Click here to load reader

Qualidade de Serviço em Redes IP Mecanismos de QoS

  • View
    48

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Qualidade de Serviço em Redes IP Mecanismos de QoS. Edgard Jamhour. QoS sobre Redes IP. O protocolo IP, conforme definido originalmente: Não suporta QoS (Qualidade de Serviço). Adota o modelo de serviço BEST EFFORT: o primeiro pacote a chegar será o primeiro a ser atendido. - PowerPoint PPT Presentation

Text of Qualidade de Serviço em Redes IP Mecanismos de QoS

  • Qualidade de Servio em Redes IP

    Mecanismos de QoSEdgard Jamhour

  • QoS sobre Redes IPO protocolo IP, conforme definido originalmente:No suporta QoS (Qualidade de Servio).Adota o modelo de servio BEST EFFORT: o primeiro pacote a chegar ser o primeiro a ser atendido.

  • QoS sobre Redes IPAtualmente o protocolo IP est sendo modificado e novos padres esto sendo definidos para suportar duas estratgias de QoS:Servios integradosServios diferenciados

  • Objetivos do QoSControle sobre recursosPrivilegiar aplicaes mais importantes (rentveis) na rede. Garantir o funcionamento de aplicaes sensveis a atrasoEvitar que o trfego Web introduza atraso para aplicaes de VoIP.

  • Objetivos de QoSSLA (Service Level Agreements)Diferenciar usurios e servios de acordo com contratos pr-estabelecidos. Redes Convergentes.Permitir que uma nica tecnologia de rede possa ser utilizada para prover todos os tipos de servios.

  • Qualidade de Servio - QoSQoS uma garantia oferecida pela rede que certos parmetros sero mantidos entre nveis pr-acordados. Os principais parmetros de QoS so:AtrasoJitter: Variao no AtrasoTaxa de transmissoTaxa de Perda de Pacotes

  • Qualidade de Servio - QoS

    Internet

    QoS em EnlaceQoS na Camada de RedeQoS na Camada de TransporteQoS na Camada de AplicaoQoS refere-se a capacidade de criar um caminho com banda e tempo de atraso garantidos entre dois pontos da rede.

  • QoS: Rede ou Enlace?Na camada de Enlace:Redes Sncronas: SDH (combinao de canais de banda constante)Redes Assncronas:ATM: Permite Reservar RecursosFrame-Relay: Apenas Limita a Banda

  • QoS: Rede ou Enlace?Na camada de rede:IP: Permite implementar a qualidade de servio fim a fim independente da tecnologia de enlace.Implementado com ou sem sinalizao.

  • AtrasoO atraso uma das principais medidas de QoS.Em aplicaes tempo-real o atraso provoca perda de QoS.Exemplo: eco e sobreposio de conversao em VOIP.

  • Fatores que Influenciam o AtrasoCongestionamento na rede localBufferizao nos RoteadoresCapacidade do TerminalCongestionamento nos linksTempo de propagaoVelocidade do Link

  • Curva de QoS em Funo do Atraso

    1-

    densidade de probabilidade

    Atraso Fixo

    Variao de Atraso

    (Jitter)

    Mximo Atraso Aceitvel

    ATRASO

    ATRASO VARIVEL ACEITVEL

    ATRASO INACEITVEL

    (Dados Perdidos)

  • Tempo de PropagaoAtrasos de Propagao - Fibras pticas Exemplos

  • Fontes de AtrasoAtraso introduzido por equipamentos: Roteadores, Switches, Firewalls, etc.Atraso introduzido pelos hostsVelocidade da CPU e Acesso a MemriaEficincia do Sistema Operacional e da Pilha de ProtocolosPaginao de Memria

  • Perda de Pacotes Pacotes so perdidos devido aos seguintes fatores:Erros no pacote:Cabealho do pacote:Descartados pelos roteadores Campo de dados:Descartados pelo computadorIPTCPDADOSChecksum apenas do cabealhoChecksum inclui os dados

  • Perda de PacotesFalta de BandaEstouro de buffer dos roteadores .Descarte preventivo (controle de atraso)Pacotes menos prioritrios so descartados.Os buffers so associados a cada interface

