Podejścia przepływowe wojcik/qos

Podejścia przepływowe http://kt.agh.edu.pl/ wojcik/qos dr inż. Robert Wójcik Katedra Telekomunikacji AGH 9 Grudnia 2014 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 1 / 76

Plan 1 IntServ, DiffServ, FAN - przypomnienie 2 Systematyka architektur QoS 3 Connectionless Approach 4 Dynamic Packet State 5 Caspian Networks / Anagran 6 Feedback and Distribution 7 Flow-based DiffServ 8 Flow-State-Aware Transport 9 Flow-Aggregate-Based Services 10 Podejścia przepływowe podsumowanie dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 2 / 76

IntServ Architektura usług zintegrowanych (Integrated Services): protokół sygnalizacyjny rezerwacja zasobów przed każdą transmisją jeśli udana: początek transmisji, jeśli nie: renegocjacja lub zaniechanie połączenia dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 4 / 76

DiffServ Architektura usług zróżnicowanych (Differentiated Services): oznaczenie pakietów na obrzeżach sieci każdy węzeł odczytuje numer klasy węzły wiedzą jak traktować każdą klasę dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 5 / 76

Flow-Aware Networking Architektura Flow-Aware Networking węzły działają autonomicznie każdy węzeł wykonuje pomiary łącz wyjściowych każdy węzeł utrzymuje listę połączeń chronionych każdy węzeł sam decyduje czy może przyjąć nowy przepływ przepływy są albo strumieniowe albo elastyczne w zależności od aktualnej szybkości nadawania dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 6 / 76

Zalety i wady IntServ: skalowalność: zła gwarancje: rzeczywiste DiffServ: skalowalność: dobra gwarancje: słabe stopień złożoności architektury: skomplikowana FAN: skalowalność: bardzo dobra sygnalizacja: brak różnicowanie usług: małe możliwości dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 7 / 76

QoS w Internecie Początek: TCP (1981) Mechanizmy klasowe: DiffServ (1994) Poniżej warstwy IP: ATM (1980-1996) MPLS (1996-2000) Sieci bezprzewodowe: WiFi, WiMAX, LTE Podejścia przepływowe: (1994+) IntServ Connectionless Appraoch Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Feedback and Distribution Flow-based DiffServ Flow-Aware Networking Flow-State-Aware Transport Flow-Aggregate-Based Services dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 9 / 76

Co to jest podejście przepływowe? Podejście przepływowe Architektura gwarantowania jakości obsługi (QoS), która za jednostkę różnicowania jakości przyjmuje przepływ. Przepływ Strumień pakietów związany z pojedynczą transmisją. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 10 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 11 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Integrated Services 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 12 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Integrated Services Conectionless Approach 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 13 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Dynamic Packet State Integrated Services Conectionless Approach 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 14 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Integrated Services Conectionless Approach 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 15 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Feedback & Distribution Integrated Services Conectionless Approach 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 16 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Feedback & Distribution Flow-Based DiffServ Integrated Services Conectionless Approach 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 17 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Feedback & Distribution Flow-Based DiffServ Flow-Aware Networking Integrated Services Conectionless Approach 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 18 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Feedback & Distribution Flow-Based DiffServ Flow-Aware Networking Flow-State-Aware Transport Integrated Services Conectionless Approach 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 19 / 76

Podejścia przepływowe Lata rozwoju Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Feedback & Distribution Flow-Based DiffServ Flow-Aware Networking Flow-State-Aware Transport Flow-Aggregate-Based Services Integrated Services Conectionless Approach 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 20 / 76

Connectionless Approach Literatura Nandy, B., Seddigh, N., Chapman, A., and Salim, J. H. 1998. A Connectionless Approach to Providing QoS in IP Networks. In IFIP Eighth Conference on High Performance Networking. Vienna, Austria. Chapman, A. and Kung, H. T. 1997. Automatic Quality of Service in IP Networks. In Proc. Canadian Conference on Broadband Research. Ottawa, Canada, 184 189. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 22 / 76

Connectionless Approach Cechy bazuje na IntServie, ale nie wymaga RSVP automatycznie wykrywa klasy usług detekcja polega na obserwowaniu: rozmiaru pakietów czasu napływania pakietów protokołu TCP, UDP dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 23 / 76

