Melhorando a QOS em Redes IPGrupos do IETF esto trabalhando em propostas para prover melhor controle de QOS nas redes IP, isto , indo alm do melhor esforo para prover algumas garantias para a QOS.O trabalho em andamento inclui RSVP, Servios Diferenciados e Servios Integrados.Modelo simples para estudos de compartilhamento e congestionamento:
Princpios para a Garantia da QOSConsidere uma aplicao de telefonia a 1Mbps e uma aplicao de FTP compartilhando um canal de 1,5 Mbps.Surtos de FTP podem congestionar o roteador e causar a perda de pacotes de udio.Gostaramos de dar prioridade ao trfego de udio sobre o de FTPPRINCPIO 1: preciso marcar os pacotes para que o roteador faa uma distino entre as classes diferentes; e uma nova poltica no roteador para tratar os pacotes de acordo com a marcao
Princpios para a Garantia da QOS (cont.)As aplicaes podem se comportar mal (udio envia pacotes a uma taxa mais elevada do que os 1Mbps assumidos acima);PRINCPIO 2: fornea proteo (isolamento) de uma classe sobre outras classesRequer Mecanismos de Policiamento para garantir que as fontes aderem aos requisitos de largura de banda; Marcao e Policiamento devem ser feitos nas extremidades:
Princpios para a Garantia da QOS (cont.)Alternativa Marcao e Policiamento: alocar uma dada poro da largura de banda para cada fluxo das aplicaes; pode levar ao uso ineficiente da banda se um destes fluxos no utilizar o que lhe foi alocadoPRINCPIO 3: Ao mesmo tempo em que prov isolamento, desejvel utilizar os recursos o mais eficientemente possvel
Princpios para a Garantia da QOS (cont.)No possvel atender a um trfego superior capacidade do enlacePRINCPIO 4: preciso um Processo de Admisso de Chamadas; o fluxo da aplicao declara as suas necessidades, a rede pode bloquear a chamada se no puder atender a estas necessidades
Resumo
Mecanismos de Escalonamento e PoliciamentoEscalonamento: a escolha do prximo pacote para transmisso num canal pode ser feita atravs de diversas polticas diferentes;FIFO: na ordem de chegada fila; os pacotes que ao chegar encontrarem o buffer cheio podem ser descartados, ou pode ser usada uma poltica de descarte para determinar qual o pacote a ser descartado entre o que chegou e aqueles que j se encontram na fila
Polticas de EscalonamentoEnfileiramento com Prioridades: as classes tm prioridades diferentes; as classes podem depender de uma marcao implcita ou outras infos do cabealho, ex: endereo origem ou destino, nmero da porta TCP, etc.Transmite um pacote da classe de mais alta prioridade cuja fila no esteja vaziaVerses com e sem preempo
Polticas de Escalonamento (cont.)Round Robin (circular): varre as filas das classes transmitindo um pacote de cada classe cuja fila no estiver vazia
Polticas de Escalonamento (cont.)Weighted Fair Queuing (Fila justa com pesos): uma fila circular generalizada na qual tenta-se prover cada classe com um tempo de servio diferenciado dentro de um dado perodo de tempo
Mecanismos de PoliciamentoTrs critrios: (Longo prazo) Taxa Mdia (100 pacotes por seg ou 6000 pacotes por min??), crucial o comprimento do intervaloTaxa de Pico: ex., 6000 p p minuto em Mdia e 1500 p p seg no Pico(Max.) Comprimento do Surto (Burst): Max. Nmero de pacotes enviados consecutivamente, ou seja, dentro de um perodo curto de tempo
Mecanismos de PoliciamentoMecanismo do Balde Furado (Token Bucket), prov um meio para limitar a entrada para um dado Comprimento do Surto e Taxa Mdia.
Mecanismos de Policiamento (cont.)O balde pode conter at b marcas; as marcas so geradas a uma taxa de r marcas/seg a menos que o balde j esteja cheio de marcas.Dentro de um intervalo de comprimento t, o nmero de pacotes que so admitidos menor ou igual a (r t + b).Balde de Marcas e WFQ podem ser combinados para prover um limite superior para o atraso.
