1. QoS e Servios diferenciados usando Linux Juvenal A. Silva Jr. [email_address] http://www.v2-home.com.br
2. O que roteamento
Aplicao
O roteamento orienta o encaminhamento, ou seja, a transferencia de pacotes endereados para outras redes, usando para isso as tabelas de roteamento.
Protocolos
As tabelas de roteamento so estticas ou dinamicas, sendo as dinamicas geradas por protocolos de busca como IGRP, EIGRP, OSPF, RIP, EGP e BGP principalmente.
Objetivo
Conectar redes distintas e permitir a troca de pacotes entre elas.
3. Roteadores de Fronteira
Os Roteadores de fronteira so responsveis por todo o trfego entre nosso domnio (nossa rede interna) e redes externas, sendo a principal porta de acesso s redes externas.
Podem ser exemplificados como modems ADSL, cable modems, conectores Frame-Relay, Linhas Privadas, entre outros, e so responsveis pela nossa conectividade exterior.
Fluxos de entrada
So todas as conexes externas (de fora do nosso domnio) que chegam ao nosso roteador.
Fluxos de sada
So todas as conexes provenientes de nossa rede interna, que so enviadas para redes externas (fora do nosso domnio).
4. Fluxo de conexes
Classificando
Vrias conexes externas podem ser encaixadas em uma classe e agrupadas.
Gerenciando
As classes (fluxos de conexes agrupadas) so mais facilmente gerenciveis.
Priorizando
Informamos como cada uma das classes deve ser tratada pelo roteador.
5. Custo do Link
Questes cruciais para dimensionamento do link
Banda insuficiente para utilizao normal
Congestionamentos constantes no link
M utilizao da banda do link
Gargalos durante o dia nos horrios de maior utilizao
Aplicativos no prioritrios que roubam banda de comunicao
Devo aumentar a banda do Link?
6. Otimizao do Link
Distribuir carga
Dividir a banda do link de comunicao entre divises ou departamentos
Dividir a banda do link de comunicao entre servios
Impor limites
Forar os limites estabelecidos para cada servio ou diviso especificado na diviso do link
Garantir Banda
Garantir o minimo de banda do link para cada um dos servios ou divises especificadas
7. O que QoS
Segundo a Wikipedia: QoS a probabilidade de um pacote de comunicao atingir seu endereo de destino com sucesso dentro do perodo de latncia desejado. Sua utilizao principal visa
Garantir disponibilidade de um servio dentro de padres especficos, e
Garantir o nvel de servio acordado (SLA) entre as partes envolvidas.
8. Proposta do IETF
O IETF definiu os padres para QoS nas seguintes RFCs
RFC 2474 - Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 e IPv6 headers
RFC 2475 - An Architecture for Differentiated Services
RFC 2597 - Assured Forwarding PHB Group
RFC 2598 - An Expedited Forwarding PHB
9. Formas de aplicao
Paradigma do IETF para Servios Diferenciados
Classificao dos pacotes
Marcam-se os pacotes utilizando a mtrica obtida na classificao
Limita-se ou descarta-se o pacote dependendo da mtrica obtida na classificao
10. Utilizando QoS com Linux
Todos os kernels do Linux, a partir da srie 2.4, e em especial da 2.4.20, j possuem suporte para QoS
Anteriormente srie 2.4, no havia suporte oficial Advanced Routing e Traffic Control
Na srie 2.4 temos a incluso oficial do AR e do TC, porm somente com as qdiscs classfull CBQ e PRIO
A partir da verso 2.4.20, incluu-se a qdisc classfull HTB, mais precisa e fcil de configurar que a CBQ
11. Linux Advanced Routing
Modelos de tratamento do stack IP no kernel do Linux
Modelo do stack IP para pacotes internos
Modelo do stack IP quando atuando como roteador
12. Traffic Control
Modelo simples de rede com Traffic Control no Linux
O que Traffic Control?
o controle da utilizao da banda de comunicao
Como funciona
Limita-se a velocidade de sada dos pacotes na interface de rede
13. Traffic Control
Modelo completo de rede com Traffic Control no Linux
Em um roteador, multiplas interfaces recebem e enviam pacotes entre vrias redes
Na entrada temos um controle pelo iptables
Na sada o controle feito pelas disciplinas de enfileiramento
14. QoS Extendida 15. Disciplinas de Filas
Possuimos dois tipos de disciplinas, Classless e Classfull
Disciplinas Classless
pfifo FIFO simples por pacotes
bfifo FIFO simples por bytes
pfifo_fast QDisc padro para roteamento avanado
red Random Early Detection
gred Generalized red
sfq Stochastic Fairness Queueing
tbf Token Bucket Filter
Disciplinas Classfull
prio Priority Classification
cbq Class Based Queuing
htb Hierarchy Token Bucket
16. Disciplinas CBQ e HTB
Distribuio de banda usando CBQ ou HTB
Compartilhamento plano do link
Modelo Flat Link Sharing (compartilhamento plano)
17. Disciplinas CBQ e HTB
Compartilhamento hierarquico do link
Hierarchical Link Sharing (compartilhamento hierarquico)
Distribuio do link entre vrios nveis
18. Exemplo de Implantao
Exemplo de implantao
Para implementar o compartilhamento hierarquico apresentado utilizando HTB devemos:
Ativar a qdisc HTB na interface eth0 # tc qdisc add dev eth0 root handle 1:0 htb
Ativar a primeira classe htb limitada a 2048 kbit de banda # tc class add dev eth0 parent 1:0 classid 1:1 htbrate 2048kbit
Ativar as subclasses para os links Ag 1, Ag 2 e Ag 3 com limites de 716 kbit, 820 kbit e 512 kbit respectivamente # tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:2 htbrate 716kbit ceil 716kbit # tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:3 htbrate 820kbit ceil 820kbit # tc class add dev eth0 parent 1:1 classid 1:4 htbrate 512kbit ceil 512kbit
A seguir definiremos cada classid (1:2, 1:3 e 1:4) separadamente
19. Exemplo de Implantao
Aqui definiremos a diviso da classid 1:2
Para os limites da classid 1:2 # tc class add dev eth0 parent 1:2 classid 1:21 htbrate 40kbit ceil 716kbit # tc class add dev eth0 parent 1:2 classid 1:22 htbrate 512kbit ceil 716kbit # tc class add dev eth0 parent 1:2 classid 1:23 htbrate 164kbit ceil 716kbit
Adicionando as queue disciplines para cada uma das classes # tc qdisc add dev eth0 parent 1:21handle 210: pfifo_fast # tc qdisc add dev eth0 parent 1:22handle 220: pfifo_fast # tc qdisc add dev eth0 parent 1:23handle 230:
