานได้เป็น 99.9999 เปอร์เซ็นต์ก็หมายถึงในหนึ่งเดือนจะต้องมีเวลา
ดาวน์ไทม์ หรือเครือข่ายขัดข้องได้ไม่เกิน 2.6 วินาที
2.2.2 ช่องสัญญาณที่ส่งได้หรือทรูพุท (Throughput)
หมายถึงการรับส่งข้อมูลจากปลายหนึ่งไปยังอีกปลายหนึ่งได้ด้วยอัตราเท่าไร
ในจำนวนบิตต่อวินาทีแต่ไม่ได้หมายถึงค่าสูงสุดของช่องสัญญาณที่จะรับส่งได้ ทั้งนี้เพราะ
ช่องสัญญาณที่ใช้รับส่งได้มีแพ็กเกตและข้อมูลของผู้อื่นรวมอยู่ด้วย ช่องสัญญาณของผู้ส่งต่อกับ
ผู้รับ มีลักษณะการส่งร่วมกับผู้อื่น ค่าทรูพุทนี้อาจใช้ค่าที่ไอเอสพี (Internet Service Provider:ISP)
รับประกันช่องสัญญาณน้อยที่สุดที่จะต้องทำได้หรือที่เรียกว่าค่ารับประกันทรูพุทต่ำสุด (Minimum
throughput guarantee) เช่นการเช่าสายวงจรเช่าขนาด 64 Kbps แต่มีการรับประกันว่าใช้ได้ไม่ต่ำกว่า
32 Kbps ดังนั้น 32 Kbps จึงเป็นค่าทรูพุท
2.2.3 การหายของแพ็กเกต (Packet Loss)
เมื่อสวิตช์หรือเราเตอร์ที่ต้องรับแพ็กเกตไว้เป็นจำนวนมาก แต่ไม่สามารถให้บริการ
ได้ทันจำเป็นต้องทำแพ็กเกตบางส่วนทิ้งไป แพ็กเกตที่หายไปโดยไม่สามารถส่งจากผู้ส่งไปยังผู้รับ
ได้เรียกว่าค่าการหายของแพ็กเกต เมื่อแพ็กเกตหายไปก็ต้องส่งใหม่ซึ่งจะทำให้ปริมาณของข้อมูล
ยิ่งเพิ่มมากขึ้น ซึ่งการเพิ่มมากขึ้นของข้อมูลก็มีโอกาสที่จะสูญหายมากขึ้นด้วยเช่นกัน
2.2.4 เวลาลาเทนซี่ (Latency Time)
ค่าเวลาลาเทนซี่เป็นตัวเวลาที่เกิดจากการเดินทางของแพ็กเกตข้อมูลจากต้นทางไปยัง
ปลายทาง เช่น ข้อมูลอินเทอร์เน็ตเดินทางจากต้นทางไปยังสถานีเซอร์ฟเวอร์ที่อยู่ห่างออกไป
5,000 กิโลเมตร ต้องใช้เวลาไม่น้อยกว่า 150 mSec และค่า 150 mSec ที่วัดได้เป็นค่าเวลาลาเทนซี่
ค่าเวลาลาเทนซี่จะขึ้นกับวิธีการและเทคโนโลยี รวมถึงสูญเสียเวลาจากการหน่วงในอุปกรณ์
7
เราเตอร์และ สวิตชิ่งด้วย เช่นสัญญาณเดินทางย้ายดาวเทียม ซึ่งต้องเสียเวลาเพิ่มขึ้นเพราะดาวเทียม
อยู่ห่างไกลต้องเสียเวลา
2.2.5 เวลาจิตเตอร์ (Jitter Time)
เป็นค่าการปรวนแปรของค่าเวลาลาเทนซี่ กล่าวคือ แพ็กเกตที่เคลื่อนที่จากต้นทางไป
ยังปลายทางหลายๆ แพ็กเกต ปรากฎว่าการไปถึงปลายทางใช้ระยะเวลาต่างกันทำให้ข้อมูลบางส่วน
ที่ไปก่อนอาจถึงทีหลัง หรือเวลามีการเหลื่อมกันทำให้ต้องมีการตรวจสอบลำดับของแพ็กเกตใน
ส่วนของผู้รับ
ตารางที่ 2-1 ข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตมีความไวต่อพารามิเตอร์ต่าง ๆ
ชนิดของข้อมูล
ช่องสัญญาณที่ส่งได้
การสูญหายของแพ็กเก็ต
ลาเทนซี่
(การหน่วงเวลา)
จิตเตอร์
เสียง ต่ำมาก ปานกลาง สูง สูง
พาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ ต่ำ สูง สูง ต่ำ
รายการย่อย (transaction) ต่ำ สูง สูง ต่ำ
อีเมล์ ต่ำ สูง ต่ำ ต่ำ
telnet ต่ำ สูง ปานกลาง ต่ำ
การเรียกจากบราวเซอร์ทั่วไป ต่ำ ปานกลาง ปานกลาง ต่ำ
การเรียกจากบราวเซอร์ในงานสำคัญ ปานกลาง สูง สูง ต่ำ
การโอนย้ายไฟล์ สูง ปานกลาง ต่ำ ต่ำ
วิดีโอคอนเฟอเรนซ์ สูง ปานกลาง สูง สูง
มัลติคาส สูง สูง สูง สูง
8
ความสำคัญของคุณภาพของการให้บริการ อยู่ที่การจัดการและการหาประสิทธิภาพโดยรวม
เพื่อให้รูปแบบการรับส่งข้อมูลบนเครือข่ายได้ผลตามจุดมุ่งหมาย ประเด็นที่สำคัญจึงอยู่ที่การ
จัดลำดับหรือการจัดคิว เพื่อให้การทำคุณภาพของการให้บริการประสบผลสำเร็จได้ต้องพึ่งพากลไก
การดำเนินการที่สำคัญคือ การกำหนดชนิดของการไหลของข้อมูลตามลำดับความสำคัญและให้
กลไกของเครือข่ายกระทำตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้
2.3 คุณภาพของการให้บริการบนเครือข่ายเอทีเอ็ม
2.3.1 คุณภาพของการให้บริการและระดับการให้บริการของเครือข่ายเอทีเอ็ม
ATM Forum ได้แบ่งระดับการให้บริการ (Service Class) ของเอทีเอ็มออกเป็น
4 ประเภท ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของการให้บริการที่ต้องการ อัตราความผิดพลาดที่ยอมรับ
ได้และลักษณะอื่นๆ เพื่อให้ได้คุณภาพเสียง วีดีโอ และข้อมูลตามที่ต้องการ เมื่อต้องการ
การเชื่อมต่อ End-System จะร้องขอคุณภาพของการให้บริการที่ต้องการ เครือข่ายจะสร้างการ
เชื่อมต่อที่ให้ทรัพยากรที่จำเป็นเท่านั้น (รวมทั้งสวิตซ์ทุกตัวที่อยู่ในเส้นทาง)
Service Class แบ่งตามมาตรฐาน ATM Forum UNI 4.0 ได้ดังนี้
2.3.1.1 Constant Bit Rate (CBR)
การสื่อสารภายในเครือข่ายจะมีความเร็วในการส่งผ่านเซลเอทีเอ็มระหว่าง
เครื่องต้นทางและปลายทางด้วยความเร็วที่สม่ำ เสมอตลอด และระบบสัญญาณนาฬิกา
(Clocking/Timing) ระหว่างเครื่องต้นทางและเครื่องปลายทางต้องสัมพันธ์กันอย่างถูกต้องเพื่อ
ไม่ให้การสื่อสารขาดประสิทธิภาพหรือผิดพลาดได้ นอกจากนี้เมื่อส่งข้อมูลเครือข่ายจะส่งข้อมูล
เฉพาะ ที่มีคุณสมบัติตามพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้เท่านั้น ส่วนใหญ่จะใช้ในการบริการสื่อสาร
ข้อมูลเสียง และวิดีโอ ซึ่งค่าใช้จ่ายในการใช้บริการค่อนข้างสูง เนื่องจากต้องจองแบนวิดธ์
ตลอดเวลาแม้ว่าจะมีการใช้หรือไม่ก็ตาม การให้บริการลักษณะนี้เทียบได้กับบริการสายเช่า (Leased
Line)
ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ของผู้ใช้จะกำหนด Cell Delay Variation Tolerance
Limit (Maximum Allowed Jitter) รวมถึงแบนวิดธ์ที่ต้องการ (Peak Cell Rate :PCR) ซึ่งเครือข่าย
สามารถจัดเตรียมไว้สำหรับการเชื่อมต่อ และผู้บริการยังสามารถวัดค่า Maximum Cell Rate ได้
ใช้ทดแทนการเชื่อมต่อแบบ T1 และใช้สำหรับข้อมูลลักษณะ Real-Time Digitized Voice หรือ
Video ที่ต้องการการรับรองแบนวิดธ์ที่แน่นอน บางครั้งเรียกว่า Class A Service
Flow Control Method : Single Leaky Bucket โดยเครือข่ายจะตรวจจับและคัด
ทราฟฟิกที่ไม่มีคุณสมบัติตาม PCR ที่ตกลงกันไว้ออกไป
9
2.3.1.2 Variable Bit Rate (VBR)
ลักษณะการสื่อสารจะมีความเร็วในการส่งผ่านเซลเอทีเอ็มไม่สม่ำเสมอ
นั่นคือ มีการเปลี่ยนแปลงตามสภาพความเร็วที่เครื่องต้นทางจะส่งผ่านออกมา
ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ของผู้ใช้จะกำหนด Jitter ที่ยอมรับได้รวมถึง PCR
และ SCR (Sustained Cell Rate : SCR) ที่ต้องการ อุปกรณ์ของผู้ใช้สามารถขยาย SCR ได้เท่ากับ
PCR จนกระทั่งถึง Average Period ตัว SCR จะไม่สามารถขยายต่อไปอีกได้ เช่นเดียวกัน
ถ้าอุปกรณ์ขึ้นถึง PCR สูงสุดเป็นเวลานานกว่า Burst Tolerance อุปกรณ์จะต้องส่งในอัตราที่ต่ำกว่า
ในช่วงเวลานั้น เพื่อให้เครือข่ายสามารถส่ง ABR และ UBR Traffic ได้ สามารถวัดค่า Maximum
Cell Loss Rate ได้
ใช้สำหรับ LAN Traffic ที่มีจำนวนมากๆ (แม้ว่าในความเป็นจริงแทบจะ
เป็นไปไม่ได้ที่จะแสดงให้เห็น Traffic Burst ที่ต้องการเพื่อที่จะใช้ Service Class นี้ให้ได้
ประสิทธิภาพสูงสุด) บางครั้งเรียกว่า Class B Service
Flow Control Method : Dual Leaky Bucket โดยเครือข่ายจะตรวจสอบ
ความเสียหายของทั้ง PCR และ รวมทั้งคัดทราฟฟิกส่วนที่เกินออก (ซึ่งอุปกรณ์ของ User จะต้องส่ง
ข้อมูลออกมาใหม่)
VBR สามารถแบ่งย่อยออกมาเป็น 2 ประเภท ได้แก่
1. Real Time VBR (RT-VBR) จะให้การควบคุมการเกิดดีเลย์ของ
การเชื่อมต่อนั้นๆ และต้องการความสัมพันธ์ในเรื่องของสัญญาณนาฬิกา ใช้สำหรับการส่ง
สัญญาณเสียงและวิดีโอ หรือวีดีโอคอนเฟอร์เร็นซ์ที่ถูกบีบอัด (Compression)
2. Non–Real Time VBR (NRT-VBR) มีการเกิดดีเลย์ในเครือข่าย
มากกว่า Real Time VBR เหมาะสำหรับการส่งข้อมูลลักษณะคอนเน็กชั่นโอเรียบเต็ดใช้ได้ดีสำหรับ
การส่งข้อมูลที่มีจำนวนมาก ๆ การทำ On-Line Transaction Processing (OLTP) ในธุรกิจต่างๆ เช่น
สายการบินหรือธนาคาร เป็นต้น
2.3.1.3 Available Bit Rate (ABR)
ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์จะกำหนด PCR (ซึ่งจะเป็นค่าเริ่มต้นของ Access Line
Rate) รวมทั้งค่าแบนวิดธ์ขั้นต่ำที่ต้องการ (คือค่า Minimum Cell Rate : MCR ที่ถูกกำหนดค่าให้เป็น
0 Cell/sec) บริการลักษณะ ABR นี้จะใช้แบนวิดธ์ส่วนที่เหลือจาก CBR และ VBR จึงเป็นสาเหตุให้
ไม่สามารถรับรองค่า Minimum Bandwidth ได้ อย่างไรก็ตามก็ยังสามารถวัดค่า MCR ได้ เหมาะกับ
Non-Real Time Bursty Traffic เนื่องจากในการควบคุมการไหลของข้อมูลเมื่อเกิดความคับคั่งของ
เครือข่าย จะไม่มีการคัดเซลออกหากเกิดการกระโดดของข้อมูลที่นานเกินไป
10
ABR จะไม่ให้การรับประกันแบนวิดธ์ให้แก่ผู้ใช้เหมือนกับ NRT-VBR
แต่เครือข่ายจะให้บริการที่ดีที่สุด โดยใช้ Flow Control Mechanism ในการเพิ่มแบนวิดธ์ให้แก่ผู้ใช้
เรียกว่า “Allowed Cell Rate :ACR” โดยเครือข่ายจะควบคุมจำนวนทราฟฟิกที่ยอมรับได้ใน
เครือข่ายนั้นๆ รวมถึงจำนวนสูญหายของเซลภายในเครือข่ายเมื่อเกิดการคับคั่งของทราฟฟิก ABR
ถูกออกแบบมาให้สามารถเข้ากับ LAN Protocol ที่มีอยู่ ทำให้สามารถใช้แบนวิดธ์ได้มากเท่าที่
เครือข่ายสามารถทำได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็น Buffer เมื่อเกิดการคับคั่งได้อีกด้วย
Flow Control Method : Closed-Loop, Rate-Based Flow Control ซึ่งถูก
กำหนดโดย ATM Switch เพื่อให้แน่ใจได้ว่าจะไม่มีการส่งข้อมูลที่มากเกินกว่าที่เครือข่ายสามารถ
รับได้ เครือข่ายจะรับรองการส่งข้อมูล อย่างน้อยก็เท่ากับค่า MCR ที่ตกลงกันไว้
นอกจาก Flow Control Method ที่กล่าวมาแล้ว ABR ยังใช้ Enhanced
Proportional Rate Control Algorithm :EPRCA ซึ่งจะรวมวิธีการควบคุมการไหลของข้อมูล วิธีการ
พื้นฐาน (EFCI) รวมทั้ง Optional Enhancement ดังนี้
1. Explicit Forward Congestion Indication (EFCI)
ATM Switch ใดๆ ที่อยู่ในเส้นทางระหว่างต้นทางและปลายทางที่
ตรวจจับความคับคั่งของเครือข่าย จะสร้างกลุ่มของ EFCI ภายใน Cell Header เมื่อเซลไปถึง
ปลายทาง ตัวอุปกรณ์ของผู้ใช้จะทำการปรับ Resource Management : RM Cell (ซึ่งจะถูกส่งทุกๆ n
Cell) จะส่งกลับไปยังต้นทางเพื่อขอให้ลดอัตราการส่งข้อมูล วิธีการนี้ต้องติดตั้งการควบคุม
การไหลของข้อมูลทั้งในต้นทางและปลายทาง ยิ่งระยะทางในการส่งยาวเท่าใด ก็ต้องใช้เวลาใน
การรอให้ต้นทางลดอัตราการส่งข้อมูลมากเท่านั้น (ดังนั้นเครือข่ายจึงต้องการ Buffer ที่มากขึ้น)
ถ้าต้นทางสังเกตเห็นว่า ไม่ได้รับเซลที่ควรจะได้รับกลับจากปลายทาง
(ซึ่งอาจเกิดการคัดทิ้งเมื่อเกิดความคับคั่งของข้อมูลในเครือข่าย) ต้นทางต้องลดอัตราการส่งข้อมูล
ต้นทางจะต้องเป็นผู้แบ่งแบนวิดธ์ใน Virtual Circuit และส่ง RM Cell (ทุกๆ n Cell) ซึ่งจะเป็นตัว
ชี้ให้เห็นว่าอัตราการส่งเซลนั้นเป็นเท่าใด ณ ขณะนั้น
2. Explicit Rate Marketing (ERM)
สวิตซ์ที่อยู่ในเส้นทางจากปลายทางไปสู่ต้นทางนั้นสามารถปรับ RM Cell
ที่ถูกสร้างโดยปลายทางได้ เพื่อร้องขอให้ต้นทางลดอัตราการส่งข้อมูลลงเมื่อมีความเร็วเกินกว่าที่
ร้องขอโดยปลายทาง
11
3. Segmented Virtual Source / Virtual Destination (Segment VS/VD)
ATM Switch ของบางเครือข่ายสามารถสร้าง RM Cell (แม้จะเป็นเพียง
Virtual Destination) ดังนั้น จึงไม่จำเป็นต้องที่จะต้องรอให้ปลายทางที่แท้จริงสร้างเซล ซึ่งเป็นสิ่ง
