Quality of Service. Standardy zapewniania jakosci uslug w sieciach komputerowych. Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

Transkrypt

1 Quality of Service Standardy zapewniania jakosci uslug w sieciach komputerowych Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

2 Plan wykladu Zmiany w Internecie Ethernet CoS & IP TOS Architektura IntServ Architektura Diffserv Istniejace implementacje mechanizmów zapewniania QoS Problemy integracji QoS Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

3 Zmiany w Internecie Zastosowania Rodzaj ruchu Pojemnosc laczy Zarzadzanie Wczoraj , WWW, FTP best effort do 155 Mb/s siecia Dzisiaj wideokonferencje, zdalne nauczanie, telewizja interaktywna gwarantowana jakosc uslugi Gb/s uslugami Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

4 Ethernet CoS & IP TOS Specyfikacja 802.1p definiuje trzy bity w naglówku ramki Ethernetu. Bity te ustalaja jeden z osmiu priorytetów i sa interpretowane przez przelaczniki sieci LAN w warstwie 2. Specyfikacja uslugi ToS protokolu IP pracuje podobnie, ale jest zaimplementowana w warstwie 3. Ustawia takze trzy bity w polu zlokalizowanym w naglówku IP. Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

5 Ethernet CoS & IP TOS Naglówek Ramka Ethernet (802.1p Class of Service) 3 bity pola CoS Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

6 Ethernet CoS & IP TOS Naglówek Ramka IP Type of Service priorytet (3 bity-8 klas) 8 bitów X X wiarygodnosc przesylu przepustowosc opóznienie Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

7 Architektura IntServ Uslugi zintegrowane rezerwacja zasobów w sieciach klasyfikatory kolejki mechanizmy rezerwacji statyczne dynamiczne (protokól RSVP) Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

8 Architektura IntServ cd. Zadanie transmisji z A do B (RSVP) Informacja o zamiarze wysylania danych B A reserve reserve reserve reserve Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

9 Architektura IntServ cd. mechanizmy obslugi Strumien pakietów Klasyfikator Aplikacja A Aplikacja N Kolejki pakietów 2Mb/s 2Mb/s 1Mb/s.. siec (10Mb/s) Modul obslugi kolejek Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

10 Architektura IntServ cd. Problemy zwiazane z IntServ duza liczba definiowanych przeplywów duze obciazenie wezlów sieci (osobno dla kazdego polaczenia) Rozwiazanie nieskalowalne Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

11 Architektura diffserv This architecture achieves scalability by implementing complex classification and conditioning functions only at network boundary nodes and by applying per-hop behaviors to aggregates of traffic which have been appropriately marked using the DS field in the IPv4 or IPv6 headers. Per-application flow or per-customer flow need not to be mantained within the core of the network RFC 2475 Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

12 Architektura diffserv cd. diffserv róznicowanie jakosci uslug Podstawowa zaleta diffserv w stosunku do dotychczas omawianych metod jest agregacja przeplywów. Zapewnianie jakosci uslug nie odbywa sie na poziomie pojedynczego polaczenia, lecz na poziomie pewnej klasy (grupy) polaczen Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

13 Architektura diffserv cd. Podstawowe elementy: per hop behavior - PHB domena diffserv mechanizmy obslugi pakietów koncepcja QBONE Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

14 Architektura diffserv - PHB Poniewaz diffserv bazuje na specjalnym oznakowaniu (kolorowaniu) pakietów, wazne jest okreslenie sposobu obslugi pakietów o danym priorytecie w wezle sieci PHB Pakiety w sieciach IP znakujemy uzywajac pola DSCP 6 bitów (dawniej TOS) pakietu IP Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

15 Architektura diffserv cd. Domena diffserv to taka domena sieciowa, której wszystkie wezly uzywaja jednakowej polityki do obslugi pakietów przez nia przechodzacych. Polityke taka definiuje sie poprzez odpowiedni zestaw PHB Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

16 Architektura diffserv cd. Klasyfikacja pakietu na wejsciu do domeny DS Ta sama polityka obslugi pakietów A klasa 1 klasa 2 PHB PHB Domena DS PHB PHB B Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

17 Architektura diffserv cd. Modul pomiarowy Klasyfikator Modul znakujacy Modul ksztaltujacy ruch Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

18 Istniejace implementacje mechanizmów zapewniania QoS ATM PVC oraz SVC Windows QoS (RSVP) Traffic Control oraz ALTQ ATM Tag Switching (MPLS) Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

19 ATM PVC PVC - Permanent Virtual Circuit SVC - Switched Virtual Channel Rózne kontrakty pracy kanalu wirtualnego CBR (constant bit rate) ABR(available bit rate) UBR (unspecified bit rate) VBR (variable bit rate) Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

20 Windows QoS (RSVP) Platforma Windows NT wspomaga zarzadzanie jakoscia uslug przy pomocy uslug zintegrowanych oraz protokolu RSVP. Rezerwacja pasma jest dokonywana w aplikacji - przed rozpoczeciem kazdej sesji komunikacyjnej Trwaja prace badawcze nad implementacja mechanizmów diffserv w Windows NT Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

21 Traffic Control oraz ALTQ Linux Traffic Control FreeBSD ALTQ (ALTernate Queuing) zestaw nowych funkcji ruterów, wykorzystujacy mechanizmy diffserv. pozwala na zastosowanie róznych algorytmów kolejkowania i kontroli ruchu do kazdej z klas Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

22 Algorytmy kolejkowania CBQ Class Based Queuing WFQ Weighted Fair Queuing (W)RED (Weighted) Random Early Detection ECN Explicit Congestion Notification Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

23 Algorytmy kolejkowania - CBQ Modul ksztaltujacy ruch sposób dzialania estymator pakiety klasyfikator klasa domyslna (15%) klasa 1 (30%) Algorytm obslugujacy (scheduler) wazony Round Robin klasa 2 (45%) odrzucanie Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

24 Przykladowa konfiguracja Polecenia konfigurujace urzadzenia interface eth0 bandwidth 100M cbq Polecenia ustawiajace filtry filter eth0 tcp_class filter eth0 tcp_class Polecenia ustawiajace obsluge strumieni class cbq eth0 cntl_class NULL pbandwidth 5 control class cbq eth0 root_class NULL pbandwidth 95 class cbq eth0 tcp_class root_class pbandwidth 65 default class cbq eth0 udp_class root_class borrow pbandwidth 35 Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

25 ATM Tag Switching Aktualnie: Tag Switching MPLS Implementacja diffserv na poziomie ATM priorytety komórek 4 klasy po 3 kategorie + 2 klasy specjalne algorytmy obslugi CBWFQ, WRED dodatkowe opcje i narzedzia Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

26 ATM Tag Switching Dostepne pasmo Klasa uprzywilejowana (Expedited Forwarding) Klasa domyslna (best-effort) Klasa srebrna: 4 podklasy 3 priorytety Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

27 Problemy integracji QoS Istnieje wiele czynników utrudniajacych zintegrowanie QoS mechanizmy komunikacji protokoly rezerwacji i sygnalizacji typy sieci dostawcy uslug Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

28 Koncepcja QBONE The goal of the QBone is to provide an interdomain testbed for differentiated services (DiffServ), where the engineering, behavior, and policy consequences of new IP services can be explored. QBone - an interdomain testbed for differentiated services (DiffServ) that seeks to provide the higher-education community with end-to-end services in support of emerging advanced networked applications. (QBone Architecture) Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

29 extra1 Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

30 extra2 Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS

31 extra3 Quality of Service - Michal Przybylski, PCSS