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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 2
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 3
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 4
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 5
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 6
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 7
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 8
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 9
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 10
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 11
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 12
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 13
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.
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
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.
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 15
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 16
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
Servicios Diferenciados en la Internet 18
Border routers
Clas. BA
EF
AF
Desmarc.AF
BEsí
no
sí
Borderrouter
Edge routers
Clas. BA
EF
AF
Desmarc.AF
BEsí
no
Edgerouter
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
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
Internet de Banda Ancha, asignatura distribuida (UPC, UPV, UC3M, UPM) Febrero-Junio 2001
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 agregados
n DiffServ no proporciona una QoScuantitativa
n Los ISP y los fabricantes abogan por unadiferenciación al estilo DiffServ