Calidad de Servicio IP-MPLS v2.2

Calidad de Servicio IP/MPLSCalidad de Servicio IP/MPLSConceptos generales y aplicaciones en Proveedores Conceptos generales y aplicaciones en Proveedores de Serviciosde Servicios

Versión 2.2Versión 2.2

Parte 1 – Conceptos generales de Calidad Parte 1 – Conceptos generales de Calidad de Servicio en redes IPde Servicio en redes IP

- Poco ancho de banda (bandwidth)

- Latencia alta (delay)

- Latencia variable (jitter)- Pérdida de paquetes

(packet loss)

Necesidad de implementar QoS

Conceptos generales de QoS

- Mejor esfuerzo (best-effort) ‘la información llegará como y cuando llegue’ Ej. FiFo

- Servicios integrados (IntServ – Hard QoS) ‘la información llegará completa y en forma rápida, previa reserva’ Ej. RSVP

- Servicios diferenciados (DiffServ – Soft QoS) ‘la información llegará según la clase a la que pertenezca’ Ej. CQ, PQ, CBWFQ, LLQ, CBWRED

Modelos de calidad de servicio


El modelo de servicios diferenciados es el más usado por su buen El modelo de servicios diferenciados es el más usado por su buen funcionamiento y flexibilidad, siendo entonces el foco de esta presentación.funcionamiento y flexibilidad, siendo entonces el foco de esta presentación.

- Clasificación y marcado de paquetes MQC en combinación con ACL, marcación en dial-peers

- Manejo de la congestión (encolamiento) FIFO, PQ, CQ, PIPQ, WFQ, CBWFQ, LLQ

- Evitamiento de la congestión (descarte temprano) WRED

- Políticas de control de tráfico Traffic Policing, Traffic Shaping

- Mecanismos de eficiencia para enlaces WAN Header/payload compression, FRF.11, FRF.12, MLP

Mecanismos de implementación de QoS


Introducción a Modular QoS CLI (MQC)

1. Definición de clases de tráfico (class-maps)

2. Definición de políticas para cada clase (policy maps)

3. Aplicación de las políticas (service-policy)Ejemplo gráfico

Usos: CBWFQ, LLQ, CB-Policing, CB-Shaping, CB-Marking, CB-WRED, CB-Header compressionUsos: CBWFQ, LLQ, CB-Policing, CB-Shaping, CB-Marking, CB-WRED, CB-Header compression


CLASE VOZ

CLASE FTP

CLASE SQL

1

POLÍTICA 1:BW y Latencia garantizados

POLÍTICA 2:Mejor esfuerzo,BW limitado

2

Interfaz Gigabit0/0

Interfaz Gigabit0/1Interfaz Gigabit0/2

3

Clasificación de tráfico

Con el uso de class-maps se puede clasificar según.-

• Listas de control de acceso (ACL)• IP Precedence• IP DSCP

• Protocolo• CoS• Interfaz de entrada• Dirección MAC• Puertos UDP, etc

1 0 1 1 1 0 0 0Ej. Byte TOS


* Generalmente usado para VoIP* Generalmente usado para VoIP


VALOR DECIMAL

VALOR BINARIO NOMBRE

0 000 ROUTINE

1 001 PRIORITY

2 010 IMMEDIATE

3 011 FLASH

4 100 FLASH-OVERRIDE

5* 101 CRITICAL

6 110 INTERNET

7 111 NETWORK

Valores de IP Precedence



VALOR DECIMAL VALOR BINARIO NOMBRE

0 000000 Default

1 001000 cs1

2 010000 cs2

3 011000 cs3

4 100000 cs4

5* 101000 cs5

6 110000 cs6

7 111000 cs7

VALOR DECIMAL VALOR BINARIO NOMBRE

46* 101110 ef

10 001010 af11

12 001100 af12

14 001110 af13

18 010010 af21

20 010100 af22

22 010110 af23

26 011010 af31

28 011100 af32

30 011110 af33

34 100010 af41

36 100100 af42

38 100110 af43


Valores de DSCP

Con el uso de policy-maps o route-maps se puede marcar paquetes según.-

Marcacíon de paquetes

• IP Precedence• IP DSCP• CoS• MPLS campo EXP• Frame-relay bit DE• ATM bit CLP, etc

La marcación de paquetes sirve para que estos se puedanclasificar en un proceso posterior.

