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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 acomunicação 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 meiofísico.
� Entretanto, as aplicações têm características enecessidades 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 corretivasem 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 redeuEscalabilidadeuPenetração
u Probabilidade de bloqueiou 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 QoSClassificação 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 oudispositivos de backbone.
� Quando a classificação é feita pela fonte (ou por umaoutra rede à downstream), a rede pode aceitar a
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outra rede à downstream), a rede pode aceitar aclassificação recebida ou reclassificar o tráfego deacordo com a sua própria política.
Mecanismos para prover QoSClassificação 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 derecursos da rede.
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Mecanismos para prover QoSClassificação 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 QoSClassificação do tráfego
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Mecanismos para prover QoSClassificação 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 IPprecedence 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 QoSClassificação do tráfego
ESTUDO DE CASO (continuação)Sintaxe do comando : ip-precedence-value
Router(config)# class -map ipprec 5Router(config)# class -map ipprec 5Router(config-cmap)# match ip precedence 5Router(config)# exitRouter(config)# policy-map priority50Router(config-pmap)# class ipprec5Router(config-pmap-c)# priority 50
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Router(config-pmap-c)# exitRouter(config-pmap)# exitRouter(config)# interface fa1/0/0Router(config-if)# service-policy input priority50
Mecanismos para prover QoSClassificação 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, paraindicar aos dispositivos da rede que pacotes devem serindicar aos dispositivos da rede que pacotes devem sermanuseados de forma especial.
� Em uma das propostas existentes, três bits definem oitoclasses de tráfego e outros três definem a prioridade deum pacote dentro de uma classe.
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Mecanismos para prover QoSClassificação do tráfego
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Mecanismos para prover QoSClassificação 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 dasredes Ethernet e Token Ring.redes Ethernet e Token Ring.
� Doze bits deste espaço são utilizados como rótulospara redes VLAN.
� Três bits dentro do cabeçalho 802.1.Q (definidos nopadrão 802.1.p) são utilizados para sinalização declasse de serviço na rede, permitindo que seestabeleçam oito níveis de prioridades para
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estabeleçam oito níveis de prioridades paraclassificação de tráfego, mas sem informação de Tipode Serviço para indicar, por exemplo, elegibilidade paradescarte.
Mecanismos para prover QoSClassificação do tráfego
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Quadro MAC com cabeçalho estendido IEEE 802.1.D.
Mecanismos para prover QoSClassificação 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 <default> <default> <default>
0 Background FTP backups Insensível a latência
Mecanismos para prover QoS Priorização dos pacotes de voz
�Para se estabelecer políticas de enfileiramento, priorização e disciplina de despacho é adotada a arquitetura de Serviços Integrados (IntServ)
�Para absorver situações momentâneas de �Para absorver situações momentâneas de congestionamento na rede, os nós possuem buffers especiais denominados filas.
�A disciplina de despacho define a forma como o nó da rede irá servir os pacotes armazenados nas filas.
�Para o transporte simultâneo de voz e dados, deve-se
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�Para o transporte simultâneo de voz e dados, deve-se associar níveis de prioridade distintos aos dois tipos de tráfego.
Mecanismos para prover QoS Gerenciamento de congestionamento
�Técnicas de controle de congestionamento monitoram o tráfego na rede no sentido de antecipar e evitar a ocorrência de congestionamento, usualmente através do descarte de pacotes.do descarte de pacotes.
�As duas principais técnicas que operam com este objetivo são:� Random Early Detection (RED)� e sua versão com ponderação, Weighted Random Early
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Detection (WRED).
Mecanismos para prover QoS Policiamento e conformação do tráfego
�As funções de policiamento e conformação usualmente identificam as violações no tráfego de uma mesma maneira.
�Elas diferem, contudo, na forma como elas �Elas diferem, contudo, na forma como elas respondem a estas violações, por exemplo:� A função de policiamento usualmente descarta o
tráfego que não está conforme ou o define comoelegível para descarte.
