Calitatea serviciilor n reele de calculatoare
Tipuri de trafic
Definirea calitii serviciilor n reele de calculatoare
Calitatea serviciilor la nivelul unui ruter IP
Cadre de lucru pentru implementarea calitii serviciilor n reele de calculatoare
Cooperarea SIP RSVP
Tipuri de trafic Elastic
Nu necesit o rat de transfer specific
ntrzierea si rata de transfer pot varia n limite largi
Clase Nentrziabile (nondeferrable)
Reeaua trebuie s iniieze transferul imediat
FTP, HTTP
ntrziabile (deferrable) Reeaua nu trebuie s iniieze transferul imediat
SMTP
Cerinele de calitate a serviciului pentru traficul elastic pot include
ntrzierea si variaia ntrzierii sunt tolerate n limite largi
Rata de transfer este tolerat n limite largi
Pierderea datelor nu este tolerat la nivelul aplicaiei
Inelastic
Necesit o rat de transfer specific
ntrzierea poate varia n limite predefinite si rata de transfer nu poate cobor sub o valoare minim stabilit
Traficul de timp real
Clase
Hard
Poate tolera pierderea unui procent din date
Soft
Nu tolereaz pierderea datelor
Cerinele de calitate a serviciului pentru traficul inelastic pot include
ntrzierea si variatia ntrzierii trebuie controlate
Rata de transfer necesit o valoare minim stabilit
Pierderea datelor poate fi tolerat n limite specifice n cazul anumitor aplicaii
Definirea calitii serviciilor n reele de calculatoare
Serviciul Performana cu care clientul primeste traficul Este de obicei definit de un contract ntre client si
furnizorul de servicii
Calitatea serviciilor Quality of Service QoS Capabilitatea unei reele de a furniza servicii mai bune
pentru un anumit trafic selectat peste diferite tehnologii
Principalele scopuri ale QoS Prioritate Lime de band dedicat Laten si jitter controlat Caracteristici de pierdere mbuntite
Furnizarea parametrilor de calitate a serviciului pentru unul sau mai multe fluxuri s nu determine scderea semnificativ a performanelor sau chiar eliminarea celorlalte fluxuri
Asigurarea calitii serviciilor presupune respectarea parametrilor care definesc calitatea
serviciului
Parametri care definesc calitatea serviciilor
Rata de pierdere
ntrzierea
Variaia ntrzierii sau jitterul
Disponibilitatea reelei
Limea de band
Tehnicile QoS
Metodele specifice de implementare a calitii serviciilor
Constituie blocurile constructive care sunt folosite pentru asigurarea serviciului
Exemple
Identificarea si marcarea traficului
Managementul congestiei si al cozii
Eficiena legturii
Modelarea si politica traficului
Protocoale specifice
Cadre de lucru (framework-uri)
Calitatea serviciilor la nivelul
unui ruter IP
Pentru furnizarea QoS peste reele IP reeaua trebuie s execute dou sarcini
Diferenierea ntre tipurile de trafic sau serviciu
Crearea posibilitii tratrii diferite a claselor de trafic
Executat la interfeele utilizator-reea i reea-reea
Include
Marcarea pachetelor
Clasificarea pachetelor
Tratarea diferit a claselor de trafic prin furnizarea asigurrii resurselor si diferenierii serviciilor n reea
Executat de ctre reea
Include
Selectarea traficului (traffic policing)
Managementul Activ al Cozii (Active Queue Management -AQM)
Planificarea pachetelor
Modelarea pachetelor
Marcarea pachetelor Setarea unor bii din anumite cmpuri ale
headerului IP
Clasificarea pachetelor Gruparea pachetelor n funcie de o regul de
clasificare
Selectarea traficului Verific dac traficul la un port de intrare se
conformeaz ratelor de trafic stabilite ntre client si furnizorul de servicii de reea
Traficul este msurat si n funcie de rezultatul msurtorii, este marcat, remarcat sau chiar eliminat