0 0 01 1

Ej. Bits Precedence


1


.2 .3ROUTER B

ROUTER C

ROUTER A.2 .3

192.168.3.0

192.168.2.0

S0

S0

S1/1

ROUTER D

192.168.1.0

Ejemplo: Clasificación y Marcación

Manejo de congestión: Encolamiento

Cuando se congestiona una interfaz, los paquetes deben serencolados antes de ser transmitidos. Las causas comunesde congestión son:

- Diferencia de velocidadesentre interfaces

- Redes convergentes que provocan ‘cuellos de botella’


Arquitectura de colas en Cisco

COLA SW * COLA HW (FIFO) INTERFAZ

IP IP IP IP

CLASIFICACIÓN

ENVÍO O DESCARTE COLA 1

PROGRAMADOR(SCHEDULER)

ENVÍO O DESCARTE COLA 2

ENVÍO O DESCARTE COLA n

.

.

.

ESTRUCTURA TÍPICA DE COLA DE SOFTWARE


* La cola se Software sólo se activa cuando existe congestión en la cola de Hardware.* La cola se Software sólo se activa cuando existe congestión en la cola de Hardware.

Encolamiento FIFO (First-in First-out)

COLA DE SOFTWARE FIFO

COLA HW

(FIFO)FIFOSCHEDULER

UNA SOLA COLA

TAIL DROP*

1 2

3

UNA SOLA

CLASE

1 2 3


* Tail Drop: se descartan los paquetes que llegan cuando la cola está llena* Tail Drop: se descartan los paquetes que llegan cuando la cola está llena

Notas sobre Encolamiento FIFO.

- Encolamiento por defecto en interfaces de más de 2Mbps.- Sólo hace uso de la cola de hardware.

Ventajas.-- Simple de configurar.- Soportado en todas las plataformas y IOS.

Desventajas.-- Causa latencia variable si recibe muchas ráfagas de tráfico.- Los flujos agresivos pueden monopolizar el uso de la cola.


COLA DE SOFTWARE WEIGHTED FAIR-QUEUE

COLA HW

(FIFO)

WFQSCHEDULER

COLA 1WFQDRO

P

C B

A

¿FLUJO1?

B C ACOLA 2WFQDRO

P¿FLUJ

O2?

COLA nWFQDRO

P

¿FLUJO

n?


Encolamiento WFQ (Weighted Fair Queue)

Notas sobre WFQ.

- Mecanismo de encolamiento automático.- El orden de transmisión de los paquetes se calcula en relación al tamaño del paquete y al momento de llegada. - Encolamiento por defecto en interfaces de menos de 2Mbps

Ventajas.-- Simple de configurar.- Soportado en todas las plataformas y IOS.- Garantiza ancho de banda para todos los flujos.- Descarta paquetes de flujos agresivos de manera temprana.

Desventajas.-- No es posible clasificar ni definir prioridad en forma manual.


COLA DE SW CLASS-BASED WEIGHTED FAIR-QUEUE

PD = Por defecto

COLA HW

(FIFO)CBWFQSCHEDULER(≈WRR)

COLA 1TAILDROP

C B

¿CLASE1?

B C ACOLA 2TAILDROP¿CLAS

E2?

COLA PDTAILDROP

¿CLASE PD?

A


Encolamiento CBWFQ (Class Based Weighted Fair Queue)

Funcionamiento de la cola CBWFQ

BANDWIDTH 64

135

24 1

7

368

QUEUE SIZE 4

CLASE A

CLASE B

CBWFQSCHEDULER

BANDWIDTH 128

2468


Notas sobre CBWFQ.

- Configuración basada en MQC con el comando ‘bandwidth’- Algoritmo basado en Weighted Round Robin (WRR).- En Frame-relay generalmente debe aplicarse en una clase.

Ventajas.-- Es posible garantizar un ancho de banda mínimo por clase.- El ancho de banda no utilizado se reparte entre las demás clases.- La configuración es modular usando MQC.

Desventajas.-- No es posible garantizar baja latencia, por lo que no es recomendable para aplicaciones en tiempo real.


Encolamiento LLQ (Low-latency Queuing)

COLA DE SOFTWARE LLQ – BAJA PRIORIDAD (CBWFQ)

PD = Por defecto

COLA HW

(FIFO)CBWFQ

SCHEDULER(≈WRR)

COLA 1TAILDRO

P¿CLA

SE1?

COLA 2TAILDRO

P¿CLA

SE2?

COLA PDTAILDRO

P

¿CLASE

PD?

B CA

COLA DE SOFTWARE LLQ – ALTA PRIORIDAD

AP = Alta Prioridad

PD = Por defecto

COLA DE PRIORIDAD (FIFO)CAR¿CLA

SEAP?