� A função de conformação tipicamente atrasa o tráfegoem excesso, através de mecanismos de enfileiramento,
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em excesso, através de mecanismos de enfileiramento,retendo os pacotes e liberando-os de maneira tal que ofluxo de saída esteja dentro dos parâmetros definidos.
Mecanismos para prover QoS Policiamento e conformação do tráfego
�A técnica Token Bucket (Balde de Fichas) é a mais comumente utilizada para as funções de policiamento e conformação de tráfego.� Por exemplo, os algoritmos CAR (Commited Access
Rate), GTS (Generic Traffic Shaping) e FRTS (FrameRelay Traffic Shaping), implementados pela CISCO, sebaseiam no Token Bucket.
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Mecanismos para prover QoS Policiamento e conformação do tráfego
�Balde de Fichas � Token Bucket
� Exemplo
r fichas por
segundo
� Exemplo� r = 256kbps� C = 10000bits
PacotesFichas ?
Encaminha
Máximo Cfichas
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PacotesFichas ?
Encaminha
(S)
Espera
(N)
Mecanismos para prover QoS Policiamento e conformação do tráfego
�O algoritmo Token Bucket opera da seguinte maneira:� Fichas são depositadas em um balde, com capacidade
para C fichas, a uma taxa constante.� Se o balde enche de fichas, as próximas fichas que
chegam são descartadas.� A transmissão de um pacote consome do balde uma
quantidade de fichas igual ao tamanho do pacote (embytes).
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Mecanismos para prover QoS Policiamento e conformação do tráfego
�Se um pacote chega e não há fichas em quantidade suficiente no balde, o pacote é declarado não conforme, resultando em:� O pacote é descartado ou definido como elegível para� O pacote é descartado ou definido como elegível para
descarte (alterando-se os bits de Precedência, porexemplo). Função de policiamento de tráfego.
� O pacote é atrasado até que se tenha fichas suficientesno balde. Função de conformação de tráfego.
� Quando não se tem pacotes para transmitir, as fichasacumulam-se no balde (até sua capacidade C),
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acumulam-se no balde (até sua capacidade C),permitindo que se transmita posteriormente rajadas depacotes.
Mecanismos para prover QoS Fragmentação de pacotes
�Função de homogeneizar o tráfego na rede, reduzir o atraso médio e o jitter na rede.� Tráfego interativo, tal como VoIP, pode ter latência
elevada devido à presença de pacotes de dados degrande extensão no sistema.
� Uma forma de resolver este problema de atraso éfragmentar os pacotes de dados que excederemdeterminado limite em pacotes menores, que serãotratados como unidades independentes pela rede.
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tratados como unidades independentes pela rede.
Mecanismos para prover QoS Fragmentação de pacotes
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Mecanismos para prover QoSGarantia de banda para pacotes de voz
�Consiste em reservar largura de banda de suficiente para a transmissão dos pacotes destinados ao tráfego de voz.
�Geralmente utiliza o Protocolo de reserva de recursos (RSVP) para a garantia de banda.� É um protocolo de sinalização, concebido para a
Arquitetura de Serviços Integrados (IntServ) daInternet, que permite aos hosts requisitarem níveis deQoS específicos para suas aplicações por meio de
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QoS específicos para suas aplicações por meio dereservas de recursos na rede.
Mecanismos para prover QoSCompensação na variação do atraso
�Dejitter Buffer� Os efeitos do jitter ou variações de atraso em VoIP
podem ser eliminados ou reduzidos pela utilização debuffers na recepção denominados de dejitter buffer.buffers na recepção denominados de dejitter buffer.
� O dejitter buffer armazena temporariamente os pacotesde voz recebidos, introduzindo um atraso adicionalantes de enviá-los ao receptor, de modo a igualar oatraso total sofrido por todos os pacotes.
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Tecnologias para implementar QoS
�Atualmente podes-se destacar as seguintes tecnologias para implementar QoS na Internet: � Serviços Integrados (IntServ)� Serviços diferenciados (DiffServ)� MultiProtocol Label Switching (MPLS)
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Serviços Integrados (IntServ)(IntServ)
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Serviços Integrados (IntServ) - Definição
�O modelo Serviços Integrados foi proposto com a finalidade de atender a certas garantias exigidas por determinadas aplicações (vídeo, áudio etc.).
