Принцип оплаты услуг по плоским тарифам (с месячной, фиксированной ставкой) — своеобразный «шведский стол» — многие годы успешно использовался провайдерами Internet при взимании платы за основные виды услуг, предоставлявшихся без гарантии определенных показателей задержки или пропускной способности. Однако со временем требования к производительности стали все в большей степени варьироваться, в результате потребность в получении гарантированого качества обслуживания значительно возросла (QoS), так что теперь достоинства этой модели уже не выглядят бесспорными.

Тем не менее большинство провайдеров, как те, что предлагают услуги оптом, так и те, что предоставляют в розницу, — при составлении тарифных планов не принимает во внимание возможные перегрузки в сетях: они просто берут плату за основные разновидности доступа, иногда — с учетом времени обслуживания или объемов трафика. Если в схеме оплаты не предусмотрен дифференцированный подход в зависимости от приоритетов обслуживания, то приложениям нельзя гарантировать конкретные уровни производительности. Чтобы выйти из этого затруднения, необходимо обеспечить управление трафиком и ресурсами в таком режиме, введение которого позволило бы полностью задействовать потенциальные возможности Internet и в максимальной степени удовлетворить потребности всех пользователей.

Используя технологии QoS и модели биллинга в соответствии с объемом используемых сетевых ресурсов, провайдеры будут назначать адекватную плату клиентам; в свою очередь, зная расценки, клиенты смогут принимать более гибкие решения по поводу того, к каким ресурсам Internet им следует обращаться в тот или иной момент.

В этой статье рассказывается о том, как работает система биллинга, каковы ее преимущества и недостатки, какую роль играют технологии QoS и как они отразятся на характере обращения к службам Internet в будущем.

Прежде всего, договоримся о терминологии. Под учетом (accounting) будет пониматься сбор информации, отражающий особенности потребления ресурсов пользователем. Он служит основой для начисления платы и выставления счета.

Начисление платы (charging) — это процедура расчета платы за услуги с учетом действующих расценок и данных об использовании ресурса. Таким образом, на этом этапе технические показатели получают свое выражение в денежных единицах.

Соответственно, калькуляция цен (pricing) — процесс установления расценок за пользование конкретными службами или продуктами.

И наконец, биллинг (billing) — это преобразование данных о начисленной плате в формат счета, который может быть отправлен плательщику. Счет может включать всю учетную информацию за некоторый период времени и начисленные при этом суммы, но может и просто содержать общую сумму к оплате.

Участники форума TeleManagement Forum (TMF) разработали модель под названием «карта телекоммуникационных операций» (Telecommunications Operations Map, TOM), которая иллюстрирует взаимные связи между различными областями бизнеса и сетевого управления, в том числе между различными аспектами учета и биллинга. Подробное описание этой модели можно найти по адресу: http://www.tmforum.org/clickmap/TOMv2.1/di39.htm.

Согласно этой модели, система управления данными o сети собирает информацию об использовании сетевых служб и записывает соответствующие события; затем эти данные вводятся в систему начисления платы и скидок, где проводятся биллинговые операции. Механизм скидок корректирует полученную информацию в соответствии с условиями контрактов (это может быть стандартный пакет услуг или оптовый договор) и другими обстоятельствами, такими, как несоблюдение соглашений об уровне обслуживания (Service Level Agreement, SLA). Далее блок выписывания счета рассылает конкретным лицам или системам окончательные данные биллинга в требуемом формате.

Давайте рассмотрим этот процесс подробнее. Программно-аппаратная система биллинга работает по схеме, состоящей из четырех основных этапов. Во-первых, необходимо собрать данные о предоставленных абоненту сетевых услугах — со всех устройств, систем и приложений, через которые проходит трафик (стадия учета). В результате накапливается архив данных; эта информация обычно суммируется и передается в базу данных для хранения и накопления. Сведения о трафике можно найти в журналах регистрации событий, которые ведутся на маршрутизаторах, коммутаторах, шлюзах и прочих элементах сети. Серверы Web, электронной почты и приложений могут предоставить подробные данные о том, кому и какие услуги предоставлялись. Системные приложения могут сообщить информацию о потреблении системных ресурсов, включая диск.

Текущие данные об используемых приложениях можно получить в режиме реального времени прямо из сети. В ней же размещаются зонды, которые отслеживают потоки данных и извлекают нужную информацию из заголовков пакетов. Эти зонды могут собирать данные с той или иной степенью детализации и, если все делается правильно, никоим образом не будут влиять на трафик.