C B A


Funcionamiento de la cola LLQ

24 1CBWFQSCHEDULER

BANDWIDTH 128

2468

PRIORITY 32

XYZ

PQRS

PQRS

68 3 XYZ

BANDWIDTH 64

1357


Notas sobre LLQ.

- Configuración basada en MQC con el comando ‘priority’.- Algoritmo similar a CBWFQ.- En Frame-relay generalmente debe aplicarse en una clase.

Ventajas.-- Tiene todas las ventajas de CBWFQ.- Es posible garantizar baja latencia para la cola de prioridad.- El ancho de banda configurado para la clase en la cola de alta prioridad es un límite máximo, evitando así que las demás colas se queden sin transmitir por largos periodos.


Cuándo usar los distintos algoritmos de encolamiento?

¿Interface WAN congestionada?

No se necesita otra técnica que FIFO

¿Se requiere un control estricto?

Util izar Weighted Fair Queuing

¿Aplicaciones sensibles a delay? Util izar CBWFQ

Utilizar LLQ

SI

SI

SI

NO

NO

NO



ROUTER_B192.168.2.0

ROUTER_C

S0

64Kbps

S0

S0

64Kbps

192.168.3.0

192.168.1.0128Kbps

Internet

ROUTER_A

Ejemplo: Fifo y Weighted Fair Queue


ROUTER_A ROUTER_B

PBX

128Kbps

s0 s0

Ejemplo: Low Latency Queueing (LLQ)


ROUTER_PE ROUTER_CE

1Gbps

G0/0.10

s0

Metro Ethernet

512Kbps

Ejemplo: LLQ + Hierarchical QoS (HQoS)

Nota: el concepto y funcionamiento a detalle de shaping se verá en las siguientes secciones

CREACIÓN DE PUNTO DE CONGESTIÓN VIRTUAL EN VLAN 10

Evitamiento de congestión: descarte temprano

El objetivo de evitar la congestión es tratar de no perjudicaral tráfico TCP con el descarte de paquetes agresivo en unainterfaz congestionada.

N

N+1

N+1

N+3

N+3

N+7

N

N+1

N+1

N+1

N+1

N+3

N+3

Con pérdidasSin pérdidas


Problemas causados por la congestión en TCP

1. TCP Global Synchronization

2. TCP Delay & Starvation

Tasa máxima (congestión)

Tasa promedio

Util ización del enlace

Tiempo

TCP STARVATION Flujo frágil y

precedence 5Flujo agresivo y precedence 0

TCP DELAY

Experimenta una constante congestiónTail DropCOLA


Algoritmo Random Early Detection (RED)

Previene la congestión en la interfaz ( descarte agresivo) medianteel descarte temprano de paquetes en forma aleatoria.

Probabilidadde descarte

100 %

10 %

32 40 Ocupaciónpromedio de la cola

Ningún descarte

DescarteRED

DescarteTail Drop


Utilización del ancho de banda con y sin RED en TCP

Luego de aplicado RED, empieza a haber un descarte de paquetesmenos agresivo para algunos flujos TCP, lo cual hace que el tamañode ventana no crezca rápidamente en todos los flujos.

Tasa máxima (congestión)

Tasa promedio

Util ización del enlace

Tiempo


Implementación en Cisco: WRED (Weighted RED)

La implementación en Cisco contempla el descarte temprano de paquetes basado en su valor de IP DSCP o Precedence. Además, se puede configurar bajo un entorno MQC (CB-WRED)

Probabilidadde descarte

100 %

10 %

20 40 Ocupación promedio de la cola

22 24 26 28 30 32 34 37

IP PREC 0 1 2 3 4 5 6 7 RSVP



ROUTER_B

ROUTER_CROUTER_A ROUTER_GLCH

VPN 64KbpsVPN 64Kbps

96Kbps

96Kbps

Ejemplo: Weighted Random Early Detection (WRED)

Control de tráfico: Policing & Shaping

Sirve para limitar la tasa de transferencia de un flujo de información.

Traffic Policing

- Aplicable a tráfico entrante o saliente- El tráfico excedente es descartado

- Soporta remarcación de paquetes

- Los descartes aumentan las retransmisiones TCP

Traffic Shaping

- Aplicable sólo a tráfico saliente- El tráfico excedente es encolado (mayor latencia)

- No soporta remarcación de paquetes

- El encolamiento minimiza las retransmisiones TCP

- Uso bajo de buffers - Uso alto de buffers


Traffic Policing• Fijar una tasa de transferencia máxima para ciertas aplicaciones.• Limitar el ancho de banda de acceso para un usuario dentro de un enlace de acceso compartido (sub-rate)• Remarcar paquetes que excedan la tasa establecida.

