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6: Multimídia em Redes6b-1 Melhorando a QOS em Redes IP Ø Grupos do IETF estão trabalhando em propostas para prover melhor controle de QOS nas redes IP,

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  • 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.

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