Второй этап — обработка на уровне базы данных. Исходная информация и сводные данные сопоставляются друг с другом и преобразуются в форму, удобную для биллинговых и иных приложений. Это может сделать любая система, способная анализировать данные, собранные из сети: например, программа управления маркетингом, система выявления атак, система управления взаимоотношениями с заказчиком, средства разработки услуг. «Сопоставление» (или корреляция) — это процесс установления связей между различными порциями данных и формирование пригодных к обработке записей, которые передаются в модуль начисления платы или другое приложение. Уровень сложности такого анализа зависит от степени детализации собранных данных и требуемой степени детализации коррелированных данных.

На третьем этапе информация, предназначенная для биллинга, тарифицируется в соответствии с расценками, хранящимися в базе данных, привязанной к системе (процесс начисления платы). После надлежащей обработки генерируются биллинговые записи и прочие сведения — на основе таких параметров, как объем трафика, пропускная способность доступа, время дня, уровни QoS и используемое приложение. Эта информация может также пригодиться провайдеру и администратору сети, если их интересует, как используются ресурсы и службы.

И, наконец, на четвертом этапе клиент через систему выдачи сообщений или через пользовательский интерфейс извещается о том, сколько он должен заплатить за использованные ресурсы (собственно биллинг). Извещение посылается в виде бумажного или электронного счета (см. Рисунок 1).

Теперь поговорим о преимуществах системы биллинга в соответствии с объемом использованных ресурсов. Биллинг с плоскими тарифами не предполагает тщательного измерения характеристик потребления, поэтому ресурсы могут расходоваться непроизводительно. Однако если вы имеете представление о моделях и объемах трафика в сети, то вы можете платить только за то, чем пользуетесь. Данные об обращении к службам сети могут оказаться полезными при масштабировании сети, если потребности клиентов растут; с помощью этой информации вы можете определить, нужны ли какие-либо новые службы, произвести планирование ресурсов и ограничить использование Internet в развлекательных целях.

Схемы биллинга в зависимости от использования могут оказаться выгодными и для большинства пользователей. Оплата будет взиматься исходя из фактических, а не средних показателей использования; поэтому тем, кто нерегулярно посещает Internet, больше не придется субсидировать ту малочисленную группу, которая потребляет львиную долю ресурсов. Как показало исследование дифференцированных расценок в сетях с несколькими уровнями обслуживания, проведенное Южно-Калифорнийским университетом и Научно-исследовательским центром корпорации Xerox, механизм нормирования ресурсов, использующий в качестве метрики цену, а не время, проведенное в Сети, в целом больше устраивает пользователей.

Несмотря на общее увеличение расходов, связанное с организацией управления, проведением учета и поддержкой биллинга, суммы, предъявляемые к оплате большинству пользователей, должны уменьшиться, так как они станут платить только за то, чем фактически пользовались. Распределенная структура вычислительных мощностей Internet и такие нововведения, как интерактивные системы выставления счета с возможностью оплаты по кредитным карточкам, должны способствовать сокращению расходов на учет и биллинг. При условии правильной реализации схем управления и калькуляции цен потребление ресурсов сети должно стать гораздо более эффективным и рентабельным.

Ценные сведения о потенциальных потребностях в поддержке QoS и в калькуляции цен в зависимости от использованных ресурсов позволяет получить проект INDEX (Internet Demand Experiment — эксперимент по оценке спроса на ресурсы Internet). INDEX — это рыночные и технические испытания тех провайдеров Internet, которые предлагают услуги с дифференцированными уровнями качества и ценами, отражающими стоимость ресурсов. Такие испытания проводятся с апреля 1998 г. на базе Калифорнийского университета совместно с SBC. Проект преследует две основные цели: оценку пользовательского спроса на сетевой доступ и услуги в зависимости от конкретных приложений, качества обслуживания и структуры цен, а также демонстрацию преимущества предложений, учитывающих критерий «цена/качество».

Анализу было подвергнуто несколько сценариев биллинга, в которых расценки варьировались в зависимости от длительности подключения, пропускной способности доступа и объема передаваемых данных. Испытания показали, что биллинг в соответствии с объемом используемых ресурсов технически реален и экономически оправдан, выгоден для провайдеров и большинства пользователей, а также способствует росту популярности широкополосного доступа: пользователи получают возможность работать по высокоскоростным соединениям, не тратя при этом огромные суммы на ежемесячную абонентскую плату.