• Class-Based Traffic Policing: para limitar la tasa del tráfico predefinido en una configuración MQC comando ‘police’• Rate-limit: para limitar la tasa del tráfico en una interfaz comando ‘rate-limit’ (en vías de ser descontinuado).

Implementaciones


Traffic Shaping• Prevenir congestión en redes donde se tienen distintos valores de ancho de banda en cada acceso.• Regular parámetros en redes Frame-Relay o ATM (p.e CIR, Bc, etc)

• Class-Based Traffic Shaping: para limitar la tasa del tráfico predefinido en una configuración MQC comando ‘shape’.• Generic Traffíc Shaping: para limitar la tasa del tráfico en una interfaz comando ‘traffic-shape’ (en vías de ser descontinuado).• Distributed Traffic Shaping: igual que CB-Traffic Shaping, pero es usado en enrutadores que utilizan tarjetas VIP (7500/12000).• Frame-relay Traffic Shaping: para limitar la tasa del tráfico en PVCs comando ‘map-class frame-relay’.

Implementaciones


Eficiencia de enlaces: Compresión y Fragmentación

1. Compresión de datos (payload)Sirve para optimizar el uso del ancho de banda mediantela compresión del payload de las tramas de capa 2.

Algoritmo de compresión

HeaderCapa 2

Payload Capa 2(Paquete IP Capa 3)

HeaderCapa 2

Payload Capa 2comprimido

Implementaciones• Predictor: para PPP y LAPB, consume más memoria que CPU

comando ‘compress predictor’.• Stacker: para PPP, LAPB y HDLC, consume más CPU que

memoria comando ‘compress stac’.• MPPC: para PPP entre Cisco y clientes Microsoft comando

‘compress mppc’


2. Compresión de cabecerasSirve para optimizar el uso del ancho de banda mediantela compresión las cabeceras de las capas 3 y 4.

Implementaciones• TCP Header Compression: comprime las cabeceras IP y TCP

de 40 bytes a unos 5 bytes comando ‘[frame-relay] ip tcp header-compression’.

• RTP Header Compression: comprime las cabeceras IP, UDPy RTP de 40 bytes a unos 4 bytes comando ‘[frame-relay] ip rtp header compression’.

Algoritmo de compresión

HeaderCapa 2

HeaderCapa 3

HeaderCapa 2

cmpHDR

HeaderCapa 4+ Payload Payload


3. Fragmentación de tramasSirve para optimizar la transmisión de paquetes pequeños

mediante la fragmentación de los paquetes grandes, de talmanera que estos se intercalen y la latencia general baje.

SIN FRAGMENTACIÓN

cola de salida

CON FRAGMENTACIÓN

cola de salida


- Se recomienda el uso de fragmentación en enlaces PPPo Frame-relay que contienen voz y datos.

- La fragmentación beneficiará a los paquetes más pequeñoscomo los de voz, se recomienda garantizar para estos untiempo de serialización de unos 10 a 15ms.

- El tiempo de serialización deseado determinará el tamañode fragmento a utilizar según la fórmula:

Ts = Tamaño de paquete x 8_

Ancho de banda56Kbps

15ms

10ms 70

84

64Kbps 128Kbps 256Kbps 512Kbps 768Kbps 1536Kbps

80

96

160

192

320

384

640

768

1000

1152

2000

2304

Ts

Recomendaciones en el uso de fragmentación de tramas


- Multilink PPP – Interleaving: fija un tamaño de fragmento máximo para tramas PPP comando ‘ppp multilink fragment’/ ‘ppp multilink interleave’.

- FRF.12 Frame-relay Fragmentation: recomendad para VoIPsobre FR, fija un tamaño máximo de trama frame-relay comando ‘frame-relay fragment’ (FRTS).

Implementaciones de fragmentación de tramas



ROUTER_A ROUTER_B

PBX

Satelital64Kbps

s0 s0

PBX

Ejemplo: TCP/RTP Header Compression

La implementación de QoS en Frame-Relay generalmente se hace en conjunto con Frame-Relay Traffic-Shaping, de tal manera que FRTS define un límite para el PVC en particular, a través de un “map class”, y la política MQC se aplica sobre dicho “map-class”. La fragmentación FRF.12 también se aplica sobre dicho “map-class”.

Notas sobre QoS en Frame-Relay


Existen excepciones para algunas plataformas como 7500 ó 12000, donde no es necesario habilitar FRTS pues los límites se configuran en la misma política MQC con el uso de HQoS, mientras que sólo la fragmentación FRF.12 se queda en el “map-class”.