Managementul activ al cozii Mecanismul implicit pasiv de management al
cozii este tail drop Elimin automat pachetele sosite atunci cnd coada
este plin
Avantaj: simplitatea
Dezavantaj: sincronizarea TCP global care determin utilizarea ineficient a resurselor reelei
Managementul activ al cozii este un mecanism de control al congestiei care previne totodat sincronizarea TCP
Principalele metode AQM sunt Random Early Discarding (RED)
Weighted Random Early Discarding (WRED)
Explicit Congestion Notification (ECN)
Planificarea pachetelor Se aplic porturilor de iesire
Programarea pachetelor n cozi astfel nct limea de band a portului de iesire s fie distribuit ntre clasele de trafic
Tipuri First-in-first-out (FIFO)
Priority Queuing (PQ)
Fair Queuing (FQ)
Weighted Round Robin (WRR)
Weighted Fair Queuing (WFQ)
Class-Based WFQ (CB WFQ)
Modelarea traficului Modificarea ratei fluxului de intrare cu scopul
controlului ratei fluxului de iesire
Fluxul de trafic se va ncadra n profilul de trafic predefinit
Tipuri Modelator de trafic pur
Modelator de trafic cu gleat cu jetoane sau cu gleat gurit
Cadre de lucru pentru implementarea calitii serviciilor n reele de calculatoare
Frameworks
Seturi de mecanisme care ruleaz peste mai multe echipamente de reea cu scopul asigurrii serviciilor
Cele mai folosite
Serviciile Integrate
Serviciile Difereniate
Serviciile Integrate
Arhitectur pentru alocarea resurselor cu scopul satisfacerii cerinelor aplicaiilor de timp real
Rezervarea resurselor pentru fiecare flux
Pstrarea modelului bazat pe datagrame al reelelor IP si n acelasi timp rezervarea resurselor pentru aplicaiile de timp real
Set de mecanisme si protocoale pentru rezervarea explicit a resurselor n Internet
nainte de a transmite pachetele, aplicaiile rezerv resursele necesare de-a lungul cii
Serviciile Integrate (continuare)
Transmitorul ncepe setarea rezervrii prin descrierea caracteristicilor fluxului si a resurselor
necesare
Reeaua poate accepta aceast nou aplicaie doar dac exist suficiente resurse
Dup ce este stabilit rezervarea, aplicaia poate trimite pachetele de-a lungul cii rezervate
Principalul parametru al calitii serviciului pentru care reeaua garanteaz este ntrzierea pachetelor
Protocolul Resource Reservation Setup Protocol a fost dezvoltat de ctre IETF ca si protocol de setare a rezervrii resurselor pentru Internet
Resource Reservation Setup Protocol RSVP
Protocol de setare a rezervrii resurselor pentru Internet
Caracteristici Rezervare simplex
Orientat pe receptor
Independent de rutare
Independent de politic
Stare soft
Stilul de rezervare
Suport pentru unicast i multicast
Suport pentru IPv4 i IPv6
Resource Reservation Setup Protocol (cont.)
Mesaje: PATH si RESV
PATH
Transmise spre receptori de ctre transmitori
Funcii
Identific fluxul transmis de ctre sursa de trafic
Distribuie informaii receptorilor despre sursa de trafic
Transmit caracteristicile cii
Instaleaz starea necesar pentru mesajele RESV pentru a afla cum s ajung la transmitori de la receptori
naintarea mesajelor PATH este determinat de ctre protocoalele de rutare
Resource Reservation Setup Protocol (cont.) RESV
Dup primirea mesajelor PATH receptorii pot cere o rezervare trimind mesaje RESV spre surs pe calea folosit de mesajele PATH
Funcii Specific QoS-ul dorit
Specific parametri care trebuie folosii n planificarea pachetelor
Definesc fluxul care primete QoS-ul specificat
Specific cerinele de resurse
Seteaz starea soft de rezervare a resurselor n ruterele din cale
Dup primirea mesajelor RESV, transmitorii pot transmite pachete de-a lugul cilor rezervate
Resource Reservation Setup Protocol (cont.)
