Informe de La Situacion de Conectividad de Internet y Banda Ancha en Chile
QoS en la Internet de Banda Ancha · 2005. 5. 9. · Internet de Banda Ancha, asignatura...
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Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 1
QoS en la Internet de BandaAncha
Servicios Diferenciados en laInternet
Luis Guijarro Coloma
http://www.upv.es/~lguijar
Estructura
n Conceptou Objetivo, antecedentes, requisitos
n Elementos básicos de la Arquitecturau Escenario de provisión
n Asignación del Servicio y de los Recursosu Ejemplos de asignación
n Iniciativa Qbone
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Objetivo DiffServ
n Tratamientodiferenciado del tráficoen Internetu según aplicacionesu según clientes
Objetivo DiffServ
n Escalabilidadu Internet: 110 millones de nodos1 y una tasa
anual de crecimiento 300%-700%F direccionamiento
F encaminamiento
F seguridad
F calidad de servicio
1Hobbes' Internet Timeline v5.3
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Concepto DiffServ
n Es esencialmente un esquema deprioridades relativasu Ofrece QoS relativa a agregados
n Suposiciónu El tráfico dominante en Internet continuará
siendo best-effort
Concepto DiffServ
n Símil clases de servicio
TURISTA
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Concepto DiffServ
n Símil DiffServ: Facturación aeropuerto
TURISTA
Antecedentes DiffServ
n Campo Type of Service (TOS)u 3-bit precedence
F 0 (peor tratamiento)-7 (mejor tratamiento)
u 3-bit TOSF bits D (low delay)F bit T (high throughput)F bit R (high reliability)
u InconvenientesF implementación propietaria
RFC 791
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Antecedentes DiffServ
n Internet de Servicios Integrados:IntServ/RSVPu Ofrecer QoS cuantitativa a un flow
F Parámetros de tráfico
F Parámetros de QoS
u Los routers aceptan/rechazan las reservaspara un flow
F Protocolo RSVP
RFC 2205RFC 2211RFC 2212
Antecedentes DiffServ
n Símil IntServ: Asientos avión
TURISTA
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Antecedentes DiffServ
n Internet de Servicios Integrados:IntServ/RSVPu Inconvenientes
F Falta de escalabilidad en core routersF Requerimientos funcionales altos en todos
los routers
F Implantación global para ofrecer guaranteedservice
Requisitos DiffServ
n Implantación progresiva y retrocompatible
n Poca carga en core routersn Diferenciación tráfico
n Diferenciación usuarios
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Arquitectura DiffServ
n Elementos básicos de la arquitecturau Campo Differentiated Services
u Comportamientos PHB
u Escenario de provisiónF Ejemplo de provisión
n Asignación del Servicio y de los Recursos
Arquitectura DiffServ
CampoDifferentiatedServices Comportamientos
PHB
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Campo Differentiated Services
n El “usuario” marca los datagramas:u codificando un valor DSCP (Differentiated
Services Codepoint)
u en el campo DSfield, que ocupa los 6 bitsmás significativos de
F IPv4• campo Type Of Service (RFC 791)
F IPv6• campo Traffic Class (RFC 2460)
RFC 2474
Campo Differentiated Services
n El “usuario” marca aquellos datagramas:u que son los que el usuario desea marcar
F direcciones IP origen/destino
F protocol IDF puerto origen/destino
u que son los que cumplen el patrón de tráficoacordado
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Per-Hop Behavior (PHB)
n Conceptou Cada router otorga un tratamiento
diferenciado a cada datagrama en funcióndel valor DSCP
n Tipos normalizadosu default
u class-selector
u expedited forwarding
u assured forwarding
Default y Class-Selector
n Defaultu destinado a proporcionar el servicio actual
de Internet
n Class-selectoru se corresponden con los 7 valores
Precedence de IPv4: 001000 a 111000
u aquella PHB de mayor valor DSCP tienemayor probabilidad de que sus datagramassean conmutados antes
RFC 2474
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Expedited Forwarding (EF)
n Valor DSCPu igual a 101110
n Característicasu El tráfico EF experimenta valores bajos de:
F pérdida, retardo y jitter
n Mecanismosu No se generen colas de tamaño considerable
F Cada router reserva un valor mayor o igual a un valorconfigurable de ancho de banda
n Servicio Premium
RFC 2598
Servicios
n Premium (o Virtual Leased Line)u Tráfico
F no supera una tasa de pico
u Mecanismo redF otorga prioridades altas en las colas de los
routers
u QoSF bajo retardo y baja variabilidad de retardo
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Assured Forwarding (AF)
n Valor DSCPu define 4 clases AF (cccxxx) y dentro de cada clase,
F 3 niveles de prioridad ante pérdidas (xxxppp), queforman un grupo
n Característicasu El tráfico AF experimenta valores bajos de pérdida
n Mecanismosu Preferentemente descartará datagramas con valor
alto de prioridadF Cada router reserva una cantidad mínima de recursos
para cada clase AF
n Servicio Assured
RFC 2597
Servicios
n Assuredu Tráfico
F no supera un determinado perfil
u Mecanismo de redF no descarta sus datagramas en los routers
u QoSF mejor fiabilidad que best-effort
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Escenario de provisión
n SLS (Service Level Specification)u Utilidad
F Permite que un cliente reciba DiffServ de suISP
u ContenidoF Clases de servicio soportadas
F Cantidad de tráfico permitido en cada clase
u TiposF estáticos
F dinámicos
Escenario de provisión
Leaf router
Edge router
Edge router
Border router
Border router
Corerouter
ISP
red corporativa 1
redcorporativa 2
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Leaf routers
n Clasificador MF (Multi-field)u Selecciona en función de
varios campos
n Medidor (metering)u Mide y comprueba
propiedades temporalesflujo
n Marcador (Marking)u Asigna valor DSCP
n Planificador/Gestor
Leaf router
Clasif.MF
Med. 1
Med. 2
Marc . 1
Planif.Marc . 2
Core routers
n Clasificador BA(Behavior Aggregate)u Selecciona en
función del campoDSfield
n Gestor de memoria(Buffer management)u Asigna buffers
n Planificador(Scheduling)u Disciplina de servicio
Corerouter
Clasif.BA
Planif.
