6: Multimídia em Redes 6b-1
Melhorando a QOS em Redes IP Grupos do IETF estão trabalhando em propostas para prover melhor
controle de QOS nas redes IP, isto é, indo além do “melhor esforço” para prover algumas garantias para a QOS.
O trabalho em andamento inclui RSVP, Serviços Diferenciados e Serviços Integrados.
Modelo simples para estudos decompartilhamento e congestionamento:
6: Multimídia em Redes 6b-2
Princípios para a Garantia da QOS Considere uma aplicação de telefonia a 1Mbps e uma aplicação de FTP
compartilhando um canal de 1,5 Mbps. Surtos de FTP podem congestionar o roteador e causar a perda de pacotes de
áudio. Gostaríamos de dar prioridade ao tráfego de áudio sobre o de FTP
PRINCÍPIO 1: É preciso marcar os pacotes para que o roteador faça uma distinção entre as classes diferentes; e uma nova política no roteador para tratar os pacotes de acordo com a marcação
6: Multimídia em Redes 6b-3
Princípios para a Garantia da QOS (cont.)
As aplicações podem se comportar mal (áudio envia pacotes a uma taxa mais elevada do que os 1Mbps assumidos acima);
PRINCÍPIO 2: forneça proteção (isolamento) de uma classe sobre outras classes
Requer Mecanismos de Policiamento para garantir que as fontes aderem aos requisitos de largura de banda; Marcação e Policiamento devem ser feitos nas extremidades:
6: Multimídia em Redes 6b-4
Princípios para a Garantia da QOS (cont.)
Alternativa à Marcação e Policiamento: alocar uma dada porção da largura de banda para cada fluxo das aplicações; pode levar ao uso ineficiente da banda se um destes fluxos não utilizar o que lhe foi alocado
PRINCÍPIO 3: Ao mesmo tempo em que provê isolamento, é desejável utilizar os recursos o mais eficientemente possível
6: Multimídia em Redes 6b-5
Princípios para a Garantia da QOS (cont.)
Não é possível atender a um tráfego superior à capacidade do enlace
PRINCÍPIO 4: É preciso um Processo de Admissão de Chamadas; o fluxo da aplicação declara as suas necessidades, a rede pode bloquear a chamada se não puder atender a estas necessidades
6: Multimídia em Redes 6b-6
Resumo
QOS para Aplicações em Redecla
ssifi
caçã
o do
s pac
otes
isola
men
to: e
scal
onam
ento
e po
licia
men
to
alta
util
izaçã
o do
s rec
urso
s
Adm
issão
de
cham
adas
6: Multimídia em Redes 6b-7
Mecanismos de Escalonamento e Policiamento
Escalonamento: a escolha do próximo pacote para transmissão num canal pode ser feita através de diversas políticas diferentes;
FIFO: na ordem de chegada à fila; os pacotes que ao chegar encontrarem o buffer cheio podem ser descartados, ou pode ser usada uma política de descarte para determinar qual o pacote a ser descartado entre o que chegou e aqueles que já se encontram na fila
6: Multimídia em Redes 6b-8
Políticas de Escalonamento Enfileiramento com Prioridades: as classes têm
prioridades diferentes; as classes podem depender de uma marcação implícita ou outras infos do cabeçalho, ex: endereço origem ou destino, número da porta TCP, etc.
Transmite um pacote da classe de mais alta prioridade cuja fila não esteja vazia
Versões com e sem preempção
6: Multimídia em Redes 6b-9
Políticas de Escalonamento (cont.) Round Robin (circular): varre as filas das classes transmitindo
um pacote de cada classe cuja fila não estiver vazia
6: Multimídia em Redes 6b-10
Políticas de Escalonamento (cont.) Weighted Fair Queuing (Fila justa com pesos):
é uma fila circular generalizada na qual tenta-se prover cada classe com um tempo de serviço diferenciado dentro de um dado período de tempo
6: Multimídia em Redes 6b-11
Mecanismos de Policiamento Três critérios:
(Longo prazo) Taxa Média (100 pacotes por seg ou 6000 pacotes por min??), é crucial o comprimento do intervalo
Taxa de Pico: ex., 6000 p p minuto em Média e 1500 p p seg no Pico
(Max.) Comprimento do Surto (Burst): Max. Número de pacotes enviados consecutivamente, ou seja, dentro de um período curto de tempo
6: Multimídia em Redes 6b-12
Mecanismos de Policiamento Mecanismo do Balde Furado (Token Bucket),
provê um meio para limitar a entrada para um dado Comprimento do Surto e Taxa Média.
6: Multimídia em Redes 6b-13
Mecanismos de Policiamento (cont.) O balde pode conter até b marcas; as marcas são geradas a uma taxa de r
marcas/seg a menos que o balde já esteja cheio de marcas. Dentro de um intervalo de comprimento t, o número de pacotes que são
admitidos é menor ou igual a (r t + b). Balde de Marcas e
WFQ podem ser combinados para prover um limite superior para o atraso.
