QoS. de dados. Prof. Marcos Argachoy

Transcrição

1 QoS Qualidade de Serviço em redes de dados Prof. Marcos Argachoy

2 Conceitos QoS Em uma abrangência mais fiel: Significa identificar e tratar de forma diferenciada tipos de informação que trafegam em uma rede. Será que temos Qualidade de serviço quando usamos uma rodovia?

3 Conceitos NÃO A não ser que pudéssemos escolher uma faixa de rolamento e essa escolha garantisse não só a nossa chegada ao destino mas também a duração da viagem e a hora exata da chegada.

4 Conceitos Uma estrada para cada tipo de tráfego Redes diferentes para Voz, Dados e Vídeo.

5 Conceitos Redes Convergentes Muito se tem falado sobre redes convergentes, redes que possibilitem REALMENTE a convivência entre tipos de tráfego diferentes e com um resultado ótimo para os usuários. Mas e na prática?

6 Por que QoS? Atraso (delay) Variação Do Atraso (Jitter) Perda De Pacotes

7 Elementos que afetam Latência e Jitter STFC IP WAN router Matriz Filial CODEC G.729A: 25 ms Filas Variável Serialização Variável Transporte e Rede Fixo (6.3 µs s / Km) + Delay da rede (Variavel) Jitter Buffer ms Atraso Ponto-a-ponto 150 ms (unidirecional)

8 QoS para Voz Flat Voz Sensível a Descarte Sensível a Delay UDP Priority Latencia 150 ms Jitter 30 ms Perda 1% unidirecional

9 QoS para Video-Conferencia Video Picos Variável Sensível a Descarte Sensível a Delay Latencia 150 ms Jitter 30 ms Perda 1% unidirecional

10 QoS para Dados Variável Dados Insensível a descarte Insensível a atraso TCP Retransmite Aplicações diferentes com cracterísticas diferentes Classificar Dados em um modelo de prioridade relativa com no máximo 4 classes: -Gold: Missão-Critica - (ERP Apps, Transações) -Silver: Banda garantida - (Intranet, Messaging) -Bronze: Best-Effort - ( , Internet) -Resto - (FTP, Backups, Napster/Kazaa)

11 Segundo Tanenbaum

12 Funçoes do QoS Classificação Gestão de congestionamentos Evitar congestonamento Condicionamento do tráfego Gestão eficiente do link Identificar e separar o tráfego em diferentes classes Marcar o tráfego de acordo com o comportamento e políticas de negócio Priorizar, proteger e isolar o tráfego baseado nas marcas Discartar pacotes specíficos para evitar congestio namento na rede Discartar trafego impróprio Para manter a integridade da rede Controlar bursts e formatar tráfego Fragmentar e comprimir para melhorar a eficiencia da WAN

13 Classificar e Marcar Marcar Classificar

14 Classification Tools: Ethernet 802.1Q Class of Service Pream. SFD DA SA Type TAG 4 PT Data FCS Three Bits Used for CoS (802.1p User Priority) PRI CFI VLAN ID Ethernet Frame 802.1Q/p Header 802.1p User Priority field also called Class of Service (CoS) Different types of traffic are assigned different CoS values CoS CoS 6 and 7 are reserved for 2 network use Application Reserved Reserved Voice Bearer Video Conferencing Call Signaling High Priority Data Medium Priority Data 0 Best Effort Data

15 Layer 3 Type of Service IPv4 IP Precedence and DiffServ Code Points Layer 3 IPV4 ToS (DS) Version Length Len ID Offset TTL Proto FCS IP-SA Original SAIP-DA Data ARPANET military IP Precedence DSCP Unused Bits; Flow Control for DSCP Standard IPV4: Three ToS bits called IP Precedence (IPP) DiffServ: Six DS bits called DiffServ Code Points (DSCP) plus two for flow control IP Precedence Values (RFC 791) Number Name 0 routine 1 priority 2 immediate 3 flash 4 flash-override 5 critical 6 internet reserved 7 network reserved