สำคัญต่อเครือข่ายขนาดใหญ่ สวิตซ์เหล่านี้สามารถตอบสนองต่อ RM Cell ได้ โดยการลดอัตรา
การส่งข้อมูลที่ส่งไปในเครือข่ายที่คับคั่ง (และเป็นไปได้ที่จะคัดบางส่วนของทราฟฟิกที่มาจาก
ปลายทางที่แท้จริงทิ้ง ทั้งนี้ก็เพื่อป้องกันเครือข่ายที่เหลือทั้งหมดจากความคับคั่ง
4. Hop-by-Hop Virtual Source / Virtual Destination (Hop-by-Hop VS\VD)
ATM Switch ของเครือข่ายทั้งหมดสามารถสร้างและตอบสนอง RM Cell
ได้
2.3.1.4 Unspecified Bit Rate (UBR)
ในการเชื่อมต่อจะไม่มีการกำหนด Maximum Jitter หรือ Bit Rate ผู้ใช้
สามารถส่งข้อมูลเท่าใดก็ได้เท่าที่เครือข่ายสามารถรองรับได้ แต่เครือข่ายจะไม่รับรอง Cell Loss
Rate และการดีเลย์ต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้น (ถ้าจำเป็นต้องทำอาจจะให้แอพพลิเคชั่นของทางผู้ใช้ทำแทน)
ไม่มีการควบคุมการไหลของข้อมูล แอพพลิเคชั่นส่งข้อมูลเมื่อเกิดความคับคั่งในเครือข่าย และ
เมื่อใดที่ Switch Buffer เต็มเครือข่ายก็จะคัดเซลออก
UBR ยังคงเหมาะกับการส่งข้อมูลประเภทข้อความหรือไฟล์ แม้ว่า UBR จะ
ไม่มี Flow Control Mechanism ใดๆ มาควบคุม อย่างไรก็ตาม เพื่อที่จะควบคุมหรือจำกัดการคับคั่ง
ดังกล่าวจำเป็นอย่างยิ่งที่ ATM Switch จะต้องมีการติดตั้ง Pre-Standard Congestion Control
Mechanism หรือสนับสนุนการทำ Adequate Buffering เพื่อลดความเป็นไปได้ในการเกิด Cell Loss
ขึ้น เมื่อสวิตซ์ได้รับข้อมูลปริมาณมากๆ ในเวลาเดียวกัน เช่น ใน Client/Server เป็นต้น
12
ตาราง 2-2 Application Area for ATM Service Categories
Application CBR VBR-RT VBR-NRT ABR UBR
Critical Data ** * *** * N/s
LAN Interconnect , LAN Emulation * * ** *** **
Data Transport / Internetworking * * ** *** **
Circuit Emulation – PABX *** ** N/s N/s N/s
POTS / ISDN – Video Conference *** N/s N/s
Compressed Audio * *** ** ** *
Video Distribution *** ** * N/s N/s
Interactive Multimedia *** *** ** ** *
Score to indicate the “advantage” of ATM : OPTIMUM ***, GOOD **, FAIR*, N/s = Not SUITABLE, Blank
boxes are not currently applicable with advantage. ( http://thunder.indstate.edu/~cckathy/atm/std.htm)
2.4 พารามิเตอร์ที่มีผลต่อคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณแต่ละประเภท
2.4.1 Traffic Management
สิ่งที่สำคัญที่สุดในการส่งเอทีเอ็มเซลด้วยความเร็วสูงก็คือ การจัดการส่งที่มี
ประสิทธิภาพ เนื่องมาจากลักษณะของการส่งข้อมูลความเร็วสูงในลักษณะเซล ที่ต้องการวางแผน
และควบคุมในเรื่องของการเชื่อมต่อ การควบคุมการใช้ การจัดการทรัพยากรเครือข่าย การควบคุม
การไหลของข้อมูลรวมถึงการมีส่วนร่วมของ End System นอกจากนี้สามารถกล่าวได้ว่าการ
จัดการทราฟฟิกที่สมบูรณ์จะทำให้ระดับบริการของเอทีเอ็มสามารถสนับสนุนการส่งข้อมูลใน
ลักษณะต่างๆ กันได้ ซึ่งพารามิเตอร์หลักๆ ที่ควรรู้มีดังนี้
2.4.1.1 Parameter ที่เครือข่ายต้องการ
Bandwidth
Quality of Service
Delay Tolerance
Flow Control
Priority Control
13
2.4.12 Parameter/Information ที่ End System ให้แก่เครือข่ายเพื่อใช้ในการทำ Traffic
Management
Type of Traffic
Usage Information
Route-Preference Information
Flow-Control Capability
2.4.1.3 Traffic Contract ประกอบด้วย Parameter ดังนี้
Traffic Descriptors
Quality of Service
Service Categories
Cell Delay Variation Tolerance (CDVT)
Priority
Cell Delay Variation Tolerance (CDVT)
เป็นตัวที่บอกว่าข้อมูลเหล่านี้สามารถทนต่อการเกิดดีเลย์ได้เท่าใด
เป็นพารามิเตอร์ของทราฟฟิกที่เป็นตัวชี้วัดที่ผู้ใช้เป็นผู้กำหนด
กำหนด Maximum Allowable Arrival Time ก่อนที่จะนำมารวมกันเพื่อส่งต่อ
ใช้ในการกำหนดทราฟฟิกให้ตรงตามที่ต้องการ ซึ่งค่าเหล่านี้มีผลโดยตรงต่อค่า
Tolerance สูงสุดสำหรับทราฟฟิก
Traffic Parameter คือ ค่าที่สามารถแสดงให้เห็นถึงลักษณะของแหล่งกำเนิด
ทราฟฟิกได้แก่
1. Peak Cell Rate (PCR)
ตัดสินจำนวนข้อมูลว่าถูกส่งในอัตราเท่าใด
ในกรณีที่เป็น ABR จะตัดสินถึงจำนวนสูงสุดของ Allowed Cell Rate (ACR)
ที่ถูกควบคุมโดย Network ผ่าน Congestion Control Mechanism
วัดค่าเป็น Cells per Second
ไม่มีความเกี่ยวข้องในเรื่องของเวลา
14
2. Sustainable Cell Rate (SCR)
ตัดสินค่าเฉลี่ย Cell Rate ในระยะยาว
มีความเกี่ยวข้องในเรื่องของเวลา
ต้องใช้ Burst Tolerance (BT) Parameter
ทั้ง SCR และ BT ช่วยให้เครือข่ายสามารถนำไปเปรียบเทียบกับค่าของ PCR
ในการใช้พารามิเตอร์ตัวนี้ เครือข่ายจะต้องมีการเปรียบเทียบค่า Traffic Flow ในอนาคต รวมถึง
การใช้ทรัพยากรให้ได้ประสิทธิภาพด้วย
3. Burst Tolerance (BT)
ตัดสินค่า Burst สูงสุดของ Contiguous Cell ที่สามารถส่งผ่านได้และยังคงค่า
ตาม Traffic Contract
4. Minimum Cell Rate (MCR)
มีเฉพาะใน ABR เท่านั้น = ค่า ABR Parameter
สำหรับ ABR จำเป็นจะต้องมีพารามิเตอร์เพิ่มขึ้นเพื่อรองรับลักษณะการ
ให้บริการที่มีค่าไม่คงที่
Traffic Descriptor เป็นเสมือนส่วนหนึ่งของพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อ
เช่น Usage Information, Type of Traffic ที่ใช้ในเครือข่าย รวมถึงแบนวิดธ์ที่ต้องการจากเครือข่าย
ส่วนใน ABR Service รวม Flow Control เป็นค่าพารามิเตอร์ใน ABR Traffic Description ด้วย
Traffic Descriptors สำหรับบริการลักษณะ ABR ประกอบด้วย
Peak Cell Rate (PCR)
Initial Cell Rate (ICR)
Minimum Cell Rate (MCR)
Actual Cell Rate (ACR) / Current Cell Rate (CCR)
CBR มีเฉพาะ PCR , CDVT
VBR “ SCR , BT
ABR “ PCR , MCR
15
Cell Rate Flow Conformance เพื่อควบคุมการไหลของเซลตามทราฟฟิก
พารามิเตอร์ PCR และ SCR เครือข่ายเอทีเอ็มจะต้องตรวจสอบ Generic Cell Rate Algorithm
(GCRA) ณ จุดที่ข้อมูลเข้าสู่เครือข่าย Private และ Public ATM Network
Generic Cell Rate Algorithm (GCRA) คือ Rate Algorithm ที่ใช้อธิบายถึงการ
ตัดสินใจที่สามารถกระทำต่อ Cell-Flow Conformance ที่ขึ้นอยู่กับค่าพารามิเตอร์ได้
ใน ATM Forum Traffic Management Specification จะใช้ Leaky Bucket Model
ในการอธิบายถึง GCRA โดยค่า Constant Leak จะมีผลต่อ Cell Rate ซึ่งในกรณีนี้ก็คือค่า PCR และ
SCR และเกี่ยวข้องกับ Bucket
ขนาดของ Bucket ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ดังนี้
Cell Rate
Cell Delay Variation
Burst Tolerance
2.4.2 คุณภาพของการให้บริการและพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง
เป็นส่วนหนึ่งของการทำ Traffic Contract ใช้การวัดค่าจาก Performance Parameter
ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งรวมถึงดีเลย์พารามิเตอร์เช่น Cell Transfer Delay และ Cell Delay Variation และ
Error Parameter เช่น Cell Loss Ratio และ Cell Error Ratio
ระดับของคุณภาพที่การเชื่อมต่อเครือข่ายเอทีเอ็มต้องการขึ้นอยู่กับชนิดของข้อมูล ซึ่ง
ข้อมูลบางอย่างต้องการคุณภาพอย่างมากในขณะที่บางอย่างอาจไม่ต้องการหรือต้องการเพียง
เล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งการรับประกันคุณภาพของการให้บริการเป็นสิ่งที่ได้เปรียบอย่างหนึ่งของ
เครือข่ายเอทีเอ็มเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการส่งข้อมูลอื่นๆ ด้วยคุณภาพการให้บริการที่ถูกกำหนด
ขึ้นมาอย่างเหมาะสมในแต่ละการเชื่อมต่อ ทำให้สามารถส่งข้อมูลที่มีเงื่อนไขด้านเวลาเข้ามา
เกี่ยวข้องได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่นเสียง วิดีโอและข้อมูลเป็นต้น รวมทั้งการส่งข้อมูลขนาดใหญ่
ในการส่งข้อมูลดังกล่าวมีปัจจัยสำคัญเข้ามาเกี่ยวข้องเพื่อให้ได้คุณภาพตามที่ต้องการ นั่นคือ
Delay Variation เซลใดๆ ที่มีค่าดีเลย์มากกว่าที่ยอมรับได้สำหรับการส่งข้อมูล เช่น Voice, Video
และ Data จะไม่มีค่าใดๆ เลย ต่อแอพพลิเคชั่นนั้นๆ อีกปัจจัยหนึ่งก็คือ ค่า Cell Loss ที่แตกต่างกัน
ของข้อมูลแต่ละชนิด เช่นผลกระทบของ Cell Loss Ratio นั้นเป็นสิ่งที่สำคัญในการส่งข้อมูลซ้ำอีก
ครั้งหนึ่ง เนื่องจากการขาดหายไปจะส่งผลกระทบต่อข้อมูลภาพ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อมูล Real
Time Video ที่ไม่สามารถส่งซ้ำได้อีก
16
QoS ตาม ATM Forum Traffic Management 4.0 Specification ได้แก่
- Maximum Cell Transfer Delay (Max CTD)
- Peak-to-Peak Cell Delay Variation (CDV)
- Cell Loss Ratio (CLR)
- Cell Error Ratio (CER)
- Severely Errored Cell Block Ratio (SECBR)
- Cell Misinsertion Rate (CMR)
Cell Transfer Delay and Cell Delay Variation
ทั้ง End System และเครือข่ายเอทีเอ็มสามารถสนับสนุนการทำดีเลย์ ได้แก่
Cell-Transfer Duration เส้นทางการเชื่อมต่อสามารถแบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่
- Source-to-Network
- Within Network
- Network-to-Destination
รูปที่ 2-1 แสดงเส้นทางการเชื่อมต่อ
ดีเลย์ที่เกิดขึ้นสามารถแบ่งออกเป็น 2 ส่วนใหญ่ ดังนี้
1. Fixed Delay Part
- Cell-Propagation Time
- Cell-Switching Time
- Cell-Transmission Time
Network
Source Destination
First Segment Second Segment Third Segment
17
2. Cell Delay Variation Part เช่น
Cell Scheduling
Cell Processing
Cell-Buffering Time
Cell Loss Ratio (CLR)
เป็นผลของการคำนวณจำนวนเซลที่หายไปด้วยจำนวนเซลที่ส่งทั้งหมด โดยจะถูก
กำหนดขึ้นในช่วง Call-Setup ซึ่งแต่ละโหนดในเครือข่ายจะรับหรือปฏิเสธการ Call ก็ขึ้นอยู่กับ
ข้อมูล CLR ข้อมูลเหล่านี้จะรวมถึงขอบเขตจำนวน CLR สำหรับการเชื่อมต่อหรือกลุ่มการเชื่อมต่อ
ปัจจัยการเกิด Cell Loss
- Cell Errors ที่ Physical Layer
- Node-to-Node Routes / Cell Transfer Paths (Trunking) Change or failures
- Buffer ไม่เพียงพอเนื่องจากเกิดการคับคั่ง
การวัดค่า CLR สามารถทำได้โดยใช้ OA&M โดยผู้ส่งจะส่งจำนวนเซลจาก
OA&M เดิมให้แก่ผู้รับ ถ้าผู้รับเก็บจำนวนที่ได้รับนั้นๆ ไว้ ก็สามารถคำนวณค่า CLR ได้
Cell Error Ratio (CER)
คำนวณจากการทำ Error Cell หารด้วยจำนวนเซลที่ส่งสำเร็จรวมกับ Error Cell
นอกจากพารามิเตอร์ดังที่ได้กล่าวมาข้างต้นแล้ว สิ่งที่จะเข้ามาช่วยสนับสนุนเพื่อให้ได้
คุณภาพของการให้บริการที่ต้องการ มีดังนี้
Link Metrics
1. Maximum Cell Transfer Rate (MCTD) per traffic class
2. Maximum Cell Delay Variation (MCDV) per traffic class
3. Maximum Cell Loss Ratio (MCLR)
for CLP = 0 cell
for CBR และ VBR
4. Maximum Cell Transfer Rate (MCTD) per traffic class
กำหนดโดย Network Administrative
ใช้ในการชี้ให้เห็น Network Link ที่ต้องการ
18
Priority Control
การทำ Priority Control ในเอทีเอ็มนั้นขึ้นอยู่กับ CLP Bit ในทราฟฟิกนั้นๆ เซลที่มี
