Administración de Ancho de Banda Mediante Router Cisco 3600

1. Administración de Ancho de Banda Mediante Router Cisco 3600 Patricio Denzer Denzer, Waldo López Rubio, Agustín J. González Departamento de ElectrónicaUniversidad Técnica Federico Santa María Valparaíso, Chile

2. Contenidos • Motivación • Objetivos • Elementos de Calidad de Servicio • Estructura de la solución • Resultados • Herramienta de administración remota • Conclusiones Electronic Engineering Department - UTFSM

3. Motivación • TCP/IP no ofrece calidad de servicio, todo el tráfico es tratado en igualdad de condiciones. • … pero esto constituye un problema cuando algunos usuarios ocupan tráfico en forma desmedida en desmedro de otros flujos de “importancia”. 3/4 BW contratado 1/4 Electronic Engineering Department - UTFSM

4. Motivación • Una solución simple es segmentar los grupos de usuarios asignando recursos en forma separada; por ejemplo, contratando servicios de red independientes. Alumnos Pregrado BW < BW1 Alumnos Postgrado BW < BW2 Profesores BW < BW3 Problema … BW no ocupado por una sub-red no puede ser usado por otra. Electronic Engineering Department - UTFSM

5. Objetivo 1 • Contratar ancho de banda común y asegurar disponibilidad mínima a cada grupo (de usuarios, servicios, etc). BW1 < BW_max < ∑ BWi BW2 < BW_max < ∑ BWi ∑ BWi BW3 < BW_max < ∑ BWi Electronic Engineering Department - UTFSM

6. Objetivo 2 • Desarrollar una herramienta de administración remota para el router Interfaz de administración Electronic Engineering Department - UTFSM

7. Elementos de Calidad de Servicio • Es la posibilidad de asegurar tasa de datos (BW), retardo, variaciones de retardo, tasa de pérdidas según lo acordado. • Nos focalizamos en garantizar ancho de banda. Electronic Engineering Department - UTFSM

8. Soluciones de Calidad de Servicio • Software sobre plataformas de propósito general. • FreeBSD, OpenBSD, NetBSD. • Nuevos Kernels de Linux, herramientas QoS. • Windows 2000 Server. • Equipos dedicados. • Switch capa 3 y 4. • Routers. Cisco 3600 Electronic Engineering Department - UTFSM

9. Conceptos de QoS en Cisco IOS • Clasificación • Monitoreo de tráfico • Control/Evasión de Congestión • Limitación de Tráfico Electronic Engineering Department - UTFSM

10. Sin Congestión Congestión Moderada Congestión Fuerte Sin Congestión Congestión Moderada Congestión Fuerte Tiempo de Servicio Rendimiento Carga QoS inútil QoS útil y viable QoS inviable QoS inútil QoS útil y viable QoS inviable Por efecto de retransmisiones ¿Cuándo utilizar las Herramientas de QoS? Electronic Engineering Department - UTFSM

11. Congestión • Cuando la tasa de arribo supera la tasa de envío. • Las colas se llenan y se procede a descartar paquetes • El router maneja distintas colas y las atiende según el mecanismo que se haya configurado FIFO PQ: Priority Queueing CQ: Custim Queueing WFQ: Weighted Fair Queueing CBWFQ: Class Based WFQ Electronic Engineering Department - UTFSM

12. Estructura de la solución: Traffic Shaping & Administración de BW • La red LAN tiene enlaces de alta capacidad, luego la congestión se presenta en el proveedor de servicios y no es directamente administrable por el router 100Mbps Proveedor restringiendo a BW contratado Colas/descarte 100Mbps Electronic Engineering Department - UTFSM

13. Estructura de la solución: Traffic Shaping & Administración de BW • Luego vía traffic shaping restringimos los canales de salida del router al tráfico contratado para mover el punto de congestión bajo nuestra administración Electronic Engineering Department - UTFSM

14. Estructura de la solución: Traffic Shaping & Administración de BW • La administración dinámica de Bw mediante Cisco IOS se hizo en 2 partes: • Limitación de Tráfico, mediante Traffic Shaping. • Establecimiento de los niveles mínimos de tráfico mediante las técnicas de control de congestión. Electronic Engineering Department - UTFSM

15. 10 Kbps 30 Kbps 20 Kbps Diseño e Implementacióndel Entorno de Trabajo Electronic Engineering Department - UTFSM

16. Clase 1 Clase 2 Tiempo [s] Host 1 Host 2 Host 3 0 - 300 x 300 - 600 x x 600 - 900 x x x 10 Kbps 900 - 1200 x x 1200 - 1500 x 1500 - 1800 x x 1800 - 2100 x 30 Kbps 2100 - 2400 x x x 2400 - 2700 20 Kbps Resultados: Escenario de carga Electronic Engineering Department - UTFSM

17. Resultados Electronic Engineering Department - UTFSM

18. Resultados Electronic Engineering Department - UTFSM

19. Herramienta de Administración remota • Problema: • Proceso de configuración complejo: Definir ACL’s, Clases, Policy-Map’s etc. dificulta la realización de pruebas y comparación de varios esquemas. • Muchos comandos propietarios de Cisco para implementar QoS en el Router. • Se dispone de acceso vía http (no seguro), vía Serial y Telnet. Electronic Engineering Department - UTFSM

20. Herramienta de Administración remota • Solución: • Se opta por desarrollar una aplicación cliente/servidor con comunicación segura. • Se utiliza lenguaje Java para facilitar la portabilidad de la aplicación. Electronic Engineering Department - UTFSM

21. Interfaz remota en Java Electronic Engineering Department - UTFSM

22. Conclusiones • Es común encontrar una sub-utilización de los recursos por falta de administración de las redes. • Las herramientas de QoS de Cisco operan eficientemente en la práctica. • La administración de BW permite disminuir costos. • Se logró mejorar el servicio a los usuarios. • Es necesario estudiar el rendimiento del router administrando BW en una situación de alta carga. Electronic Engineering Department - UTFSM