Arquitecturas Q o S

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 bsicos de la Arquitecturau Escenario de provisin

n Asignacin del Servicio y de los Recursosu Ejemplos de asignacin

n Iniciativa Qbone



Objetivo DiffServ

n Tratamientodiferenciado del trficoen Internetu segn aplicacionesu segn 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



Concepto DiffServ

n Es esencialmente un esquema deprioridades relativasu Ofrece QoS relativa a agregados

n Suposicinu El trfico dominante en Internet continuar

siendo best-effort

Concepto DiffServ

n Smil clases de servicio

TURISTA



Concepto DiffServ

n Smil DiffServ: Facturacin 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 implementacin propietaria

RFC 791




n Internet de Servicios Integrados:IntServ/RSVPu Ofrecer QoS cuantitativa a un flow

F Parmetros de trfico

F Parmetros de QoS

u Los routers aceptan/rechazan las reservaspara un flow

F Protocolo RSVP

RFC 2205RFC 2211RFC 2212


n Smil IntServ: Asientos avin

TURISTA




n Internet de Servicios Integrados:IntServ/RSVPu Inconvenientes

F Falta de escalabilidad en core routersF Requerimientos funcionales altos en todos

los routers

F Implantacin global para ofrecer guaranteedservice

Requisitos DiffServ

n Implantacin progresiva y retrocompatible

n Poca carga en core routersn Diferenciacin trfico

n Diferenciacin usuarios



Arquitectura DiffServ

n Elementos bsicos de la arquitecturau Campo Differentiated Services

u Comportamientos PHB

u Escenario de provisinF Ejemplo de provisin

n Asignacin del Servicio y de los Recursos

Arquitectura DiffServ

CampoDifferentiatedServices Comportamientos

PHB



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 bitsms 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 patrn de trficoacordado



Per-Hop Behavior (PHB)

n Conceptou Cada router otorga un tratamiento

diferenciado a cada datagrama en funcindel 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



Expedited Forwarding (EF)

n Valor DSCPu igual a 101110

n Caractersticasu El trfico EF experimenta valores bajos de:

F prdida, retardo y jitter

n Mecanismosu No se generen colas de tamao 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 Trfico

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



Assured Forwarding (AF)

n Valor DSCPu define 4 clases AF (cccxxx) y dentro de cada clase,

F 3 niveles de prioridad ante prdidas (xxxppp), queforman un grupo

n Caractersticasu El trfico AF experimenta valores bajos de prdida

n Mecanismosu Preferentemente descartar datagramas con valor

alto de prioridadF Cada router reserva una cantidad mnima de recursos

para cada clase AF

n Servicio Assured

RFC 2597

Servicios

n Assuredu Trfico

F no supera un determinado perfil

u Mecanismo de redF no descarta sus datagramas en los routers

u QoSF mejor fiabilidad que best-effort



Escenario de provisin

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 trfico permitido en cada clase

u TiposF estticos

F dinmicos

Escenario de provisin

Leaf router

Edge router

Edge router

Border router

Border router

Corerouter

ISP

red corporativa 1

redcorporativa 2



Leaf routers

n Clasificador MF (Multi-field)u Selecciona en funcin 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

funcin del campoDSfield

n Gestor de memoria(Buffer management)u Asigna buffers

n Planificador(Scheduling)u Disciplina de servicio

Corerouter

Clasif.BA

Planif.



Border routers

n Clasificador BA

n Medidor

n Marcador

n Dropper (policing)u Descarta datagramas

no conformes


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


Edgerouter

Clasif. BA

Med. 1

Med. 2

Marc .

Planif.Conform.



Ejemplo Provisin

n Servicios y PHBu Premium

F EF PHB

u AssuredF AF PHB: una clase y una prioridad

u Best-effortF Default

Planificacin

n FCFS con prioridadesu Dos colas

F Cola alta prioridad se sirve segn FCFS (First-Come First-Served)

F Cola baja prioridad slo se sirve cuando no hay datagramas de alta

prioridad en espera

se sirve segn FCFS



Gestin 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

tambin para el flujoIn

Out

In

AB

Medicin

n Datagrama conformeu el datagrama

encuentra tantostokens como sutamao

n Datagrama noconformeu al contrario

b

m

b

1/r

?

b >= m

b < m



Leaf routers

Clas. MF

EF

AF

Marc.EF

Marc.AFBE

s

no

s

Leaf router

Core routers

Clas. BA

EF

AF y BE

prioridad alta

prioridad baja

RIOEF AF BE

Corerouter



Border routers

Clas. BA

EF

AF

Desmarc.AF

BEs

no

s

Borderrouter

Edge routers

Clas. BA

EF

AF

Desmarc.AF

BEs

no

Edgerouter



Asignacin del Servicio

n Conceptou Aplicable en la red del cliente

u Cmo compartir el servicio especificado enel SLS

n Alternativasu Estacin

u Bandwidth Broker (BB)

LR

ER1

red corporativa 1

1

23

45

BB

Asignacin de recursos

n Conceptou Aplicable en la red del ISP

u Cmo configurar los border routers paramanejar el trfico entrante

n Alternativasu distribuida

F border routers

u centralizadaF bandwidth broker

ER1

BR1 CR

BB2

BR2

ISP



Ejemplo asignacin A

LR

ER1

ER2BR1

BR2

CR

ISP

red corporativa 1

redcorporativa 2

Bandwidth Broker Servicio Assured, SLSesttico, BB en red

corporativa

1

23

45

6 7

8

9

Ejemplo asignacin B

LR

ER1

ER2BR1

BR2

CR

ISP

red corporativa 1

redcorporativa 2

BB1

BB2

BB3

Servicio Premium, SLSdinmico, BB en red

corporativa e ISP

1 3

4

2

5

66779

10

8

1112

13 14

15

16



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 plante 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 unadiferenciacin al estilo DiffServ

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