CLP Bit=1 จะมี Priority ต่ำกว่า ดังนั้นไม่ว่าในลักษณะการเชื่อมต่อแบบใด เซลดังกล่าวจะถูกคัดทิ้ง
ก่อนโดยสวิตซ์เมื่อเกิดการคับคั่งขึ้น
จากจากการทำ Cell Priority แล้ว เซลของเอทีเอ็มบางชนิด เช่น OA&M Cell,
Resource Management (RM) Cell อาจจะมีลำดับความสำคัญเช่นกันขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่เข้ามา
สนับสนุนสวิตซ์ส่วนใหญ่มักจะให้ Priority ที่สูงแก่ Signaling ATM Cell ที่ได้รับการกำหนดค่า
VPI และ VCI
เอทีเอ็มเซลอาจจะให้ระดับการทำ Priority Control แก่ User Cell Traffic ซึ่งโดย
ปกติจะใช้สำหรับการส่งข้อมูลลักษณะ VBR, UBR หรือ ABR โดยที่ผู้ใช้สามารถกำหนด Priority
ในระดับที่สูงกว่าการเชื่อมต่ออื่นๆ ได้
2.5 QoS Priority Scheme ของสวิตซ์
ในสารนิพนธ์ฉบับนี้ นำเสนอเนื้อหาของ QoS Priority Scheme ของสวิตซ์ ที่ใช้กำหนดใน
ส่วนของขั้นตอนออกแบบการจำลอง แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
2.5.1 Round-Robin Schedulers
ในขั้นตอนการทำงานของ Round-Robin หรือ RR คือ ทุกเซลที่ส่งออกไป โดยมี
ระดับของ Priority เท่ากัน ดังนั้น ลำดับของเซล จะถูกกระจายกันออกไปตามเส้นทางที่ถูกแบ่งไว้
โดยที่เซลถูกส่งต่อเนื่องกันไปเป็นลำดับ โดยคิวเป็นแบบ FIFO (First-In-First-Out) ด้วยแบนวิดธ์
ที่มีอยู่ และแบนวิทธ์ที่ถูกจัดสรรให้โดยผ่านการจองด้วยการกำหนดหมายเลขของสล๊อต (Slot)
2.5.2 Weighted Round-Robin Schedulers
ในขั้นตอนการทำงานของ Weighted Round-Robin หรือ WRR คือ แต่ละเซลที่
ส่งออกไปจะมีการกำหนดระดับของ Priority ก่อนการส่ง (นั่นคือแต่ละเซลจะมีความสำคัญไม่
เท่ากันขึ้นอยู่กับชนิดของทราฟฟิกที่มีการกำหนด Priority Level ไว้) โดยมีหลักการทำงานเหมือน
คิวแบบ FIFO แต่มีการคำนึงถึงความสำคัญของเซลด้วย และเซลของทราฟฟิกแต่ละประเภท
ต้องการแบนวิทธ์ที่ไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับจองแบนวิทธ์ไว้
19
2.6 เทคโนโลยี MPLS (Multi-Protocol Label Switching)
MPLS (Multi-Protocol Label Switching) คือเทคโนโลยีที่จะช่วยให้ผู้ให้บริการ
สามารถสร้างคุณภาพของโครงข่ายให้ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งโครงข่ายไอพี ซึ่งทำให้สามารถแข่งขัน
กับผู้อื่นในตลาดทางด้านการให้บริการการสื่อสารข้อมูลได้ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ
ของการใช้โครงข่ายได้ โดยเทคโนโลยี MPLS ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และ
ผลตอบแทนที่จะได้รับมากขึ้นจากโครงข่ายไอพี
ในโลกของการสื่อสารข้อมูลนั้น จะประกอบไปด้วยเทคโนโลยีที่แตกต่างกันสองแบบ
คือ เทคโนโลยีสวิตชิ่ง (Switching) และ เทคโนโลยีเราท์ติ้ง (Routing)
ตารางที่ 2-3 เปรียบเทียบจุดแข็ง-จุดอ่อนของเทคโนโลยีสวิตชิ่งและ เทคโนโลยีเราท์ติ้ง
Technology Strengths Weaknesses
ATM Switching Traffic Management
Fault Management
Network Management
Ability to Engineer QoS
Large Number of Paths
Transparent Overlay
Native IP Routing Dynamic Route Selection
Any-to-Any Reach ability
Feature Richness
Traffic Engineering Difficult
Variable Performance
ดังนั้นการนำ MPLS มาใช้งานบนโครงข่ายไอพีนั้น ก็คือการนำจุดแข็งของเทคโนโลยี
สวิตชิ่ง มาใส่ไว้ในโครงข่ายไอพี ซึ่งก็เท่ากับว่าเราสามารถที่จะทำ Traffic Management, Fault
Management, Network Management และ Engineer QoS บนโครงข่ายของไอพีได้ โดยเราจะเรียก
เราท์เตอร์ที่มีการเพิ่มฟังก์ชั่นของการสวิตชิ่งหรือสวิตซ์ที่มีการเพิ่มฟังก์ชั่นของการเราท์ติ้งนี้ว่า
Label Switched Router (LSR) ดังแสดงในรูปที่ 2-2
20
รูปที่ 2-2 Label Switched Router
ทั้งนี้ LSR ช่วยให้สามารถลดการเชื่อมต่อระหว่างเราท์เตอร์ ซึ่งแบบเดิมต้องทำการ
เชื่อมต่อเราท์เตอร์ทุกตัวที่ต้องการติดต่อกันเข้าด้วยกันทำให้มีรูปแบบการเชื่อมต่อเป็นแบบตาข่าย
(Mesh) ขนาดใหญ่ให้กลายเป็นขนาดเล็กลง ซึ่งทำให้ช่วยลดความยุ่งยากในการที่จะต้องสร้างวงจร
เสมือนขึ้นมาจำนวนมาก และช่วยลดความต้องการการใช้งานแบนวิดธ์ในโครงข่าย นอกจากนี้ยังทำ
ให้ประหยัดค่าใช้จ่ายที่จะเกิดจากการเช่าวงจรเพื่อการเชื่อมต่อเป็นแบบตาข่ายขนาดใหญ่ได้อีก
โดยการเชื่อมต่อทั้งสองรูปแบบแสดงไว้ในรูปที่ 2-3
Large Mesh Small Mesh with LSR
รูปที่ 2-3 การเชื่อมต่อ Router ผ่าน Switching และการเชื่อมต่อผ่าน LS
จากพื้นฐานของการทำงานแบบไอพี ซึ่งใช้โปรโตคอลในการจัดเส้นทางเช่น OSPF
ซึ่งทำให้เราท์เตอร์สามารถเปลี่ยนแปลงเส้นทางได้แบบไดนามิกไปยังปลายทางเป็น "แพ็คเกตต่อ
แพ็คเกต" (เป็นการพยายามสร้างความสมดุลย์โหลด) แต่การจัดการเส้นทางแบบไดนามิกเป็น
วิธีการทำให้เกิดความคับคั่ง และไม่ได้ให้ความสนับสนุนต่อคุณภาพของการให้บริการข้อมูล
ทราฟฟิกทั้งหมดระหว่างปลายทางทั้งสองไปในเส้นทางเดียวกัน ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อเกิด
ความคับคั่งขึ้นมา แต่สำหรับ MPLS นั้นไม่รับรู้ในการทำงานเป็นแพ็คเกจ แต่สนใจในรูปแบบ
21
การไหลของแพ็คเกจซึ่งเป็นไปตามความต้องการของคุณภาพของการให้บริการและการควบคุม
ทราฟฟิก ซึ่ง MPLS จะจัดสรรเส้นทางแยกเป็นการไหลของข้อมูลแต่ละชนิด ทำให้การไหลของ
ข้อมูลสองชนิดที่แตกต่างกันระหว่างปลายทางเดียวกัน และอาจจะแยกไปบนเราท์เตอร์แตกต่างกัน
ดังนั้นเมื่อมีโอกาสว่าจะเกิดความคับคั่งขึ้น เส้นทางของ MPLS ก็จะมีการสร้างขึ้นใหม่ขึ้น ซึ่งถือว่า
เป็นประโยชน์ต่องานวิศวกรรมทราฟฟิกข้อมูลในการเพิ่มการใช้ประโยชน์จากความจุของโครงข่าย
อย่างยั่งยืน
เครือข่าย MPLS หรืออินเตอร์เน็ตประกอบด้วยชุดของโหนด ซึ่งเรียกว่า Label
Switched Routers (LSRs) ซึ่งจะมีความสามารถในการสวิตช์และการจัดเส้นทางแพ็คเกตข้อมูลบน
พื้นฐานของลาเบลที่เพิ่มเติมไปในแต่ละแพ็คเกต ข้อมูลลาเบลเป็นตัวกำหนดทิศทางการไหลของ
แพ็คเกตข้อมูลระหว่างปลายทางทั้งสอง ในกรณีของ multicast จะเป็นระหว่างแหล่งต้นทางและ
ปลายทางซึ่งอยู่ในรูปกลุ่ม multicast สำหรับการไหลของข้อมูลในแต่ละเส้นทางซึ่งแยกกันเราจะ
เรียกว่า Forwarding Equivalence Class (FEC) เป็นไปตามเส้นทางเฉพาะในเครือข่ายที่ได้กำหนด
มาแล้วโดย LSRs แต่ละ FEC จะมีความสัมพันธ์กับทราฟฟิกซึ่งเป็นผลจากความต้องการ QoS
LSRs ไม่ได้เข้าไปยุ่งอะไรกับไอพีเฮดเดอร์ แต่ใช้หลักการส่งต่อแพ็คเกจข้อมูลตามแต่ลาเบลที่ติดไว้
กับแพ็คเกต จึงทำให้การส่งต่อข้อมูลง่ายกว่าและเร็วกว่าการส่งผ่านไอพีเราท์เตอร์แบบเดิม
รูปที่ 2-4 การทำงานของ MPLS ภายในขอบเขตของเราท์เตอร์ซึ่งรองรับกับ MPLS
22
ก่อนจะมีการจัดเส้นทางหรือขนส่งข้อมูลใน FEC เส้นทางผ่านเครือข่ายที่รู้จักกันใน
ชื่อ Label Switched Path (LSP) ซึ่งได้ถูกกำหนดขึ้นมาและตลอดทั้งเส้นทางดังกล่าวก็จะเป็นไป
ตามพารามิเตอร์คุณภาพของการให้บริการ พารามิเตอร์ได้เป็นตัวกำหนดว่า
1. จะใช้ทรัพยากรเท่าไหร่เพื่อรองรับตลอดทั้งเส้นทาง
2. เรื่องคิวและนโยบายขจัดข้อมูล (Discarding Policy) ที่จะใช้ในแต่ละ LSR
สำหรับแพ็คเกตข้อมูลใน FEC เพื่อเป็นไปตามเป้าหมายนี้จะต้องใช้โปรโตคอลสองตัวเข้ามาเพื่อ
แลกเปลี่ยนข้อมูลที่จำเป็นระหว่างเราท์เตอร์ ดังนี้
โปรโตคอลสำหรับเส้นทางภายใน เช่น OSPF ซึ่งใช้ในการแลกเปลี่ยน ข้อมูล
การเข้าถึงและข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทาง
ลาเบลจะต้องถูกกำหนดไปในแต่ละแพ็คเกจสำหรับเส้นทางของ FEC เพราะ
การใช้งานของลาเบลนั้นๆ จะใช้อยู่แค่หนึ่งเดียวตลอดการใช้งาน หรืออีกทางเลือกหนึ่งก็คือให้
โปรโตคอลเป็นตัวกำหนดเส้นทางและสร้างค่าลาเบลขึ้น ระหว่าง LSRs ที่อยู่ติดกันมีโปรโตคอลอยู่
2 ตัวที่จะใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์ดังกล่าว คือ Label Distribution Protocol (LDP) หรือ RSVP
ซึ่งแพ็คเกตข้อมูลที่เข้ามาในวงของ MPLS จะผ่าน LSR ที่เป็นทางเข้า ซึ่ง ณ ที่นั้น LRS
จะกำหนดการใช้งานในระดับชั้นเครือข่าย (Network-Layer Service) ให้ตามค่าคุณภาพของการ
ให้บริการ โดย LSR เป็นผู้กำหนดลาเบลให้กับแพ็กเกจเพื่อให้ได้ FEC (ต่อจากนั้นก็จะได้ LSP)
และทำการส่งต่อแพ็คเกจ ถ้าไม่มี LSP สำหรับ FEC นั้นแล้ว LSR ทางเข้าก็จะประสานงานกับ
LSRs ตัวอื่นเพื่อหา LSP ใหม่ให้ภายในวง MPLS แต่ละ LSR ที่ได้รับแพ็คเกตที่มีลาเบลมาด้วย
LSR จะนำเอาลาเบลที่ได้รับมาออกไป แล้วใส่ลาเบลซึ่งเป็นทางออกอันเหมาะสมให้ส่งต่อข้อมูล
ไปยัง LSR ต่อไปตามเส้นทาง LSP ตัว LSR ที่เป็นทางออกของวง MPLSจะเอา Label ออกทิ้งไป
จากนั้นอ่านที่เฮดเดอร์ของไอพี แล้วก็ส่งข้อมูลไปยังจุดหมายต่อไป
การใช้เทคโนโลยี MPLS ทำให้มีการสวิตช์ที่แบ็กโบนหลักได้เร็ว และแยกกลุ่ม
เส้นทางตามที่ต้องการ ซึ่งการดำเนินการในระบบ MPLS เน้นเรื่องประสิทธิภาพของระบบโดยรวม
ดังนั้นที่เราเตอร์ที่ขอบติดกับตัวส่งข้อมูลจะทำการใส่ลาเบลส่วนหัวของแพ็กเกตข้อมูล โดยการ
กำหนดชนิดของข้อมูล ทิศทางแอดเดรสปลายทาง และลำดับความสำคัญของข้อมูลเอาไว้ ส่วนของ
ลาเบลที่ใส่ไว้ในส่วนหัวมีขนาด 32 บิต เรียกว่า MPLS ลาเบล ส่วนของ MPLS นี้ จะมีข้อมูลที่
ทำให้อุปกรณ์เราเตอร์ สวิตช์ ตัดสินใจได้ว่า จะสวิตช์ข้อมูลแบบแพ็กเก็ตเดิมหรือแบบ MPLS
เมื่อตรวจดูว่าเป็นแบบ MPLS ก็จะส่งต่อไปยังเส้นทางต่อไป โดยข้อมูลจะได้รับการส่งต่อจนถึง
ปลายทาง ดังรูป 2-5
23
รูปที่ 2-5 การทำงานของ MPLS
ข้อเด่นของ MPLS คือ เราเตอร์ระหว่างทางไม่จำเป็นต้องนำข้อมูลของแพ็กเกตไอพี
เดิม มาวิเคราะห์หรือตรวจสอบจึงเป็นการประหยัดเวลาและสวิตช์ได้เร็วขึ้น และการตัดสินใจใน
ระดับต่างๆ ไปก็จะดำเนินการได้อย่างต่อเนื่องและเป็นระบบ การจัดการข้อมูลแบบ MPLS เริ่ม
ได้รับการพัฒนาและให้มีการดำเนินการได้ในระบบสวิตชิ่งและเราเตอร์รุ่นใหม่ๆ
บทที่ 3
การออกแบบและสร้างแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็ม
สารนิพนธ์ฉบับนี้ ได้นำโปรแกรม OPNET มาใช้จำลองการรับส่งข้อมูลเพื่อวัดคุณภาพของ
การให้บริการบนเครือข่ายเอทีเอ็มที่กำหนด โดยมีการออกแบบการจำลองดังนี้
1. สร้างแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็ม
2. กำหนดสัญญาณข้อมูลพื้นฐานเพื่อใช้ในการรับส่ง ประกอบด้วย
สัญญาณเสียง (CBR) ประเภท PCM Quality Speech
สัญญาณวีดีโอ (RT-VBR) ประเภท Low Resolution Video
สัญญาณข้อมูล FTP (ABR) ประเภท Medium Load
3. เปลี่ยนแปลงชนิดของสัญญาณแต่ละประเภท โดยแบ่งออกเป็นกลุ่ม ดังนี้
กลุ่มที่ 1 เป็นสัญญาณพื้นฐานที่ใช้ในการรับส่ง
กลุ่มที่ 2 มีการเปลี่ยนแปลงชนิดของเสียงเป็น Low Quality Speech
กลุ่มที่ 3 มีการเปลี่ยนแปลงชนิดของวีดีโอเป็น Low Resolution Video
กลุ่มที่ 4 มีการเปลี่ยนแปลงชนิดของเสียงเป็น Medium Load
3.1 คุณลักษณะของเครือข่ายเอทีเอ็มที่ต้องการออกแบบ
ในสารนิพนธ์ฉบับนี้ เลือกกรณีศึกษาเครือข่ายระดับ LAN ของสถาบันการศึกษาแห่งหนึ่ง
