QoS

Qos

A implantação de qualidade de serviço (QoS, Quality of Service) na rede é essencial para o funcionamento apropriado de diversas aplicações, como videoconferência e VoIP

Estas aplicações demandam, além de grande largura de banda, um serviço diferenciado. Em muitos casos, é preciso garantir que a transmissão de dados seja feita sem interrupção ou perda de pacotes.

Qos

Protocolo IP não privilegia o Qos Tem como objetivo o controle de tráfego

baseado na regra de menor esforço (sem mecanismos de qualidade).

O tráfego será enviado “o mais rápido que puder” sem garantias.

A qualidade de serviço é definida pelo IETF (Internet Engineering Task Force, http://www.ietf.org) como o conjunto de requerimentos que devem ser satisfeitos quando do transporte de um fluxo.

Qos

Latência O tempo que um pacote leva para ir de sua

origem a seu destino.

Jitter Constância dos pacotes

Devido a situações diferenciadas na transmissão de pacotes, estes podem ser tratados de forma diferente recebendo uma latência diferente entre cada um. A variação é chamada de Jitter

Normalmente um buffer no recebedor pode ser instituído para compensar o Jitter. Contudo, quanto maior for o jitter maior terá de ser o buffer.

Jitter

Qos

Melhor esforço Redes comuns de IP (Internet) A rede não prove nenhuma garantia de

transmissão ou prioridade Quando Como E Se será entregue o pacote

Aceitável para algumas aplicações Não aceitável para aplicações em

tempo-real

Qos

Qos

Aplicações como Telefonia e Vídeo Precisam de garantias na transmissão A simples expansão de banda

(bandwidth) ainda não garante a qualidade e a certeza na entrega dos pacotes

Estas aplicações precisam de garantia de performance.

Best Effort x Garantia de Performance (Antônimos)

Qos

Cenários: Telefonia IP Se tornaram populares devido ao surgimento de

hardwares Aumento das bandas disponíveis ao cliente final

(Casa ou trabalho) Problemas

Compressão de áudio altíssima para utilização de baixa largura de banda. Se ao menos um pacote não for entregue ou se

atrasar muito haverá uma queda significativa de qualidade

Em redes longas é difícil não atingir 300ms de delay fazendo a imitação de uma telefonia normal sucumbir

Jitter – Em função do aumento de tráfego pelas redes ip o congestionamento é normal. Se a rede estiver ocupada demais os pacotes terão de esperar. A transmissão em tempo real terá sido afetada.

Qos

Vídeo e Áudio simultaneamente Melhor disponibilidade de redes (casa e

trabalho) Jitter no envio dos pacotes Não há garantias no envio

Quando Como E se irá chegar

Somente uma baixa resolução pode ser ofertada

Qos

Aumentar a banda (largura de banda disponível) ajuda? Em partes resolveria (primeiro momento) Cenários

Mais serviços e pessoas conectadas transmitindo mais informações

Mais aplicações pessadas de tempo-real sendo usadas por mais pessoas

??? A não garantia da entrega do pacote A limitação de banda de outras porções da

rede não controladas por você

Qos

Soluções para redes de Best Effort (melhor esforço) Serviços Integrados

Permite ao remetente definir demanda de latência e Jitter necessários

Serviços diferenciados Permite trafégos distintos serem tratados e

enviados por caminhos diferenciados MPLS e Engenharia de Tráfego

Permite que os roteadores escolham o melhor caminho ajudando-os a trabalharem mais rapidamente diminuindo latência e jitter

Qos

Os 4 pontos de Qos Serviços Integrados

Reserva de um canal na rede para que haja uma garantia de banda disponível

Serviços diferenciados Separação de tráfegos diferentes. Tráfego

de aplicações em tempo real podem ser processados mais rapidamente

MPLS Evita congestionamento em backbones

Qos

Serviços Integrados Garantia de Serviço Carga de trabalho controlada RSVP

Reserva de Canal

Primeiro modelo desenvolvido para Qos pelo IETF

Reservas por fluxo (per flow reservations Diferentemente da arquitetura de datagramas

tradicional em que cada pacote percorre caminhos diferentes. SI permite a reserva de passagem em um caminho por inteiro

Efetua a reserva antes de iniciar a transmissão

Qos

A aplicação irá primeiramente definir os recursos que irá precisar.

A rede utilizará um protocolo de reserva RSVP

Cada roteador irá verificar se pode garantir aquele canal durante toda a transmissão

Depois que todo o caminho (hops) tiverem garantido o canal a transmissão é iniciada.

Qos

Qos

Qos – Serviços Integrados Plano de Controle

Encarrega-se das reservas Plano de Dados

Encarrega-se da transferência

Quanto mais informações de métricas estiverem disponíveis para a análise das rotas melhor Custo do envio Banda disponivel Delay esperado etc

Qos

Serviços Diferenciados Redes comuns não conseguem distinguir

entre pacotes importantes e pacotes não importantes

Neste tipo de serviço os roteadores podem trabalhar sobre os pacotes (per packet basis)

Enquanto nos serviços integrados temos a reserva de todo um caminho

No S. Diferenciado temos que os pacotes receberam prioridade na passagem pelos roteadores

Qos

Classes de envio FTP – pertence a classe de menor

precedência Telefonia IP (Maior precedência)

É codificado no cabecalho do pacote Cada roteador possui uma tabela de

como trabalhar com essas classes de precedencia.

Qos – Serviços Diferenciados

Qos – SD

Os nós de ingresso Classificação (Qual tipo de classe é este

pacote) Medição (Tráfico pago – Quanto de

trafego foi pago) Marcação (Imprime a classe correta no

inicio do pacote) Condicionamento e Formatação

(baseado no segundo item trata o pacote)

Qos

Por que usar SD a não somente SI? SI podem garantir certa quantidade de banda SD pode garantir certa quantidade de banda Ambos atuam de forma semelhante nestes

aspecto

Mas os SD não foram desenhados para manter a garantia seja qual for. Foi projetado para permitir o tratamento e o processamento (encaminhamento) o mais rápido possível.

Qos

Resumindo: SD. É mais flexível e permite que todo o

fluxo passe de forma mais ordenada SI. Garante a exclusividade temporal

sobre a transmissão de determinado conjunto de pacotes

Cada tipo de serviço será apropriado para tipos diferentes de situações.

MPLS

Foco em melhorar a performance em operação de backbones Criado para permitir a integração de ATMs

e redes IP (melhor esforço). Multi Protocol Label Switching

A diferença entre uma rede IP normal é a presença de roteadores LER (label Edge Routers – Roteadores de Rotulação)

Qos

Qos

São os primeiros e os últimos na rede Verifica o destino do pacote e insere um

novo cabecalho com um Rotulo MPLS Indicará aos roteadores LSRs da rede que

o pacote faz parte de uma transmissão e por este motivo não precisam verificar os cabecalhos de endereçamento para definir rotas para entrega.

A rota é decidida no LER

Qos

Agregação de fluxo para aumentar a velocidade de transferência entre dois pontos

Remove a necessidade de verificar o cabeçalho IP

LERs controlam o tráfego entrando e saindo da rede

Classes de Encaminhamento identificam e classificam o tráfego entrando na rede

LER adiciona um rotulo no cabeçalho do pacote para rápido processamento pelos LSRs.

No destino tem-se um LER que remove o cabecalho adicional e entrega o pacote.

Qos

Engenharia de Tráfego Evita congestionamento dos pacotes na

rede garantindo que as rotas utilizadas são as mais eficientes possíveis

Qos

As duas rotas são boas mas somente uma será usada

Qos

Overlay Model É comum utilizar backbones com ATM É comum construir circuitos virtuais

selecionando um caminho por toda a rede.

Evita que cada roteador defina uma rota diferente para os pacotes

O Administrador constrói as rotas e não deixa que os roteadores decidam

Em redes IP utiliza-se MPLS

Qos

Problemas: Cada maquina nova exige a reconfiguração de todas as outras