Согласно результатам исследования, свыше 70% пользователей предпочитают биллинг в соответствии с объемом потребляемых ресурсов. Кроме того, проведенный анализ свидетельствует о том, что у работающих по плоским тарифам провайдеров Internet службы часто действуют неэффективно: например, непроизводительно расходуются ресурсы или часть абонентов фактически субсидирует абонентов других категорий ЧТО НЕОБХОДИМО ДЛЯ УСПЕХА

Чтобы воплотить на практике преимущества биллинга в соответствии с объемом используемых ресурсов (в чем заинтересованы в конечном итоге и отдельные пользователи), администраторы корпоративных сетей должны активно сотрудничать со своими провайдерами Internet. Администратор вместе с провайдером может назначить приоритеты различным видам трафика в соответствии с принятой в сети политикой. Например, для каждого конкретного пользователя могут быть введены ограничения на объем передаваемых данных и набор допустимых видов трафика в определенные периоды времени или в определенных частях сети.

Подбирая себе провайдера, проверьте, как действует его система биллинга. Во-первых, выясните, что именно она опрашивает (например, коммутаторы, маршрутизаторы, каталоги, приложения) и с какой степенью детализации. Методы опроса могут при определенных обстоятельствах иметь для вас большое значение — в зависимости от того, как вы намерены использовать собранную информацию (для планирования, анализа, улучшения обслуживания клиентов или в иных целях).

Далее следует убедиться, что данные будут обрабатываться корректно; это зависит от выбора средств составления сводок данных, корреляционного анализа и установления ассоциаций. Каков должен быть «конечный вид» информации, зависит от того, как вы собираетесь ее использовать. Например, для обеспечения гарантированных уровней QoS могут потребоваться данные о потерях полезных пакетов и время отклика сети; для обнаружения нарушений защиты вас может заинтересовать, не была ли некоторая пользовательская учетная запись востребована одновременно несколькими пользователями. Выбранное решение должно преобразовывать исходные данные в тот вид, который нужен для конкретных целей.

Кроме того, следует обратить внимание на такие вопросы, как простота сбора информации и ее перевода в нужный формат. Интуитивен ли интерфейс и доступен ли он через Web? Как его можно настроить? Можно ли просматривать счета в режиме реального времени, чтобы следить за общими и индивидуальными показателями использования ресурсов в сети? Можно ли проводить такой контроль дифференцированно, применяя к разным пользователям разную политику? Надежно ли защищена биллинговая система, какие в ней применяются методы авторизации и аутентификации? Сможет ли система сразу начать работать в вашей сети или понадобится обновить сетевое обеспечение? Для многих систем необходимы интерфейсы API, чтобы программные средства можно было настроить в соответствии с пожеланиями заказчика или администратора сети: например, так, чтобы можно было контролировать каждое приложение, каждого пользователя и т. д. Впрочем, некоторые провайдеры Internet не предлагают такой возможности из-за ее чрезмерной дороговизны.

Среди всех преимуществ систем биллинга в зависимости от используемых ресурсов, наиболее важными, по мнению сетевых администраторов и провайдеров, являются следующие: возможность выставления счета в соответствии с изменениями требований к уровню QoS; поддержка многоадресной передачи, нескольких приложений и видов трафика; способность взаимодействовать с другими приложениями в той же сети и с другими сетями; эффективность; возможность реализации в различных сценариях организации сетей (например, в межсоединениях локальных сетей, в extra-net и других топологиях, таких, как Internet); простота использования; масштабируемость; надежность.

Вы должны определить, обладает ли биллинговая система предполагаемого провайдера перечисленными качествами; от этого будет зависеть конечный успех ваших усилий по внедрению системы биллинга и ее практическая ценность для вашей организации.

На рынке имеется множество решений для биллинга, но для того, чтобы Internet превратился в мультисервисную сеть с несколькими тарифами, необходимо решить ряд технических проблем. Поскольку сети с коммутацией пакетов создавались без расчета на поддержку QoS и дифференцированных услуг, Internet по своей природе не подходит для реализации этих возможностей. Вместе с тем, поддержка QoS в среде Internet является важнейшей предпосылкой биллинга в зависимости от использования. Для решения этой проблемы был разработан ряд протоколов, среди которых следует отметить MPLS (Multiprotocol Label Switching) и Diffserv (Differentiated Services).