ซึ่งเจาะจงเครือข่ายเอทีเอ็มเป็นแบ็กโบน เนื่องจากเครือข่ายเดิม มีข้อจำกัดคือ ปริมาณของผู้ใช้
เพิ่มขึ้น ซึ่งไม่สามารถรองรับความต้องการในการใช้งานแอพพลิเคชั่นประเภท Voice, Video
Conference และ Data ประเภท FTP และ E-mail ทั้งในด้านของความเร็วในการรับส่ง และคุณภาพ
ของการให้บริการ ดังนั้นจึงต้องการสร้างเครือข่ายเอทีเอ็มเพื่อรองรับทราฟฟิกและคุณภาพของ
การให้บริการที่มีรายละเอียดดังนี้
3.1.1 รองรับทราฟฟิกประเภท เสียง ในระดับ MOS (Mean of Score) ไม่ต่ำกว่า 3
เมื่อเทียบกับมาตรฐาน ITU-T P.800 นั่นคือมีดีเลย์ไทม์ไม่สูงกว่า 125 mSec ซึ่งถือว่าเป็นระดับ
คุณภาพที่ยอมรับได้
3.1.2 คุณภาพของทราฟฟิกประเภท Video Conferencing ไม่เกิดการกระตุก นั่นคือ
ค่าดีเลย์ไทม์ต่ำกว่า 200 – 400 mSec
25
3.1.3 ความเร็วในการดาวน์โหลด อัพโหลด ข้อมูล ของ FTP ไม่ต่ำกว่า 720,000 bps
สำหรับการส่งข้อมูล
3.1.4 Cell Delay ของระบบเครือข่ายไม่ควรสูงว่า 0.002 sec หรือ 2 mSec และมี
ความแปรปรวนไม่เกิน 10 E-5 mSec
3.1.5 Traffic Load ของระบบเครือข่าย แอพพลิเคชั่นประเภท Voice ไม่สูงกว่า
40,000 byte/sec แอพพลิเคชั่นประเภท Video Conferencing ไม่สูงกว่า 2,000,000 byte/sec
แอพพลิเคชั่นประเภท FTP ไม่สูงกว่า 10,000 byte/sec
3.2 การออกแบบเครือข่ายเอทีเอ็ม
แบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มดังกล่าวสามารถรองรับการเชื่อมต่อระบบโทรศัพท์ PABX และ
ระบบ LAN เพื่อส่งทราฟฟิกทั้ง Voice Video conferencing และ IP Data และได้ระบุคุณสมบัติของ
อุปกรณ์เครือข่าย ATM Switch มีดังนี้
3.2.1 อุปกรณ์ ATM Switch ต้องสามารถรองรับดังต่อไปนี้
3.2.1.1 รองรับการเชื่อมต่อที่ระดับความเร็ว OC-3c/STM-1 , OC-12c/STM-4c
3.2.1.2 ต้องมีพอร์ตเชื่อมต่อแบบ T1/E1 to OC-12c/STM-4c บนอุปกรณ์ตัว
เดียวกัน
3.2.1.3 มีความสามารถในการจัดการทราฟฟิกและการเชื่อมต่อต่างๆ เพื่อให้เกิด
ประสิทธิภาพของทรูพุทสูงสุด โดยต้องรับประกันคุณภาพของการ
ให้บริการ
3.2.1.4 รองรับคุณภาพของการให้บริการที่ของทราฟฟิกที่มีระดับความสำคัญ
แตกต่างกันได้เช่น แอพพลิเคชั่นVoice, Video Conferencing และ Data
3.2.1.5 ต้องรองรับการเชื่อมต่อแบบ PVC (Permanent Virtual Circuit), Soft PVC
และ SVC (Switched Virtual Circuit) และสามารถรองรับได้ทั้ง UNI และ
PNNI ตามข้อกำหนดของ ATM Forum
3.2.1.6 รองรับ LAN Emulation ตามข้อกำหนด ATM Forum LANE1.0 และ 2.0
3.2.1.7 รองรับ MPLSในการหาเส้นทางสำหรับ IP
3.2.2 ซอฟต์แวร์ที่ใช้ที่สามารถรองรับคุณลักษณะต่อไปนี้ได้
3.2.2.1 ATM Forum UNI3.0/3.1 และ 4.0
3.2.2.2 Virtual UNI
3.2.2.3 PNNI 1.0 Per Group Leader Hierarchy
26
3.2.2.4 Multi-protocol Over เอทีเอ็ม (MPOA)
3.2.2.5 Emulated LAN (ELAN) to VLAN mapping
3.2.2.6 QoS to class of service (CoS) mapping
3.2.2.7 LEC v1/v2 (CBR, VBR, UBR)
3.2.2.8 PVCs
3.2.2.9 ทราฟฟิก Shaping
3.3 ลักษณะของเครือข่ายที่ทำการศึกษาเพื่อเป็นแบบจำลอง
ลักษณะของเครือข่ายที่นำมาศึกษาเพื่อเป็นแบบจำลอง มีลักษณะทาง Logical ดังรูป 3-1
รูปที่ 3-1 เครือข่ายเอทีเอ็มต้นแบบ (Logical Diagram)
จากรูป 3-1 เป็นเครือข่ายเอทีเอ็มที่นำมาเป็นต้นแบบในการจำลอง ซึ่งมี Backbone เป็นแบบ
เอทีเอ็ม ในการเชื่อมต่อกับอาคารต่างๆ และสามารถแยก ATM Switch ออกเป็น 2 ประเภท คือ
Core Switch และ Local Switch ซึ่งมี Core Switch จำนวน 3 Core Switch ที่เชื่อมต่อกันด้วย OC-12
ที่รองรับการสื่อสารข้อมูลด้วยความเร็ว 622 Mbps และ Local Switch ทั้งหมด 6 Local Switch ที่
เชื่อมต่อจาก Core Switch ด้วย OC-3 ที่รองรับการสื่อสารข้อมูลด้วย ความเร็ว 155 Mbps
27
รูปที่ 3-2 การเชื่อมต่ออุปกรณ์ ATM Core Switch
รูปที่ 3-3 รูปแบบเครือข่ายจำลองเพื่อสร้างด้วยโปรแกรม OPNET
จากรูปที่ 3-3 แสดงโครงสร้างของเครือข่ายเอทีเอ็มที่นำมาเป็นแบบจำลอง ที่ประกอบ Core
Switch, Local Switch และ End Station ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
Backbone ประกอบด้วย Core 3 ตัว และ Local Switch 6 ตัวและแต่ละ Local
Switch จะมี End Station ที่เป็นแหล่งกำเนิดทราฟฟิก ต่างๆ เช่น
Voice Station กำเนิด ทราฟฟิก ประเภท Voice (CBR)
VDO Station กำเนิด ทราฟฟิก ประเภท Video Conferencing (RT-VBR)
28
Data Station กำเนิด ทราฟฟิก ประเภท Data (ABR) เป็น Client
Data Server กำเนิด ทราฟฟิก ประเภท Data (ABR) เป็น Server
ส่วนของการเชื่อมต่อ (Link Interface) มีลักษณะดังนี้
ระหว่าง Core Switch (Central Switch) จะเชื่อมต่อด้วย OC-12 หรือ STM-4
ซึ่งมีอัตราในการรับส่งข้อมูลเท่ากับ 622 Mbps
ระหว่าง Core Switch เชื่อมต่อกับ Local Switch จะเชื่อมต่อด้วย OC-3 หรือ
STM-1 ซึ่งมีอัตราในการรับส่งข้อมูลเท่ากับ 155 Mbps
ระหว่าง Local Switch เชื่อมต่อกับ End Station ประเภท Voice Station และ
Video Station จะเชื่อมต่อด้วย OC-3 หรือ STM-1 ซึ่งมีอัตราในการรับส่งข้อมูลเท่ากับ 155 Mbps
ระหว่าง Local Switch เชื่อมต่อกับ End Station ประเภท Data Station และ
Data Server จะเชื่อมต่อด้วย DS1 ซึ่งมีอัตราในการรับส่งข้อมูลเท่ากับ 1.544 Mbps
3.4 สร้างแบบจำลองของเครือข่ายด้วยโปรแกรม OPNET
ในการจำลองการรับส่งข้อมูลบนเครือข่ายเอทีเอ็มนั้นได้นำเอาโปรแกรม OPNET ซึ่งเป็น
โปรแกรมจำลองการทำงานเครือข่ายมาสร้างแบบจำลองของอุปกรณ์เครือข่ายโดยสามารถเลือกใช้
แม่แบบที่มีอยู่เพื่อแทนการทำงานของ ATM Switch
แบบจำลองของ ATM Switch แต่ละแบบในโปรแกรม OPNET นั้นได้จากการนำ Node
Model Object ที่เป็น Module ต่างๆ มาเชื่อมต่อกันตามลักษณะของหน้าที่การทำงานของอุปกรณ์
แต่ละประเภท ซึ่งจะมี Node Model Object ดังต่อไปนี้
Processor เป็น Object สำหรับแบบจำลองของ Process
Generator เป็น Object สำหรับเป็นแหล่งต้นกำเนิดของ Packet
Queue เป็น Object สำหรับแบบจำลอง Internal Packet Queuing
Transmitter เป็น Object สำหรับการส่ง Packet ของ Node
Receiver เป็น Object สำหรับการรับ Packet ของ Node
Stream เป็น Object สำหรับการเชื่อม Output Stream Source กับ Input
Stream Source
Statistic Wire เป็น Object สำหรับการเชื่อม Output Statistic กับ Input
Statistic
Logical Association เป็น Object สำหรับการชี้บอกการเชื่อมต่อระหว่าง Module
สอง Module
29
รูปที่ 3-4 Node Model Objects ของโปรแกรม OPNET
ในสารนิพนธ์ฉบับนี้เลือกใช้แบบจำลองของ ATM Cross Connect ขนาด 8 Cross Connect
เป็นแบบจำลองแทนอุปกรณ์ ATM Switch ซึ่งทำหน้าที่เป็น ATM Core Switch และ ATM Local
Switch ซึ่งจะประกอบด้วยการเชื่อมต่อของ Object Transmitter และ Object Receiver ของระดับ
Physical จำนวน 8 วงจร ทั้งหมดเชื่อมต่อกับ Object Processor ที่ทำหน้าที่ในระดับของ ATM
Layer ในการสวิตซ์การเชื่อมต่อต่างๆ จะถูกควบคุมด้วย ATM Signal Call Control ที่จำลองด้วย
Object Processor ทุกๆ Object จะถูกเชื่อมต่อด้วยกับ Packet Stream เพื่อจำลองให้เป็นทางผ่านของ
ทั้ง Input และ Output Stream ดังแสดงในรูปที่ 3-5
30
รูปที่ 3-5 แบบจำลองของอุปกรณ์ ATM Core Switch
การกำหนดค่าพารามิเตอร์ของแบบจำลอง ATM Switch 8 Cross Connect มีรายละเอียดดังนี้
1. ATM Port Buffer Configuration ซึ่งเป็นการกำหนดขนาดของ Output Port Queues
โดยกำหนดค่าพารามิเตอร์ของ Size ให้มีค่า 1,000 Cells
2. ATM Switching Speed เป็นพารามิตเตอร์สำหรับกำหนดจำนวนเซลต่อวินาทีในการ
สวิตซ์ของ Switching Fabric โดยกำหนดให้มีค่า Infinity คือส่งด้วยความเร็วไม่จำกัด
3. ATM VC Lookup Delay เป็นพารามิเตอร์สำหรับการกำหนดค่าดีเลย์ในการสวิตซ์
แต่ละ VC โดยกำหนดให้มีค่า 1E-010 ซึ่งเป็นค่าของ Switch Transit Delay ของอุปกรณ์ ATM Core
Switch ที่กำหนดไม่เกิน 1E-10 second
4. เอทีเอ็ม VP Lookup Delay เป็นพารามิเตอร์สำหรับการกำหนดค่าดีเลย์ในการสวิตซ์
แต่ละ VP โดยกำหนดให้มีค่า 1E-011 ซึ่งเป็นค่าของ Switch Transit Delay ของอุปกรณ์ ATM Core
Switch ที่กำหนดไม่เกิน 1E-11 second
5. ชนิดของระดับคุณภาพของการให้บริการ ATM QoS Priority Scheme กำหนดให้เป็น
ชนิดของ Round-Robin เพราะส่วนของ Core Switch ต้องมีการจัดส่งเซลแบบ FIFO
31
รูปที่ 3-6 การกำหนดพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ ATM Core Switch ในโปรแกรม OPNET
รูปที่ 3-7 การกำหนดพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ ATM Local Switch ในโปรแกรม OPNET
32
รูปที่ 3-6 และ 3-7 แสดงการกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องของ
ATM Core Switch และ Local Switch จากรูปเห็นได้ว่าการกำหนดรายละเอียดจะไม่มีความแตกต่าง
ยกเว้น ATM Local Switch ซึ่งมีพารามิเตอร์
ATM ABR Parameter เป็น ERICA_No VSVD
หมายถึง การกำหนดอัลกอริทึมที่ใช้ในการจัดการแน่นขนัดของข้อมูล Congestion
เป็นแบบ (Explicit Rate Indication for Congestion Avoidance : ERCA)
แบบ NO VSVD (Virtual Source/Virtual Destination)
ATM QoS Priority Scheme
หมายถึง การกำหนด Priority เป็นแบบ Weighted-Round-Robin นั่นคือ เซลมีการ
กำหนดระดับของ Priority ก่อนส่งออกไป ซึ่งระดับของ Priority ถูกกำหนด
ไว้ในส่วนของแอพพลิเคชั่น ถ้าเซลใดมีระดับ Priority สูง ก็จะถูกจัดส่ง
ก่อนเซลที่มีระดับ Priority ที่ต่ำกว่า แต่อยู่บนพื้นฐานคิวแบบ FIFO
ส่วนการกำหนดค่าพารามิเตอร์ของ Port Buffer เพื่อกำหนด Buffer ในการส่งข้อมูลแต่ละ
ประเภท มีการกำหนดดังนี้
กำหนดให้แอพพลิเคชั่นประเภท Voice (CBR) = 40 %
กำหนดให้แอพพลิเคชั่นประเภท Data (ABR) = 30 %
กำหนดให้แอพพลิเคชั่นประเภท Video (RT-VBR) = 30 %
รูปที่ 3-8 การกำหนดค่าพารามิเตอร์ในส่วนของ Port Buffer Configuration
จากรูปที่ 3-8 มีการกำหนดสัดส่วนของ Port Buffer ไว้รองรับทราฟฟิก 3 ประเภทจาก
สัดส่วน 100%
33
Q1 สำหรับแอพพลิเคชั่นประเภท CBR (Voice)
Q2 สำหรับแอพพลิเคชั่นประเภท RT-VBR (Video Conference)
Q4 สำหรับแอพพลิเคชั่นประเภท ABR (FTP, E-Mail)
รูปที่ 3-9(a) การกำหนดค่าพารามิเตอร์ในส่วนของ Port Buffer Configuration ของ CBR (Q1)
รูปที่ 3-9(b) การกำหนดค่าพารามิเตอร์ในส่วนของ Port Buffer Configuration ของ RT-VBR (Q2)
รูปที่ 3-9(c) การกำหนดค่าพารามิเตอร์ในส่วนของ Port Buffer Configuration ของ ABR (Q4)
34
ค่าพารามิเตอร์ของ Attribute ที่เกี่ยวข้องมีความหมายดังนี้
Max_Avail_BW (%Q Size) : ค่าของแบนวิทธ์ที่มากที่สุดที่จะได้
Min_Gauran_BW (%Q Size) : ค่าของแบนวิทธ์ที่ได้อย่างน้อยที่สุด
Size (Cells) : จำนวนเซลของBuffer
จากรูปที่ 3-9(a)(b)และ(c) ABR ไม่มีค่า Min_Gauran_BW (%Q Size) เพราะใช้แบนวิทธ์
ที่เหลือจากทราฟฟิกประเภทอื่นๆ ในการส่งข้อมูล แต่สามารถรับประกันแบนวิทธ์ที่สูงสุดได้
