QoS w sieciach IP Parametry QoS ( Quality of Services) Niezawodność Opóźnienie Fluktuacja ( jitter) Przepustowość ( pasmo) Przeciążenie Overbooking, Kolejki i zrzuty obciążenia Losowe lub według oznaczeń mleko wino czyli starsze młodsze Kształtowanie ruchu buforowanie Algorytmy: RED Random Early Detection Algorytm cieknącego wiadra, Algorytm wiadra żetonów Równomierne, klasowe, karuzelowe (round robin) lub ważone równomierne (sprawiedliwe) kolejkowanie Protokoły: RSVP (protokół Integrated Services), DS, MPLS
RSVP-The ReSerVation Protocol (a) Sieć (b) The multicast spanning tree for host 1. (c) The multicast spanning tree for host 2.
RSVP-The ReSerVation Protocol (a) Host 3 requests a channel to host 1. (b) Host 3 then requests a second channel, to host 2. (c) Host 5 requests a channel to host 1.
Usługi zróznicowane ( DS) DS Field vs IPv4 Type of Service
Konfiguracja DS (Differentiated Services)
Działanie DS W ramach domeny DS jednakowa interpretacja klasy Rutery brzegowe Klasyfikator segregacja i nadanie numeru klasy Typ pakietu ew. TOS/Precedence od użytkownika Miernik sprawdzenie zgodności z profilem Marker zmiana klasy Przejścia międzydomenowe lub naruszenia profilu Kształtownik ruchu/ Dropper nadzór przepływu, odrzucenia zgodnie z profilem Ruter wewnętrzny Klasyfikator Zarządzanie kolejkami PHB (Per Hop Behaviour)
DS Traffic Conditioner
Zapewnienie PHB Użytkownik wybiera sobie klasę usług Dane od użytkownika są monitorowane na ruterze brzegowym Przekraczają parametry profilu (out) Nie przekraczają parametrów profilu (in) Wewnątrz sieci dane są traktowane jako jednolity strumień danych Jedyna różnica in czy out Pojawia się zator pakiety out są odrzucane Dla użytkowników różnica polega tylko na innym udziale przechodzących pakietów in
Usługi DS Assured services (przekazywanie gwarantowane) Premium services (przekazywanie ekspresowe) Expedited forwarding Współdzielenie pasma przez AS i PS Stałe (np. PS/AS 20%) Pakiety przekraczające kontrakt na wejściu domeny DS. są odrzucane WFQ (ważone równomierne kolejkowanie) pomiędzy PS i AS PHB (Per Hop Behaviour) - Assured Forwarding Cztery klasy usług W ramach klasy oznaczenie wartości priorytetów pakietów (odrzucenie)
Assured Forwarding Pewne przekazywanie Przykładowa implementacja pewnego przekazywania
Codepoints for AF PHB
DS Usługi premium (EF) Dla aplikacji wymagających małych opóźnień i małych nierównomierności opóźnień Ruch naruszający kontrakt jest odrzucany Kolejki związane z tego typu ruchem powinny być w zasadzie puste Zapewnia małe opóźnienia i jitter Nie ma absolutnej gwarancji zapewnienia QoS
Expedited Forwarding Przyśpieszone przekazywanie Praktycznie ruch bezzatorowy dla pakietów EF
Operacje MPLS (MultiProtocol Label Switching) LSR (Label switched routers) zdolne do przełączania i trasowania pakietów na podstawie etykiet dołączonych do datagramów IP Etykiety określają przepływ pakietów między punktami końcowymi (brzegami sieci MPLS) lub odbiorców multicastowych Każdy przepływ (forward equivalence class FEC) ma określoną specyficzną ścieżkę poprzez rutery LSR Protokół połączeniowy (VC) Każdy FEC ma wymagania QoS Nagłówek IP nie jest sprawdzany Przekazywanie (trasowanie VC) oparte jest na wartości etykiety
Diagram operacji MPLS
Faza - Setup Labelled switched path (LSP) oznaczona ścieżka jest ustanawiana przed trasowaniem i dostarczaniem pakietów Parametry QoS są ustalane wzdłuż scieżki LSP Rezerwacja zasobów Polityka kolejkowania i odrzucania w ruterach LSR Protokoły wewnętrzne rutingu modyfikowany OSPF Przydzielenie Etykiet (Labels) Lokalne znaczenie etykiet Stąd stosowanie stosu etykiet Ręczne lub przy użyciu LDP (Label distribution protocol), też wersje RSVP
Operacje na pakietach Pakiety wchodzą do domeny MPLS przez brzegowe rutery LSR Określenie QoS LSR przypisuje pakiet do klasy FEC i dalej LSP FEC determined by parameters, e.g. Source/destination IP address or network IP address Port numbers IP protocol id Differentiated services codepoint IPv6 flow label Pakiety między tymi samymi punktami końcowymi mogą należeć do różnych FEC (QoS) Kooperacja do ustanowienia nowej ścieżki LSP (Label Switched Path) Dołączenie etykiety Przekazanie pakietu Zależne od zdefiniowanej tablicy ( dla danego FEC) Mapowanie etykiet do następnego skoku W ramach domeny ruter LSR otrzymuje pakiet Usuwa wchodzącą etykietę, dołącza wychodzącą i przekazuje dalej Wyjściowy ruter brzegowy usuwa etykietę Dalej odczytuje nagłówek IP i przekazuje datagram IP
Przekazywanie pakietów MPLS
Stos Etykiet (Label Stacking) Pakiety mogą mieć kilka etykiet Stos LIFO (Last Input First Output) Przetwarzanie oparte na ostatniej etykiecie Rutery LSR mogą dokładać etykiety Nieograniczone poziomy Pozwala na agregowanie ścieżek LSP w jedną nadrzędną ścieżkę dla części trasy Analogia do wirtualnych kanałów i ścieżek w sieciach ATM Np. agregacja całego ruchu oddziału firmy w jedną ścieżkę LSP dla realizacji VPN opartego o sieć IP Redukuje rozmiary tablic LSP (FEC)
Format Etykiety (Label Format Diagram) Wartość Etykiety 20 bitów o znaczeniu lokalnym ( domena MPLS) 3 bity zarezerwowane dla użytku eksperymentalnego Bit stosu: 1 dla najstarszego wpisu, zero pozostałe Time to live (TTL): licznik skoków lub wartość TTL Potrzebny do wsparcia TTL, bo nagłówek IP nie jest czytany Wartość TTL ustawiona zgodnie z nagłówkiem IP na wejściu do domeny MPLS TTL zmniejszany w wewnętrznych ruterach LSR Gdy TTL=0, odrzucenie pakietu i normalne prztwarzanie IP ( ICMP) Na wyjściu z domeny zmnieszony TTL jest umeiszczany w nagłówku IP i datagram jest dalej przekazywany
Stos nagłówków MPLS