�É caracterizado pela reserva de recursos e é indicado para as aplicações de tempo-real.
�Antes de iniciar uma comunicação, o emissor solicita ao receptor a alocação de recursos necessárias para uma boa qualidade na transmissão dos dados.
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Serviços Integrados (IntServ) - RFCs
� Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview - RFC 1633
� IntServ Management Information Base using SMIv2-� IntServ Management Information Base using SMIv2-RFC 2213
� IntServ Management Information Base Guaranteed Service Extensions using SMIv2-RFC 2214
�General Characterization Parameters for Integrated Service Network Elements-RFC 2215
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Service Network Elements-RFC 2215�Network Element Service Specif. Template-RFC 2216
Serviços Integrados (IntServ) - RFCs
�The Use of RSVP with IETF Integrated Service-RFC 2210
�Specif. of the Controlled-Load Network Element �Specif. of the Controlled-Load Network Element Service-RFC 2211
�Specification of Guaranteed Quality of Service-RFC 2212
� IntServ in the Presence of Compressible Flows-RFC 3006
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3006
Serviços Integrados (IntServ)Classes de Serviços
�Serviços Garantido� Tenta emular um circuito virtual dedicado.� Fornece limites bem definidos para o atraso fim-a-fim,� Fornece limites bem definidos para o atraso fim-a-fim,
além de assegurar disponibilidade de banda.� Indicado em aplicações de tempo-real intolerantes.
�Serviços de Carga Controlada� Equivale ao serviço “melhor esforço sob condições de
baixo tráfego”.
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baixo tráfego”.� É “melhor do que o melhor esforço”, mas não pode
fornecer a mesma garantia do Serviço Garantido.� Indicado para aplicações de tempo-real tolerantes.
Serviços Integrados (IntServ)
�A IntServ se baseia no conceito “per-flow state”, e é implementada por quatro componentes:� Protocolo de Sinalização (RSVP): utilizado para efetuar
a reserva dos recursos na rede.a reserva dos recursos na rede.� Controle de Admissão: a rotina de controle de
admissão irá decidir se a requisição de recursos podeser atendida.
� Classificador: classifica os pacotes de cada fluxo,encaminhando-os à fila adequada.Escalonador: gerencia o encaminhamento (despacho)
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 38
� Escalonador: gerencia o encaminhamento (despacho)dos pacotes de cada fluxo. Tem as funções depoliciamento do tráfego.
Serviços Integrados (IntServ) - RSVP
�O Resource Reservation Protocol (RSVP) é um protocolo de sinalização, concebido para a Arquitetura de Serviços Integrados da Internet
�Permite aos hosts requisitarem níveis de QoS específicos para suas aplicações.
�É utilizado para troca de mensagens de controle de alocação dos recursos.
�A alocação de recursos diz respeito a largura de
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�A alocação de recursos diz respeito a largura de banda e ao tempo em que será mantida a conexão.
Serviços Integrados (IntServ) - RSVP
�Neste período de tempo, o emissor daquele serviço tem uma faixa da largura de banda disponível para transmitir seus dados.
�Também é utilizado pelos roteadores para entregar requisições de QoS para outros roteadores (ou outros tipos de nós) ao longo do caminho de um fluxo.
�As requisições do RSVP resultam, quando possível, em reservas de recursos na rede, de modo que esta possa prover o nível de QoS solicitado.
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 40
possa prover o nível de QoS solicitado.
Serviços Integrados (IntServ) - RSVP
�Estilos de reserva RSVP� Wildcard Filter
�Reserva compartilhada�Reserva compartilhada
�Ausência de controle na seleção do transmissor.�Cria reserva única compartilhada pelos fluxos de todos
transmissores.
�Duto compartilhado, tamanho é a maior das requisiçõesde recursos feita pelos receptores, independente do totalde transmissores.
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 41
de transmissores.