3.5 แบบจำลองของเครือข่ายสื่อสารเอทีเอ็มที่ทำการศึกษา
เมื่อกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของ ATM Core Switch และ ATM Local Switch แล้ว
นำเอาแบบจำลองของ ATM Switch เหล่านั้นมาเชื่อมต่อเป็นเครือข่าย โดยใช้โปรแกรม OPNET
สร้าง Network Scenario ดังรูปที่ 3-11 ซึ่งจะประกอบด้วย
1. ATM Core Switch เป็นแบบจำลองการทำงานแทนATM Core Switch
2. ATM Local Switch เป็นแบบจำลองการทำงานแทน ATM Local Switch
3. Voice Station เป็นแบบจำลองของ CBR ATM_UNI Client แทนการทำงานของ
ชุมสายโทรศัพท์ (PBX)
4. Data Station เป็นแบบจำลองการทำงานแบบ File Transfer Protocol Work
Station แทนการทำงานของการส่งข้อมูล IP และ Data แบบ ABR
5. Data Server เป็นแบบจำลองการทำงานของ Server ในการรับส่งข้อมูล FTP
6. Link เป็นเส้นทางการเชื่อมต่อระหว่างแบบจำลองต่างๆ
7. Application Config เป็นการกำหนดแอพพลิเคชั่นชนิดต่างๆ ในการจำลอง เช่น
Voice, Video Conferencing , FTP และ E-Mail
8. Profile Config เป็นการกำหนดค่าของแอพพลิเคชั่นแต่ละชนิด
35
รูปที่ 3-10 แบบจำลองเครือข่ายสื่อสารเอทีเอ็ม Master_Project_Basic : Scenario 1
รูปที่ 3-10 แสดงแบบจำลองของเครือข่าย ซึ่งในสารนิพนธ์ฉบับนี้ทำการศึกษาเฉพาะ Voice
(VBR) , Video Conferencing (RT-VBR) และไอพีทราฟฟิกแอพพลิเคชั่น FTP (ABR) โดยมีการ
กำหนด ดังนี้
Voice Station : Voice Stn 1, 2, 3 และ 4 เป็นตัว Generate
Voice Stn 5, 6 และ 7 เป็นตัวรับ Service
Video Conferencing Station : Video Stn 1, 2 และ 3 เป็นตัว Generate
Video Stn 5, 6, 7 และ 8 เป็นตัวรับ Service
Data Server : Data Server 1, 2 และ 3 เป็นตัว Generate
Data Station : Data Stn 1, 2, 3 และ 4 เป็นตัวรับ Service
ในการจำลองแอพพลิเคชั่นประเภท Voice กำหนดให้มีการรับส่งข้อมูลแบบ One–Way
นั่นคือ มี Voice Station 2 กลุ่ม โดยกลุ่มที่ 1 สำหรับกำเนิดทราฟฟิก และกลุ่มที่ 2 รับ Service
36
3.6 การกำหนดกลุ่มของทราฟฟิกในการจำลอง
ในการจำลองนี้ มีการรับส่งสัญญาณ 3 ประเภท คือ Voice, Video Conferencing และ Data
โดยทำการวัดคุณภาพของการให้บริการของแอพลิเคชั่นแต่ละประเภท และเปลี่ยนแปลงชนิดของ
แอพพลิเคชั่นเพื่อศึกษาประสิทธิภาพของการให้บริการ โดยแบ่งกลุ่มของแอพพลิเคชั่นในการ
จำลองออกเป็น 4 กลุ่ม คือ
กลุ่มที่ 1 กำหนดเป็นสัญญาณพื้นฐาน
Voice ประเภท PCM Quality Speech
Video Conferencing ประเภท Low Resolution Video
FTP ประเภท Medium Load
กลุ่มที่ 2 เปลี่ยนแปลงชนิดของแอพพลิเคชั่น Voice
Voice ประเภท Low Quality Speech
Video Conferencing ประเภท Low Resolution Video
FTP ประเภท Medium Load
กลุ่มที่ 3 เปลี่ยนแปลงชนิดของแอพพลิเคชั่น Video Conferencing
Voice ประเภท PCM Quality Speech
Video Conferencing ประเภท High Resolution Video
FTP ประเภท Medium Load
กลุ่มที่ 4 เปลี่ยนแปลงชนิดของแอพพลิเคชั่น FTP
Voice ประเภท PCM Quality Speech
Video Conferencing ประเภท Low Resolution Video
FTP ประเภท High Load
3.7 การกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของแต่ละแอพพลิเคชั่น
โดยการกำหนดค่าพารามิเตอร์ของแอพลิเคชั่นที่ศึกษา ในส่วนของ Application Config มี
การกำหนดดังนี้
Voice มี Value เป็น ON
VDO Conferencing มี Value เป็น ON
FTP/Email มี Value เป็น ON
37
รูปที่ 3-11 การกำหนดชนิดของแอพพลิเคชั่นแบบต่างๆ ในส่วนของ Application Config
การกำหนดค่าพารามิเตอร์ในส่วนของ Profile Config ได้แก่การกำหนดคุณสมบัติตาม
ประเภทของแอพพลิเคชั่น
รูปที่ 3-12 การกำหนดคุณสมบัติของแอพพลิเคชั่นแบบต่างๆ ในส่วนของ Profile Config
38
3.7.1 พารามิเตอร์ของแอพพลิเคชั่นประเภท Voice (CBR) มีการแบ่งประเภทของการจำลอง
ออกเป็น 2 ประเภท คือ แบบ PCM Quality Speech และ แบบ Low Quality Speech โดยมีการ
กำหนดค่าพารามิเตอร์ดังนี้
แบบที่ 1 Voice แบบ PCM Quality Speech
รูปที่ 3-13(a) การกำหนดชนิดของ Voice แอพพลิเคชั่นแบบที่ PCM Quality Speech
รูปที่ 3-13(b) การกำหนดพารามิเตอร์ของ Silence Length (seconds)
39
รูปที่ 3-13(c) การกำหนดพารามิเตอร์ของ Talk Spurt Length (seconds)
จากรูปที่ 3-13 (a)(b) และ (c) เป็นการกำหนดพารามิเตอร์ของแอพพลิเคชั่นของ
สัญญาณเสียง (Voice) ประเภท PCM Quality Speech ซึ่งมีการกำหนดค่าหลักๆ ดังนี้
Encoder Scheme : G.711
เป็นการกำหนดให้การเข้ารหัส เป็นแบบ G.711 Codec ที่ไม่มีการบีบอัดสัญญาณเสียง
Type of Service : Interactive Voice
กำหนดให้ส่ง Voice Traffic เป็นลักษณะแบบ Interactive
Incoming Silence Length : exponential (0.65)
กำหนดให้เวลาของการเงียบของ Incoming silence ของ Voice มีค่า 0.65 วินาที
Outgoing Silence Length : exponential (0.65)
กำหนดให้เวลาของการเงียบของ Outgoing silence ของ Voice มีค่า 0.65 วินาที
Incoming Talk Spurt Length : exponential (0.532)
กำหนดให้เวลาของการพูดของ Incoming Voice ของ Voice มีค่า 0.532 วินาที
Outgoing Talk Spurt Length : exponential (0.352)
กำหนดให้เวลาของการพูดของ Outgoing Voice ของ Voice มีค่า 0.352 วินาที
40
แบบที่ 2 Voice แบบ Low Quality Speech
รูปที่ 3-14(a) การกำหนดพารามิเตอร์ของ Silence Length (seconds)
รูปที่ 3-14 (b) การกำหนดชนิดพารามิเตอร์ของ Talk Spurt Length (seconds)
41
จากรูปที่ 3-14 (a) และ (b) เป็นการกำหนดพารามิเตอร์ของแอพพลิเคชั่นของสัญญาณเสียง
(Voice) ประเภท Low Quality Speech ซึ่งมีการกำหนดค่าหลักๆ ดังนี้
Encoder Scheme : G.723.1
เป็นการกำหนดให้การเข้ารหัสเป็นแบบ G.723.1 Codec ที่เป็นแบบ Dual rate speech
coder for Multimedia Communication transmitting at 5.3 and 6.3 Kbps
Type of Service : Interactive Voice
กำหนดให้ส่ง Voice Traffic เป็นลักษณะแบบ Interactive
Incoming Silence Length : exponential (0.65)
กำหนดให้เวลาของการเงียบของ Incoming silence ของ Voice มีค่า 0.65 วินาที
Outgoing Silence Length : exponential (0.65)
กำหนดให้เวลาของการเงียบของ Outgoing silence ของ Voice มีค่า 0.65 วินาที
Incoming Talk Spurt Length : exponential (0.352)
กำหนดให้เวลาของการพูดของ Incoming Voice ของ Voice มีค่า 0.352 วินาที
Outgoing Talk Spurt Length : exponential (0.352)
กำหนดให้เวลาของการพูดของ Outgoing Voice ของ Voice มีค่า 0.352 วินาที
3.7.2 พารามิเตอร์ของแอพพลิเคชั่นประเภท Video Conference (RT-VBR) มีการแบ่ง
ประเภทของการจำลองออกเป็น 2 ประเภท คือ แบบ Low Resolution Video และ แบบ Medium
Resolution Videoโดยมีการกำหนดค่า Attribute ดังนี้
แบบที่ 1 Video Conferencing แบบ Low Resolution Video
รูปที่ 3-15(a) การกำหนดชนิดของ Video Conferencing แอพพลิเคชั่นแบบ Low Resolution Video
42
รูปที่ 3-15(b) การกำหนดพารามิเตอร์ต่างๆ ของ แบบ Low Resolution Video
แบบที่ 2 Video Conferencing แบบ High Resolution Video
รูปที่ 3-16(a) การกำหนดชนิดของ Video Conferencing แอพพลิเคชั่นแบบ High Resolution Video
รูปที่ 3-16(b) การกำหนดพารามิเตอร์ต่างๆ ของ แบบ High Resolution Video
43
3.7.3 พารามิเตอร์ของแอพพลิเคชั่นประเภท Data (ABR) เฉพาะแอพพลิเคชั่นประเภท FTP
มีการแบ่งประเภทของการจำลองออกเป็น 2 ประเภท คือ แบบ Medium Load และ แบบ High
Load โดยมีการกำหนดค่าพารามิเตอร์ ดังนี้
แบบที่ 1 FTP แบบ Medium Load
รูปที่ 3-17(a) การกำหนดชนิดของ FTP แอพพลิเคชั่นแบบ Medium Load
รูปที่ 3-17(b) การกำหนดพารามิเตอร์ของ FTP แบบ Medium Load
44
จากรูปที่ 3-17(a) และ(b) เป็นการกำหนดพารามิเตอร์แอพพลิเคชั่นของสัญญาณข้อมูลชนิด
FTP ประเภท Medium Load ซึ่งมีการกำหนดค่าหลักๆ ดังนี้
- Inter-Request Time (seconds) : exponential (720)
กำหนดค่าที่ใช้ในการโต้ตอบ 720 วินาที
- File Size (bytes) : Constant (5000)
กำหนดขนาดของข้อมูลที่ใช้ในการส่ง มีขนาด 5000 Byte หรือ 5 KByte
- Type of Service : Best Effort
กำหนดชนิดของการส่งให้ส่งแบบเต็มที่ที่สุด
แบบที่ 2 FTP แบบ High Load
รูปที่ 3-18 การกำหนดพารามิเตอร์ของ FTP แบบ High Load
จากรูปที่ 3-18 เป็นการกำหนดพารามิเตอร์ของแอพพลิเคชั่นของสัญญาณข้อมูล (Data) ชนิด
FTP ประเภท High Load ซึ่งมีการกำหนดค่าหลักๆ ดังนี้
Inter-Request Time (seconds) : exponential (360)
45
กำหนดค่าที่ใช้ในการโต้ตอบ 360 วินาที
File Size (bytes) : Constant (50000)
กำหนดขนาดของข้อมูลที่ใช้ในการส่ง มีขนาด 50000 Byte หรือ 50 KByte
Type of Service : Best Effort
กำหนดการส่งให้ส่งแบบเต็มที่ที่สุด
3.8 การกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของแต่ละ End Station
มีการกำหนด End Station หรือแหล่งกำเนิดแอพพลิเคชั่น 4 ประเภท ดังนี้ คือ
Voice Station เป็นตัว Generate CBR
Video Conferencing Station เป็นตัว Generate RT-VBR
Data Server เป็นตัว Generate ABR
Data Station เป็นตัวรับ Service จาก Data Server
ซึ่งแต่ละตัวจะมีการกำหนด Attribute ที่แตกต่างกัน ดังนี้
3.8.1 End Station ประเภท Voice Station
รูปที่ 3-19 การกำหนดพารามิเตอร์ของ Voice Station
46
รูปที่ 3-19 แสดงการกำหนดรายละเอียดการรับส่งข้อมูล (ABR) มีการกำหนดหลักๆ ดังนี้
Application Traffic Contract : CBR Only
Application Segment Size : 64000 bit
ATM Switch Speed : Infinity (ไม่จำกัดความเร็วในการ Switch)
ATM Port Buffer Configuration กำหนดให้เป็นประเภท CBR Only
รูปที่ 3-20 การกำหนดพารามิเตอร์ของ ATM Port Buffer Configuration
Application Traffic Contact กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ FTP
รูปที่ 3-21(a) การกำหนดพารามิเตอร์ของ Application Traffic Contact
47
รูปที่ 3-21(b) พารามิเตอร์ของ Peak Cell Rate รูปที่ 3-21(c) พารามิเตอร์ของ Minimum Cell Rate
รูปที่ 3-21(d) พารามิเตอร์ของ Minimum Burst Size รูปที่ 3-21(e) พารามิเตอร์ของ Sustained Cell Rate
Application Destination Preference กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ Voice
รูปที่ 3-22(a) การกำหนดพารามิเตอร์ของ Station ที่ Generate Traffic แบบ Voice
48
รูปที่ 3-22(b) การกำหนดพารามิเตอร์ของ Station ที่รับ Service แบบ Voice
Application Supported Profile กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ Voice
รูปที่ 3-22(c) การกำหนดพารามิเตอร์ของชนิดของแอพพลิเคชั่นที่รองรับ
49
Application Transport Protocol กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ Voice
รูปที่ 3-23 การกำหนดพารามิเตอร์ชนิดของโปรโตคอลที่รองรับของ Voice
3.8.2 End Station ประเภท Video Conferencing Station
รูปที่ 3-24 การกำหนดพารามิเตอร์ของ Video Station
