Testování služeb a provozu ethernetu (nejen) na radiových spojích 28. února 2013 Ing. Josef Beran josef.beran@profiber.cz | www.profiber.eu

Naše vize ... … jen sen

Proč tedy měřit…? Real time traffic

Co vlastně měřit? Dva základní typy měření Ověření integrity sítě Je-li připravená na požadované služby Ověření kontinuity linky BERT Komplexní měření před předáním linky RFC 2544, EtherSAM ITU-T Y.1564 Klasifikace služeb Hodnocení kvality poskytovaných služeb Měření probíhá za provozu

Ověření integrity sítě BERT (long term test Bit Error Rate) RFC 2544 (64 -1518 bytes) Packet Jitter ITU-T Y.1564 Nový standard

Service-Level Agreements (SLA) Dostupnost Uptime/downtime Mean-time-to-repair (MTTR) Protection switching Výkonnost Dostupná rychlost (Throughput) Zatížitelnost linky (Burstability) Integrita linky (Frame loss) Zpoždění přenosu (Latency) Změna zpoždění (Packet jitter)

Typické SLA Parametr Název Hodnota Poznámka Zpoždění (Latency) Jednosměrné bod – bod zpoždění typicky 5 ms V závislosti na službě, služby s nižší prioritou do 30ms (internet) Změna zpoždění (Packet Jitter) Změna zpoždění +/- 1 ms V závislosti na službě Frame Error Rate (Throughput, Loss) Lepší než 1x10-6 (0.0001%) Přerušení služby Měření času přepnutí 50 ms První vrstva Dostupnost sítě Chráněná páteřní síť Od 99.995 do 99.999% 26.28 do 5.26 min. za rok MTTR Střední čas odstranění poruchy Průměr 2 hodiny Ne více než4 hodiny

QoS pro sítě s různými typy služeb Parametr Hlas Video Přístup na internet Zpoždění (ms) <5 5-15 <30 Jitter (ms) <1 n/a Ztrátovost (%) <0.001 0.05 <0.05 Čas obnovení služby (sec) 0.2 Potřeba kontroly několika parametrů v závislosti na službě RFC 2544 je nedostatečné - poznatek

Základní požadavky na testování Kontrola IP konektivity (Ping, Trace Route) BERT “Výkon sítě” RFC 2544, ITU-T Y.1564 Generování streamů

Měření „výkonu“ podle RFC2544 Internet Engineering Task Force (IETF) standard (www.http://www.ietf.org) Doporučení jak na benchmark sítě Out-of-service benchmarking!!! Definované pro různé délky paketů 64, 128, 256, 512, 1024, 1280, 1518 Testování jednotlivých častí SLA, jaké používáte VY?

Klasické testování SLA – RFC 2544 Throughput Propustnost Latency Zpoždění Back-to-Back (Burstability) Zatížitelnost Frame Loss Ztráta rámců Now, what methodology do we have to assess SLA performance of network. RFC 2544 is a Request For Comment that is managed by the IETF. A Request For Comment is a document that is created by a working group or individuals that want to define certain aspect of technology. In the case of RFC 2544, it describes a Benchmarking Methodology to evaluate the performance of network devices. The four important tests included in the RFC are Throughput, Back-to-Back, Frame Loss and Latency. The methodology defines the Frame Size, Duration and number of test iterations. Once completed, these tests will provide performance metrics of the Ethernet network under test. As there was no real methodology to test the performance of Ethernet-based network, service providers started using this methodology to measure the different KPIs. 11

Throughput Test Standardní vs. obousměrné RFC 2544 Maximální počet FPS bez chyb Měří omezení propustnosti sítě half/doubling metoda Opakuje se dokud není přenos bezchybný Pro finální test min. 60s Na počátku zvolena maximální rychlost Porovnání vyslaných a přijatých rámců Při ztrátě rámce snížení rychlosti na polovinu Nedojde –li ke ztrátě navýšení rychlosti o polovinu předchozího kroku Standardní vs. obousměrné RFC 2544

Back-to-Back Test Testovací data posílána max. rychl. linky s min. IFG dokud nedojde ke ztrátě rámce. V SLA definováno jako Excess Information Rate (EIR) Doba trvání min. 2s a zopakovat 50 krát.

