Weighted Fair Queuing. Comparação dos métodos de filas

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1 Weighted Fair Queuing Comparação dos métodos de filas

2 Esquema de seleção de filas Controle de congestionamento RED: Random Early Detection É um mecanismo de prevenção e inibição de congestionamento, atuando via descarte antecipado de pacotes, sendo a probabilidade de descarte dependente da taxa de ocupação da fila. A eficácia deste método depende da reação do protocolo de transporte utilizado, que deverá controlar o fluxo de tráfego. No caso de UDP, a qualidade pode ser deteriorada pelo aumento da taxa de perda de pacotes.

3 Controle de congestionamento Weighted RED: combinação do RED com IP Precedence A probabilidade de descarte é definida em função da taxa de ocupação da fila, do peso de cada pacote (valor do IP Precedence) e de haver ou não reservas de recursos associados ao fluxo (RSVP). Policiamento e conformação de tráfego As funções de policiamento e conformação de tráfego identificam as violações de tráfego e reagem da forma: policiamento: descarta ou marca o pacote como elegível para descarte; conformação: atrasa o tráfego em excesso, deixando-o conforme os parâmetros definidos. A técnica mais utilizada para implementar estas funções é conhecida por Token Bucket, onde define-se uma taxa de transferência formal e alguns parâmetros, tais como comprimento de rajada, taxa média e intervalo de tempo de observação.

4 Token Bucket as fichas são depositadas no balde numa taxa constante - se o balde estiver cheio, as fichas são descartadas; a transmissão do pacote consome do balde uma quantidade de fichas equivalente ao tamanho do pacote (em bytes); se o pacote chegar e não haver fichas suficientes no balde, o pacote será descartado ou elegível para descarte, ou ainda será atrasado até haver fichas suficientes no balde; não havendo pacotes a serem transmitidos, as fichas acumulam-se até a capacidade máxima do balde. Conformação de tráfego Generic Traffic Shapping (GTS): mecanismo de controle do fluxo de tráfego aplicada numa interface utilizando o algoritmo do balde furado.

5 Fragmentação A fragmentação e intercalação de pacotes de pacotes ajudam a homogeneizar o tráfego na rede e a reduzir o atraso médio e sua variação (jitter). Compressão de cabeçalho RTP A técnica de compressão de cabeçalho RTP foi desenvolvida para aumentar a eficiência da utilização da largura de banda, pois em aplicações típicas, o cabeçalho do pacote de voz é de 40 bytes, enquanto a carga útil é de apenas 20 a 150 bytes.

6 Arquiteturas de Rede Serviços Integrados (IntServ) & RSVP; Serviços Diferenciados (DiffServ); MPLS. Serviços Integrados Classes de serviço oferecidos pela arquitetura IntServ: serviço garantido: aplicações em tempo real que requeiram banda garantida e limite para o atraso; serviço de carga controlada: melhor qualidade que best effort, mas inferior ao serviço garantido. Signalling required by end-stations for Resource-Reservation (RSVP) Sender Receiver

7 IntServ - componentes Controle de admissão: decide se a requisição de recursos pode ser atendida; Classificador: classifica os pacotes de cada fluxo, encaminhando-os a fila adequada; Escalonador: gerencia o encaminhamento dos pacotes via utilização de filas e temporizadores para garantir o nível de QoS desejado; Protocolo de sinalização (RSVP): utilizado para efetuar a reserva de recursos na rede. PROTOCOLO RSVP Transmissor não RSVP RSVP não RSVP Tunel RSVP RSVP RSVP Receptor RSVP Receptor RSVP Direitos reservados ao Centro de Treinamento - NEC do Brasil S. A Proibido sua reprodução total ou parcial

8 RSVP: Resource Reservation Protocol Protocolo de sinalização que permite aos hosts requisitarem níveis de QoS específicos para suas aplicações. As reqiusições do RSVP resultam, quando possível, em reservas de recursos na rede, de modo que esta possa prover o nível de QoS solicitado. A reserva de recursos é realizada através de mensagens PATH, que constroem o caminho pelo qual as mensagens RESV irão passar efetuando as reservas de recursos. IntServ - problemas Escalabilidade: a quantidade de informações de estado aumentam proporcionalmente ao número de fluxos, podendo resultar em sobrecarga de processamento e memória nos elementos centrais da rede; Complexidade dos roteadores: todos os dispositivos devem implementar RSVP, controle de admissão, classificação e escalonamento de pacotes; Para serviço garantido, a arquitetura tem de ser implementada de uma única vez.