Servios IntegradosUma arquitetura para prover garantias de QOS em redes IP para sesses individuais de aplicaesdepende da reserva de recursos e os roteadores devem manter info de estado (Circuito Virtual??), manter registros dos recursos alocados e responder a pedidos de estabelecimento de conexes desta forma
Admisso de ChamadasA sesso deve antes declarar os seus requisitos de QOS e caracterizar o trfego que ir enviar atravs da redeR-spec: define a QOS que est sendo solicitadaT-spec: define as caractersticas do trfego preciso um protocolo de sinalizao para levar as R-spec e T-spec aos roteadores envolvidos com a reserva de recursosnos roteadores onde for necessria a reserva, o RSVP um candidato preferencial para este protocolo de sinalizao
Admisso de ChamadasOs roteadores iro aceitar as chamadas baseado nas suas R-spec e T-spec e baseado na alocao de recursos atual nos roteadores para outras chamadas.
Servios Integrados: ClassesQOS Garantida: fornecida a esta classe limites estritos de atraso de enfileiramento num roteador; projetado para aplicaes pesadas de tempo real que so altamente sensveis mdia esperada e varinciaCarga Controlada: fornecida a esta classe uma QOS que muito se aproxima da QOS fornecida por um roteador com carga leve; projetado para as aplicaes de tempo-real atuais da rede IP que tenham um bom desempenho em uma rede sem carga.
Servios DiferenciadosProposto para resolver as seguintes dificuldades com o Intserv e o RSVP;Escalabilidade: a manuteno de estados pelos roteadores em redes de alta velocidade difcil devido ao grande nmero de fluxosModelos de Servio Flexveis: Intserv possui apenas duas classes, deseja prover mais classes de servio qualitativas; deseja prover distino relativa entre servios (Platina, Ouro, Prata, e ...)Sinalizao mais simples: (que a do RSVP) muitas aplicaes e usurios podem querer especificar uma noo de servio apenas de forma mais qualitativa
Servios DiferenciadosAbordagem: Apenas funes simples no ncleo e funes relativamente complexas nos rotedores que se encontram nas extremidades (ou hosts)No define classes de servio, prov componentes funcionais com os quais as classes de servio podem ser construdas
Funes de BordaNum host habilitado para DS ou primeiro roteador habilitado para DS.Classificao: ns das bordas marcam os pacotes de acordo com as regras de classificao a serem especificadas (manualmente pelo administrador, ou atravs de algum protocolo a ser determinado)Condicionamento do Trfego: n da borda pode atrasar e depois retransmitir ou descartar
Funes do NcleoEncaminhamento: de acordo com o Per-Hop-Behavior ou PHB especificado para a classe particular de pacote; este PHB baseia-se estritamente na marcao das classes (nenhum outro campo do cabealho pode ser usado para influenciar o PHB)
GRANDE VANTAGEM:No necessrio manter nenhuma info de estadonos roteadores!
Classificao e CondicionamentoO Pacote marcado no campo de Tipo de Servio (TPS) em IPv4 e, Classe de Trfego no IPv6So usados 6 bits para fornecer a codificao dos Servios Diferenciados e determinar a PHB que o pacote receberNo momento h 2 bits que no esto sendo usados.
Classificao e CondicionamentoPode ser desejvel limitar a taxa de injeo de trfego para alguma classe; o usurio declara o seu perfil de trfego (ex. taxa e comprimento do burst); o trfego medido e moldado se no estiver de acordo
Encaminhamento (PHB)PHB resulta num comportamento de desempenho de encaminhamento diferente observvel (mensurvel)O PHB no especifica quais os mecanismos a serem usados para garantir o comportamento de desempenho PHB requisitadoExemplos:Classe A recebe x% da banda do canal dentro de intervalos de tempo de comprimento especificadoPacotes da classe A deixam os buffers antes dos pacotes da classe B
Encaminhamento (PHB)PHBs propostos:EF (Expedited Forwarding - Encaminhamento Rpido) [RFC 2598]:taxa de partida dos pacotes de uma classe maior ou igual a uma taxa especificada (enlace lgico com uma taxa mnima garantida)AF (Assured Forwarding - Encaminhamento garantido) [RFC 2597]: 4 classes, a cada uma garantida uma quantidade mnima de largura de banda e armazenamento; cada uma com trs parties de preferncia para o descate
Questes em Relao aos Servios DiferenciadosAF e EF j foram propostos para se tornarem padro na InternetEsto sendo discutidos os servios de linha dedicada virtual [RFC 2638] e Olmpico (servios ouro/prata/bronze) [RFC 2597]Impacto de atravessar diversos SAs e roteadores que no sejam habilitados para DS.
