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Apostila 03 Qualidade de Serviço (QoS) para o · PDF file 2013-08-12 · Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP

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  • Apostila 03

    Qualidade de Serviço (QoS)

    Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 1

    Qualidade de Serviço (QoS) para o IP

    Conteúdo

    �Histórico e Necessidades � Limitações IP �Mecanismos para prover QoS�Mecanismos para prover QoS �Serviços Integrados (IntServ) �Serviços Diferenciados (DiffServ)

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    QoS - Histórico e Necessidades

    �A filosofia adotada atualmente na Internet é trabalhar com o melhor esforço.

    �Principais características:�Principais características: � Ausência de garantias em relação à qualidade dos

    serviços efetivamente fornecidos pela rede. � Em situações de congestionamento, pacotes são

    descartados aleatoriamente.

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    QoS - Histórico e Necessidades

    �Cenário anterior - IP sobre tudo � A filosofia era o IP rodar sobre qualquer meio de

    transmissão (ATM, Frame Relay etc.) e viabilizar a comunicação entre quaisquer sistemas computacionais.comunicação entre quaisquer sistemas computacionais.

    �Cenário anterior - Tudo sobre IP � Todas as aplicações utilizando a rede IP como única

    infra-estrutura de comunicação.

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  • QoS - Histórico e Necessidades

    �A tendência atual é a convergência de aplicações em um único meio físico, ou seja: � Voz, vídeo, dados, imagens, músicas, e tudo que possa

    ser transformado em bits utilizando o mesmo meioser transformado em bits utilizando o mesmo meio físico.

    � Entretanto, as aplicações têm características e necessidades bem diferentes umas das outras.

    � Limitações do Serviço de Melhor-Esforço � Não fornece garantia de QoS de um serviço fim-a-fim.

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    � É incapaz de tomar medidas preventivas ou corretivas em situações de congestionamento.

    QoS - Definições

    �Qualidade de Serviço (QoS) pode ser definida como a “habilidade da rede para garantir e manter certos níveis de desempenho para cada aplicação de acordo com as necessidades específicas de cada usuário”com as necessidades específicas de cada usuário”

    �QoS usualmente se refere à fidelidade do sinal de voz recebido, porém a se aplica a outros aspectos, tais como:

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    uDisponibilidade da rede uEscalabilidade uPenetração

    u Probabilidade de bloqueio u Existência de serviços

    especiais (conferência, identificação de chamada, etc)

    QoS - Limitações IP

    �Atraso de Pacote (Latência) - Tempo que um pacote leva da origem ao destino.

    � Jitter (flutuação rápida de fase) - Desvio no tempo ou � Jitter (flutuação rápida de fase) - Desvio no tempo ou na fase de um sinal de transmissão de pacotes de dados.

    �Skew - Parâmetro usado para medir diferenças entre os tempos de chegada de mídias diferentes que deveriam estar sincronizadas (áudio, vídeo...)

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    �Perda - perda de pacotes na rede em situação de congestionamento.

    QoS - Limitações IP

    � Largura de Banda – Faixa de freqüência utilizada por um canal para permitir uma determinada taxa de transmissão de dados.

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  • Mecanismos para prover QoS

    �Classificação ou identificação do tráfego �Priorização dos pacotes de voz �Gerenciamento de congestionamento�Gerenciamento de congestionamento �Policiamento e conformação do tráfego �Fragmentação de pacotes �Garantia de banda para pacotes de voz �Compensação na variação do atraso

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    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

    �Classificação do tráfego � Técnica fundamental para se obter QoS. � Identificação do tipo de tráfego transportado por� Identificação do tipo de tráfego transportado por

    pacote. � Pode ser feita pacote a pacote ou sessão a sessão

    pelas fontes externas, dispositivos de borda ou dispositivos de backbone.

    � Quando a classificação é feita pela fonte (ou por uma outra rede à downstream), a rede pode aceitar a

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    outra rede à downstream), a rede pode aceitar a classificação recebida ou reclassificar o tráfego de acordo com a sua própria política.

