11/05/2004

São Paulo, 11 de Maio de 2003

Qualidade de Serviço para Aplicações de Videoconferência sobre Redes IP

11/05/2004

• Jorge Wada• Ricardo Castro• Sergio Molina

• Prof. Dr. Volnys Bernal

Autores

Professor

11/05/2004

• Introdução

• Parâmetros de QoS

• Protocolos para QoS

• Aplicação

• Conclusão

Agenda

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Aplicações simples:Aplicações simples:

-- Correio EletrônicoCorreio Eletrônico- Transferência de Arquivos- Acesso Remoto a Terminais

Aplicações mais complexasAplicações mais complexas::

-- Serviços Multimídia (videoconferência, Serviços Multimídia (videoconferência, vídeo on demand, etc.)vídeo on demand, etc.)

-- Comércio EletrônicoComércio Eletrônico-- Tráfego de VozTráfego de Voz

Introdução

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- Garantir a vazão de informações não é suficiente

- Atrasos de comunicação e as perdas de pacotes também influenciam na interatividade dos usuários

- É necessário um perfeito sincronismo entre o áudio e as imagens para uma inteligibilidade adequada

-Transmissão de voz e vídeo numa videoconferência exige: banda disponível e garantida durante a sessão, e atraso conhecido dentro de limites conhecidos (parâmetros de qualidade de serviço).

Introdução

Requisitos para Videoconferência Requisitos para Videoconferência

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Qualidade de Serviço Qualidade de Serviço -- QoSQoS

Introdução

- A qualidade de serviço é um conjunto das características qualitativas e quantitativas de um sistema multimídia distribuído, necessárias para alcançar a funcionalidade de uma aplicação.

- Para o usuário da aplicação, ela é vista como umconjunto de características, como, por exemplo, aqualidade da imagem em termos de nitidez ou qualidadedo áudio.

- Para a rede, estas características são traduzidas em umconjunto de parâmetros, como banda passante necessária, atraso máximo permitido ou taxa de erros aceitáveis.

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• Introdução

• Parâmetros de QoS

• Protocolos para QoS

• Aplicação

• Conclusão

Agenda

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Parâmetros de QoS

VazãoVazãoGeradas pelas aplicações

Atraso (Delay) Atraso (Delay) Somatório dos atrasos

Jitter Jitter Variação no tempo e na sequência de entrega de informações devido a variação do atraso na rede

PerdasPerdasDescarte dos pacotes e perda (erros na camada de enlace)

DisponibilidadeDisponibilidadeMedida de garantia de execução da aplicação (disponibilidades)

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• Introdução

• Parâmetros de QoS

• Protocolos para QoS

• Aplicação

• Conclusão

Agenda

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RSVP (IntServ – Integrated Services)

Protocolos para QoS

-Protocolo de Reserva de Recursos compatível com o TCP/IP

-Modelo baseado no cliente, onde cada um é responsável pelo seu nível de reserva de recursos (clientes heterogêneos: diferentes hardwares, largura de banda, etc)

- Evita perdas: em nós da rede cujo roteador não entenda RSVP, amensagem é passada diretamente, adotando o comportamento demelhor esforço. Se um dos roteados não é capaz de provê-los ou os recursos não estão disponíveis, a reserva é recusada, notificando a aplicação.

- Reserva de recurso: controle de admissão (recursos suficientes ) e controle da política (permissão administrativa )

- Classificador de pacotes: determina a classe de QoS para cada pacote

- Escalonador: ordena os pacotes segundo critérios de QoS solicitado

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Protocolos para QoS

RSVP - Negociação de Reserva de recursos

Aloque 2 Mbps de reserva

Minha aplicação precisa de 2Mbps e delay < 100 ms

Aloque 2 Mbps de reserva

Aloque 2 Mbps de reserva

Aloque 2 Mbps de reserva

Com todas as reservas alocadas envie os pacotes.

OK! Eu tenho largura de

banda suficiente

OK! Eu tenho largura de

banda suficiente

OK! Eu tenho largura de banda

suficiente

Minha aplicação precisa de 2Mbps e

delay < 100 ms PATH

Emissor Receptor

RESV

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Protocolos para QoS

DiffServ – Differentiated Services

- Baseia-se na marcação dos pacotes IP, no campo de TOS (Type of Service) denominado DS – Differentiated Service, onde, de acordo com o valor desse campo, os pacotes são classificados com determinadas prioridades de encaminhamento e/ou descarte.

