Capítulo 5. Nuevos Modelos de Internet. Servicios Diferenciados: Diffserv

1. Capítulo 5.Nuevos Modelos de Internet.Servicios Diferenciados: Diffserv

2. Intenta evitar los problemas de escalabilidad que plantea IntServ/RSVP. Otra concepción de Calidad de servicio. Clase de Servicio. Se basa en el marcado de paquetes únicamente. No hay reserva de recursos por flujo, no hay protocolo de señalización, no hay información de estado en los routers. Las garantías de calidad de servicio no son tan severas como en IntServ pero en muchos casos se consideran suficientes. Concepción: distintas regiones diffserv: boundary router o edge router DiffServ Introducción

3. En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categorías (según el tipo de servicio solicitado). A cada categoría le corresponde un SLA (Service Level Agreement). Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoría que deseen. Los routers tratan cada paquete según su categoría (que viene marcada en la cabecera del paquete). El Policy Control/Admission Control sólo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autónomos). Servicios Diferenciados

4. La información se puede resumir fácilmente ya que todos los flujos quedan clasificados en alguna de las categorías existentes. El número de categorías posibles es limitado e independiente del número de flujos o usuarios; por tanto la complejidad es constante, no proporcional al número de usuarios (decimos que la arquitectura es ‘escalable’, o que ‘escala bien’). La información de QoS no está en los routers sino que cabalga ‘montada’ en los datagramas. Servicios Diferenciados

5. Región Diffserv Servicios Diferenciados • Marcación de una etiqueta identificativa. • Los paquetes son tratado de forma distinta dependiendo la etiqueta. Router estandard Edge – Clasifica, marca paquetes Core – Clasifica e implementa PHB

6. Cabecera IPv4 antes de DiffServ Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474, 12/1998)

7. Precedencia: prioridad (ocho niveles) D,T,R,C: flags para indicar la ruta que se quiere utilizar: D: Delay (mínimo retardo) T: Throughput (máximo rendimiento) R: Reliability (máxima fiabilidad) C: Cost (mínimo costo) X: bit reservado Campo TOS (obsoleto) Campo TOS X Precedencia D T R C

8. DSCP: Differentiated Services CodePoint. Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers CU: Currently Unused (reservado). Este campo se utiliza actualmente para control de congestión Campo DS (RFC 2474) DSCP CU Campo DS

9. El campo DS, con igual longitud y formato que en IPv4, se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo ‘etiqueta de flujo’ que se reduce de 24 a 20 bits. Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se había utilizado. Campo DS en IPv6

10. Actualmente existen 3 tipos de servicio para ser usados dentro de una red de servicios diferenciados: Tránsito asegurado (Assured forwarding) Tránsito expedito (Expedited forwarding) Best effort Tipos de Servicio

11. Tipos de Servicio (II)

12. Servicio EF (Expedited Forwarding, RFC2598) • Es el que da más seguridad (‘virtual leased line’). • Ofrece un SLA (Service Level Agreement) que garantiza: • Un caudal mínimo • Una tasa máxima de pérdida de paquetes • Un retardo máximo • Un jitter máximo • La finalidad de este PHB es la de proveer enlaces de alta calidad, con respecto a retardo y pérdidas. EF puede ser utilizado para proveer enlaces que simulen enlaces dedicados, con bajos retardos y bajas variaciones en el ancho de banda • El valor DSCP es “101110”

13. Servicio AF (Assured Forwarding, RFC2597) • Asegura un trato preferente, pero no garantiza caudales, retardos, etc. • Se definen cuatro clases, pudiéndose asignar una cantidad de recursos (ancho de banda y espacio en buffers) diferente a cada una. • En cada clase se definen tres categorías de descarte de paquetes (alta, media y baja). • DSCP: ‘cccdd0’ (ccc = clase, dd = descarte)

14. Codepoints del Servicio AF (RFC2597) Menor probabilidad de descarte Mayor probabilidad de descarte Mayor prioridad Menor prioridad

15. En el servicio AF el usuario puede contratar con el ISP un caudal para una clase determinada. El ISP puede aplicar ‘traffic policing’ sobre el tráfico del usuario y si se excede jugar con los bits de precedencia de descarte, usándolos de forma parecida al bit DE de Frame Relay o al CLP de ATM. En DiffServ se pueden fijar tres categorías, en función de lo ‘gorda’ que sea la infracción. Traffic Policing en Servicio AF

16. Las clases 111 y 110 están reservadas para paquetes de control de la red y protocolos de routing El DSCP ‘000000’ es por defecto el servicio Best Effort sin prioridad. Otros DSCP de la clase 000 pueden usarse para servicios Best Effort con prioridad. Otros ‘codepoints’

