1. Noes de Controle de Congestionamento e QoS Prof. Mauro Tapajs

2. Controle de Congestionamento 3. Controle de Congestionamento

Uma rede de pacotes pode ser modelada como uma rede de filas de servios para pacotes

4. Se a fila de pacotes cresce alm da taxa de servio (sada de pacotes) pode ultrapassar o limite da fila ( buffers ) 5. Controle de Congestionamento

Congestionamento significa que a carga na rede temporariamente maior que a capacidade dos recursos

6. Soluo: aumentar os recursos ou diminuir a carga 7. Se muitos pacotes chegam e os equipamentos no tem capacidade de dar vazo a todos, ocorre congestionamento 8. Se difere do controle de fluxo (especfico entre doishosts ) por abranger todos os equipamentos de comutao da rede ehosts 9. Situao Ideal 10. Situao de Congestionamento

Na situao real, os buffers nos roteadores usados para enfileirar pacotes so finitos

11. Existe um tempo de processamento por pacote 12. Quantos mais pacotes na fila, maior o atraso para os que esto atrs 13. Aumento de carga assimilado pela rede at um determinado limite prximo sua capacidade 14. Depois disso os atrasos por pacotes crescem e levam o throughtput a cair a zero 15. Situao Real 16. Resposta da Rede ao Trfego Injetado 17. Deadlock

No processo de congestionamento, um roteador s pode dar vazo quando o seguinte der vazo

18. Por outro lado o seguinte somente pode dar vazo quando o primeiro assim o fizer 19. Esta espera de um roteador por outro cria um impasse 20. Tipos de Controle de Congestionamento

Preventivo tenta prevenir o congestionamento de acontecer

21. Reativo age em resposta a uma situao de congestionamento 22. Controle de Congestionamento

Transmisso em taxas uniformes (contratos com operadoras, uso de PVC's)

23. Mudana de rotas 24. Prvia reserva de recursos de rede (Intserv) 25. Sinalizao para forar diminuio de envio de trfego

Implcita (engana o TCP, descartando pacotes)

26. Explcita (informaes em mensagens) Em caso extremo: descarte de pacotes (pode haver algum mecanismo de priorizao) 27. Mecanismos de Sinalizao para Controle de Congestionamento 28. Algoritmo de Leaky Bucket

Consiste de uma fila finita com taxa de servio constante

29. Transforma um fluxo irregular de pacotes num fluxo regular, aliviando rajadas de trfego e reduzindo o congestionamento 30. Descarta pacotes quando ultrapassa a capacidade (C) 31. Algoritmo de Token Bucket

Consiste de uma fila finita de permisses de transmisso

32. Maior flexibilidade 33. Permite uma maior adequao da taxa de transmisso chegada de pacotes (regras) 34. Nunca descarta pacotes, somente fichas 35. Enfileiramento Diferenciado

A idia se ter vrias filas para cada sada do roteador com tratamento adequado

36. Estas filas seriam atendidas de maneira igual, enviando um pacote de cada vez 37. Para no beneficiarhostsque produzem pacotes maiores que os que produzem menores, as filas podem ser organizadas para que se envie umbytede cada fila a cada vez 38. No caso de se diferenciar vrias fontes de trfego com diferentes prioridades, pode-se alocar os bytes proporcionalmente 39. Disciplinas deEnfileiramento

Fila FIFO( First In First Out ou FCFS ) -no prov diferenciao

40. Simple Fair Queuing divide os pacotes que chegam em vrias filas para cada fluxo (ou origem) e atende a cada uma delas de umas vez 41. Disciplinas de Enfileiramento

Weighted Fair Queuing:

Divide pacotes em interativos e no-interativos e cria filas para cada tipo de fluxo, tratando fluxos de maneira diferenciada

42. Atribui pesospara cada fila de forma que numa passagem sejam mandados mais de um pacotes, privilegiando fluxos O uso destas disciplinas estabelecido com base em gerenciamento do trfego (pr-reserva de recursos, estratgias de balanceamento de carga, etc) 43. Necessidade de QoS

Redes datagramas so redes baseadas no melhor esforo( best effort ): tratam todos os pacotes do mesmo modo

44. Para uma srie de novas aplicaes, so necessrios mecanismos que garantam otrfegocontnuo de pacotessem alterao e sujeitos a determinadas condies impostas pelas aplicaes 45. Para isso mecanismos deve ser implementados, onerando o processamento de rede 46. Qualidade do Servio- QoS

Um mecanismo QoS traduz um pedido de servio num conjunto de caractersticas de trfego para aquele servio (enfileiramento adequado, roteamento, disponibilizao de recursos capacidade, buffers, etc)

47. Grupos de trabalho demonstraram que possvel se oferecer este tipo de suporte sobre uma rede assncrona de datagramas 48. Tipos de Trfego

Elstico

Se ajusta bem dentro de determinada faixa de variao de atraso e banda

49. Normalmente roda sobre UDP e TCP (aplicaes bsicas da Internet) 50. Ex: FTP (sensvel a throughput), SMTP (no to afetado por atrasos), TELNET e HTTP (razoavelmente sensvel a atraso), todas com pequenas variaes na exigncia de QoS necessidade modesta de suporte QoS Inelstico

No se adapta bem a mudanas da qualidade da rede

51. Melhor exemplo: Trfego real-time 52. Em caso de congestionamento, continua a enviar a mesma carga na rede (no recua) 53. Requisitos (throughput, atraso,jitter , perda de pacotes) 54. Trfego Inelstico

Uma rede ter dificuldade em atender este tipo de trfego com atrasos variveis e ocorrncia de congestionamentos

55. Existe, assim, a exigncia ento detratamento preferencial 56. Aplicaes que geram este tipo de trfego devem sinalizar requisitos 57. A rede deve ainda suportar trfego elstico podendo priorizar recursos para atendimento de trfego preferencial 58. Requisitos de Aplicao

Existe a necessidade de se permitir que as aplicaes apresentem seus requisitos de QoS

59. Duas maneiras de se fazer isto:

Criao de um mecanismo para requerimento de QoS (melhor em caso de congetionamento da rede caso a rede esteja congestionada, novos pedidos so negados) -Intserv

60. Indicao do QoS desejado no cabealho dos pacotes -Diffserv 61. Requisitos de Aplicao - Exemplos