Connectionless Approach Klasyfikacja TCP UDP Interactive Głównie krótkie pakiety Low Latency Strumienie o niskiej przepływności jeśli przepływ ma za wiele dużych pakietów Bulk Transfer With Reserved Bandwidth Jakość chroniona przez blok kontroli dostępu jeśli przepływ nie jest przyjęty Bulk Transfer With Best Effort Pozostałe przepływy jeśli strumień przekracza próg Bulk Best Effort Strumienie powyżej progu szybkości jeśli strumień zostanie zidentyfikowany jako czasu rzeczywistego Real Time Przepływy zidentyfikowane jako przepływy czasu rzeczywistego dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 24 / 76

Dynamic Packet State (DPS) Literatura Stoica, I. 2000. Stateless Core: A Scalable Approach for Quality of Service in the Internet. Ph.D. thesis, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, USA. Stoica, I., Shenker, S., and Zhang, H. 1998. Core-stateless fair queueing: achieving approximately fair bandwidth allocations in high speed networks. SIGCOMM Comput. Commun. Rev. 28, 4, 118 130. Stoica, I. and Zhang, H. 1999. Providing guaranteed services without per flow management. In SIGCOMM 99: Proceedings of the conference on Applications, technologies, architectures, and protocols for computer communication. ACM, New York, NY, USA, 81 94. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 26 / 76

Dynamic Packet State (DPS) Cechy stworzony by wyeliminować wady IntServa i podobnych wprowadza tzw. stateless core (bezstanowy rdzeń sieci) tylko routery na brzegu dokonują analizy przepływów wyznaczone parametry wkładają w nagłówek pakietów routery rdzenia sieci odczytują nagłówki i ew., modyfikują je w ten sposób routery rdzenia nie muszą pamiętać stanu każdego połączenia do rezerwacji ścieżki można wykorzystać RSVP (już nie tak zasobochłonny jak w IntServie) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 27 / 76

Dynamic Packet State (DPS) Informacje o stanie informacje są umieszczane przez router brzegowy każdy router na trasie: odczytuje wartość modyfikuje swój stan (ogólny) jeśli trzeba, modyfikuje informacje w nagłówku i przesyła dalej router brzegowy końcowy usuwa informacje z nagłówka dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 28 / 76

Dynamic Packet State (DPS) Kolejkowanie kolejkowanie w DPS bazuje na algorytmie Jitter Virtual Clock (Jitter-VC) [Zhang, 1990] każdemu pakietowi nadajemy eligible time oraz deadline pakiety transmitujemy gdy czas systemowy > eligible time pakiety transmitujemy w kolejności najbliższy deadline pierwszy kolejkowanie w rdzeniu bazuje na algorytmie Core-Jitter-VC każdy pakiet niesie 3 informacje: 1 reserved rate (nie zmienia się) 2 slack variable (nie zmienia się) 3 ahead of schedule variable (może zmieniać się co skok) na podstawie tych informacji, każdy router jest w stanie wyliczyć eligible time oraz deadline dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 29 / 76

Caspian Networks / Anagran Literatura Roberts, L. 2007. Micro-Flow Management. Caspian Networks, INC, US patent application no. 2007/0115825 A1. Roberts, L. and Henderson, A. 2007. System, Method, and Computer Program Product for IP Flow Routing. Anagran, INC., US patent application no. 2007/0171825 A1. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 31 / 76

Lawrence Roberts: Lawrence Roberts me involved with puters? założyciel, ojciec Internetu szef zespołu, który stworzył Arpanet RPA (Advanced Director J.C.R. T in 1964. He conblem of connectnd building the t we could get at e computers. założyciel Telenetu (pierwszego na świecie dostawcy usług pakietowej transmisji danych) brał udział w tworzeniu ATMu szef Caspian Networks założyciel Anagran dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 32 / 76 a p e b p s

Caspian Networks / Anagran Założenia ogólne: wprowadza inteligencje do sieci używa protokołu sygnalizacji TIA 1039 monitoruje wszystkie przepływy potrafi analizować ruch i kształtować go odpowiednio do potrzeb dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 33 / 76