Frame Loss Test Rámce jsou do sítě poslány maximální rychlostí, vyhodnocuje se počet zahozených rámců Parametr indikující přetížení sítě Testování pro velikosti rámců 64 až 1518 bytů Na počátku zvolena maximální rychlost Porovnání vyslaných a přijatých rámců Při ztrátě rámců snížení rychlosti cca o 10% Ztrátovost je pak dána poměrem odeslaných a přijatých rámců

Frame Loss Ztráta paketů/framů – Frame Loss Vliv na video Vliv na hlas ◦ Dopady ztrátovosti na distribuované služby Frame Loss Vliv na video Zrnění Výpadky Krátkodobě prázdná místa Ztráta signálu Vliv na hlas Zkreslený hlas Šum Praskání Ztráta spojení

Latency Test Čas od vyslání rámce po přijetí koncovým zařízením end-to-end testování Čas od vyslání rámce po přijetí koncovým zařízením a vrácením zpět „round-trip“ Měření min. 20 krát, výsledek je průměrnou hodnotou Proveden test propustnosti-max. rychlost beze ztrát Generování trafficu-pakety jsou označeny časovou značkou Vyhodnocení zpoždění po přijetí značkovaných paketů End-to-end vs. round-trip

Krátkodobě prázdná místa Zpoždění - Latency ◦ Dopady zpoždění na distribuované služby Latency Vliv na video Krátkodobě prázdná místa Ztráta signálu Vliv na hlas Zpoždění Mezery ve spojení

Packet Jitter ◦ Není zahrnut v doporučení RFC 2544, přesto jeden z halvních parametrů pro VoIP a IPTV služby ◦ Kolísání hodnoty zpoždění vlivem využití různých cest ◦ Přípustné hodnoty max. 30ms pro video a 10-30ms pro VoIP

Změna zpoždění – Packet Jitter ◦ Dopady kolísání zpoždění na distribuované služby Packet Jitter Vliv na video Výpadky Ztráta jasu Krátkodobě prázdná místa Občasné poskakování obrazu Vliv na hlas Zkreslení hlasu Šum praskání

Testování ve smyčce Výměna MAC a IP adresy Podpora VLAN ◦ Verifikace Ethernetových linek pomocí jednoho testeru Testování symetrických služeb!!!!

Testování ve smyčce II

Obousměrné testování ◦ Verifikace Ethernet linek pro oba směry Local Remote C.O. C.O. MAN Enterprise Location B Enterprise Location A Rate Limitation To purchased bandwidth Rate Limitation To purchased bandwidth Benefity obousměrného RFC 2544 testování ◦ Verifikace Ethernet linek pro oba směry Testování asymetrických služeb!!!!

Intelligent REMOTE discovery Jedna technologie, Jeden krok Rychlé Nalezení a připojení k jednomu nebo více testerům Připojení k dalšímu testeru – dokonce i pokud je zaneprázdněn Připojení k dalšímu dual-test-set testeru

ETH testing application: Instalation

ETH testing application: Turn-Up

ETH testing application: Troubleshooting

ITU-T Y.1564 ITU-T číslo Y.1564: metodologie aktivace služeb Nový draftový standard pro testování Ethernetových služeb (nahrazuje RFC 2544), schválení leden 2011. Použitelné pro aktivaci služeb a troubleshooting komerčních Ethernetových služeb, Ethernetových mobile backhaul služeb, prodej Ethernetových linek Hlavní funkcionality Metodologie pro ověření výkonnostních parametrů sítí založených na Ethernetu Kontrola konfigurace každé definované služby Ověření kvality služeb dle definované SLA

EtherSAM (ITU-T Y.1564) Možnost testování až 10 služeb

Současné metody testování Jediný dosud používaný “standard” je RFC2544 Navržen pro testování síťových zařízení v laboratořích Neobsahuje nástroje pro testování všech potřebných parametrů dnešních SLA- absence nástrojů pro testování real-time služeb Packet Jitter, Out-of-Sequence, Ověření QoS, souběžné služby Nutné realizovat několik samostatných testů pro validaci několika SLA parametrů RFC2544 v některých případech časově náročné (cca 4 hodiny) RFC2544 je nevhodné pro dlouhodobé měření EtherSAM „Změří všechny tyto parametry“ 29 29

