Nova Geração de Recursos de Rede no Windows Vista

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1 Nova Geração de Recursos de Rede no Windows Vista Yuri Diogenes (MCTS Windows Vista, MCITP, MCSE+Security, Security+, Network+, CCNP) Support Engineer Microsoft Corporation Agenda Introdução Melhorias na Pilha TCP/IP Desempenho Colaboração Auto Diagnóstico Resolução de Problemas MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 1

2 Introdução Em Casa No Trabalho Mobilidade Introdução Fonte: IDC MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 2

3 Novas Demandas IPv6 Windows Server 2003 e Windows XP usavam pilhas separadas para cada protocolo (IPv4 / IPv6). No Windows Vista ambos protocolos estão instalados como padrão em uma arquitetura de camada dupla melhorando assim a performace. Suporte para DHCP v6 (RFCs 3315 e 3736) IPv6 over PPP (RFC 2472) Melhorias Novas APIs de segurança e filtro de pacotes Métodos de configuração da pilha sem necessidade do boot MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 3

4 Redesenho do TCP/IP Winsock User Mode WSK Clients WSK AFD TDI Clients TDI TDX Kernel Mode Next Generation TCP/IP Stack (tcpip.sys) TCP IPv WLAN UDP Loopback IPv6 IPv4 Tunnel RAW IPv6 Tunnel Windows Filtering Platform API NDIS Maior mudança na pilha desde o ano de 1990 Desempenho aprimorado Auto-Ajuste de rede (Network auto tuning) e algorítimos de otimização Extensibilidade e confiabilidade com novas APIs Arquitetura WFP Firewall Application AV Application WFP APIs Base Filtering Engine (BFE) user TDI/WSK ALE kernel Stream Layer 3 rd party anti-virus Transport Layer Network Layer Forward Layer IPsec Filtering Engine 3 rd party parental control 3 rd party IDS 3 rd party NAT Callout modules MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 4

5 Maior Estabilidade Sistema Inicia BFE Inicia Serviços de Terceiros Iniciam Filtros de Boot Filtros persistentes Filtros BFE Roteamento Windows Server 2003 e Windows XP Dead Gateway Detection Problema: nesta implementação o produto fornecia a tolerância contra falha, porém não fazia o retorno caso o outro default gateway falhe na resposta. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 5

6 Roteamento Windows Vista Fail-back Support for Default Gateway Changes Através de periódicas tentativas de acessar o default gateway original o sistema operacional volta a usar o primário assim que o mesmo ficar disponível MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 6

7 Desempenho de Rede Desafio Cenários Solução Transferir grandes quantidades de dados através da WAN de forma mais rápida Limitações no atual modelo TCP/IP: Janela de recepção TCP com grande latência Perda de pacotes resultantes do controle de congestionamento Largura de Banda não utilizada de forma eficiente Automaticamente ajustar cada conexão de rede baseada nas devidas condições (Ex.: latência, largura de banda disponível, congestionamento, tipo de conexão) Desempenho de Rede Ajuste Automático para melhor eficiência Auto Ajuste da Janela de Recepção TCP Mais rapidez na transferência dos dados, inclusive em links WAN Otimização do uso de largura de banda Otimização de Performace sem Perda Compound TCP Explicit Congestion Notification (ECN) RFC 3168 Permite o melhor controle de congestionamento se os dois hosts e os roteadores intermediários suportarem ECN MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 7

8 ECN Explicit Congestion Notification Os campos usados como reservado do cabeçalho TCP agora são usados pelo ECE e CWR ECE usado como forma de sinalizar que o host suporta esta característica CWR controle de congestionamento de janela ECN Explicit Congestion Notification Combinações dos dois primeiros bits: 00 - Host não suporta ECN. 01 ou 10 Host suporta ECN. 11 Congestionamento detectado pelo roteador. Característica desabilitada como padrão. Para habilitar é necessário executar o comando: netsh interface tcp set global ecncapability=enabled MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 8

9 Window Auto Tunning Atual Controle de Fluxo TCP (exemplo) Janela de Envio = 360 Bytes Janela de Recebimento = 360 Bytes Envio de 140 bytes Confirmação de Recebimento + anúncio da nova janela (220 bytes) 140 Envio de 180 bytes Window Auto-Tuning Métodos de ajuste da janela no atual modelo (XP e 2003): O tamanho máximo da janela de recebimento é determinada por um dos parâmetros abaixo: Um valor automático é negociado de acordo com a velocidade do link Pode ser alterado manual via registro (TCPWindowSize registry) limite máximo de 5Mbps (sem escalonamento de janela) Com escalonamento de janela (RFC 1323 Window Scale) pode ir até 1GB Via aplicação, usando SO_RCVBUF Windows Socket MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 9

10 Window Auto-Tuning Métodos de ajuste da janela no atual modelo (XP e 2003): O tamanho máximo da janela de recebimento é determinada por um dos parâmetros abaixo: Um valor automático é negociado de acordo com a velocidade do link Pode ser alterado manual via registro (TCPWindowSize registry) limite máximo de 5Mbps (sem escalonamento de janela) Com escalonamento de janela (RFC 1323 Window Scale) pode ir até 1GB Via aplicação, usando SO_RCVBUF Windows Socket Window Auto-Tuning Métodos de ajuste da janela no atual modelo (XP e 2003): O tamanho máximo da janela de recebimento é determinada por um dos parâmetros abaixo: Um valor LIMITAÇÃO automático é negociado de acordo com a velocidade do link Pode ser alterado manual via registro todas (TCPWindowSize as conexões registry) TCP serão limite afetadas máximo de 5Mbps (sem escalonamento de janela) Com escalonamento de janela (RFC 1323 Window Scale) pode ir até 1GB Via aplicação, usando SO_RCVBUF Windows Socket Independente do método em uso o fato é que MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 10