Хотя протокол MPLS еще не получил широкого распространения, работа по его стандартизации идет полным ходом — недавно группа IETF утвердила его как предложение по стандарту. MPLS ускоряет прохождение данных и упрощает управление трафиком. Входящие пакеты снабжаются меткой — это делает так называемый пограничный маршрутизатор меток — и пересылаются по пути, определяемому в ходе коммутации меток. В результате маршрутизаторам больше не нужно выполнять поиск адреса для каждого пакета. MPLS поддерживает множество протоколов сетевого уровня и считается той самой технологией, применение которой позволит внедрить правила QoS в среду IP.

Diffserv не ограничивается простым назначением приоритета для пересылаемого пакета. Здесь каждый пакет можно маркировать (в заголовке задается бит, указывающий тип службы), классифицировать и снабдить тегом. Протокол Diffserv еще не ратифицирован, но IETF уже разработала стандарты на конкретные модели поведения пакетов на отдельных участках маршрута, а сейчас занимается общей концептуальной моделью для граничных устройств и других компонентов.

Для современных алгоритмов маршрутизации и буферизации пакетов IP (основанных на протоколе TCP) характерно то, что при возникновении определенных сложностей в сети пакеты могут бесконтрольно теряться. Таким образом, вся архитектура Internet должна перейти на более продвинутые стандарты администрирования и управления; без этого нет смысла говорить о полной дифференциации пользователей и приложений. Кроме того, IP не предполагает установления соединений и ориентирован на передачу пакетов, что сильно затрудняет отслеживание трафика.

Аппаратные системы, составляющие Internet, также мало приспособлены для новых служб и биллинговых решений. В отличие от телефонных коммутаторов, маршрутизаторы не предполагалось использовать в качестве средств учета информации, да и большинство других нынешних устройств не дают достаточных сведений для составления правильных и содержательных счетов. Устройства, предназначенные для сетей IP, обычно не допускают масштабирования, которое позволяло бы хранить подробную информацию об их использовании, а дороговизна обновления способна перевесить все достоинства подобных систем. Кроме того, если биллинг в зависимости от объема используемых ресурсов применить к интерактивным службам, то процесс будет протекать с неприемлемой задержкой вследствие накладных расходов на сетевую передачу и обработку.

Систему начисления платы по разным тарифам для разных служб и уровней сервиса реализовать сложнее, чем для одной службы с несколькими вариантами расценок, применяемую традиционными телекоммуникационными провайдерами. Учет и биллинг в соответствии с объемом используемых ресурсов могут стоить слишком дорого. Провайдеры и сетевые администраторы не будут спешить развертывать дорогостоящие решения в масштабе всей сети, пока не станет ясно, что пользователи благосклонно принимают новые механизмы цен. Главная трудность состоит в том, что пользователи привыкли считать такие вычислительные ресурсы бесплатными. При использовании Internet могут иметь место менее очевидные расходы, в частности, связанные с потерями времени из-за перегрузок сети и недостаточного качества обслуживания. Должно пройти какое-то время, прежде чем отношение к расходам на Internet изменится.

Не имея стандартов на так называемые отчеты о вызовах (Call Detail Report, CDR — это форматированная совокупность данных о действиях абонента, подлежащих оплате), провайдеры не могут эффективно обмениваться данными биллинга; поскольку большинство сеансов Internet выходит за рамки одной сети, этот недостаток может стать причиной серьезных проблем. Для мониторинга сети и безопасности можно использовать такие общеупотребительные протоколы, как RMON и RADIUS, но подобные средства, как правило, не позволяют отслеживать действия, выполняемые отдельными пользователями или приложениями.

Стандарты на CDR и обмен биллинговыми данными пока отсутствуют, но некоторые решения, такие, как Impre-sario компании Mockingbird, могут экспортировать CDR в другие системы и импортировать их извне, благодаря чему данное решение способно обрабатывать все операции биллинга.

В конце 2000 г. организация Internet Protocol Detail Record Organization опубликовала вторую версию стандарта Network Data Management-Usage (NDM-U). Эта спецификация определяет основные понятия обмена данными между компонентами сети, системами обеспечения функционирования (Operational Support System, OSS) и системами поддержки бизнеса (Busi-ness Support System, BSS), а также описывает стандартный механизм обмена данными между компьютерами. Вскоре в эту версию должны быть внесены дополнения и исправления, и в течение 2001 г. протокол будет предложен на роль официального стандарта.