Serviços Integrados (IntServ) - RSVP
�Estilos de reserva RSVP � Fixed Filter
�Reservas distintas�Seleção explícita do transmissor�Seleção explícita do transmissor�A reserva total no enlace é a soma das reservas
individuais (uma para cada transmissor)� Shared Explicit
�Reserva compartilhada�Seleção explícita dos transmissores
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 42
�Ex.: Áudio em uma audioconferência
Serviços Integrados (IntServ) - RSVP
�Funcionamento do RSVP� Suponha que a máquina Emissor deseje fazer uma
comunicação VoIP com a máquina Receptor 1.� Emissor envia uma mensagem especificando as
características para o tráfego (path) ao Receptor 1.� Quando a mensagem de path chega a Receptor 1,
inicia-se o procedimento de reserva de recursos (resv)por todo caminho entre este dois nós da rede.
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 43
Serviços Integrados (IntServ) - RSVP
�Funcionamento do RSVP - continuação� Todos os roteadores passam pelo processo de
alocação de recursos e qualquer um deles pode rejeitara solicitação, informando para Emissor que aa solicitação, informando para Emissor que asolicitação não foi aceita.
� Se todos os roteadores tem condições de disponibilizaros recursos solicitados, é alocada a largura de banda ebuffer necessários para a aplicação.
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 44
Serviços Integrados (IntServ) - RSVP
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 45
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Mecanismos de Escalonamento� First In, First Out (FIFO)� Priority Queuing (PQ)� Priority Queuing (PQ)� Custom Queueing (CQ) ou Class Based Queuing
(CBQ)� Weighted Fair Queuing (WFQ)� Modified Deficit Round Robin (MDRR)
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 46
�First In, First Out (FIFO)� Sem aplicação de prioridade ou classe de tráfego é
utilizado, todos os pacotes são tratados igualmente.
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
� Há fila única de saída, os pacotes recebidos sãoarmazenados e enviados na ordem que chegaram.
� Inadequada para aplicações com QoS.
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 47
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Priority Queuing (PQ)� O tráfego de entrada é classificado em quatro níveis de
prioridade: alta, média, normal e baixa.� Os pacotes são encaminhados à fila com nível de
prioridade correspondente.� Durante a transmissão, o algoritmo de despacho dá
tratamento preferencial absoluto à fila de maiorprioridade.Problema de starvation (o tráfego de menor prioridade
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 48
� Problema de starvation (o tráfego de menor prioridadepode até nunca ser transmitido, se o de maiorprioridade tomar toda a banda)
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Priority Queuing (PQ)
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 49
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Custom Queueing (CQ)� Também, chamada de Class Based Queuing (CBQ).� Nesta técnica tem-se uma fila para cada tipo de tráfego
especificado.especificado.� As filas são servidas de forma cíclica (round-robin),
permitindo-se que se especifique o número de pacotes(ou bytes) a serem transmitidos de cada fila a cadaciclo de serviço.
� Permite especificar uma percentagem da banda parauma determinada aplicação.
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 50
uma determinada aplicação.� O algoritmo põe os pacotes em uma das filas e são
esvaziadas por prioridade de pesos.
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Custom Queueing (CQ )
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 51
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Weighted Fair Queueing (WFQ)� Escalona o tráfego prioritário (interativo) para a frente
da fila.� Compartilha o restante da banda com os outros fluxos
de uma forma justa.� A quantidade de filas é configurável.� A classificação de fluxos de dados pode ser feita por
protocolo, pelo campo precedência IP, pelo parporta/socket, etc.
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 52
porta/socket, etc.� Trabalha em conjunto com a Precedência de IP e o
RSVP.
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Weighted Fair Queueing (WFQ)
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 53
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Modified Deficit Round Robin (MDRR)� Técnica implementada pela Cisco� Existe um determinado número de filas (oito, por
exemplo).exemplo).� A fila LLHP (Low Latency, High Priority), possui
prioridade sobre as demais.� A cada ciclo de serviço o roteador transmite primeiro
todos os pacotes da LLHP e depois atende as demaisfilas com uma disciplina round-robin (cíclica).