    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

    � Precedência IP � Utiliza-se 3 bits do campo ToS (Type of Service) do

    cabeçalho IPv4.cabeçalho IPv4. � Quanto maior o nível de classificação do pacote,

    maior será a prioridade no tratamento e alocação de recursos da rede.

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    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

    Valor dos bits de Precedência

    Tipo de tráfego

    000 – 0 Routine 000 – 0 Routine 001 – 1 Priority 010 – 2 Immediate 011 – 3 Flash 100 – 4 Flash Override

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    100 – 4 Flash Override 101 – 5 Critical 110 – 6 Internetwork control 111 – 7 Network control

  • Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

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    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

    � ESTUDO DE CASO � Configuração de Precedência de IP usando o

    Cisco IOS Software Releases 12.2 TCisco IOS Software Releases 12.2 T � Configuração de política de serviço chamada

    priority50. � Serão avaliados todos os pacotes entrantes na

    interface Fast Ethernet 1/0/0 com valor IP precedence igual a 5.

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    precedence igual a 5. � Todo pacote de entrada que tenha sido marcado

    será tratado como de prioridade 50.

    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

    ESTUDO DE CASO (continuação) Sintaxe do comando : ip-precedence-value

    Router(config)# class -map ipprec 5Router(config)# class -map ipprec 5 Router(config-cmap)# match ip precedence 5 Router(config)# exit Router(config)# policy-map priority50 Router(config-pmap)# class ipprec5 Router(config-pmap-c)# priority 50

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    Router(config-pmap-c)# exit Router(config-pmap)# exit Router(config)# interface fa1/0/0 Router(config-if)# service-policy input priority50

    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

    �Arquitetura de Serviços Diferenciados (DiffServ) � Redefine o uso dos 8 bits do campo ToS do cabeçalho

    IPv4 ou do campo Classe de Tráfego do IPv6, para indicar aos dispositivos da rede que pacotes devem serindicar aos dispositivos da rede que pacotes devem ser manuseados de forma especial.

    � Em uma das propostas existentes, três bits definem oito classes de tráfego e outros três definem a prioridade de um pacote dentro de uma classe.

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  • Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

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    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

    �Cabeçalho MAC IEEE 801.D � O padrão IEEE 802.1.D, que inclui o 802.1.p e Q,

    define uma extensão de 32 bits ao cabeçalho MAC das redes Ethernet e Token Ring.redes Ethernet e Token Ring.

    � Doze bits deste espaço são utilizados como rótulos para redes VLAN.

    � Três bits dentro do cabeçalho 802.1.Q (definidos no padrão 802.1.p) são utilizados para sinalização de classe de serviço na rede, permitindo que se estabeleçam oito níveis de prioridades para

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    estabeleçam oito níveis de prioridades para classificação de tráfego, mas sem informação de Tipo de Serviço para indicar, por exemplo, elegibilidade para descarte.

    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

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    Quadro MAC com cabeçalho estendido IEEE 802.1.D.

    Mecanismos para prover QoS Classificação do tráfego

    Valor Nome Exemplos Características

    7 Controle da rede RIP, OSPF, BGP4 Crítico p/ operação da rede

    • Níveis de prioridade do padrão IEEE 802.1.p

    6 Voz NetMeeting audio Sensível a latência e jitter; BW pequena

    5 Vídeo PictureTel, Indeo Grande BW; sens. a jitter.

    4 Carga controlada

    SNA Transactions Tempo de resposta previsível, aplicações sensíveis a latência

    3 Esforço SAP, SQL Tráfego crítico (negócios)

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    3 Esforço excelente

    SAP, SQL Tráfego crítico (negócios) que toleram atrasos.

    2 Melhor esforço Melhor esforço Melhor esforço

    1

    0 Background FTP backups Insensível a latência

  • Mecanismos para prover QoS Priorização dos pacotes de voz

    �Para se estabelecer po