Informacje o przepływach utrzymujemy informacje o stanie każdego przepływu problem? standardowe rozwiązania (RSVP) działają programowo wydajność liczona w tysiącach przepływów na sekundę Anagran bazuje na podejściu sprzętowym wydajność liczona w milionach przepływów na sekundę procesory są szybkie a pamięć tania dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 34 / 76

Identyfikacja przepływów Przepływy mogą być identyfikowane za pomocą: nagłówka IP adresy numery portów identyfikator przepływu w IPv6 protokół pomiarów (np. pierwszego 1 MB danych) ilość przesłanych danych rozmiary pakietów szybkość transmisji itp. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 35 / 76

Proponowane klasy ruchu Available Rate (Caspian, Anagran) Maximum Rate (Caspian) Guaranteed Rate (Caspian, Anagran) dowolne modyfikacje powyższych (Caspian, Anagran) dowolne nowe (Anagran) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 36 / 76

Caspian Networks / Anagran Schemat ideowy systemu Ingres Micro-Flow Manager Network Trunk Line Interface Micro-Flow Recognizer Micro-Flow Classifier Policing Scheduler Memory Storage Block Table Flow Block Table Policy Table Layers Table Forwarding Table Routing Table Egress Micro-Flow Manager Network Trunk Line Interface QoS Scheduler Micro-Flow Recognizer dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 37 / 76

Easily installed next to any router wherever congestion may occur, the FR-1000 is a cost-effective drop-in solution that instantly eases congestion and injects new levels of dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 38 / 76 manages flows to alleviate congestion, increase link utilization, reduce delay, and provide guaranteed service quality in Router any IP network. FR-1000 The product dynamically partitions network http://www.anagran.com resources into virtual channels by traffic class to provide fine tuned end-to-end management of network traffic based on flows, tailored to the specific mix of applications running over the network at any given point in time.

Anagran FR-1000 The Anagran FR-1000 is the first networking product that manages flows to alleviate congestion, increase link utilization, reduce delay, and provide guaranteed service quality in any IP network. The product dynamically partitions network resources into virtual channels by traffic class to provide fine tuned end-to-end management of network traffic based on flows, tailored to the specific mix of applications running over the network at any given point in time. Router FR-1000 http://www.anagran.com Easily installed next to any router wherever congestion may occur, the FR-1000 is a cost-effective drop-in solution that instantly eases congestion and injects new levels of performance and class-based traffic management. By maintaining vital state information for every flow, the FR- 1000 enables economical delivery of quad-play traffic that is impervious to congestion, and full control of service quality and fairness for all users regardless of network traffic levels. Fast Flow Technology TM The FR 1000 features Anagran s unique Fast Flow Specyfikacja systemu: 96 Gbps per unit throughput capacity 120 Million PPS (100-byte size packets) wirespeed Flow Control: 4 Million flows per unit 4,096 levels of QoS Service Classes Non-blocking switch architecture Dual AC or DC power supplies for redundancy Side to side cooling 4 Slots per unit for Interface Modules Behavioral Traffic Control The FR-1000 instantly recognizes by type (e.g., video, voice, web applies appropriate fairness mea optimally controls that traffic by flo promote traffic from one class to a appropriately based on its behav Behavioral Traffic Control TM (B integrated grooming, fairness capacity, wire-speed traffic forwa Quality of Experience (QoE) for all FR-1000 Benefits Instant Network Congestio 1000 wherever network co relieves congestion to improv and service quality. Downstre High Quality of Experienc When loss-susceptible traff overload their capacity, pack jitter, and freeze-frame in a invokes call admission contro only; either the lowest priori sustained high quality voice periods of intense user deman Bulk Data and P2P Managem by service class with BTC t traffic like P2P to allow all se flourish even when network lin dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 39 / 76