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Servicios Diferenciados en la Internet 14
Border routers
n Clasificador BA
n Medidor
n Marcador
n Dropper (policing)u Descarta datagramas
no conformes
n Planificador/Gestor
Borderrouter
Clasif.BA
Med. 1
Med. 2
Marc .
Planif.Drop
Edge routers
n Clasificador BA
n Medidor
n Marcador
n Conformador(shaping)u Retrasa datagramas
para forzarconformidad
n Planificador/Gestor
Edgerouter
Clasif. BA
Med. 1
Med. 2
Marc .
Planif.Conform.
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Ejemplo Provisión
n Servicios y PHBu Premium
F EF PHB
u AssuredF AF PHB: una clase y una prioridad
u Best-effortF Default
Planificación
n FCFS con prioridadesu Dos colas
F Cola alta prioridad• se sirve según FCFS (First-Come First-Served)
F Cola baja prioridad• sólo se sirve cuando no hay datagramas de alta
prioridad en espera
• se sirve según FCFS
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Gestión de Memoria
n RED (Random EarlyDetection)u se activa por umbralu descarta datagramas
aleatoriamente
n RED with In and Outu maneja dos umbralesu umbral A activa RED
para flujo Outu umbral B activa RED
también para el flujoIn
Out
In
AB
Medición
n Datagrama conformeu el datagrama
encuentra tantostokens como sutamaño
n Datagrama noconformeu al contrario
b
m
b’
1/r
¿?
b’ >= m
b’ < m
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Servicios Diferenciados en la Internet 17
Leaf routers
Clas. MF
EF
AF
Marc.EF
Marc.AFBE
sí
no
sí
Leaf router
Core routers
Clas. BA
EF
AF y BE
prioridad alta
prioridad baja
RIOEF AF BE
Corerouter
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Border routers
Clas. BA
EF
AF
Desmarc.AF
BEsí
no
sí
Borderrouter
Edge routers
Clas. BA
EF
AF
Desmarc.AF
BEsí
no
Edgerouter
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Servicios Diferenciados en la Internet 19
Asignación del Servicio
n Conceptou Aplicable en la red del cliente
u Cómo compartir el servicio especificado enel SLS
n Alternativasu Estación
u Bandwidth Broker (BB)
LR
ER1
red corporativa 1
1
23
45
BB
Asignación de recursos
n Conceptou Aplicable en la red del ISP
u Cómo configurar los border routers paramanejar el tráfico entrante
n Alternativasu distribuida
F border routers
u centralizadaF bandwidth broker
ER1
BR1 CR
BB2
BR2
ISP
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Servicios Diferenciados en la Internet 20
Ejemplo asignación A
LR
ER1
ER2BR1
BR2
CR
ISP
red corporativa 1
redcorporativa 2
Bandwidth Broker Servicio Assured, SLSestático, BB en red
corporativa
1
23
45
6 7
8
9
Ejemplo asignación B
LR
ER1
ER2BR1
BR2
CR
ISP
red corporativa 1
redcorporativa 2
BB1
BB2
BB3
Servicio Premium, SLSdinámico, BB en red
corporativa e ISP
1 3
4
2
5
66779
10
8
1112
13 14
15
16
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Servicios Diferenciados en la Internet 21
Internet2 Qbone
n Iniciativa Qbone (1998)u Internet2 QoS WG
u Testbed DiffServ inter-dominios
u ParticipantesF vBNS, Abilene, Esnet, NREN, etc.
u Arquitectura QboneF Servicio Premium, basado en EF PHB
F Despliegue progresivo de BB
http://www.internet2.edu/qbone
Cosas que recordar
n DiffServ se planteó en 1997 como unaalternativa a IntServ para proporcionar QoSen Internet
n DiffServ no trata flujos sino agregadosn DiffServ no proporciona una QoS
cuantitativa
n Los ISP y los fabricantes abogan por unadiferenciación al estilo DiffServ