  • Tipos de Controle de QoSAplicaes tempo-realAplicaes sensveis ao atrasoTolerantes a perda de pacotesIntolerantes a perda de pacotesOBJETIVO: DISPONIBILIDADE CONSTANTE DE BANDAAplicaes elsticasAplicaes que no so afetadas pelo atraso.Exemplo: Email, FTP, Compartilhamento P2POBJETIVO: BANDA MDIA EM PERODOS MDIOS OU LONGOS

  • Requisitos de QoS

  • Arquiteturas para QoSAs arquiteturas de QoS envolvem 3 elementos:Tcnicas para implementar QoS em um n da rede. Tcnicas de sinalizao de QoS, para informar aos vrios ns da rede como proceder na passagem de um fluxo. Funes para gerenciamento, poltica e contabilizao do QoS de uma rede como um todo.

  • Arquiteturas para QoS3. Ferramenta de Gerenciamentonnnnn1. Mecanismo de QoSPriorizaoDescarteEtc.Polticas de QoS(SLA, Controle de Admisso)sinalizao2. sinalizaosinalizaosinalizao

  • Mecanismos de QoS no NClassificaoEnfileiramentoPriorizao (com ou ser garantia de banda)Adequao do Perfil de TrfegoAntecipao de CongestionamentoPoliciamento

  • ClassificaoA classificao dos pacotes feita de acordo com regras para descriminao de fluxo.As regras comumente utilizadas so:

    Interface do dispositivo

    IP origemIP destinoTipo de ProtocoloTOSFlow Label (IPv6)

    Porta origemPorta destinoTransporteRedeEnlace

  • Campo TOS: Tipo de ServioPayLoadIP HeaderTOS

  • Enfileiramento FIFOTrata as variaes de trfego atravs de uma fila, mas no utiliza nenhum tipo de prioridade. Modelo Best-EffortFILA INTERNA NO ROTEADORLINK A(rede local: 100 Mbps)LINK B(rede WAN: 1 Mbps)LINK A > LINK B

  • Enfileiramento com Prioridade

  • Enfileiramento com Banda GarantidaEscalonamento round-robin.A quantidade de pacotes transmitidos de cada fila ponderada.1/102/103/104/10Fila de alta prioridade(4 pacotes de cada vez)Fila de baixa prioridade(1 pacotes de cada vez)

  • CQ: Guaranteeing Bandwidth

  • Weighted fair queuing (WFQ)Efetua classificao do trfego por fluxo:Endereo IP de origem e destinoPortas de origem e destinoTipo de protocoloOs fluxos so armazenados num nmero configurvel de filas.Fluxos de baixo volume, que so a grande maioria do trfego, recebem um servio preferencial.Fluxos de alto volume, dividem o restante da banda de maneira proporcional entre eles.

  • Weighted fair queuing (WFQ)

  • Weighted fair queuing (WFQ)Dando prioridade para os fluxos mais curtos, o WFQ reduz significativamente o atraso mdio de entrega dos pacotes.

  • Adequao do Perfil de TrfegoModelo Token BucketPermite adequar o trfego em torno de uma taxa mdia, com rajadas de intensidade controlada.Servio Garantido se r
  • Parmetrosr - taxa mdia em bytes/sb - tamanho do bucket (em bytes)p - taxa de picom - tamanho mnimo do pacote (pacotes menores que esse valor so contados como m bytes)M - MTU (tamanho mximo do pacote)Regra: seja T o trfego total pelo fluxo num perodo T: T < rT + b

  • Traffic Shaping com Token Bucket

  • Tcnicas para Evitar CongestionamentoLimitam o tamanho da filas atravs de um descarte preventivo. RED: Randon Early DetectionDescarte randmico assim que o tamanho da fila atinge um limiar pr-definido.WRED: RED ponderadoLeva em conta as informaes de prioridade do campo TOS dos pacotes IP.

  • RED

  • PoliciamentoUm limite de trfego imposto aos fluxos definidos pelo classificador.O descarte de pacotes feito com base na medio do trfego antes do armazenamento dos pacotes nas filas do roteador.Pode utilizar o modelo token bucket.

  • ConclusoMuitos dispositivos de rede possuem mecanismos para QoS.A disponibilidade de mecanismos variam de dispositivo para dispositivo.Vrios algoritmos esto disponveis para priorizao, policiamento, descarte e adequao do perfil de trfego.