Как только выбраны подходящие технические методы, стандарты и экономические модели, остается только одна проблема — внедрить их во всей среде Internet. Каждый оператор вдоль сервисного пути (например, провайдер клиента и любой оператор, с которым он устанавливает связь для предоставления услуг своему клиенту) должен поддерживать используемый механизм QoS, чтобы гарантировать требуемый уровень качества услуг на всем соединении.

В августе 2000 г. компания Level 3 обнародовала свои планы по реализации системы биллинга, в которой плата начисляется в зависимости от места назначения трафика, причем клиентам предлагается на выбор несколько вариантов биллинга. Такая схема позволяет избавиться от некоторых проблем, типичных для модели расценок по плоским тарифам. Например, поскольку пропускная способность в Европе и Азии стоит гораздо дороже, чем в США, провайдеру выгодно взимать плату в зависимости от места назначения. Кроме того, различия между географическими регионами приводили к тому, что соглашения о межсоединениях оказывались неравноправными, ущемляя интересы одной или нескольких сторон.

В последнее время многие провайдеры Internet начали предлагать структурированные расценки своим бизнес-клиентам и другим абонентам, использующим каналы с высокой пропускной способностью (например, неполные каналы T-3). Иногда клиентам выставляется «апостериорный» счет, отражающий использование ими канала связи: клиент опрашивается с регулярными интервалами продолжительностью от 5 до 15 мин, и ему начисляется плата за ресурсы, которые он использовал, скажем, в течение 95% времени. Такая схема допускает кратковременные всплески активности, превышающие ожидаемый уровень, но одновременно накладывает ограничения, стимулирующие эффективное использование пропускной способности в целом.

Компания WorldCom предлагает два уровня подключения к сети IP и соответствующие варианты биллинга: гибкий и структурированный. Гибкий вариант предусматривает расценки на основе устоявшихся показателей использования (например, объем ресурсов, потребляемых большую часть времени, согласно схеме, описанной в предыдущем абзаце), а структурированный вариант предусматривает расценки в соответствии с ожидаемыми режимами использования.

Компания UUNET также предлагает модель биллинга, опирающуюся на показатели использования; в нее включен тарифный план расчета по мегабайтам.

Пока еще не ясно, как остальные провайдеры собираются совершенствовать свои предложения услуг и их оплату. Главная проблема — как определить относительную ценность каждой услуги и выбрать необходимые параметры QoS. Большинство пользователей к этому не готовы, как не готово и большинство приложений, поскольку они, вообще говоря, не способны обеспечить адекватную обратную связь — предоставить данные об использовании ресурсов. Невозможно предложить единственную промежуточную структуру, которая послужила бы связующим звеном при переходе от плоских тарифов к биллингу в зависимости от использования, хотя и с технической, и с экономической точек зрения очевидно, что уже в ближайшем будущем приоритезация и биллинг в зависимости от использования станут для многих приложений предметом первой необходимости.

Потребность в этом становится все более актуальной в связи с изменениями в методах установления сетевых межсоединений. По мере распада системы общедоступных точек обмена трафика и появления новых форм соглашений о межсоединениях, предприятия и небольшие провайдеры (особенно локальные и региональные) становятся клиентами более крупных провайдеров, возмещая им убытки, вызванные слишком маленьким объемом их трафика, и не получая ответной компенсации. В такой ситуации биллинг в соответствии с объемом используемых ресурсов позволяет провести согласование требований различных сторон, что для мелких провайдеров, по-видимому, более удобно в экономическом плане, чем нынешние методы.

В будущем биллинг, скорее всего, получит распространение в определенных сегментах рынка сетевых услуг, в которых модель плоских тарифов оказывается неудовлетворительной; речь может идти о службах реального времени, таких, как передача голоса, видео и каналы VPN, или бизнес-секторе, где крайне необходимы высокие уровни QoS. Впрочем, переход в эти сегменты рынка будет сдерживаться психологическими барьерами, по меньшей мере, в обозримом будущем.

INDEX (Internet Demand Experiment) — это рыночные и технические испытания сервиса Internet-провайдера, который предлагает услуги с дифференцированными уровнями качества и ценами в соответствии с используемыми ресурсами. Эти испытания показывают, что биллинг в зависимости от использования технически реален и экономически оправдан. Результаты испытаний INDEX можно посмотреть по адресу: http://www.path.berkeley.edu/~varaiya/papers_ps.dir/networkpaper.pdf/. Здесь размещен документ под названием «Providing Internet Access: What We Learn From INDEX» («Предоставление услуг доступа в Internet: Что показывает INDEX»), авторы Р Эделл и П. Варайя (R. Edell и P. Varaiya).