50
รูปที่ 3-24 แสดงการกำหนดรายละเอียดการรับส่งข้อมูล (ABR) มีการกำหนดหลักๆ ดังนี้
Application Traffic Contract : RT-VBR Only
Application Segment Size : 64000 bit
ATM Switch Speed : Infinity (ไม่จำกัดความเร็วในการ Switch)
ATM Port Buffer Configuration กำหนดให้เป็นประเภท RT-VBR Only
รูปที่ 3-25 การกำหนดพารามิเตอร์ของ ATM Port Buffer Configuration
- Application Traffic Contact กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ FTP
รูปที่ 3-26(a) การกำหนดพารามิเตอร์ของ Application Traffic Contact
51
รูปที่ 3-26(b) พารามิเตอร์ของ Peak Cell Rate รูปที่ 3-26(c) พารามิเตอร์ของ Minimum Cell Rate
รูปที่ 3-26(d) พารามิเตอร์ของ Minimum Burst Size รูปที่ 3-26(e) พารามิเตอร์ของ Sustained Cell Rate
Application Destination Preference กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ
Video Conference
คล้ายกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่น CBR แต่เป็น Video Destination
Application Supported Profile กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ
Video Conference
คล้ายกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่น CBR แต่เป็น Video Conference
Application Transport Protocol กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ
Video Conference
เหมือนกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่น CBR แต่เป็น AAL2
52
3.8.3 End Station ประเภท Data Station
รูปที่ 3-27 การกำหนดพารามิเตอร์ของ Data Station
รูปที่ 3-27 แสดงการกำหนดรายละเอียดการรับส่งข้อมูล (ABR) มีการกำหนดหลักๆ ดังนี้
Application Traffic Contract : ABR Only
Application Segment Size : 64,000 bit
ATM Switch Speed : Infinity (ไม่จำกัดความเร็วในการ Switch)
AM Port Buffer Configuration กำหนดให้เป็นประเภทABR
53
รูปที่ 3-28 การกำหนดพารามิเตอร์ของ ATM Port Buffer Configuration
- Application Traffic Contact กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ FTP
รูปที่ 3-29(a) การกำหนดพารามิเตอร์ของ Application Traffic Contact
54
รูปที่ 3-29(b) พารามิเตอร์ของ Peak Cell Rate รูปที่ 3-29(c) พารามิเตอร์ของ Minimum Cell Rate
รูปที่ 3-29(d) พารามิเตอร์ของ Minimum Burst Size รูปที่ 3-29(e) พารามิเตอร์ของ Sustained Cell Rate
Application Destination Preference กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ FTP
คล้ายกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่น CBR แต่เป็น Data Station
Application Supported Profile กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ FTP
คล้ายกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่น CBR แต่เป็น FTP
Application Transport Protocol กำหนดในส่วนของพารามิเตอร์ของ FTP
เหมือนกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่น CBR แต่เป็น AAL5
55
3.8.4 End Station ประเภท Data Server
รูปที่ 3-30 การกำหนดพารามิเตอร์ของ Data Server
รูปที่ 3-30 แสดงการกำหนดรายละเอียดการรับส่งข้อมูล (ABR) มีการกำหนดหลักๆ ดังนี้
Application Traffic Contract : ABR Only
Application Segment Size : 64,000 bit
ATM Switch Speed : Infinity (ไม่จำกัดความเร็วในการ Switch)
ATM Port Buffer Configuration กำหนดให้เป็นประเภท ABR Only
ATM Port Buffer Configuration กำหนดในส่วนของ Data Server
เหมือนกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่นของ Data Station
Application Traffic Contact กำหนดในส่วนของ Data Server
เหมือนกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่นของ Data Station
56
Application Destination Preference กำหนดในส่วนของ Data Server
เหมือนกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่นของ Data Station
Application Supported Profile กำหนดในส่วนของ Data Server
เหมือนกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่นของ Data Station
Application Transport Protocol กำหนดในส่วนของ Data Server
เหมือนกับการกำหนดในแอพพลิเคชั่นของ Data Station
3.9 Run Simulate ของการส่งสัญญาณแต่ละประเภท
เมื่อสร้างแบบจำลอง และกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เสร็จเรียบร้อยแล้ว ขั้นตอนของการ
จำลองการทำงานของเครือข่ายที่ใช้รับส่งแอพพลิเคชั่นประเภท เสียง ข้อมูล และวีดีโอ แบ่งออกได้
เป็น 3 ขั้นตอน ดังนี้ คือ
ขั้นตอนการกำหนดค่ารายงานที่ต้องการ
ขั้นตอนการกำหนดค่าในการจำลอง
ขั้นตอนของการแสดงสถานะขณะจำลอง
3.9.1 การกำหนดค่าของรายงานที่ต้องการเก็บ
รูปที่ 3-31 การกำหนดชนิดของรายงานที่ต้องการแสดง
57
รูปที่ 3-31 แสดงชนิดรายงานที่ต้องการแสดงผลของการจำลอง ในสารนิพนธ์ฉบับนี้มี
รายงานที่ต้องการคือ ATM, Voice, Video Conferencing, Email และ FTP
3.9.2 การกำหนดค่าในการ Simulate
รูปที่ 3-32 การกำหนดข้อมูลที่ใช้ในการจำลอง
จากรูปที่ 3-32 แสดงการกำหนดค่าต่างๆ ในจำลองครั้งนี้ โดยพารามิเตอร์ที่สนใจมีดังนี้
Duration : 2 Minute(s)
เป็นระยะเวลาในการจำลอง 2 นาที
Value Per Statistic : 100
เป็นจำนวนของทราฟฟิก ต่อ 1 Statistic
Seed : 128
เป็นจำนวนในการ Seed คือการกำหนดค่าเริ่มต้นของการ จำลอง
Generate Web Report เป็นการกำหนดให้แสดงผลการจำลองอยู่ในรูปของ
Web Report
58
3.9.3 การแสดงสถานะขณะที่มีการจำลอง
รูปที่ 3-33 การแสดงสถานะขณะการจำลองการรับส่งข้อมูล
จากรูปที่ 3-33 เป็นสถานะที่เกิดขึ้นขณะที่โปรแกรม OPNET Simulate โดยแสดงรายละเอียด
ดังนี้
Events : 76,500,000
มีจำนวนเหตุการณ์เกิดขึ้น 76,500,000
Average : 76,501 events/sec
โดยเฉลี่ยมีจำนวนเหตุการณ์เกิดขึ้น 76,501 เหตุการณ์ต่อ 1 วินาที
Elapsed : 16 min
เวลาที่ใช้ในการจำลองผ่านไป 16 นาที
Remaining :16 min
เหลือเวลาที่ใช้ในการจำลองอีก 6 นาที
จะเห็นได้ว่า จำนวนในการจำลองในหัวข้อ 3.9.2 คือ 2 นาที แต่เวลาจริงที่ใช้ในการจำลอง
ไม่ได้มีค่าเท่ากับ 2 นาที เพราะจะมีปัจจัยอื่นๆ เข้ามาเกี่ยวข้องด้วยเช่น แบบจำลองของเครือข่าย
ชนิดของแอพพลิเคชั่นที่ใช้ในการจำลองการรับส่ง ชนิดของรายงานที่ต้องการเก็บ ค่าสถิติต่างๆ
เป็นต้น
บทที่ 4
การวิเคราะห์ผลการจำลอง
4.1 พารามิเตอร์ที่สนใจในผลการจำลอง
จากการจำลองการส่งข้อมูลประเภท เสียง วีดีโอ และข้อมูลบนเครือข่ายเอทีเอ็ม โดยใช้
โปรแกรม OPNET และสนใจค่าพารามิเตอร์ที่แสดงถึงคุณภาพของการให้บริการของแอพพลิเคชั่น
แต่ละประเภท ดังนี้
4.1.1 แอพพลิเคชั่นประเภท Voice ซึ่งเป็นการจำลองการส่งสัญญาณเสียงโทรศัพท์ผ่าน
เครือข่ายจะถูกวัดอยู่ในรูปของค่าดีเลย์ มีพารามิเตอร์ที่สนใจ 2 พารามิเตอร์ คือ
Voice Packet End-to-End Delay ค่าดีเลย์ไทม์ที่เกิดจากการส่ง Voice Packet จาก
Calling Voice Station ไปยัง Called Voice
Station เมื่อผ่านเครือข่าย
Voice Packet Delay Variation ค่าความแปรปรวนของดีเลย์ไทม์
โดยนำไปเปรียบเทียบกับมาตรฐานการวัดคุณภาพเสียงของ ที่ใช้การให้ระดับคะแนน MOS
(Mean Opinion Scores) โดยกำหนดไว้ดังนี้
ตารางที่ 4-1 ระดับคะแนน MOS ตามมาตรฐานการวัดคุณภาพเสียง
ระดับ (Rating) Quality คุณภาพของเสียง
5 Excellent เป็นคุณภาพเสียงที่สมบูรณ์แบบ
4 Good ต้องการการใส่ใจในการได้ยิน
3 Fair ดีปานกลาง
2 Poor ต้องการการพิจารณาในการได้ยิน
1 Bad ไม่สามารถเข้าใจได้
โดยที่คุณภาพของเสียงจะขึ้นอยู่กับค่าดีเลย์ไทม์ ซึ่งตามมาตรฐาน ITU-T G.711 (ITU-T
Recommendation G.711 "Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies.) ได้กำหนดให้
ค่าดีเลย์ไทม์เป็นปัจจัยอันดับหนึ่งในการจัดระดับคุณภาพเสียงซึ่งมีค่าความสัมพันธ์กับระดับของ
คุณภาพเสียง ดังรูปที่ 4-1
60
3.7
3
2.5
2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 250 500 750
One-way transmission time
Mean Opinion Score
รูปที่ 4-1 ความสัมพันธ์ของดีเลย์ไทม์กับ MOS ตามมาตรฐาน ITU-T G.711
การวัดคุณภาพของเสียงสามารถเปรียบเทียบได้กับระดับที่สามารถให้คุณภาพเสียง
ใกล้เคียงกับระดับที่เรียกว่า Toll Quality (The voice quality resulting from the use of a nominal
4 kHz telephone channel) ดังที่ ITU ได้กำหนดไว้ คือ
ค่า Delay Time ต่ำกว่า 150 mSec
ถือว่า ยอมรับได้สำหรับทุก แอพพลิเคชั่น
ค่า Delay Time อยู่ระหว่าง 150-400 mSec
ถือว่า ยอมรับได้แต่มีคุณภาพต่ำลง
ค่า Delay Time สูงกว่า 400 mSec
ถือว่า ทำให้คุณภาพเสียงมีปัญหาในการติดต่อสื่อสาร
สำหรับค่า Delay Variation ยิ่งมีค่าน้อยยิ่งดี เพราะค่า Delay Variation นี้ จะส่งผลต่อคุณภาพ
ของการให้บริการของการสื่อสาร ทำให้แอพพลิเคชั่นประเภท Voice ไม่เกิดการกระตุก
4.1.2 แอพพลิเคชั่นประเภท Video Conferencing (RT-VBR) ซึ่งเป็นการจำลองการส่ง
สัญญาณ Video Conferencing ผ่านเครือข่ายจะถูกวัดอยู่ในรูปของดีเลย์ไทม์มีพารามิเตอร์ที่สนใจ
1 พารามิเตอร์ คือ
Video Conferencing Packet End-to-End Delay (sec) ค่าดีเลย์ไทม์ที่เกิดจากการส่ง
Video Conferencing Packet จากสถานีต้นทางไปยังสถานีปลายทางเมื่อผ่านเครือข่าย
ms
61
4.1.3 แอพพลิเคชั่นประเภท Data (ABR) ซึ่งเป็นการจำลองการส่งข้อมูลแบบ FTP
ผ่านเครือข่าย จะถูกวัดอยู่ในรูปแบบของพารามิเตอร์ที่สนใจ 2 พารามิเตอร์ คือ
Download Response Time เป็นเวลาที่ใช้ในการส่งข้อมูลจาก Data Server มายัง
Data Workstation ของแอพพลิเคชั่นแบบ FTP
Upload Response Time เป็นเวลาที่ใช้ในการส่งข้อมูล Data Workstation ไปยัง
Data Sever ของแอพพลิเคชั่นแบบ FTP
4.2 การวิเคราะห์ผลการจำลองคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณแต่ละประเภท
จากการจำลองเพื่อวัดคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณแต่ละกลุ่ม สามารถสรุปผล
การจำลอง ดังนี้
4.2.1 ผลการจำลองของกลุ่มที่ 1 (กำหนดเป็นสัญญาณพื้นฐานในการจำลอง)
Voice แบบที่ 1 แบบ PCM Quality Speech
Video Conferencing แบบที่ 1 แบบ Low Resolution Video
FTP แบบที่ 1 แบบ Medium Load
รูปที่ 4-2(a) ผลการจำลองในส่วนของแอพพลิเคชั่นประเภท Voice ของสัญญาณพื้นฐาน
จากรูปที่ 4-2 (a) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของ Delay Time (Voice Packet End-to-End Delay (sec)) ที่เกิดขึ้น มีค่าเฉลี่ย
0.00719 second หรือ 7.19 mSec มีระดับค่า MOS ที่ประมาณ 3.7 ซึ่งถือว่าเป็นระดับที่ค่อนข้างดี
62
Delay Variation มีค่าเฉลี่ย 0.00000336 second ซึ่ง ถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ย
ของ Delay Time ดังนั้น ถึงสามารถรับประกันได้ว่า คุณภาพของการให้บริการของแอพพลิเคชั่น
ประเภท Voice (CBR) มีค่าความแปรปรวนไม่เกิน 0.00000336