9 Serviços Diferenciados A arquitetura DiffServ visa prover qualidade de serviço através de mecanismos de priorização de pacotes na rede. Os pacotes são classificados e processados segundo seu rótulo DSCP. Service = Conditioning + Behaviors DS Domain Conditioning at ingress devices Per-hop behaviour in transit nodes DSCP & PHB As classes de serviço são definidas pelo rótulo DSCP. IP Packet with DiffServ Fields Version Hdr Len TOS Total Len more IP Hdr 4 bit 4bit 1byte 2bytes DSCP CU DiffServ Field (DSCP) defines Per-Hop Behavior (PHB) O comportamento por salto (PHB) é implementado pelos mecanismos de enfileiramento e controles vistos anteriormente.

10 Classes de tráfego Best Effort: aplicação obtém apenas os recursos disponíveis, sem garantias unused Assured Forward (AF): possui 4 classes de prioridade, sendo para cada classe 3 níveis de preferência de descarte Drop Class Precedence unused Expedite Forward (EF): tráfego de total prioridade unused IntServ & DiffServ

11 Multi-Protocol Label Switching Aplicações de MPLS: Qualidade de serviço; Privacidade (VPNs); Engenharia de tráfego. No core: encaminhamento dos pacotes usando os labels ao invés de endereços IP. No edge: classificação dos pacotes e alocação dos labels MPLS + DiffServ Packet classified by Destination and DiffServ Code Point (i.e. Class of Service) Behavior Aggregate (BA) get s mapped to LSP by LER. (multiple possible scenarios) IWF DiffServ enabled Network MPLS enabled Network with DIffServ capabilities

12 COPS COPS: Common Open Policy Server COPS + QoS server

13 Considerações Finais Passos na implementação de QoS em Redes IP: 1. Implementação de recursos de priorização de pacotes nos elementos da rede. 2. Aplicar recursos de DiffServ para classificação de tráfego. 3. Aplicar DiffServ no core e IntServ no acesso. 4. Implementação de MPLS para simplificar o roteamento e aumentar a diversidade de serviços e flexibilidade da rede IP. 5. Associar MPLS com RSVP e / ou MPLS com DiffServ. Terminal H.323 Video VideoI/O I/OEquipment I/O I/O Equipmento Equipmento Áudio Áudio Aplicações Aplicações Dados Dados Usuário Usuário --T.120, T.120, etc. etc. Controle Controle Sistema Sistema Interface Interface Usuário Usuário Codec Codec Vídeo Vídeo H.261, H.261, H.263 H.263 Codec Codec Áudio Áudio G.711, G.711, G.722, G.722, G.723, G.723, G.728, G.728, G.729 G.729 Controle Sistema H.245 H.245 Control Control Call Call Control Control H H RAS RAS Control Control H H Receive Receive Path Path Delay Delay (RTP) (RTP) Camada Camada H H Interface Interface Local Local Area Area Network Network LAN LAN (H.323) (H.323) Pacotes Pacotes de de Interface Interface Rede Rede (H.323V2) (H.323V2)

14 Terminal H.323 Arquitetura H.323 Terminal H.323 Gatekeeper MCU Gateway Wireless Gateway RDSI Gateway Rede Corporativa Gateway RTPC H.323 Protocol Stack Audio Apps Video Apps Terminal Call Manager Audio CODEC Video CODEC RTCP H.225 RAS H.225 Call Signalling H.245 Control Signalling T.120 Data RTP Transport Protocols & Network Interface

15 H.323 Define componentes, protocolos e procedimentos para a comunicação multimídia em redes baseadas em pacotes que não oferecem QoS Adotado pela indústria como padrão de sinalização para VoIP Características: Controle de chamadas robusto para ambientes não robustos ( paradigma da comutação de circuitos ) Possibilita interoperabilidade com outras redes que oferecem serviços multimídia Gateways