6: Multimídia em Redes 6b-14
Serviços Integrados Uma arquitetura para prover garantias de QOS em redes IP para sessões
individuais de aplicações depende da reserva de recursos e os roteadores devem manter info de estado
(Circuito Virtual??), manter registros dos recursos alocados e respondera pedidos de estabelecimento deconexões desta forma
6: Multimídia em Redes 6b-15
Admissão de Chamadas A sessão deve antes declarar os seus requisitos de QOS
e caracterizar o tráfego que irá enviar através da rede R-spec: define a QOS que está sendo solicitada T-spec: define as características do tráfego É preciso um protocolo de sinalização para levar as R-
spec e T-spec aos roteadores envolvidos com a reserva de recursos
nos roteadores onde for necessária a reserva, o RSVP é um candidato preferencial para este protocolo de sinalização
6: Multimídia em Redes 6b-16
Admissão de Chamadas Os roteadores irão aceitar as chamadas
baseado nas suas R-spec e T-spec e baseado na alocação de recursos atual nos roteadores para outras chamadas.
6: Multimídia em Redes 6b-17
Serviços Integrados: Classes QOS Garantida: é fornecida a esta classe
limites estritos de atraso de enfileiramento num roteador; projetado para aplicações pesadas de tempo real que são altamente sensíveis à média esperada e variância
Carga Controlada: é fornecida a esta classe uma QOS que muito se aproxima da QOS fornecida por um roteador com carga leve; projetado para as aplicações de tempo-real atuais da rede IP que tenham um bom desempenho em uma rede sem carga.
6: Multimídia em Redes 6b-18
Serviços Diferenciados Proposto para resolver as seguintes dificuldades
com o Intserv e o RSVP; Escalabilidade: a manutenção de estados pelos
roteadores em redes de alta velocidade é difícil devido ao grande número de fluxos
Modelos de Serviço Flexíveis: Intserv possui apenas duas classes, deseja prover mais classes de serviço qualitativas; deseja prover distinção relativa entre serviços (Platina, Ouro, Prata, e ...)
Sinalização mais simples: (que a do RSVP) muitas aplicações e usuários podem querer especificar uma noção de serviço apenas de forma mais qualitativa
6: Multimídia em Redes 6b-19
Serviços Diferenciados Abordagem:
Apenas funções simples no núcleo e funções relativamente complexas nos rotedores que se encontram nas extremidades (ou hosts)
Não define classes de serviço, provê componentes funcionais com os quais as classes de serviço podem ser construídas
6: Multimídia em Redes 6b-20
Funções de Borda Num host habilitado para DS ou primeiro roteador
habilitado para DS. Classificação: nós das bordas marcam os pacotes de
acordo com as regras de classificação a serem especificadas (manualmente pelo administrador, ou através de algum protocolo a ser determinado)
Condicionamento do Tráfego: nó da borda pode atrasar e depois retransmitir ou descartar
6: Multimídia em Redes 6b-21
Funções do Núcleo Encaminhamento: de acordo com o “Per-
Hop-Behavior” ou PHB especificado para a classe particular de pacote; este PHB baseia-se estritamente na marcação das classes (nenhum outro campo do cabeçalho pode ser usado para influenciar o PHB)
GRANDE VANTAGEM:Não é necessário manter nenhuma info de
estadonos roteadores!
6: Multimídia em Redes 6b-22
Classificação e Condicionamento O Pacote é marcado no campo de Tipo de Serviço
(TPS) em IPv4 e, Classe de Tráfego no IPv6 São usados 6 bits para fornecer a codificação dos
Serviços Diferenciados e determinar a PHB que o pacote receberá
No momento há 2 bits que não estão sendo usados.
6: Multimídia em Redes 6b-23
Classificação e Condicionamento Pode ser desejável limitar a taxa de injeção de
tráfego para alguma classe; o usuário declara o seu perfil de tráfego (ex. taxa e comprimento do burst); o tráfego é medido e moldado se não estiver de acordo
6: Multimídia em Redes 6b-24
Encaminhamento (PHB) PHB resulta num comportamento de
desempenho de encaminhamento diferente observável (mensurável)
O PHB não especifica quais os mecanismos a serem usados para garantir o comportamento de desempenho PHB requisitado
Exemplos: Classe A recebe x% da banda do canal dentro de
intervalos de tempo de comprimento especificado Pacotes da classe A deixam os buffers antes dos
pacotes da classe B
6: Multimídia em Redes 6b-25
Encaminhamento (PHB) PHBs propostos:
EF (Expedited Forwarding - Encaminhamento Rápido) [RFC 2598]:taxa de partida dos pacotes de uma classe é maior ou igual a uma taxa especificada (enlace lógico com uma taxa mínima garantida)
AF (Assured Forwarding - Encaminhamento garantido) [RFC 2597]: 4 classes, a cada uma é garantida uma quantidade mínima de largura de banda e armazenamento; cada uma com três partições de preferência para o descate
6: Multimídia em Redes 6b-26
Questões em Relação aos Serviços Diferenciados
AF e EF já foram propostos para se tornarem padrão na Internet
Estão sendo discutidos os serviços de “linha dedicada virtual” [RFC 2638] e “Olímpico” (serviços ouro/prata/bronze) [RFC 2597]
Impacto de atravessar diversos SAs e roteadores que não sejam habilitados para DS.