รูปที่ 4-2(b) ผลการจำลองในส่วนของแอพพลิเคชั่นประเภท Video Conferencing
ของสัญญาณพื้นฐาน
จากรูปที่ 4-2 (b) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของ Delay Time (Video Conferencing Packet End-to-End Delay (sec)) ที่
เกิดขึ้น มีค่าเฉลี่ย 0.0213 second หรือ 21.3 mSec
รูปที่ 4-2(c) ผลการจำลองในส่วนของแอพพลิเคชั่นประเภท FTP ของสัญญาณแบบพื้นฐาน
จากรูปที่ 4-2 (c) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
63
ค่าเฉลี่ยของเวลาที่ใช้ในการ Download File ขนาด 5 Kbyte ใช้เวลา 0.0549 second
รับข้อมูลในแบบ FTP ได้ที่ความเร็วเฉลี่ย (5,000 x8)/0.0549= 728,597 bps แต่ไม่ได้รับประกันว่า
ข้อมูลจะต้องถูกรับด้วยความเร็วนี้เสมอไป เนื่องจากกำหนดให้ระดับของการบริการสำหรับ
แอพพลิเคชั่น FTP เป็นแบบ ABR
4.2.2 ผลการจำลองของกลุ่มที่ 2 (เปลี่ยนชนิดของสัญญาณประเภท Voice)
Voice แบบที่ 2 แบบ Low Quality Speech
Video Conferencing แบบที่ 1 แบบ Low Resolution Video
FTP แบบที่ 1 แบบ Medium Load
รูปที่ 4-3(a) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท Voice ที่มีเปลี่ยนแปลงชนิดของ Voice
จากรูปที่ 4-3 (a) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของ Delay Time (Voice Packet End-to-End Delay (sec)) ที่เกิดขึ้น มีค่าเฉลี่ย
0.0217 second หรือ 21.7 mSec
Delay Variation มีค่าเฉลี่ย 0.0000000061 second ซึ่งถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับ
ค่าเฉลี่ยของดีเลย์ไทม์ ดังนั้นสามารถรับประกันได้ว่า คุณภาพของการให้บริการของแอพพลิเคชั่น
ประเภท Voice (CBR) มีค่าความแปรปรวนไม่เกิน 0.0000000061
64
รูปที่ 4-3(b) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท Video Conferencing ที่มีเปลี่ยนแปลง
ชนิดของ Voice
จากรูปที่ 4-3 (b) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของ Delay Time (Video Conferencing Packet End-to-End Delay (sec)) ที่
เกิดขึ้น มีค่าเฉลี่ย 0.0213 second หรือ 21.3 mSec
รูปที่ 4-3(c) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท FTP ที่มีเปลี่ยนแปลงชนิดของ Voice
จากรูปที่ 4-3 (c) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของเวลาที่ใช้ในการ Download File ขนาด 5 Kbyte ใช้เวลา 0.0549 second
รับข้อมูลในแบบ FTP ได้ที่ความเร็วเฉลี่ย (5,000 x8)/0.0549= 728,597 bps แต่ไม่ได้รับประกันว่า
ข้อมูลจะต้องถูกรับด้วยความเร็วนี้เสมอไป เนื่องจากกำหนดให้ระดับของการบริการสำหรับ
แอพพลิเคชั่น FTP เป็น ABR
65
4.2.3 ผลการจำลองของกลุ่มที่ 3 (เปลี่ยนชนิดของสัญญาณประเภท Video Conferencing)
Voice แบบที่ 1 แบบ PCM Quality Speech
Video Conferencing แบบที่ 2 แบบ High Resolution Video
FTP แบบที่ 1 แบบ Medium Load
รูปที่ 4-4(a) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท Voice ที่มีการเปลี่ยนแปลงชนิด
ของ Video Conferencing
จากรูปที่ 4-4 (a) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของ Delay Time (Voice Packet End-to-End Delay (sec)) ที่เกิดขึ้น มีค่าเฉลี่ย
0.00661second หรือ 6.61 mSec มีระดับค่า MOS ที่ประมาณ 3.7 ซึ่งถือว่าเป็นระดับที่ค่อนข้างดี
Delay Variation มีค่าเฉลี่ย 0.00000336 second ซึ่งถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยของ
ดีเลย์ไทม์ ดังนั้นสามารถรับประกันได้ว่า คุณภาพของการให้บริการของแอพพลิเคชั่น ประเภท
Voice (CBR) มีค่าความแปรปรวนไม่เกิน 0.00000336
รูปที่ 4-4(b) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท Video Conferencing ที่มีการเปลี่ยนแปลง
ชนิดของ Video Conferencing
66
จากรูปที่ 4-4 (b) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของ Delay Time (Video Conferencing Packet End-to-End Delay (sec)) ที่
เกิดขึ้น มีค่าเฉลี่ย 0.0213 second หรือ 21.3 mSec
รูปที่ 4-4(c) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท FTP ที่มีการเปลี่ยนแปลงชนิดของ
Video Conferencing
จากรูปที่ 4-3 (c) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของเวลาที่ใช้ในการ Download File ขนาด 5 Kbyte ใช้เวลา 0.0549 second
รับข้อมูลในแบบ FTP ได้ที่ความเร็วเฉลี่ย (5,000 x8)/0.0549= 728,597 bps แต่ไม่ได้รับประกันว่า
ข้อมูลจะต้องถูกรับด้วยความเร็วนี้เสมอไป เนื่องจากกำหนดให้ระดับของการบริการสำหรับ
แอพพลิเคชั่น FTP เป็น ABR
4.2.4 ผลการจำลองของกลุ่มที่ 4 (เปลี่ยนชนิดของสัญญาณประเภท FTP)
Voice แบบที่ 1 แบบ PCM Quality Speech
Video Conferencing แบบที่ 1 แบบ Low Resolution Video
FTP แบบที่ 2 แบบ High Load
67
รูปที่ 4-5(a) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท Voice ที่มีการเปลี่ยนแปลงชนิดของ FTP
จากรูปที่ 4-5(a) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของ Delay Time (Voice Packet End-to-End Delay (sec)) ที่เกิดขึ้น มีค่าเฉลี่ย
0.00719 second หรือ 7.19 mSec มีระดับค่า MOS ที่ประมาณ 3.7 ซึ่งถือว่าเป็นระดับที่ค่อนข้างดี
Delay Variation มีค่าเฉลี่ย 0.00000336 second ซึ่งถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยของ
ดีเลย์ไทม์ ดังนั้นสามารถรับประกันได้ว่า คุณภาพของการให้บริการของแอพพลิเคชั่น ประเภท
Voice (CBR) มีค่าความแปรปรวนไม่เกิน 0.00000336
รูปที่ 4-5(b) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท Video Conferencing ที่มีการเปลี่ยนแปลงชนิด
ของ FTP
จากรูปที่ 4-5 (b) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของ Delay Time (Video Conferencing Packet End-to-End Delay (sec)) ที่
เกิดขึ้น มีค่าเฉลี่ย 0.0213 second หรือ 21.3 mSec
68
รูปที่ 4-5(c) ผลการจำลองของแอพพลิเคชั่นประเภท FTP ที่มีการเปลี่ยนแปลงชนิดของ FTP
จากรูปที่ 4-5 (c) สามารสรุปได้ตามพารามิเตอร์ที่สนใจดังนี้
ค่าเฉลี่ยของเวลาที่ใช้ในการ Download File ขนาด 50 KByte ใช้เวลา 0.461 second นั่น
คือเครือข่ายสามารถรับข้อมูลในแบบ FTP ได้ที่ความเร็วเฉลี่ย (50,000 x8)/0.461 = 867,678 bps
แต่ไม่ได้รับประกันว่าข้อมูลจะต้องถูกรับด้วยความเร็วนี้เสมอไป เนื่องจากกำหนดให้ระดับของการ
บริการสำหรับ แอพพลิเคชั่น FTP เป็น ABR
4.3 การวิเคราะห์ผลการจำลองของสัญญาณแต่ละกลุ่ม ในส่วนของ Traffic Load
จากผลการจำลองเมื่อมีการเปลี่ยนชนิดของแอพพลิเคชั่นทั้ง 4 กลุ่ม เพื่อศึกษา Traffic Load
ของแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็ม แบ่งเป็น 4 กลุ่ม ดังนี้
4.3.1 การรับส่งข้อมูลสัญญาณพื้นฐาน (กลุ่มที่ 1)
69
รูปที่ 4-6 ผลการจำลองในส่วนของ Traffic Load Comparison ของสัญญาณแบบพื้นฐาน
จากรูปที่ 4-6 แสดงการเปรียบเทียบ Traffic Load ของสัญญาณแต่ละประเภท แสดงในหน่วย
ของ bytes/sec ดังนี้
ประเภทของสัญญาณ ค่าสูงสุด ค่าต่ำสุด ค่าเฉลี่ย
เสียง (Voice) 32,000 0 5,251
วีดีโอ (Video Conferencing) 1,036,800 0 615,856
ข้อมูล (FTP) 4,593 0 46
4.3.2 การรับส่งข้อมูลสัญญาณประเภทเปลี่ยนแปลงชนิดสัญญาณของ Voice (กลุ่มที่ 2)
70
รูปที่ 4-7 ผลการจำลองในส่วนของ Traffic Load Comparison ของสัญญาณเปลี่ยนแปลง
ประเภท Voice
จากรูปที่ 4-7 แสดงการเปรียบเทียบ Traffic Load ของสัญญาณแต่ละประเภท แสดงในหน่วย
ของ bytes/sec ดังนี้
ประเภทของสัญญาณ ค่าสูงสุด ค่าต่ำสุด ค่าเฉลี่ย
เสียง (Voice) 1,344 0 413
วีดีโอ (Video Conferencing) 1,036,800 0 622,838
ข้อมูล (FTP) 4,592 0 139
71
4.3.3 การรับส่งข้อมูลสัญญาณประเภทเปลี่ยนแปลงชนิดสัญญาณของ Video Conferencing
(กลุ่มที่ 3)
รูปที่ 4-8 ผลการจำลองในส่วนของ Traffic Load Comparison ของสัญญาณเปลี่ยนแปลง
ประเภท Video Conferencing
จากรูปที่ 4-8. แสดงการเปรียบเทียบ Traffic Load ของสัญญาณแต่ละประเภท แสดงในหน่วย
ของ bytes/sec ปรากฏว่า
ประเภทของสัญญาณ ค่าสูงสุด ค่าต่ำสุด ค่าเฉลี่ย
เสียง (Voice) 32,000 0 16,839
วีดีโอ (Video Conferencing) 3,110,400 0 1,762,329
ข้อมูล (FTP) 4,593 0 186
72
4.3.4 การรับส่งข้อมูลสัญญาณประเภทเปลี่ยนแปลงชนิดสัญญาณของ FTP (กลุ่มที่ 4)
รูปที่ 4-9 ผลการจำลองในส่วนของ Traffic Load Comparison ของสัญญาณเปลี่ยนแปลง
ประเภท FTP
จากรูปที่ 4-9 แสดงการเปรียบเทียบ Traffic Load ของสัญญาณแต่ละประเภท แสดงในหน่วย
ของ bytes/sec ปรากฏว่า
ประเภทของสัญญาณ ค่าสูงสุด ค่าต่ำสุด ค่าเฉลี่ย
เสียง (Voice) 32,000 0 5,251
วีดีโอ (Video Conferencing) 1,036,800 0 615,856
ข้อมูล (FTP) 42,093 0 425
4.4 การวิเคราะห์ผลการจำลองของสัญญาณแต่ละกลุ่ม ในส่วนของ Cell Delay และ Cell Delay
Variation
จากผลการจำลองเมื่อมีการเปลี่ยนชนิดของแอพพลิเคชั่นทั้ง 4 กลุ่ม เพื่อศึกษา Cell Delay
และ Cell Delay Variation ของแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็ม แบ่งเป็น 4 กลุ่มดังนี้
73
4.4.1 การรับส่งข้อมูลสัญญาณพื้นฐาน (กลุ่มที่ 1)
รูปที่ 4-10(a) ผลการจำลองของเครือข่ายเอทีเอ็ม เมื่อส่งสัญญาณพื้นฐาน
จากรูปที่ 4-10 (a) ATM Cell Delay (sec) = 0.00183
ATM Cell Delay Variation = 0.0000000843
4.4.2 การรับส่งข้อมูลสัญญาณประเภทเปลี่ยนแปลงชนิดสัญญาณของ Voice (กลุ่มที่ 2)
รูปที่ 4-10(b) ผลการจำลองของเครือข่ายเอทีเอ็ม เมื่อเปลี่ยนแปลงชนิดของสัญญาณ Voice
จากรูปที่ 4-10 (b) ATM Cell Delay (sec) = 0.00183
ATM Cell Delay Variation = 0.0000000841
74
4.4.3 การรับส่งข้อมูลสัญญาณประเภทเปลี่ยนแปลงชนิดสัญญาณของ Video Conferencing
(กลุ่มที่ 3)
รูปที่ 4-10(c) ผลการจำลองของเครือข่ายเอทีเอ็ม เมื่อเปลี่ยนแปลงชนิดของสัญญาณ
Video Conferencing
จากรูปที่ 4-10 (c) ATM Cell Delay (sec) = 0.00237
ATM Cell Delay Variation = 0.000000885
4.4.4 การรับส่งข้อมูลสัญญาณประเภทเปลี่ยนแปลงชนิดของสัญญาณ FTP (กลุ่มที่ 4)
รูปที่ 4-10(d) ผลการจำลองของเครือข่ายเอทีเอ็ม เมื่อเปลี่ยนแปลงสัญญาณ FTP
จากรูปที่ 4-10 (d) ATM Cell Delay (sec) = 0.00188
ATM Cell Delay Variation = 0.0000000843
75
4.5 การวิเคราะห์ผลการจำลองการวัดประสิทธิภาพของสัญญาณแต่ละกลุ่ม
จากข้อมูลของสัญญาณแต่ละประเภทในส่วนของ Voice Packet End-to-End Delay (mSec)
สำหรับ Voice, Video Conference Packet End-to-End Delay (mSec) สำหรับ Video และ
Download Response Time/Upload Response Time (bps) สำหรับ FTP รวมถึง Traffic Load ของ
สัญญาณแต่ประเภทในหน่วย (Byte/sec) และส่วนของข้อมูลเครือข่ายเอทีเอ็ม ในส่วนของ Cell
Delay และ Cell Delay Variation สามารถสรุปได้ดังนี้
ตารางที่ 4-2 การเปรียบเทียบคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณแต่ละกลุ่มกับความต้องการ