17. Valores de ‘codepoint’, campo DSCP

18. Implementación de DiffServ en los routers Identificar y separar tráfico en las diferentes clases Descartar tráfico que se comporta mal para garantizar la integridad de la red Marcar tráfico, si es necesario. Asigna al DSCP el valor que corresponde Priorizar, proteger y aislar tráfico Controlar ráfagas y conformar tráfico

19. Encolamiento de paquetes en los routers Cola ‘Expedited’ Cola ‘Assured 4’ PQ Cola ‘Assured 3’ WFQ Línea de salida Cola ‘Assured 2’ FWFQ Cola ‘Assured 1’ Cola ‘Best Effort’

20. Arquitectura DiffServ • La información necesaria para aplicar el Policy Control y Administrative Control es mantenida para toda la red por un elemento denominado el Bandwidth Broker (BB). • El BB es el encargado de realizar todos los controles administrativos y gestionar los recursos de red disponibles. El BB puede intercambiar información con otros BB de otras redes. • Los ISPs pueden acordar políticas de intercambio mutuo.

21. Arquitectura DiffServ (II) Bandwidth Brokers (control de admisión, gestionar recursos de red, configurar routers periféricos y fronterizos) Origen Destino BB BB AS ISP 1 AS ISP 2 Routers ‘core’ Routers ‘core’ Router fronterizo entrante (classificar, controlar, marcar aggregados) Router fronterizo saliente(conformar agregados) Router periférico (controlar, marcar flujos) Controlar = traffic policing conformar = traffic shaping

22. IntServ fue desarrollado con anterioridad a DiffServ. Sin embargo DiffServ se ha extendido más que IntServ DiffServ permite agregar flujos, el modelo es escalable. Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ, pero no de IntServ. Actualmente muchos ISP implementan DiffServ. Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2) utiliza el modelo DiffServ. IntServ vs DiffServ

23. RSVP/IntServ vs DiffServ RSVP/IntServ • Información por flujo en cada router • Problemas de escalabilidad • Énfasis en multicast DiffServ BB BB • Cada red tiene un BB que gestiona sus recursos • Recursos controlados en punto de acceso • Paquetes clasificados por categorías • Enfocado a tráfico agregado, no a flujos

24. Integración RSVP-DiffServ Los “Border Routers” implementa clasificación por flujo, marcado, conformación de tráfico… El dominio DiffServ mapea los flujos en clases DS DiffServ Region La señalización RSVPes propagada end-to-end y de forma transparente por la nube diffserv Los dominios IntServ contienen flujos garantizados o de carga controlada (control load)

25. Combinación de RSVP y DiffServ RSVP RSVP DiffServ RSVP RSVP • En la periferia de la red el uso de RSVP no plantea problemas y puede ser necesaria la reserva estricta de recursos. • En este caso el router que conecta con el core ‘traducirá’ la petición al servicio DiffServ más parecido.

26. Fácil implementación Primera aproximación de QoS Reserva de recursos a tráfico “agregado” y no a flujos individuales Garantía por provisión y priorización y no por reserva de recursos por flujo El control se realiza en los routers frontera, y la transmisión se realiza por clase en el núcleo de la red Clases identificadas por marcas en los paquetes Asignación de la marca a la entrada de la red, en función de un contrato de tráfico y la descripción estadística del tráfico Es escalable y fácil interconexión de dominios de distintos ISPs Se obtiene una valoración global de la calidad (estadísticas), mantenimiento del SLA del usuario Conclusiones Diffserv

27. RFC 2430 (10/1998): A Provider Architecture for DiffServ and Traffic Eng. RFC 2474 (12/1998): Definition of the DS field in the IPv4 and IPv6 Headers RFC 2475 (12/1998): An Architecture for Differentiated Service RFC 2597 (6/1999): Servicio Expedited Forwarding RFC 2598 (6/1999): Servicio Assured Forwarding RFC 2638 (7/1999): A Two-bit DiffServ Architecture for the Internet RFC 2963 (10/2000): A Rate Adaptive Shaper for Differentiated Services RFC 2983 (10/2000) Differentiated Services and Tunnels RFC 3086 (4/2001): Def. of DiffServ Per Domain Behaviors & Rules for Spec RFC 3270 (5/2002): MPLS Support of DiffServ RFC 3287 (7/2002): Remote Monitoring MIB Extensions for DiffServ RFC 3289 (5/2002): Management Information Base for the DiffServ Architect RFCs Modelo Diffserv