- Não é necessário estabelecer um estado por fluxo, o que aumenta a escalabilidade.

- A idéia básica da solução DiffServ é reduzir o nível de processamento necessário nos roteadores para fluxos de dados (streams).

- A qualidade de serviço na solução DiffServ é garantida através de mecanismos de priorização de pacotes na rede.

- A solução DiffServ não utiliza nenhum tipo de mecanismo de reserva de recursos. Nesta solução os pacotes são classificados, marcados e processados segundo o seu rótulo (DSCP -Differentiated Service Code Point)

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Protocolos para QoS

DiffServ – Differentiated Services

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Protocolos para QoS

O nível mais baixo de privilégio foi avaliado como “routinetraffic”.

No IPv6 o campo que está sendo utilizado para QoS (Differentiated Services) é o Traffic Class.

IP Precedence

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IP Precedence

Protocolos para QoS

- Campo composto por três bits que podem ser classificados de 0 a 7 de acordo com a prioridade do fluxo de pacotes.

- O IP Precedence e o campo IP Precedence foram inicialmente definidos na RFC791 foi um dos precursores dos campos DS (Differentiated Services).

- Foi definido inicialmente para indicar os tipos de serviços, mas, de fato, nunca havia sido utilizado em nenhuma implementação.

- Os valores que os três bits do campo IP Precedences foram destinados a diversos usos, incluindo controle de tráfego de rede, roteamento de tráfego e muitos outros níveis de privilégio.

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• Introdução

• Parâmetros de QoS

• Protocolos para QoS

• Aplicação

• Conclusão

Agenda

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QoS aplicado em Videoconferência

Aplicação

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Aplicação

Gerenciamento de QoS - VideoConferência• Controle de Admissão

> Alocação de Banda e Policiamento de QoS

• Reserva de Recursos> Priorização de Determinados Tipos de Tráfego

• GateKeeper> Controle de Admissão, Controle de Chamadas das Estações, Registro de Usuários, Conversão de Endereções Simbólicos em endereçõs IP ou IPX e Controle da Largura de Banda

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Aplicação

Modelo fim-a-fim utilizando IP Precedence

O campo IP Precedence é uma das principais maneiras utilizadaspara se prover QoS para o serviço de videoconferência sobreredes TCP/IP.

Quanto maior o nível de classificação do pacote (com exceção dos níveis 6 e 7, que são reservados para as aplicações de controle e gerência da rede), maior será a prioridade no tratamento e alocação de recursos da rede.

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Aplicação

Modelo fim-a-fim utilizando RSVP (IntServ) e DiffServ

RB RI RBRF

2

RF

1TX RX

IntServ IntServDiffServ

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• Introdução

• Parâmetros de QoS

• Protocolos para QoS

• Aplicação

• Conclusão

Agenda

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Conclusão

RSVP (IntServ)RSVP (IntServ)-- Alocação de recursosAlocação de recursos-- Grande ocupação de bandaGrande ocupação de banda

DiffServDiffServ-- Classificação e priorizaçãoClassificação e priorização-- Sem alocação de recursosSem alocação de recursos

IP PrecedenceIP Precedence-- PPrincipal maneira utilizadas para se prover QoS rincipal maneira utilizadas para se prover QoS

sobre TCP/IPsobre TCP/IP-- Composto por três bits que podem ser classificados Composto por três bits que podem ser classificados

de 0 a 7de 0 a 7-- Pacote = valor zero pode nunca ser atendido Pacote = valor zero pode nunca ser atendido

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Conclusão

QoS FimQoS Fim--aa--FimFim

-- Possível através da combinação de protocolos Possível através da combinação de protocolos e tecnologias;e tecnologias;

-- Implementação próxima da realidade;Implementação próxima da realidade;

-- Necessidade de atualização das redes atuais;Necessidade de atualização das redes atuais;

-- Desenvolvimento completo dos padrões.Desenvolvimento completo dos padrões.

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