Calitatea Serviciilor În Rețele de Calculatoare

26
Calitatea serviciilor în rețele de calculatoare Tipuri de trafic Definirea calității serviciilor în rețele de calculatoare Calitatea serviciilor la nivelul unui ruter IP Cadre de lucru pentru implementarea calității serviciilor în rețele de calculatoare Cooperarea SIP RSVP

description

Calitateaserviciilor în rețele de calculatoareTipuri de traficDefinirea calității serviciilor în rețele de calculatoareCalitatea serviciilor la nivelul unui ruter IPCadre de lucru pentru implementarea calității serviciilor în rețele de calculatoareCooperarea SIP RSVP

Transcript of Calitatea Serviciilor În Rețele de Calculatoare

  • 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