Nota importante: al habilitar FRTS sobre una interfaz, todos los PVCs toman un valor de 56Kbps de CIR por defecto, pudiéndose elevar el valor sólo mediante un map-class frame-relay aplicado al PVC.


Cisco 2800 Cisco 7500

PBX

Satelital64Kbps

s0 s0

PBX

Ejemplo: QoS en Frame-Relay

policy-map VOZ28 class VOZ priority 28

interface Serial0 frame-relay traffic-shaping

interface Serial0.1 frame-relay interface-dlci 100 class FRTS64K

map-class frame-relay FRTS64K frame-relay cir 64000 frame-relay fragment100 service-policy output VOZ28

policy-map SHAPE64 class class-default shape average 64000 service-policy VOZ28

policy-map VOZ28 class VOZ priority 28

interface Serial0.1 frame-relay interface-dlci 100 class FR64K

map-class frame-relay FR64Kframe-relay fragment100 service-policy output SHAPE64

Parte 2 – Conceptos y aplicaciones de Parte 2 – Conceptos y aplicaciones de Calidad de Servicio en redes de ProveedorCalidad de Servicio en redes de Proveedor

Traffic Conditioning Agreement (TCA)

Clasificación/Marcación/Control/Eficiencia

Per-Hop Behavior (PHB)

Encolamiento/Descarte

Nodoingreso Nodo intermedio

Nodo egreso

TCAPHB

PHB TCAPHB

Dominio “DiffServ” (Servicios Diferenciados)

Arquitectura de Servicios Diferenciados

Soporte de DiffServ en MPLS

• Componentes TCA y PHB en los mismos lugares.– Clasificación, marcación, control de tráfico (policing /

shaping) y mecanismos de eficiencia son aplicados en los accesos a la red MPLS (PEs).

– Evitamiento y manejo de congestión utilizados para implementar PHB en los nodos intermedios (Ps).

• Mismas definiciones de PHB– Expedited Forwarding (EF): baja latencia, jitter y tasa

de descartes– Assured Forwarding (AF): baja tasa de descartes– Default (DF): Sin garantías (best-effort)

• Todo es hecho también con MQCclass-maps policy-maps service-policy

Entra a modo de configuración para definiciónde políticas (Marcación, Control de Tráfico, Encolamiento, etc.)

class-map [match-any | match-all] class-name

Aplica una política de entrada y salida en modo de configuración de interfaz

Entra a modo de configuración para definiciónde clases

policy-map policy-name

service-policy {input | output} policy-name

class-map match-all REAL-TIME match mpls experimental topmost 5 class-map match-all PREMIUM match mpls experimental topmost 1 2 ! ! policy-map OUT-POLICY class REAL-TIME priority percent 25 class PREMIUM bandwidth remaining percent 50 random-detect class class-default random-detect! interface POS1/0 ip address 10.150.1.1 255.255.255.0 service-policy output OUT-POLICY!

Soporte de DiffServ en MPLS

class-map [match-any | match-all] class-name

match { access-group { n | name n } | any | atm { clp | oam } | cos c | dscp d | fr-de | fr-dlci d | ip { dscp d | precedence p } | mpls exp e | precedence p | qos-group g | vlan v | protocol { arp | cdp | clns | clns_es | clns_is | cmns | compressedtcp | ip | ipv6 } }

policy-map policy-name

bandwidth {rate | percent p | remaining percent p }police rate { r | percent p } [ burst b ] [ peak-rate { r | percent p } [ peak-burst b ]]priority [ r [ b ]]queue-limit l {packets cells ms us}random-detect { discard-class-based | dscp-based | prec-based }service-policy pset { dscp d | ip { dscp d | precedence p } | mpls exp { topmost e | imposition e } | cos c | discard-class d | fr-de f | qos-group q }shape average { r | percent p }

Repaso de opciones en MQC

• En el borde de la red MPLS (PE), se encapsulan paquetes IP en tramas MPLS, sin embargo ambos formatos tienen sus propias marcas (DSCP y EXP)

• El RFC3270 define modelos de interacción entre estas marcas a través de 3 tipos de túneles: Uniform, Pipe & Short-pipe.

• Estas interacciones sólo se tienen al ingreso o egreso de la red MPLS.

EXPPOP

PE

DSCPPUSH

MPLS IP

Cuál es la relación entre ellos?