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 54
� O número de pacotes servidos de cada fila (a menosda LLHP) depende do seu peso associado.
Serviços Integrados (IntServ) -Mecanismos de Escalonamento
�Modified Deficit Round Robin (MDRR)
Fila LLHP usada para pacotes Fila LLHP usada para pacotes VoIP
MDRR
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 55
Serviços Diferenciados(DifServ)(DifServ)
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 56
Serviços Diferenciados (DiffServ)Definição
�O modelo de Serviços Diferenciados (DiffServ) implementa QoS com base na definição de tipos de serviços.
�Não utiliza nenhum tipo de mecanismo de reserva de �Não utiliza nenhum tipo de mecanismo de reserva de recurso.
�Os pacotes são classificados, marcados e processados segundo seu rótulo.
�A idéia básica é reduzir o nível de processamento necessário nos roteadores para fluxos de dados
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 57
necessário nos roteadores para fluxos de dados (streams).
�Define Classes de Serviço (até 64 tipos diferentes).
Serviços Diferenciados (DiffServ)Definição
�Redefine o uso dos 8 bits do campo ToS do cabeçalho IPv4 ou do campo Classe de Tráfego do IPv6 (renomeado para DS Field), para indicar aos dispositivos da rede que pacotes devem ser tratados dispositivos da rede que pacotes devem ser tratados de forma especial.
�Os pacotes são classificados pela informação DSCP (Differentiated Services Code Point).
DSCP CU
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 58
DSCP CU
DS Field6 Bits 2 Bits
Serviços Diferenciados (DiffServ)Definição
�Componente de controle na entrada de um domínio DiffServ mapeia o valor do campo DSCP para um comportamento que deve ser atendido nos nós entre a origem e o destino, denominado PHB (Per Hop a origem e o destino, denominado PHB (Per Hop Behavior):� PHB AF (Assured Forwarding) (RFC 2597) - Grupo de
PHBs de encaminhamento assegurado� PHB EF (Expedited Forwarding) (RFC 2598) -
Encaminhamento expresso (acelerado)�Os pacotes de uma dada classe terão um tratamento
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 59
�Os pacotes de uma dada classe terão um tratamento (enfileiramento, temporizações) de acordo com a classe de serviço correspondente.
Serviços Diferenciados (DiffServ)-RFCs
�An Architecture for Differentiated Services - RFC 2475�Key words for use in RFCs to Indicate Requirement
Levels BCP 14 - RFC 2119Levels BCP 14 - RFC 2119�Definition of the Differentiated Services Field (DS
Field) in the IPv4 and IPv6 Headers - RFC 2474�Assured Forwarding PHB Group – RFC 2597�EF Expedited Forwarding - RFC 2598
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 60
Serviços Diferenciados (DiffServ)
�Os primeiros 3 bits são CSC: Class Selector Codepoint, os últimos 2 bits utilizados para notificação de Congestionamento.
�A arquitetura DiffServ parte do princípio que domínios adjacentes tenham um acordo sobre os serviços que serão disponibilizados entre eles, denominado Service Level Agreement (SLA).
�Os domínios podem definir um SLA estático ou dinâmico, sendo que, neste último caso, um protocolo
Apostila 03- Qualidade de Serviço (QoS) para o IP - 2 º sem/12 61
dinâmico, sendo que, neste último caso, um protocolo de sinalização e controle será necessário para o gerenciamento da banda.
Serviços Diferenciados (DiffServ)Tipos de Serviços
�Serviços Assegurados (PHB AF)� São os serviços para clientes que precisam de
segurança para seus provedores serviços no momentoque haja um congestionamento.que haja um congestionamento.
�Serviços Premium (PHB EF)� São para aplicações que necessitam de baixo atraso e
baixo jitter.