Důležité definice Traffic Color Awareness CIR: Committed Information Rate: Průměrná rychlost v bit/s, do které síť přenáší rámce a vyhovuje výkonnostním kritériím definovaných v CoS servisních atributech EIR: Excess Information Rate: Průměrná rychlost v bit/s, do které síť může přenášet rámce, avšak nemusí vyhovovat požadovaným výkonnostním kritériím Traffic Color Awareness Dropped pásmo (všechno nad EIR) EIR Best Effort pásmo (všechno mezi CIR a EIR) Pásmo CIR Garantované pásmo (všechno pod CIR) Čas

Metro Ethernet síť / PTN Distribuce Eth služeb Zákazník strana A Zákazník strana B Metro Ethernet síť / PTN End-to-end služba s SLA: Konfigurace omezení rychlosti (Traffic shaping) na základě SLA (Rate limitation, queuing) Další konfigurace VLAN, ToS/DiffServ, port Ethernet-based business services are usually composed of at least three services (Voice, Video and Data). The end-customer is responsible to shape the network traffic to the network capability. To ensure that this is done properly, the service provider also has traffic shaping/policying at the entrance (or ingress side) of the network. With rate limitation and queuing, service providers can make sure that the Quality of Service is maintained across the network and that it meets service level agreements. Zákaznícká data

s RFC2544 by kompletní validace trvala cca 12 hodin Ověření SLA pomocí RFC 2544 1. Test RFC2544 pro Real Time služby (4 hodiny) 2. Test RFC2544 pro Data s vysokou prioritou (4 hodiny) 3. Test RFC2544 pro Best Effort Data (4 hodiny) Možné ověřit testem RFC2544 Není možné ověřit testem RFC2544 s RFC2544 by kompletní validace trvala cca 12 hodin

EtherSAM implementace ITU-T Y.1564 Fáze 1 – Ověření konfigurace sítě (Ramp Test) Potřeba ověřit: konfiguraci sítě pro každou definovanou službu (rate limiting, traffic shaping, QoS) Metoda: Pro každou službu je vykonán ramp test pro dosažení CIR. Výkonnostní parametry musí být v předepsaných mezích Fáze 2 – Test Služeb Potřeba ověřit: Kvalitu služby pro každou definovanou službu zda splňuje SLA požadavky Metoda: Všechny služby jsou generovány najednou do jejich CIR a současně jsou měřeny parametry všech služeb

Fáze 1 – Ověření konfigurace sítě Všechny SLA parametry jsou měřeny v každém kroku (Propustnost, Zpoždění, Ztráta rámců, Jitter, OOS), Vyhověl/Nevyhověl výsledek) Pro každou službu je sekvenčně generována „rychostní“ rampa, nejprve po CIR, poté po EIR a nakonec nad EIR Ověření zda je CIR a EIR správně nakonfigurované Ověření všech SLA parametrů v každém kroku rampy. Približný čas měření: 1 minuta na službu

Konfigurace sítě

Fáze 2 – Test služeb 10 Mbps 30 Mbps 1 Mbps Všechny SLA parametry jsou měřeny během celého testu (Propustnost, zpoždění, ztráta rámců, Jitter OOS, výsledky vyhovuje/nevyhovuje) Všechny služby jsou generovány simultálně při CIR a sledují se všechny parametry najednou (propustnost, zpoždění, ztráta rámců, jitter) Vyhovuje/Nevyhovuje threshold pro každý parameter (v každém směru) Doporučený čas: 2 hodiny (záleží na zákazníkovi, může být použit i kratší) Stejně tak může trvat i 24 hodin

Test služeb

Aplikace Služby Mobile Backhaul 3G má definované 4 třídy služeb LTE (4G) má definovaných 7 tříd služeb Loopback alebo Bi-Directional (Dual Test Set) Komerční služby ENID or loopback device

DOTAZY... Akademie vláknové optiky a optických komunikací ...? jak? kde? DOTAZY... proč? čím? kdy? Akademie vláknové optiky a optických komunikací musím? ...?