Arquitectura de Qualidade de Serviço paraSuporte de Serviços e Aplicações Multimédia

2004 / 2005

Autores:

Paulo Renato Silva Nº 15366

Nuno Rafael Silva Nº 15400

Orientadores:

Prof. Dra. Susana Sargento DET-UA

Prof. Rui Prior DCC-UP

Implementação e teste dos algoritmos de controlo de tráfego.

Desenvolvimento do protocolo de sinalização.

Criação dum Deamon para esta arquitectura.

Etapas Desenvolvidas

Fruto das exigências actuais, tornou-se premente proceder à implementação de Qualidade de Serviço na Internet.

Este projecto visa implementar essa qualidade tendo como base os seguintes objectivos:

Um módulo responsável pela implementação do escalonamento dos pacotes

Vários módulos de policiamento

Vários módulos de formatação do tráfego

Um módulo responsável pela implementação do protocolo de sinalização entre os elementos da rede

Enquadramento e Objectivos

O modelo de Controlo de Tráfego cifra-se em 4 classes de serviço:

Classe de Serviço Garantido (GS)

Classe reservada ao Protocolo de Sinalização (SIG)

Classe Assured Forwarding (AF)

Classe Melhor Esforço (BE)

Modelo do Controlo Tráfego

Para este protocolo existem 4 tipos de mensagens:

SResvInit - para iniciar uma reserva

SResvRefresh - para refrescar as reservas

SResvStat - para reportar o sucesso ou erro da reserva

SResvTear - para terminar uma reserva

Protocolo de Sinalização

Router Edge

Router CoreRouter Core

Router Edge

169.254.1.2 169.254.1.1 168.254.1.1

168.254.1.2170.254.1.1

170.254.1.2

SResvInit

SResvtat

SResvRefresh

SResvTear

Funcionamento do Deamon

Apesar das várias arquitecturas existentes para implementar Qualidade de Serviço, esta apresenta a mais valia de possuir uma implementação fácil e um esforço computacionalmente baixo.

Além disso, esta arquitectura garante o cumprimento de todos os requisitos exigíveis a uma rede com Qualidade de Serviço.

Conclusões

  ToSTaxa Enviada

(bps)Taxa Recebida

(bps)Atraso (mseg)

Jitter (mseg)Jitter Max

(mseg)Pacotes

EnviadosPacotes

RecebidosPacotes Perdidos

% Pacotes Perdidos

GS 0xB0 924.000 925.248 0,389 0,104 5,058 751 751 0 0,00%

Sig 0x2E 246.400 247.628 0,398 0,090 2,809 201 201 0 0,00%

AF1 0x88 15.276.800 9.597.840 0,460 0,098 5,707 12.407 7.790 4.617 37,21%

AF2 0x90 15.276.800 9.597.360 0,444 0,115 4,990 12.407 7.789 4.618 37,22%

AF3 0x98 15.276.800 9.582.800 0,434 0,106 5,442 12.407 7.777 4.630 37,32%

BE 0x30 123.200.000 56.830.800 11,704 0,176 40,044 100.001 46.161 53.840 53,84%

Total LB 170.200.800 86.781.676              

Inicio Processo

UID=0?

Alterar prioridade do processo

Identificar interfaces da máquina

Lançamento processo para comunicaçao

com API

Módulo comnicação com

API

Instalação do signal controlo SIGALRM

Receber pacote

Pacote válido?

Pacote com Router_Alert?

Pacote SResvInit?

Pacote SResvTear?

Pacote SResvRefresh?

Pacote SResvStat?

Sim

Não

Sim

Não

Não

Sim

Sim

Sim Não

Sim

Não

ExitNão

Sim

Criar reserva

Criar reserva temporal

Modificar controlo de tráfego

IP destino pertence a esta

máquina?

Confirmar reserva

Retirar reserva temporal

Label válido?

Inserir reserva temporal

IP destino pertence a esta

máquina?

Enviar SResvStat para máquina anterior

Não

Enviar SResvInit para máquina seguinte

Não

Sim

Enviar SResvRefresh para máquina seguinte

Sim

Não

Não

Sim

Label válido? Label válido?

Mensagem de erro?

Confirmar reserva

IP origem pertence a esta

maquina?

Enviar SResvStat para maquina anterior

Enviar SResvStat de erro para maquina anterior

Remover reserva temporal

Remover reserva

IP destino pertence a esta

máquina?

Enviar SResvTear para máquina seguinte

Remover reserva temporal

Remover reserva

Sim

Sim

Sim

Sim

Não Não

NãoNão

Não

Sim

Programar próxima reserva

GRED (3VQ)

FIFO

FIFO

FIFO

TB

TB

GS

SIG

AF

BE

PRIO

Resultados do Modelo do Controlo de Tráfego

Verifica-se a ausência de perdas para a classe GS e para o canal SIG.

No serviço AF denota-se a degradação do fluxo, como é pretendido.

Resultados do Desempenho do Deamon

Através dos resultados obtidos, confirma-se o baixo esforço computacional do Deamon.

Observa-se, ainda, o elevado número de reservas conseguidas.

O número de reservas conseguido ficou limitado devido à capacidade do interface de rede.

Testes

Trabalho no âmbito do Projecto Final para a conclusão da Licenciatura em Engenharia Electrónica e Telecomunicações.

Número de Reservas

Ocupação do CPU (%)

1000 0,7%

10000 1,7%

20000 3,0%

30000 4,7%

40.000 7,0%

45.000 10,0%

50.000 11,0%

55.000 11,7%

60.000 12,3%

65.000 14,0%

80.000 19,0%

100.000 22,6%