Interacción entre marcas DiffServ

Uniform

Pipe

Short Pipe

PE1 PE2 CE2

IP/MPLSIPIP

CE1

Tipos de túneles DiffServ en MPLS

PE1 PE2 CE2

IP/MPLSIPIP

CE1

Marca EXP propagada hacia campo DSCP

Marcación EXP

Marca EXP


Modo “Uniform”

Marca DSCP propagada hacia campo EXP (default)

Marca DSCP(o segundo EXP)

Push EXPRemarcado

Pop

PE1 PE2 CE2

IP/MPLSIPIP

CE1

Push EXPRemarcado

Pop

Marcación EXP

Marcación IP


Modo “Pipe”


Marca EXP

- Marcas independientes en el egreso (default)- Clasificación de egreso en base a marcación EXP

Marcas independientes en el ingreso

PE1 PE2 CE2

IP/MPLSIPIP

CE1

Push EXPRemarcado

Pop

Marcación EXP

Marcación IP


Modo “Short Pipe”


Marca EXP

Marcas independientes en el ingreso

- Marcas independientes en el egreso (default)- Clasificación de egreso en base a marcación IP

PE1 PE2 CE2

IP/MPLSIPIP

CE1

Push EXPRemarcado

Pop

Marcación EXP

Marcación IP


Comportamiento por defecto


Marca EXP

- Marcas independientes en el egreso (default)- Clasificación de egreso en base a marcación IP

Marca DSCP propagada hacia campo EXP (default)

• Usado para implementar los modos “Uniform” y “Pipe”.

• Se realiza mediante una política entrante, con la ayuda de marcas locales como “QoS Group” y “Discard Class”.

• En modo “Pipe”, se coloca en el PE de egreso para contar con un valor de EXP en la interfaz de egreso hacia el CE.

• En modo “Uniform”, se coloca en el PE de egreso para copiar el valor del EXP al DSCP de egreso al CE.

EXP

QoS Group Id

Discard Class

InputPolicy

OutputPolicyPOP

PE

MPLS IP


Remarcado local en PE

AS65001

Prefix1 marking1Prefix2 marking2Prefix3 marking3

AS65000• Consiste en marcar paquetes en base a atributos BGP (Comunidad o AS Path).

• Se logra imponer un tratamiento al paquete a lo largo de la red en base al destino del mismo.

• La marca se realiza antes de la política de entrada MQC.

• Soporta direcciones IPv4 y VPNv4.

• Una implementación común es utilizarlo para dar distinto tratamiento a tráfico nacional e internacional.

PE

PE

PE

CE

CE

CE

IP/MPLS PE CE

RR

eBGP

iBGP

BGP Update

Rx Packet

Switch and Mark

TxPacket

Set Community

65172:1

Mark EF if: Community 65172:1

or AS65000

BGP Table

RIB

FIB

Marcación avanzada mediante QPPB

QoS Policy Propagation via BGP (QPPB)

• Dependerá de si el CE es administrado por el proveedor (Managed) o no (Unmanaged).

• En el caso Unmanaged, el límite de confianza/responsabilidad es el PE.

• En el caso Managed, el límite de confianza/responsabilidad es el CE.

• El límite define el punto donde el proveedor debe cumplir el SLA.

Sede 1

Sede 2

PEPEManagedCE

UnmanagedCE

IP/MPLS

Cumplimiento de SLAs IP

SLAs en capa 3 (IP)

• Las políticas de egreso del CE y PE aseguran el SLA.

• La clasificación y marcación se configuran en el CE.

• Generalmente no se requieren políticas de entrada.

CE - Políticade egreso

Clasificación

Marcación

LLQ

WRED

[Shaping]

[LFI/cRTP] (Eficiencia)

PE - Políticade egreso

LLQ

WRED

[Shaping]


PEManagedCE


Caso Managed


• Las políticas de ingreso y egreso del PE aseguran el SLA.

• La clasificación y marcación se configuran en el PE.

• Las políticas del CE deben estar coordinadas con las del PE.

Caso Unmanaged

CE - Políticade egreso

< sin control >

PEUnmanagedCE

PE - Políticade egresoLLQ

WRED

[Shaping]


PE - Políticade ingresoClasificación/Marcación

Policing

• Dependerá si la interfaz de borde se conecta a un usuario (UNI) o a una red de acceso (NNI).

• En el caso UNI, el límite de confianza/responsabilidad está en el PE.

• En el caso NNI, el límite de confianza/responsabilidad está en la red de acceso.

• El límite define el punto donde el proveedor debe cumplir el SLA.

Sede 1 Sede 2

PEPE

Interfaz de red (NNI)

Interfaz de usuario

(UNI)

IP/MPLS

Cumplimiento de SLAs en capa 2

SLAs en capa 2

PECE

User Interface


Caso UNI

• Las políticas de ingreso y egreso PE aseguran el SLA.

• La probabilidad de descarte puede ser marcada para FR, ATM y Ethernet, en el egreso si no es posible en el ingreso.