11 Window Auto-Tuning Com a nova geração TCP/IP do Windows Vista temos o auto ajuste da janela de recepção do host Para isso os seguintes parâmetros são analisados: Tempo de resposta Taxa de requisição de dados da aplicação Ajuste baseado nas condições correntes da rede O tamanho da janela é negociado em 16MB e de acordo com com os parâmetros acima ela é alterada Não é feito mais o uso da chave de registro TCPWindowSize CTCP Compound TCP O Atual método de prevenção de congestionamento aumenta a janela de envio com um segmento inteiro TCP para cada janela completa de dados que é confirmada Este algorítimo funciona bem para conexões de alta velocidade (LAN) e pequenas janelas TCP MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 11

12 CTCP Compound TCP O problema começa quando temos alta largura de banda e alto delay Exemplo: dois servidores replicando dados através de uma WAN de alta velocidade com latência de 100ms RTT (round trip time) PROBLEMA: a janela de recebimento não vai crescer suficiente para utilizar a banda disponível. SOLUÇÃO: CTCP quando habilitado vai aumentar a janela de envio para conexões com altas janelas de recebimento e para conexões com alta largura de banda e alto delay CTPC em Ação Exemplo do tempo de recuperação usando CTCP e o método padrão (NewReno) MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 12

13 RSS Receive Side Scaling Deficiência no Recebimento de pacotes usando NDIS 5.1 Não era possível para uma placa de rede fazer uso de múltiplos processadores durante o recebimento de pacotes Com isso quando um pacote é recebido pela placa, a mesma faz uma interrupção no processador que poderá inclusive ser enfileirada enquanto o processador termina o ciclo O benefício de ter um computador com múltiplos processadores não é de fato visto em um cenário de cópia de arquivos RSS Receive Side Scaling NDIS 6.0 com uso de RSS Execução paralela: Pacotes recebido por uma única placa de rede podem ser processados em mais de uma CPU ao mesmo tempo (preservando a ordem) Balanceamento de Carga: balanceamento de carga automática entre os processadores Cache Locality: pacotes de uma conexão são mapeados para um único processador, com isso o estado do pacote não precisa ser mapeado entre os processadores, evitando troca de informações de cache Hash Seguro: a assinatura do RSS agora é criptografada. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 13

14 RSS Receive Side Scaling Hoje NDIS CPU0 ISR DPC Com uso de RSS NDIS NDIS NDIS CPU0 CPU1 CPU2 DPC DPC DPC Parallel DPC Parallel Receive Packet Queues NIC NIC Um processador por placa Multiplos processadores podem atender uma placa Iniciar MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 14

15 QoS Não há impacto de performace se o tráfego não for o determinado pela política Aplicações não precisam ser modificadas para se adequar ao QoS Políticas de QoS podem também ser protegidas através de IPSec QoS via Group Policy Usuário (Windows Vista) -Desktop do Depto Financeiro - Tráfego Geral Problema Congestionamento da rede WAN Usuários de Finança Aplicações de Missão Crítica Outros Desktops (Windows Vista) -Política de Tráfego Geral -Servidor Financeiro -Tráfego geral Servidor com Aplicação ERP (Windows Server Longhorn ) Nome da Política DSCP Throttle rate: Computadores localizados em Descrição (None) Tratamento Best-effort Tráfego Geral 1 - Domain-wide Aplica valor DSCP de menor prioridade Computadores do Financeiro Servidor do Financeiro 12 - Usuário do Financeiro (OU) 20 - Servers (OU de máquinas) Aplica valor DSCP de maior prioridade para tráfego vindo dos clientes do financeiro Aplica valor DSCP de maior prioridade para tráfego vindo dos servidores do financeiro MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 15

16 MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 16

17 Windows Meeting Space Infraestrutura Microsoft P2P para Colaboração Compartilhamento de desktop Agenda distribuída Compartilhamento de apresentações Uso nativo de IPv6 Melhor conectividade Suporte nativo a IPSec Cada elemento da reunião tem seu IP único Compatibilidade futura Iniciar MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 17

18 Windows Network Diagnostics Framework Interatividade e Auto Ajuda Evitar frustações dos usuários Diagnosticar problemas automaticamente e interagir com o usuário para uma solução mais eficaz Evitar que simples chamados sejam encaminhados para o Help Desk Aprendendo e Diagnosticando Maior interatividade Fluxo lógico de ações Extensível para aplicações de terceiros para fornecer a disponibilidade do botão diagnosticar MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 18

19 Windows Network Diagnostics Framework Windows Network Diagnostics Framework Cenário: conexão com a Internet foi perdida MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 19

20 Principais Ferramentas Novo Event Viewer Network Monitor 3 Netsh MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 20

21 Netmon 3 MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 21

22 Referências Performance Enhancements in the Next Generation TCP/IP Stack g1105.mspx Network Diagnostics Framework in Windows Vista g0706.mspx Explicit Congestion Notification (ECN) for TCP/IP g1006.mspx Can Applications Benefit From IPv6? Policy-based QoS Architecture in Windows Server 2008 and Windows Vista g0306.mspx 2006 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION. 22