พื้นฐานของแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็ม
Signal Traffic Load ATM switch
Group
Voice
Delay Time (mSec)
Video
Delay Time (mSec)
FTP Download/Upload
(bps)
Voice
(Byte/sec)
Video
(Byte/sec)
FTP
(Byte/sec)
Cell Delay
(mSec)
Cell Delay Variation
(mSec)
Require <> 720 ,000 <40 ,000 < 2,000,000 <10,000 < 2.0 < 10E-5 1 6.51 21.2 728,597 32,000 1,036,800 4,593 1.83 8.43E-5 2 21.7 21.2 728,597 1,344 1,036,800 4,592 1.83 8.41E-5 3 6.54 21.3 732,597 32,000 3,110,900 4,593 2.37 88.5E-5 4 6.51 21.2 867,678 32,000 1,036,800 42,093 1.88 8.43E-5 จากตาราง 4-2 สรุปได้ดังนี้ 76 ตารางที่ 4-3 สรุปการยอมรับได้ของคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณแต่ละกลุ่มกับ ความต้องการพื้นฐานของแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็ม Signal Traffic Load ATM switch Group Voice Delay Time (mSec) Video Delay Time (mSec) FTP Download/Upload (bps) Voice (Byte/sec) Video (Byte/sec) FTP (Byte/sec) Cell Delay (mSec) Cell Delay Variation (mSec) 1 Accept Accept Accept Accept Accept Accept Accept Accept 2 Accept Accept Accept Accept Accept Accept Accept Accept 3 Accept Accept Accept Accept No Accept Accept No Accept No Accept 4 Accept Accept Accept Accept Accept No Accept Accept Accept จากตารางที่ 4-3 สรุปผลได้ดังนี้ 1. แอพพลิเคชั่นประเภท Voice ชนิด PCM Quality Speech และ Low Quality Speech มีคุณภาพของการให้บริการว่าอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ 2. แอพพลิเคชั่นประเภท Video Conferencing ชนิด Low Resolution Video มีคุณภาพของ การให้บริการว่าอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ คือ 3. แอพพลิเคชั่นประเภท FTP ชนิด Medium Load มีคุณภาพของการให้บริการว่าอยู่ใน ระดับที่ยอมรับได้ คือ ส่วนแอพพลิเคชั่นประเภท Video Conferencing ชนิด High Resolution Video ไม่สามารถ ยอมรับได้ เพราะ ค่าในส่วนของ Traffic load , Cell Delay และ Cell Delay Variation มีค่าสูงกว่า ค่าที่กำหนดไว้ เช่นเดียวกันกับแอพพลิเคชั่นประเภท FTP ชนิด High Medium Load มีค่า Traffic Load มีค่าสูงกว่าที่กำหนดไว้ บทที่ 5 สรุปและข้อเสนอแนะ 5.1 บทสรุป ในสารนิพนธ์ฉบับนี้ ได้นำโปรแกรม OPNET มาใช้สร้างแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็ม และ จำลองการรับส่งสัญญาณทั้ง เสียง ข้อมูล และวีดีโอ เพื่อวัดคุณภาพของการให้บริการบนเครือข่าย เอทีเอ็มที่สร้างขึ้นภายใต้ค่าพารามิเตอร์ที่กำหนดของสัญญาณแต่ละประเภท โดยแบ่งการรับส่ง สัญญาณเป็นกรณีต่างๆ เพื่อให้เห็นถึงคุณภาพของการบริการบนเครือข่ายเอทีเอ็มเมื่อมีการเปลี่ยน ชนิดของสัญญาณแต่ละประเภทบนแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มแบบเดียวกัน จากผลการจำลอง สรุปคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณแต่ละกลุ่มเมื่อเปรียบเทียบกับ ความต้องการพื้นฐานของเครือข่ายได้ดังนี้ 5.1.1 คุณภาพของการให้บริการของสัญญาณแต่ละกลุ่ม กลุ่มที่ 1 สัญญาณพื้นฐาน คือมี CBR แบบ PCM Quality Speech , RT-VBR แบบ Low Resolution Video และ ABR แบบ Medium Load : ยอมรับได้ หมายถึง บนแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มที่ออกแบบไว้ สามารถรับประกันคุณภาพ ของการให้บริการของสัญญาณเสียง วีดีโอ และข้อมูลแบบ FTP ชนิดดังกล่าวได้ กลุ่มที่ 2 สัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงประเภทของสัญญาณเสียง (CBR) คือมี CBR แบบ Low Quality Speech, RT-VBR แบบ Low Resolution Video และ ABR แบบ Medium Load : ยอมรับได้ หมายถึง บนแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มที่ออกแบบไว้ สามารถรับประกันคุณภาพ ของการให้บริการของสัญญาณเสียง วีดีโอ และข้อมูลแบบ FTP ชนิดดังกล่าวได้ กลุ่มที่ 3 สัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงประเภทของสัญญาณวีดีโอ (RT-VBR) คือ มี CBR แบบ PCM Quality Speech, RT-VBR แบบ High Resolution Video และ ABR แบบ Medium Load : ยอมรับไม่ได้ 78 หมายถึง บนแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มที่ออกแบบไว้ ไม่สามารถรับประกัน คุณภาพของการให้บริการของสัญญาณวีดีโอ เนื่องจากค่า Traffic Load , ATM Cell Delay และ ATM Cell Delay Variation มีค่าสูงกว่าค่าพื้นฐานที่ระบบเครือข่ายกำหนดไว้ กลุ่มที่ 4 สัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงประเภทของสัญญาณข้อมูลแบบ FTP (ABR) คือมี CBR แบบ PCM Quality Speech, RT-VBR แบบ Low Resolution Video และABR แบบ High Load : ยอมรับไม่ได้ หมายถึง บนแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มที่ออกแบบไว้ ไม่สามารถรับประกัน คุณภาพของการให้บริการของสัญญาณข้อมูลแบบ FTP เนื่องจากค่า Traffic Load มีค่าสูงกว่า ค่าพื้นฐานที่ระบบเครือข่ายกำหนดไว้ นั่นคือแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็มที่ประกอบด้วยโครงสร้างของ Core Switch 3 ตัว Local Switch 6 ตัวและ End-Station 19 ตัว สามารถรองรับชนิดของสัญญาณเสียง สัญญาณวีดีโอ และ สัญญาณข้อมูล FTP และสามารถรับประกันคุณภาพของการให้บริการไม่ต่ำกว่าที่กำหนดไว้ ดังตารางที่ 5-1 ตารางที่ 5-1 ชนิดของสัญญาณเสียง วีดีโอ และข้อมูลที่คุณภาพของการให้บริการอยู่ในระดับที่ ยอมรับได้ Application Type 1 Type 2 Voice CBR PCM Quality Speech Low Quality Speech Video Conferencing RT-VBR Low Resolution Video - FTP ABR Medium Load - 79 5.1.2 พารามิเตอร์ที่มีผลต่อคุณภาพของการให้บริการของแบบจำลองเครือข่ายเอทีเอ็ม และ สัญญาณแต่ละประเภท 1. แบบจำลองของเครือข่ายเอทีเอ็ม Network Parameter Focus Port buffer Configuration Max_Avail_BW (%Q Size) , Min_Gaurantee_BW (%Q Size) , Queue Buffer Size Switching Speed Infinity VC Lookup Delay 1E-10 VP Lookup Delay 1E-11 Switch QoS Priority Scheme Round-Robin , Weigh Round-Robin 2. สัญญาณเสียง (Voice) Application Parameter PCM Quality speech Low Quality speech Voice Endcoder Scheme G . 711 = 64 Kbps G.723.1 = 5.3 – 6.3 Kbps 3. สัญญาณวีดีโอ (Video Conferencing) Application Parameter Low Resolution Video High Resolution Video Video Conferencing Frame Interarrival Time Information 10 Frames/second 15 Frames/second 4. สัญญาณข้อมูล (FTP) Application Parameter Medium Load High Load Inter Request Time (sec) Exponential (720) Exponential (380) FTP File Size (bps) Constant (5000) Constant (50000) 80 เนื่องจากค่าต่างๆ ที่แสดงถึงคุณภาพของการให้บริการของสัญญาณแต่ละประเภทที่ได้จาก การจำลองนี้ เกิดจากการกำหนดในขั้นตอนการสร้างแบบจำลองและการกำหนดค่าต่างๆ เช่น Back Plan Capacity, Speed Switching, Output Buffer, Output Buffer per Port, Delay Transit Physical Interface รวมถึงประเภทของสัญญาณต่างๆ ที่ใช้ในการจำลอง ดังนั้นจะเห็นได้ว่า คุณสมบัติของอุปกรณ์ ATM Switch และประเภทของสัญญาณ จะมีผลต่อคุณภาพของการ ให้บริการอย่างมาก หากมีการกำหนดที่แตกต่างกันไป ก็ย่อมส่งผลให้คุณภาพของการให้บริการมี ค่าเปลี่ยนแปลงไป ดังนั้นในทางปฏิบัติ การเลือกใช้อุปกรณ์ และการกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของแต่ละสัญญาณในการให้บริการให้เหมาะสมกับชนิดของทราฟฟิกที่ใช้งานบนเครือข่ายมีผลต่อ คุณภาพของการให้บริการบนเครือข่ายเอทีเอ็ม 5.2 ข้อเสนอแนะ 5.2.1 ในการนำโปรแกรม OPNET มาใช้ในการจำลองเครือข่ายที่ต้องการศึกษานั้น ต้องมี ความเข้าใจทั้งทางด้านกายภาพของตัวอุปกรณ์ การทำงาน และการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นๆ รวมถึง ค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ที่ต้องกำหนด ทั้งในส่วนของตัวอุปกรณ์ที่ใช้งานและค่าพารามิเตอร์ของ สัญญาณแต่ละประเภท และแบบจำลองของอุปกรณ์ที่ใช้ในโปรแกรม OPNET ยังมีข้อจำกัดเรื่อง ของรุ่น ยี่ห้อ ดังนั้น ควรเลือกตามแบบจำลองที่มีอยู่และกำหนดต่างๆ เช่น Back Plan Capacity, Buffer, Speed Switching และ Transit Delay ให้ใกล้เคียงกับตัวอุปกรณ์จริงให้มากที่สุด เพื่อผลการ จำลองมีความถูกต้องมากที่สุด 5.2.2 ควรมีการจำลองการรับส่งข้อมูลทุกประเภท เช่น CBR, RT-VBR , NRT-VBR, ABR และ UBR เพื่อหาประสิทธิภาพของการให้บริการ 5.2.3 ควรมีจำลองการทำงานของส่วนของ MPLS โดยใช้โปรแกรม OPNET ด้วย เพราะใน สารนิพนธ์ฉบับนี้ ศึกษาในส่วนของทฤษฎีเท่านั้น 5.3 ปัญหาที่พบในการทำสารนิพนธ์ 5.31 ถ้าแบบจำลองเครือข่ายที่ใช้ในการจำลอง มีความซับซ้อนมากขึ้น ฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในการ จำลองควรมีประสิทธิภาพสูงขึ้น 5.3.2 พารามิเตอร์ที่ใช้อยู่ในโปรแกรม OPNET มีความหมายเฉพาะ ดังนั้น ก่อนการใช้ โปรแกรมในการจำลองการทำงานของเครือข่ายได้ จะต้องมีความเข้าใจในพารามิเตอร์ดังกล่าว บรรณานุกรม ภาษาไทย พิพัฒน์ หิรัณย์วณิชการ. ระบบสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์. กรุงเทพฯ : ซีเอ็ดยูเคชั่น, 2544. เทเนนบาม, แอนดรู. เครือข่ายคอมพิวเตอร์. แปลโดย สัลยุทธ์ สว่างวรรณ. กรุงเทพฯ : เพียร์สัน เอ็ดยูเคชั่น อินโดไซน่า, 2542. ธีรยา ควรพินิจ. “แนวทางการให้บริการเชื่อมต่อเครือข่าย ATM.” โครงการศึกษากรณีพิเศษ วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาเทคโนโลยีสารสนเทศ คณะเทคโนโลยีสารสนเทศ สถาบัน เทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง, 2541. สาคร ไกรนรา. “คุณภาพของการให้บริการบนเครือข่ายสื่อสารแบบเอทีเอ็ม” โครงการศึกษากรณี พิเศษวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาเทคโนโลยีสารสนเทศ คณะเทคโนโลยี สารสนเทศ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง, 2541. ภาษาอังกฤษ Newman, Robert C. Broadband Communication. United State of America : DeVry Institute of Technology, 2002. Oppenheimer, Priscilla. Top-Down Network Design. United State of America : Cisco Press, 2003. Rhit Goyal Raj Jain Sonia Fahmy and Shobana Narayanaswamy. Modeling Traffic Management In ATM Network with OPNET : The Ohio University , Department of Computer and Information Science TRILLIUM. Multiprotocol Label Switching (MPLS). Web ProForum Tutorials : Copyright The International Engineering Consortium , (http://www.lec.org) Xiangqian, Yu. ATM Network Simulation With OPNET. Communication Network : Project Report for EE 5570 (http://www.ece.mtu.edu/ee/faculty/cchigan/opnet/report2.doc)