Anagran FR-1000 Router FR-1000 The Anagran FR-1000 is the first networking product that manages flows to alleviate congestion, increase link utilization, reduce delay, and provide guaranteed service quality in any IP network. The product dynamically partitions network resources into virtual channels by traffic class to provide fine tuned end-to-end management of network traffic based on flows, tailored to the specific mix of applications running over the network at any given point in time. http://www.anagran.com Cechy związane z QoS: Easily installed next to any router wherever congestion may occur, the FR-1000 is a cost-effective drop-in solution that instantly eases congestion and injects new levels of performance and class-based traffic management. By maintaining vital state information for every flow, the FR- 1000 enables economical delivery of quad-play traffic that is impervious to congestion, and full control of service quality and fairness for all users regardless of network traffic levels. Fast Flow Technology TM The FR 1000 features Anagran s unique Fast Flow Wspiera klasy Available Rate (AR) i Fixed Rate (GR) Fast Flow Technology TM Intelligent Flow Discard TM Behavioral Traffic Control TM QoS Signaling Standard: TIA-1039 Behavioral Traffic Control TM The FR-1000 instantly recognizes by type (e.g., video, voice, web applies appropriate fairness mea optimally controls that traffic by flo promote traffic from one class to a appropriately based on its behav Behavioral Traffic Control TM (B integrated grooming, fairness capacity, wire-speed traffic forwa Quality of Experience (QoE) for all FR-1000 Benefits Instant Network Congestio 1000 wherever network co relieves congestion to improv and service quality. Downstre High Quality of Experienc When loss-susceptible traff overload their capacity, pack jitter, and freeze-frame in a invokes call admission contro only; either the lowest priori sustained high quality voice periods of intense user deman Bulk Data and P2P Managem by service class with BTC t traffic like P2P to allow all se flourish even when network lin dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 40 / 76

Feedback and Distribution Literatura Kuroda, R., Katsuki, M., Otaka, A., and Miki, N. 2003. Providing flow-based quality-of-service control in a large-scale network. In Communications, The 9th Asia-Pacific Conference on. Vol. 2. Penang, Malaysia, 740 744. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 42 / 76

Założenia ma nadawać się do dużych sieci pomiaru ruchu odbywają się na obrzeżach sieci rezultaty pomiarów wysyłane są do routerów rdzenia dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 43 / 76

Feedback and Distribution Schemat działania Sprzężenie (Feedback) Marker Serwer Profile meter Marker Internet Sieć dostępowa Rdzeń sieci dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 44 / 76

Feedback and Distribution Kolejkowanie Wysoki priorytet Niski priorytet Odrzucona UDP (wysoki priorytet) Wysoki priorytet (bez opóźnień) TCP (wysoki priorytet) Wysoki priorytet (bez opóźnień) UDP (niski priorytet) TCP (niski priorytet) Niski priorytet dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 45 / 76

Flow-based Differentiated Services Literatura Li, J.-S. and Mao, C.-S. 2004. Providing flow-based proportional differentiated services in class-based DiffServ routers. In Communications, IEE Proceedings-. Vol. 151. 82 88. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 47 / 76

Założenia bazuje na architekturze DiffServ dzieli ruch na klasy, ale zachowuje podejście przepływowe monitoruje liczbę aktywnych przepływów w każdej klasie dostraja algorytm kolejkowania (WFQ) do w.w pomiarów w ten sposób eliminuje jedną z głównych wad DiffServa dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 48 / 76

Flow-based DiffServ Model routera Estymator liczby przepływów N act,1 Zarządzanie kolejką Zarządzane buforem Dynamiczny przydział wag Pr. blokady Śr. długość w 1 w N Bufor klasy 1 Pakiet Klasyfikator WFQ Pr. blokady Bufor klasy N Śr. długość Zarządzane buforem Zarządzanie kolejką Estymator liczby przepływów N act,n dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 49 / 76

Flow-State-Aware Transport Literatura Adams, J., Joung, J., and Song, J. 2008. Requirements for the support of flow-state-aware transport technology in an NGN. ITU-T Recommendation Y.2121. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 51 / 76

Założenia ogólne różnicowanie jakości ma odbywać się na przepływach architektura QoS wewnątrz sieci ma bazować na DiffServie dobrze opisuje przepływy i klasy usług wprowadza sygnalizację i agregacje dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 52 / 76