�Serviço Olímpico (PHB AF)
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� serviço “melhor” relativo a quem paga menos� semelhante ao serviço assegurado, mas com três
classes de serviços: ouro, prata e bronze
Serviços Diferenciados (DiffServ)Tipos de Serviços
�Os próprios clientes podem marcar seus DS Fields e enviar para o receptor, porém não há como saber se há recursos disponíveis para a comunicação.
�O pacote pode ser remarcado em um roteador que �O pacote pode ser remarcado em um roteador que não provê QoS, para serviço de melhor esforço.
�Bandwidth Broker (BB), componente mediador inserido para gerenciar os recursos no domínio QoS.
�As funções básica do BB é controlar a largura de banda, as políticas e prioridades dentro e entre os
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banda, as políticas e prioridades dentro e entre os dispositivos.
Serviços Diferenciados (DiffServ)
�Serviços diferenciados tem sido o modelo mais utilizado para implementação de QoS.
�Ele exige menos dos roteadores, necessitando pouca �Ele exige menos dos roteadores, necessitando pouca atualização de software para prover bons métodos de classificação, policiamento, montagem e remarcação de pacotes.
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Arquitetura Intserv sobre Diffserv
�O uso do modelo Intserv nos provedores de borda, próximos aos usuários, e o Diffserv, naqueles localizados no núcleo da rede, é uma configuração bastante discutida nos trabalhos relacionados à QoS bastante discutida nos trabalhos relacionados à QoS na Internet.
Região IntservRegião Intserv
Região DiffservRegião Diffserv
RegiãoIntservRegiãoIntserv ER2ER2ER1ER1 BR2BR2BR1BR1
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IntservIntservDiffservDiffservIntservIntserv ER2ER2ER1ER1 BR2BR2BR1BR1
Arquitetura Intserv sobre Diffserv
�Benefícios do uso Intserv com Diffserv� Controle de admissão baseado em recursos e políticas� Classificação e identificação de tráfego� Classificação e identificação de tráfego
�Marcação em host�Marcação em roteadores
� Condicionamento de tráfego
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Arquitetura Intserv sobre Diffserv
�Requisitos para suportar a estrutura� A região Diffserv tem que ser capaz de prover suporte
para serviços Intserv entre seus roteadores de borda.� Tem que prover informações de controle de admissão
para seus “usuários”.� Tem que ser capaz de passar mensagens RSVP de tal
forma que possam ser recuperadas na borda da regiãoDiffserv.
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Modelo de QoS
Classe Marcação Caracterização
VozEF Tráfegode voz
CS5 OpcionalVídeo AF41 Vídeo-conferência
Missão AF31 Aplicaçõesde caráter crítico para o cliente (classificação subjetiva)
AF32/AF33 OpcionalMissão Crítica AF32/AF33 Opcional
CS3 Sinalizaçãode voz
InterativaAF21
Dadosprioritários e que necessitam de latência controlada – aplicações transacionais(ex: Base de Dados, SAP, PeopleSoft, Siebel, Financial, B2B, Supply ChainManagement,Ariba, Microsoft SQL, DLSw+) e aplicações interativas (ex:Telnet, Citrix,Messenger,Net Meeting, PlaceWare)
AF22 /AF23 Opcional
Bulk
AF11Dadosprioritários com característica de rajada – Ex: E-mail (Lotus Notes, Outlook,SMTP, IMAP, etc), transferência de arquivos grandes (FTP), sincronização de base-de-dados, backups
AF12 /AF13 Opcional
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AF12 /AF13 OpcionalCS1 OpcionalCS4 Streamingde vídeo
Network Control
CS6 /CS7 Tráfegode controle e de roteamento (vide observação 2)
CS2Gerênciada Embratel: SNMP, syslog, TACACS+, telnet e NTP originadosno NOC daEmbratele direcionados aos CPEs (vide observação 2)
Best Effort 0 TráfegoBest Effort do cliente (vide observação 1)
class-default --- Nãoutilizada
Bibliografia
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• KUROSE, J. F. & ROSS, K. R. Redes de Computadores e aInternet – uma abordagem top-down.3ªEdição. São Paulo,Pearson, 2006.
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• http://www.cefetrn.br/~fcsjunior