• En Ethernet se pueden tener múltiples clases de tráfico (802.1p / CoS).

PE - Políticade egresoLLQ

WRED

[Marcación]

[Shaping]

PE - Políticade ingresoPolicing

[Marcación]

• El proveedor asegura el SLA en la red de acceso.

• El PE puede requerir políticas simples y aplicables a varios clientes a la vez.


Caso NNI

PECE

Network Interface

PE - Políticade egreso<opcional>

PE - Políticade ingreso[Marcación]

Red de acceso – Política de ingresoPolicing

[Marcación]

Red de acceso – Política de egresoLLQ

WRED

[Shaping]

• El tráfico de ingreso se clasifica por bit DE o por DLCI

• Un policer de entrada puede marcar las tramas marcadas con DE como “descartables” a lo largo de la red.

• Es posible implementar algunas clases de servicio.

– CIR (EIR=0) CIR sin excesos

– CIR+EIR CIR con excesos

– CIR=EIR=0 sin garantías

• Se puede marcar el DE de salida cuando no es posible hacerlo de entrada.

• Las marcaciones de FECN/BECN sólo son soportadas en el PE de egreso.

• El “Control word” (parte de la trama encapsulada sobre MPLS) contiene los valores originales de DE/FECN/BECN.

PUSH

PE

MPLS Frame Relay

EXP

QoS Group Id

Discard Class

InputPolicy

OutputPolicyPOP

FR DE

InputPolicy

DLCI

EXPOutputPolicy

FR DE

QoS en capa 2 – FRoMPLS

• El tráfico de entrada es clasificado por el bit CLP.

• Se soportan todas las categorías de servicio ATM (CBR, rt-VBR, nrt-VBR, ABR, UBR)

• Los parámetros ATM TM 4.0 se convierten a parámetros de un policer MQC.

– CIR = SCR*53*8– PIR = PCR*53*8– bc/be = CDVT*(CIR+53)*8– bc = MBS*PCR/SCR

• El encolamiento de salida es realizado por la tarjeta ATM.

• Se usa modo Cell-relay para tráfico sensible a la latencia.

• El “Control word” (parte de la trama encapsulada sobre MPLS) contiene los valores originales de CLP y EFCI.

PUSH

PE

MPLS ATM

EXP

Discard Class

InputPolicy

OutputPolicyPOP

InputPolicyEXP

OutputPolicy

CLP

CLP

QoS en capa 2 – ATMoMPLS

• El tráfico de entrada es clasificado por el valor de CoS (802.1p)

• Las características del servicio están siendo definidas por el Metro Ethernet Forum (BW Profile: CIR, CBS, EIR, EBS, CF, CM)

• Los SLAs son asegurados sólo en los accesos para el caso de VPLS.

• EL “Control word” no carga ningún valor de CoS (802.1p).

PUSH

PE

MPLS Ethernet

EXP

QoS Group Id

Discard Class

InputPolicy

OutputPolicyPOP

CoS

InputPolicy

VLAN ID

EXPOutputPolicy

CoS

QoS en capa 2 – EoMPLS

• No existe ningún campo con el cual clasificar el tráfico.

• No existen clases de servicio estándar.

PE

MPLS PPP/HDLC

PUSHInputPolicyEXP

OutputPolicy

EXP

QoS Group Id

Discard Class

InputPolicy

OutputPolicyPOP

QoS en capa 2 – PPP/HDLCoMPLS

MPLS Traffic Engineering (MPLS-TE)MPLS-TE es una herramienta adicional que permite mejorar la Calidad de Servicio en una red MPLS, ofreciendo las siguientes ventajas:- Implementa balance de carga y elección de rutas sin necesidad de cambiar las métricas del protocolo de enrutamiento (IGP).- Permite lidiar fácilmente con congestiones inesperadas en los enlaces.- Re-enrutamiento casi inmediato y automático de paquetes ante caídas de enlaces o nodos.

Características de MPLS-TE• Los LSP se forman sobre túneles formados dinámicamente o manualmente.• El camino escogido dinámicamente no necesariamente será el más corto, sino el que disponga de los recursos solicitados (por ejemplo ancho de banda).• Se utiliza el protocolo RSVP-TE para formar los túneles.• Se debe utilizar OSPF o IS-IS como IGP para el soporte de MPLS-TE.

Ingeniería de tráfico para MPLS

Formación de LSPs con MPLS-TENormalmente el LSP se forma dinámicamente con el IGP, pero adicional o alternativamente es posible definir LSPs dinámica o estáticamente con MPLS-TE

LSR

LSR LSRLER LER

LSR LSR

CE

CE

10.1.1.1/3210.1.1.1/3245

10.1.1.1/3257

10.1.1.1/3231

10.1.1.1/3284

10.1.1.1/3213

10.1.1.1/3296

10.1.1.1/323110.1.1.1/32? 10.1.1.1/32? 10.1.1.1/32?