Klasy usług Zdefiniowano 4 klasy usług: (tzw. Service Contexts) 1 Available Rate Service (ARS) wysyłamy żądanie maksymalnej osiągalnej przez nas przepływności routery na trasie mogą tą wartość zmniejszać ciągle dostajemy aktualizacje 2 Guaranteed Rate Service (GRS) wysyłamy żądanie określonego pasma routery odpowiadają (żądana lub mniejsza wartość) musimy zaakceptować odpowiedź przed transmisją gwarantowana przepływność nie zmienia się 3 Maximum Rate Service (MRS) podobne do GRS opcja natychmiastowej transmisji brak rezerwacji zasobów 4 Variable Rate Service (VRS) żądamy minimalnego pasma dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 53 / 76

Klasy usług Żądanie Odpowiedź ARS GRS MRS VRS Max. Potrzebna Maksymalna możliwa przepływnośność przepływ- przepływność Max. dostępna przepływność Gwarantowana przepływność Aktualnie dostępna Renegocjacje przepływność Start Po transmisji odpowiedzi Stat. gwa- Gwarantowana rantowana przepływność przepływność Brak Po potwierdzeniu Brak Natychmiast Minimalna potrzebna przepływność Żądanie zwiększenia pasma Po odpowiedzi dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 54 / 76

Sygnalizacja sygnalizacja w paśmie (in-band signaling) wiadomości sygnalizacyjne podróżują razem z pakietami danych zawsze tą samą trasą co dane sygnalizacja poza pasmem (out-of-band signaling) wiadomości sygnalizacyjne podróżują innymi strumieniami często innymi ścieżkami dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 55 / 76

Agregacja przepływów Mądra agregacja Agregat jest nowym przepływem, na który również nakładamy wymagania QoS Agregat pamięta wymagania każdego z przepływów Gdy jakiś przepływ przekracza swój kontrakt - może być usunięty z agregatu dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 56 / 76

Flow-Aggregate-Based Services Literatura Joung, J., Song, J., and Lee, S. S. 2008. Flow-Based QoS Management Architectures for the Next Generation Network. ETRI Journal 30, 238 248. dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 58 / 76

Założenia ogólne Ściśle bazuje na technologi Flow-State-Aware Transport Wprowadza Inter-Domain Flow Aggregation (IDFA) Endpoint Implicit Admission Control za pomocą DiffProbe dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 59 / 76

DiffProbe Węzeł 1 Węzeł 2 Węzeł 3 Węzeł 4 Ścieżka MPLS Pakiet o niskim priorytecie Pakiet o wysokim priorytecie Opóźnienie kolejkowania dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 60 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Integrated Services Ustala wymagania dynamicznie Stosuje RSVP do rezerwacji zasobów i zarządzania połączeniem Zalety i wady Rzeczywiste gwarancje (+) Słaba skalowalność (-) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 62 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Connectionless Approach Automatycznie wykrywa wymagania QoS na podstawie analizy ruchu Stosuje mechanizmy różnicowania proponowane przez IntServ Zalety i wady Brak sygnalizacji (+) Wrażliwość na oszustwa użytkowników (-) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 63 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Dynamic Packet State Wprowadza bezstanowy rdzeń sieci Wkłada informacje o stanie przepływu do nagłówków pakietów Zalety i wady Bezstanowy rdzeń sieci (+) Złożoność obliczeniowa (-) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 64 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Caspian Networks / Anagran Wprowadza inteligencję do sieci Automatycznie klasyfikuje przepływy do odpowiednich klas i traktuje je odpowiednio Zalety i wady Gotowy, działający produkt (+) Utrzymywanie stanu wszystkich połączeń (-) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 65 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Feedback and Distribution Mierzy ruch w sieci dostępowej Przekazuje wyniki pomiarów na drugą stronę sieci Zalety i wady Proste działanie rdzenia sieci (+) Sygnalizacja per-przepływ (-) Słabe możliwości różnicowania jakości (-) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 66 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Flow-Based Differentiated Services Dzieli przepływy na klasy Rezerwacje dla klas są dynamicznie zmieniane w zależności od liczby aktywnych przepływów w nich Zalety i wady Skalowalność DiffServ a (+) Różnicowanie jakości ograniczone do zdefiniowanych klas dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 67 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Flow-Aware Networking Nie potrzebuje sygnalizacji Wprowadza pomiarowy blok kontroli dostępu i sprawiedliwe kolejkowanie z priorytetami Zalety i wady Brak sygnalizacji (+) Słabe możliwości różnicowania jakości (-) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 68 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Flow-State-Aware Transport Używa agregacji ale zachowuje przepływowość Używa mechanizmów znanych z DiffServa w rdzeniu sieci Zalety i wady Dobre różnicowanie jakości (+) Złożona sygnalizacja (-) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 69 / 76

