DPI. Определение структуры и гибкое управление трафиком

Зачем DPI применяется на практике:

Снижает последствия перегрузок сети для пользователя, улучшает пользовательский опыт, тем самым позволяет улучшить доступность критичных приложений для пользователя, таких как видео, онлайн игры, бизнес.

Экономит аплинк — помогает лучше утилизировать полосу и строить прямые маршруты (пиринг) с наиболее востребованными ресурсами.

Позволяет гарантировать лучший сервис группе пользователей (например, B2B).

Может заблокировать нелегальный контент или сервисы (к примеру, определенные мессенджеры).

Проверим на тестах:

Тест 1. Обзор статистики DPI: данные о структуре трафика и сетевых метриках
Тест 2. Настройка приоритизации и блокировки по прикладному протоколу для общей полосы
Тест 3. Ограничение скорости аплинка без ухудшения качества критичных сервисов

Условия тестов: Приложение VK, установленное на смартфоне, подключенном к интернету через DPI.

Тестирование выполняется в графическом интерфейсе СКАТ.

Тест 1. Обзор статистики DPI: данные о структуре трафика и сетевых метриках

Топ протоколов в сети Список "проблемных" абонентов Важнейшие AS Выгрузка данных

Исследовать эти данные полезно чтобы принять обоснованное решение о настройке сетевых политик. В разделе много данных, важных для работы, но для тестирования выбираем наиболее показательные.

Открываем раздел QoE аналитика/дашборд. Сюда можно вывести и настроить все необходимые метрики для удобства контроля в виде числовых индикаторов или диаграмм. В верхнем меню можно выбрать период статистики, по умолчанию выставлено 2 часа.

Переходим в раздел "Нетфлоу". В правой части экрана найти раздел "Отчеты", раскрыть список "Скорость трафика"

Изучить трафик по прикладным протоколам, выделить наиболее популярные протоколы по скорости и по объему трафика:
В списке топа и на графиках видно наиболее важные протоколы, можно понять их "вес" и периоды активности.

Изучить трафик по группам прикладных протоколов. Система выделяет тысячи протоколов. Чтобы не анализировать и не настраивать каждый из них по отдельности, наши разработчики объединили их в группы.
Смысл тот же, что и по отдельным протоколам, но работаем с целыми группами (категориями).

Изучить трафик по автономным системам.
Эту картину важно анализировать для оптимизации сетевых маршрутов и принятия решения о пиринге с системами, с которыми идет наиболее активный обмен трафиком.

Изучить раздел RTT (Round Trip Time, показатель задержки передачи пакетов)
На графике видно что основная масса абонентов имеет низкую задержку и находится в левой части графика. Когда "горб" растет вправо, это может сигнализировать о проблемах в сети. Данные значения можно получать по времени или по абонентам, что помогает в технической поддержке "проблемных" пользователей.

Протестировать выгрузку данных в Excel для глубокого анализа
Выгрузка позволяет обогатить собственные данные оператора или агрегировать несколько метрик в одной базе.

Тест 2. Управление трафиком абонента. Настройка глобальной приоритизации и блокировки по прикладному протоколу для общей полосы

Ограничение полосы для выделенного абонента Блокировка web-ресурсов по протоколу Улучшение доступности важных ресурсов при дефиците полосы

Подготовка:

Выбрать несколько протоколов, с которыми будем работать. Для примера можем заблокировать VK, ограничить тяжелые загрузки, такие как Bittorrent, повысить приоритет видео в Rutube.

До начала тестов нужно зафиксировать текущее состояние выбранных сервисов:

VK — проходят сообщения, аудио и видео звонки, лента прогружается.

Bittorrent — файлы скачиваются

Rutube — видео в качестве 4К проигрывается

Настройка СКАТ:

Чтобы тест был наглядным, ограничим канал для тестового пользователя 30 мбит/с:

Перейти в раздел Управление DPI → Тарифные планы;

В поле Тарифы через "+" создать новый тарифный план, Название тарифа — 30, Входящий — 30 Мбит/с, Исходящий — 30 Мбит/с;

Завести в систему пользователя, на котором будем тестировать.

