Qualidade de Serviços em Redes IP - ppgia.pucpr.br jamhour/Pessoal/Atual/  · PDF filePara suportar QoS, diversos mecanismos de controle de tráfego precisam estar disponíveis em

Qualidade de Servios em Redes IP

Edgard Jamhour

Edgard Jamhour

Tipos de Comutao e Qualidade de Servio

cabealho dados

...

t

1 2 N 1 2 N

...

...

...

...

...

quadro

sincronismo de quadro

slot de tempo = canal

circuito

pacote

Edgard Jamhour

Medidas de Desempenho

1

transmitido

recebido

2 3 4

atraso

jitter

1 2 3 4

tempo

tempo

tempo

1 3 4 2

1

perda

2 3 4

tempo

Edgard Jamhour

Excesso de Trfego e Desempenho

1 2

atraso de propagao (fixo)

fila com tamanho varivel

atraso

fixo atraso

varivel

(jitter)

atraso

densidade de

probabilidade

pacotes

descartados

atraso mximo Rede muito

ocupada

Rede

pouco

ocupada

Edgard Jamhour

Medidas de Disponibilidade

funcionando

12 h

falha tempo

funcionando

2 h 16 h

TTR= 1

TBF = 13 TBF = 18

Disponibilidade = (MTBF - MTTR)/ MTBF

Disponibilidade = (15.5 - 1.5) / 15.5 = 0,90 (90%)

falha

1 h

TTR= 2

Taxa de Falhas = 2/31 = uma falha a cada 15.5 horas

MTBF = (13+18)/2 = 15.5

MTTR = (1+2)/2 = 1.5

Edgard Jamhour

SLA: Acordo de Nvel de Servio

Provedor de Servio

A B

SLA

Os pacotes que forem enviados de A para B em a uma taxa de at 1 Mbps, tero uma perda

mxima de 0.01% e um atraso mdio inferior a 5 ms

Edgard Jamhour

Necessidade de QoS em Redes IP

CPE

B-RAS

PPPoE

acesso ncleo

CPE

CPE

CPE

CPE

CPE

usurio ncleo

ISP

externo 1

2

3

controle de admisso

policiamento

priorizao

condicionamento de trfego

descarte preventivo

Edgard Jamhour

Requisitos de QoS

Classe de Servio Necessidade de banda

Tolerncia em relao a ...

Perda de

Pacotes

Atraso Jitter

VoIP baixa muito baixa muito baixa muito baixa

Video Conferncia mdia baixa/mdia muito baixa alta

Streaming de vdeo alta baixa/mdia mdia alta

Dados sensveis ao atraso varivel baixa baixa/mdia alta

Dados de grande vazo

alta baixa mdia/alta alta

Padro (melhor esforo)

varivel alta alta alta

Edgard Jamhour

Metodologias de QoS

3. Ferramenta de

Gerenciamento

n n n

host host

1. Mecanismo de QoS

Priorizao

Descarte

Etc.

Polticas de QoS

(SLA, Controle de

Admisso)

sinalizao 2. sinalizao sinalizao sinalizao

Edgard Jamhour

Metodologias de QoS

Melhor Esforo

Servios

Diferenciados

Servios

Integrados

Controle de recursos por fluxo ao longo

de um caminho pr-definido

Controle de recursos para trfego

agregado sem caminho pr-definido

Ausncia de controle de recursos. O

primeiro pacote a chegar o primeiro a

ser atendido.

MPLS

menos QoS

mais QoS

Controle de recursos para trfego agregado

ao longo de um caminho pr-definido

Edgard Jamhour

Servios Integrados e RSVP RSVP Resource Reservation Protocol

Servidor

Cliente

1. Solicita conexo com o servidor

Aplicao

Multimdia

Servidora

Aplicao

Multimdia

Cliente

2. Informa requisitos para o cliente (PATH)

3. Solicita Reserva (RESV)

4. Confirma Reserva (RESVconf)

Edgard Jamhour

Comportamento do Trfego O que a rede deve suportar? Taxa mdia ou Taxa de Pico?

r

taxa

(bytes/s)

p

t

r

taxa

(bytes/s) p

t

r

taxa

(bytes/s) p

t VoIP com supresso de silncio

Comportado

p: taxa de pico

r: taxa mdia

VoIP sem supresso de silncio

Comportado

Vdeo compactado

No comportado

A a taxa mdia no

provoca nenhum atraso

Atribuir a taxa mdia

prova um pequeno atraso

Atribuir a taxa mdia

prova um grande atraso

Edgard Jamhour

O Modelo Balde de Fichas (Token Bucket) Permite descrever diversos tipos de trfego

Servio

Garantido se

r

Edgard Jamhour

Exemplo de Reserva RSVP

Servidor

Cliente

2

3 1

Total: 100 Mbps

30 Mbps (delay 5ms)

10 Mbps (delay 0)

PATH

Total: 100 Mbps

15 Mbps (delay 10ms)

1 Mbps (delay 0)

Total: 100 Mbps

10 Mbps (delay 10ms)

3 Mbps (delay 0)

5 Mbps

Folga 30 ms

Folga 10 ms

Edgard Jamhour

Elementos de um N RSVP

Classificador

Escalonador

ENTRADA DADOS

Policiador

Fila de

Sada

Policiador

Fila de

Sada

SADA DADOS

ENTRADA

SADA

Medidor

Roteamento

controle de

admisso

configurao

controle de

poltica

FLUXO RSVP

FLUXO RSVP

Edgard Jamhour

Servios Diferenciados

ROTEADOR DE

BORDA

ROTEADOR DE

NCLEO

cliente

DOMNIO DIFFSERV

Edgard Jamhour

borda 2

borda 1

Agregao de Fluxo

Fluxos individuais Regras individuais para cada fluxo

Fluxos agregados

Regras apenas para

os fluxos agregados

ouro, prata e bronze

usurio A nvel ouro

usurio B nvel prata

usurio C nvel bronze

usurio D nvel bronze

usurio E nvel ouro

usurio F nvel ouro

usurio G nvel bronze

usurio H nvel bronze

ncleo 1 ncleo 2

Edgard Jamhour

Differentiated Services (DS) Field

VERS HLEN TOS Comprimento Total

ID 8 bits FLG Deslocamento

TTL Protocolo CheckSum Cabealho

IP Origem

IP Destino

Dados

...

DSCP

(6 bits)

ECN

(2 bits)

DS FIELD

Edgard Jamhour

PHBs Padronizados

B'xxxxx0' PHBs padronizados

B'xxxx11' PHBs de uso experimental ou local.

B'xxxx01' PHBs sem atribuio

DS5 DS4 DS3 DS2 DS1 ECN

Seletores de

Classe

Cdigos

dentro da

classe

0

PHB Padronizado

ECN 0

Edgard Jamhour

PHBs Padronizados

DF

b000000

AF 1 AF 2 AF 3 AF 4 EF

b101110

Baixa

Preferncia

de Descarte

AF11

b'010000'

AF21

b'011000'

AF31

b'100000'

AF41

b'101000'

Mdia

Preferncia

de Descarte

AF12

b'010010'

AF22

b'011010'

AF32

b'100010'

AF42

b'101010'

Alta

Preferncia

de Descarte

AF13

b'010100'

AF23

b'011100'

AF33

b'100100'

AF43

b'101100'

prioridade

Edgard Jamhour

PHBs Padronizados: RFC 4594

Classe de Servio DSCP Tratamento na Borda Tolerncia para Escalonament

o

Perda Atraso Jitter

Telefonia EF Nenhum muito baixa muito baixa muito baixa prioridade

Conferncia Multimdia AF4(1-3) Marcao em at trs cores

de acordo com a taxa

de chegada.

baixa/

mdia

muito baixa

alta taxa

Streaming Multimdia

Dados sensveis a atraso

Dados de grande vazo

AF3(1-3)

AF2(1-3)

AF1(1-3)

baixo/

mdio

baixo

baixo

mdio

baixa/alto

mdio/alta

alta

alta

alta

taxa

Standard (Best Effort) DF taxa

Edgard Jamhour

Elementos de um N Diffserv

Classificador

Policiador

Marcador

Fila de Sada

Formatador de Trfego

ENTRADA

Policiador

Marcador

Fila de Sada

Policiador

Marcador

Fila de Sada

SADA

ENTRADA

SADA

Medidor

Descartador Descartador Descartador

Edgard Jamhour

Classificador: CORE e EDGE

Classificador

Policiador

Marcador

Fila de Sada

Formatador de Trfego

ENTRADA

Policiador

Marcador

Fila de Sada

Policiador

Marcador

Fila de Sada

SADA

Se IPsrc=200.1.2.0/24 e AF11

Se IPsrc=200.1.2.0/24 e TCP e PORTdst 80

Se IPsrc=200.10.1.0/24

Classificador

Policiador

Marcador

Formatador de Trfego

ENTRADA

Policiador

Marcador

Policiador

Marcador

SADA

Se AF1 Se AF2 Se AF3

Descartador Descartador Descartador

Fila de Sada

Fila de Sada

Fila de Sada

Descartador Descartador Descartador

Edgard Jamhour