Podejścia przepływowe W 2 zdaniach Flow-Aggregate-Based Services Bazuje na Flow-State-Aware Transport Wprowadza międzydomenową agregację przepływów i kontrolę dostępu na brzegach Nadal zachowuje przepływowość Zalety i wady Dobre różnicowanie jakości (+) Złożona sygnalizacja (-) dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 70 / 76

Znaczenie architektury Integrated Services Connectionless Approach Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Feedback and Distribution Flow-Based DiffServ Flow-Aware Networking Flow-State-Aware Transport Flow-Aggregate-Based Services IETF RFC 2 publikacje Kilka dobrych publikacji Lawrence Roberts, zgłoszenia patentowe, żywy produkt 1 publikacja 1 publikacja oraz DiffServ Spora widoczność, dużo publikacji Rekomendacja ITU-T 1 publikacja + trwające prace dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 71 / 76

Definicja przepływu Integrated Services Pojedyncza aktywność Connectionless Approach 5-tuple Dynamic Packet State Pojedyncza aktywność Caspian Networks / Anagran 5-tuple Feedback and Distribution Pojedyncza aktywność Flow-Based DiffServ para S-D + pole DS Flow-Aware Networking 5-tuple Flow-State-Aware Transport 5-tuple + pole DS (lub etykieta MPLS) Flow-Aggregate-Based Services 5-tuple + pole DS (lub etykieta MPLS) 5-tuple: adres IP źródła i celu, numery portów źródła i celu oraz protokół warstwy transportowej dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 72 / 76

Zdefiniowane klasy usług Integrated Services GS, PS, BE Connectionless Approach TCP: Interactive, BWRB, BWBE, UDP: Low Latency, Real-Time, BBE Dynamic Packet State GS Caspian Networks / Anagran AR, MR, GR Feedback and Distribution Low-priority, High-priority Flow-Based DiffServ EF, AF, BE Flow-Aware Networking Streaming, Elastic Flow-State-Aware Transport ARS, GRS, MRS, VRS Flow-Aggregate-Based Services ARS, GRS, MRS, VRS GS: Guaranteed Service, PS: Predictive Service, BE: Best Effort, BWRB: Bulk With Reserved Bandwidth, BWBE: Bulk With Best Effort, BBE: Bulk Best Effort, AR: Available Rate, MR Maximum Rate, GR: Guaranteed Rate, EF: Expedited Forwarding, AF: Assured Forwarding, ARS: Available Rate Service, GRS: Guaranteed Rate Service, MRS Maximum Rate Service, VRS: Variable Rate Service dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 73 / 76

Sygnalizacja Integrated Services Connectionless Approach Dynamic Packet State Caspian Networks / Anagran Feedback and Distribution Flow-Based DiffServ Flow-Aware Networking Flow-State-Aware Transport Flow-Aggregate-Based Services RSVP Nie ma Wstawki do pakietów + RSVP Nie sprecyzowana / TIA-1039 Nie sprecyzowana pole DS Nie ma Dodatkowe informacje wysyłane razem ze strumieniem danych j.w. + DiffProbe dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 74 / 76

Subiektywna ocena Architektura Złożoność (dane) Złożoność (sygn.) Skalowalność Integrated Services Duża Duża B. słaba Connectionless Approach Średnia Brak Dobra Dynamic Packet State Duża Średnia Średnia Caspian Networks / Anagran Duża Średnia Słaba Feedback and Distribution Mała Średnia Średnia Flow-Based Differentiated Services Średnia Mała Dobra Flow-Aware Networking Mała Brak Dobra Flow-State-Aware Transport Średnia Duża Średnia Flow-Aggregate-Based Services Średnia Duża Średnia dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 75 / 76

Dziękuję za uwagę Podejścia przepływowe http://kt.agh.edu.pl/ wojcik/qos robert.wojcik@kt.agh.edu.pl dr inż. Robert Wójcik (KT AGH) Podejścia przepływowe 9 Grudnia 2014 76 / 76