Назначить тестовому пользователю тариф

Измеряем скорость интернета на тестовом ПК. Для этого запускаем любой сервис измерения скорости. Например, Яндекс Интернетометр https://yandex.ru/internet/

Проверить работу приложений без приоритизации:

Запустить скачивание 2 или более торрентов

Запустить видео с разрешением 4К в Rutube
Видео будет работать плохо, с остановками, т.к. торренты забьют канал.

Настроить приоритеты. Перейти в раздел "Управление DPI → Приоритизация по протоколам"

Добавить сигнатуры для тестового сценария в столбец "Протокол". При добавлении каждого протокола присваиваем ему класс в столбец "Значение DSCP":

dns cs0
rutube cs0
default cs7
vk drop
vk_call drop

Можно назначить класс от cs0 до cs7 или drop. cs0 — наиболее приоритетный класс, cs7 — наименее, drop — блокировка пропуска протокола. В данном случае dns сервисы и Rutube будут иметь более высокий приоритет над всем остальным трафиком (default), а VK будет недоступен.

После настройки нужно сохранить и "обновить горячие параметры".

Настройка приоритизации по прикладным протоколам для общей полосы завершена.

Результат:
Проводим тесты:

VK — связь отсутствует, сообщения и звонки не проходят как на десктопе, так и на смартфоне, подключенном к WiFi. Лента новостей не прогружается.
В смартфоне необходимо отключить работу с данными через мобильную сеть, т.к. при блокировке в WiFi некоторые девайсы начинают использовать мобильную сеть.

Bittorrent — начать скачивать новый торрент (это важно, потому что DPI применяет политики только на новые сессии), замерить скорость до и после включения ролика на Rutube. Скорость скачивания при включении Rutube ролика должна существенно уменьшиться. Для видео в Rutube выставить качество 4K. Торрент не должен влиять на качество воспроизведения видео.

Тест 3. Ограничение скорости аплинка без ухудшения качества критичных сервисов

В данном режиме DPI не будет допускать появления "бустов" аплинка при пиковых нагрузках от абонентов.

Ограничение полосы для всех абонентов Распределение ограниченной полосы Работа с категориями протоколов

Подготовка:

Удалить или отключить все настройки политик на СКАТ, сделанные на предыдущих тестах, убрать приоритизацию и ограничение полосы.

Включить несколько “тяжелых” интернет-приложений одновременно, например:

несколько закачек торрент

видео 4К в YouTube

скачать "тяжелые" файлы с файловых хостингов

несколько раз сделать замер скорости Speedtest

Сделать замеры пиков трафика. Замер можно сделать любым инструментом, в частности в модуле QoE СКАТ есть соответствующая диаграмма в дашборде. Запущенные приложения занимают всю физическую полосу, при этом могут работать неудовлетворительно из-за конкуренции за канал.

Настройка СКАТ:

Настроить приоритизацию критичных протоколов, протестируем функцию работы с группами протоколов.

Зайти в раздел "Управление DPI/Приоритизация по протоколам"

Назначить классы группам протоколов из списка в столбец "Значение DSCP". Можно назначить класс от cs0 до cs7 или drop. cs0 — наиболее приоритетный класс, cs7 — наименее, drop — блокировка пропуска протокола. Добавим высокий приоритет (cs0) группам IP-телефония, VPN, Видео, мессенджеры, низкий (cs7) — группе P2P.

После настройки нужно сохранить и “обновить горячие параметры”.

Поставить верхний предел ширины канала 30 мбит/с для всех пользователей:

Перейти в раздел Главное меню → Управление DPI → Конфигурация → Полисинг внешних каналов доступа;

Использовать кнопку "Автозаполнение", выставить лимит 30 мбит/с.

Настройка приоритизации по группам протоколов для общей полосы завершена.

Результат:
Проводим тесты:

Повторить действие — включить несколько "тяжелых" интернет-приложений одновременно, например:

несколько закачек торрент

видео 4К в YouTube

скачать "тяжелые" файлы с файловых хостингов

несколько раз сделать замер скорости Speedtest

Сделать замеры пиков трафика. Пики не должны выходить за пределы установленной максимальной величины. Замер можно сделать с помощью внешнего сервиса или встроенного виджета "Скорость трафика" в QoE дашборд.

Несмотря на ограничение полосы, видео и коммуникации должны работать в штатном режиме. При запуске видео YouTube можно проверить загрузки Bittorrent — их скорость должна упасть.