Folosit att n comunicaiile unicast ct i n comunicaiile multicast
Comunicaiile unicast sunt tratate ca i un caz particular de comunicaie multicast
Paii necesari pentru o comunicaie
1. Un receptor se altur unui grup multicast transmind un mesaj join IGMP (Internet Group Message Protocol) routerului vecin
2. Un potenial transmitor transmite un mesaj PATH adresei de grup multicast
Transmitator Receptor
Internet
IGMP
PATHPATH
RESVRESV
DATA DATA
Resource Reservation Setup Protocol (cont.)
Paii necesari pentru o comunicaie (continuare)
3. Receptorul primete mesajul PATH identificnd un transmitor i transmite mesaje RESV pe aceeai cale pe care a venit mesajul PATH specificnd descriptorii de flux dorii
4. Mesajele RESV seteaz starea soft de rezervare a resurselor n rutere din calea specificat de mesajul PATH
5. Transmitorul recepioneaz mesajele RESV i transmite datele pe calea stabilit de mesajele PATH i RESV
6. Receptorul recepioneaz datele de la transmitor
Transmitator Receptor
Internet
IGMP
PATHPATH
RESVRESV
DATA DATA
Serviciile Difereniate
Traficul este mprit ntr-un numr mic de grupuri numit clase de naintare (forwarding classes)
Clasa de naintare din care face parte pachetul este codat ntr-un cmp din headerul pachetului IP
Fiecare clas de naintare reprezint un tratament de naintare predefinit n termenii prioritii de eliminare si alocrii limii de band.
Clasele individuale reprezint traficul agregat.
Serviciile Difereniate (cont.) Nodurile de la grania reelei (boundary nodes sau edge
nodes) Clasificarea pachetelor
Condiionarea traficului
Nodurile din interiorul reelei (interior nodes sau core nodes)
nainteaz pachetele pe baza claselor de naintare din headerul pachetului
Domeniu DS Domeniu DS
Host Host
Nod de
granita
Nod de
granita
Nod
interior
Nod de
granita
Nod de
granita
Nod
interior
Clasificare
Masurare
Marcare
Modelare
Eliminare
Clasificare
Managementul
cozii
Serviciile Difereniate (cont.)
Tratarea naintrii este descris de termenul comportament perhop (per-hop behavior PHB
Fiecare PHB este reprezentat de o valoare pe 6 bii numit Differentiated Services codepoint (DSCP)
Toate pachetele cu acelasi DSCP sunt referite ca si behavior aggregate, si primesc acelasi tratament la
naintare
Un set de PHB-uri poate forma un grup PHB
PHB-urile sunt implementate cu ajutorul managementului buferului si a planificrii pachetelor
Serviciile Difereniate (cont.)
Standardul Serviciilor Difereniate redefineste cmpul IP TOS pentru a indica comportamentele la naintare
Cmpul nlocuitor, numit cmp DS, nlocuieste definiiile existente ale octetului TOS si, de asemenea, ale octetului clas de trafic IPv6
Primii 6 bii ai cmpului DS sunt folosii ca si DSCP pentru a coda PHB-ul pentru un pachet la fiecare nod
DS
Cei doi bii rmasi nu sunt folosii n prezent (CU)
Cooperarea SIP RSVP
Schimb de informatii referitoare la codec-
uri
PRACK provisonal acknowledgement
RSVP PATH descrierea cantitatii
resurselor necesare
RSVP RESV rezerva resursele
PRACK
200 OK (PRACK)
Internet
180 Ringing
200 OK (UPDATE) SDP4
UPDATE SDP3
RESV
PATH
200 OK
PRACK
183 SESSION PROGRESS SDP2
INVITE SDP1
UPDATE raporteaza faptul ca
resursele au fost
rezervate
Ringing informeaza asupra faptului ca
resursele au fost
rezervate in ambele
directii si apeleaza
masina pereche
PRACK
200 OK (PRACK)
Internet
180 Ringing
200 OK (UPDATE) SDP4
UPDATE SDP3
RESV
PATH
200 OK
PRACK
183 SESSION PROGRESS SDP2
INVITE SDP1
Top Related