10.1.1.1/32?

10.1.1.1/32?

10.1.1.1/32?

10.1.1.1/32?

10.1.1.1/32?


10.1.1.1/32

MPLS-TE – Ejemplos prácticosEjemplo 1 - Formar un camino dinámicamente, que empiece en RA y termine en RG, con 1Mbps de ancho de banda.

RA

CE

CE

10.0.0.0/8

20.0.0.0/8

RB

RC

RD

RE

RF RG

1M? 1M?

SI NO

1M?

SI

1M?

SI1M?

SI


MPLS-TE – Ejemplos prácticosEjemplo 2 - Formar dos caminos estáticos entre RA y RG (RA-RB-RD-RF-RG y RA-RB-RF-RG) para balancear carga entre ellos con una relación de 3 a 1.

RA

CE

CE

10.0.0.0/8

20.0.0.0/8

RB

RC

RD

RE

RF RG


MPLS-TE – Ejemplos prácticosEjemplo 3 - Formar un camino de contingencia entre RA y RG de modo que si cae el camino principal, la conmutación al camino alternativo sea casi inmediata.

RA

CE

CE

10.0.0.0/8

20.0.0.0/8

RB

RC

RD

RE

RF RG


La conmutación casi inmediata se logra con una La conmutación casi inmediata se logra con una extensión a MPLS-TE llamada extensión a MPLS-TE llamada Fast Re-Route (FRR)Fast Re-Route (FRR)

Diferenciación de Servicios

Optimización de Recursos

TE

DiffServ+

DS-TEDiffSer

v+

TEDiffSer

v

NadaFRR FRR

FRR

FRR

FRR

Ethernet

ATMIP

VPN

Frame RelayPPP

IP/MPLS

Internet

VoIP

IPv6

PSTN

Qué implementaciones usar?Tan sofisticado como sea necesario, y suficiente.

Complejidad operativa

MPLS QoS – Opciones existentes

Parte 3 – Gestión y administración de Parte 3 – Gestión y administración de MPLS QoSMPLS QoS

• Interface MIB• MPLS LSR MIB

• Cisco class based QoS MIB

• NetFlow

• BGP policy accounting

P

P

PE

PE

POP

PE

Server Farm

Server Farm

AS65001

PE

PE

PE

P

P

POP

AS65002 AS65003

Medición de tráfico interno y externo

Herramientas de medición de tráfico

Cisco Class-Based QoS MIB

• Contiene objetos para los diferentes mecanismos de QoS– Clasificación (cbQosMatchStmtStats/

cbQosClassMapStats)– Marcación (cbQosClassMapStats)– Policing (cbQosPoliceStats)– Shaping (cbQosTSStats)– Manejo de congestión

(cbQosQueueingStats)– Evitamiento de congestión

(cbQosREDClassStats)

• Requiere una política MQC aplicada

Estación de monitoreo SNMP


NetFlow tradicional(IP a MPLS)

NetFlow MPLS de egreso(MPLS a IP)

NetFlow MPLS(MPLS a MPLS)

NetFlow por muestreo(MPLS to IP, IP to IP)

PE P PE

IP/MPLS

Netflow


• Asigna contadores al tráfico IP, basándose en los atributos:– Comunidad BGP

– AS path– IP prefix

• Hasta 64 contadores (traffic-index)

• Soporta direcciones IPv4 y VPNv4

• Similar a QPPB, pero para tomar estadísticas en lugar de marcar.

AS65001

AS65000

PE

PE

PE

CE

CE

CE

IP/MPLS PE CE

RR

eBGP

iBGP

Set Community

65172:1

Count Packets if: Community 65172:1

or AS65000

Prefix1 traffic-idx1Prefix2 traffic-idx2Prefix3 traffic-idx3

BGP Update

Rx Packet

Switch and Count

TxPacket

BGP Table

RIB

FIB

BGP Policy Accounting


IP SLAs

Red IPResponder

Envío de paquetes a intervalos constantes

Recepción de paquetes a un intervalo afectado por la red

Medición de latencia variable (jitter)

También es posible medir: paquetes descartados, latencia, conectividad, etc; pudiéndose configurar umbrales y alertas SNMP

Cisco IP SLA (Ejemplo: medición de latencia variable)


Gracias.Gracias.

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Calidad de Servicio IP-MPLS v2.2

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