16 DiffServ Per Hop Behaviors Per-Hop Behaviors (PHB) DiffServ Code Point (DSCP) Maps to IP Prec. Default 0 (Best Effort) Assured Forwarding Class 1 Low Drop Med Drop High Drop Pref Pref Pref AF11 AF12 AF Class 2 AF21 AF22 AF Class 3 AF31 AF32 AF Class 4 AF41 AF42 AF Expedited Forwarding EF

17 Condicionar Condicionar

18 Buffers Tanenbaum

19 Garantia de Voz Requer Múltiplas Filas Data Data RX Ethernet Switch Determinar filas baseadas em classificação CoS/ToS Data RX TX To Core RX Voz RX A Voz é colocada em uma fila sensível a delay and drop

20 Policing versus Shaping Traffic Traffic Traffic Rate Time Traffic Rate Time Policing Shaping Traffic Traffic Traffic Rate Time Traffic Rate Time Graphs shown illustrate UDP traffic - TCP window shrinks after drop Policer Oscillation of TCP windows Ingress Rate limiting with No buffering (drop) Causes TCP resends Shaper Egress Rate limiting with Buffering (delay or drop) Can adapt to network congestion (FR BECN, FECN)

21 Transmitir Transmitir

22 Atraso de serialização Atraso de serialização é o tempo que se leva para colocar os bits num circuito Função da velocidade do Link e do tamanho do pacote Link Speed Tamanho do pacote Kbps 9 ms 18 ms 36 ms 72 ms 144 ms 214 ms 64 Kbps 8 ms 16 ms 32 ms 64 ms 128 ms 187 ms 128 Kbps 4 ms 8 ms 16 ms 32 ms 64 ms 93 ms 256 Kpbs 2 ms 4 ms 8 ms 16 ms 32 ms 46 ms 512 Kbps 1 ms 2 ms 4 ms 8 ms 16 ms 23 ms 768 Kbps ms 2.56 ms 5.12 ms ms 15 ms

23 Recommendações de Fragmentação Link Speed 10 ms 20 ms 30 ms 40 ms 50 ms 100 ms 200 ms 56 kbps kbps 128 kbps 256 kbps 512 kbps 768 kbps 1536 kbs X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Fragmentação não é problema MTU 1500

24 Consolidação VoIP Mission Critical Services Multimedia Video Conference, Collaborative Computing VPNs POLICY-BASED NETWORKING IntServ DiffServ MPLS Hybrid Signaling Techniques (RSVP,DSCP*,ATM (UNI/NNI)) Classification & Marking Techniques (DSCP, IP Precedence, NBAR, etc.) Congestion Avoidance Techniques (WRED) Traffic Conditioners (Policing, Shaping) Congestion Management Techniques (PQ,CQ,WFQ,CBWFQ,LLQ) MONITORING PROVISIONING & Link Efficiency Mechanisms (Compression, Fragmentation) Frame Relay PPP HDLC SDLC ATM, POS FE,Gig.E 10GE Wireless Fixed,Mobile BroadBand Cable,xDSL

25 QoS é necessário para Minimizar perda de pacotes, Delay e variação de Delay Onde QoS é necessário? Central Campus Escritório Remoto Si Si WAN QoS Campus Access QoS Campus Distribution QoS WAN QoS Branch Speed and Duplex Settings Classification/trust on IP Phone, Vconf Station, Content service and Citirx Server Multiple Queues on IP Phone and Access Ports Layer 3 Policing for Content Distribution Multiple Queues on All Ports; Priority Queuing for Voip WRED Within Data Queues for Congestion Management Low-latency Queuing Data Traffic Queue Provisioning Link Fragmentation and Interleave Traffic Shaping Admission Control Speed and Duplex Settings Classification/trust on IP Phone, Vconf Station, Content service and Citirx traffic Multiple Queues on IP Phone and Access Ports