Control de Admisión en Redes IP

1. Control de Admisión en Redes IP Asignatura: Redes de Alta Velocidad Profesora: Marta Barría Expone: José Miguel Pérez

2. Introducción • Las redes IP tradicionalmente solo soportan servicios de mejor esfuerzo (BE), por lo que servicios con distintas necesidades de QoS son igualmente tratados por la red. • En el ultimo tiempo se han desarrollado investigaciones para dar QoS en redes IP, lo que incluye el “Control de Admisión”. Redes de Alta Velocidad

3. Definición • Un esquema de control de admisión se basa en tener conocimiento sobre la capacidad total del sistema y las cargas generadas por las aplicaciones. • Regula el acceso a los recursos para evitar la sobrecarga y así no deteriorar el servicio a las conexiones ya establecidas. • Es un componente de control de tráfico por lo que ayuda a prevenir la congestión en la red. Redes de Alta Velocidad

4. Clases de Servicio • Dentro de los desarrollos para dar calidad de servicio, existen dos enfoques propuestos por IETF (Internet Engineering Task Force) que son: 1. Servicios Integrados (IntServ) 2. Servicios Diferenciados (DiffServ) Redes de Alta Velocidad

5. Control de Admisión en IntServ • Es una arquitectura para proveer QoS en redes IP en sesiones de aplicaciones individuales. • IntServ se basa en la reserva de recursos utilizando RSVP (protocolo de reserva de recursos) para flujos individuales desde el origen hasta el destino, realizando control de admisión en cada router. • Establece un circuito virtual de principio a fin, donde en una fase inicial se reservan los recursos. Redes de Alta Velocidad

6. Control de Admisión en IntServ • En la reservación de recursos los routers deben mantener la información de los estados de los recursos en la red, para responder a una nueva conexión en base a esa información. • Se basa en dos tipos de mensajes PATH, que informa acerca de las características de los flujos enviados, y RESV que realiza la reserva de los recursos. Redes de Alta Velocidad

7. Control de Admisión en IntServ • El control de admisión requiere un mecanismo de señalización para llevar a cabo la solicitud en todos los routers. • Cuando se solicita un flujo con un a determinada QoS, el protocolo de reserva invoca control de admisión en cada nodo. • Con esto determina en base al nivel de entrega en curso y/o la carga de la red, si los recursos están disponibles con la QoS solicitada para un determinado camino. Redes de Alta Velocidad

8. PATH RSVP RESV Control de Admisión en IntServ Redes de Alta Velocidad

9. Control de Admisión en IntServ MBAC (Measurement Based Admision Control) • Es una alternativa el control de admisión basada en parámetros, la que realiza las decisiones admisión basado en estimaciones de parámetros de tráfico. • Se divide en procedimiento de medición para estimar la carga actual de la red, y un algoritmo que utiliza la estimación de la carga de la red para realizar las decisiones de admisión. Redes de Alta Velocidad

10. Control de Admisión en DiffServ • Se basa en marcado y policiamiento de los paquetes en los routers de acceso o finales y en el establecimiento de deferentes PHB en los routers que están en el centro de la red. • La idea es concentrar las decisiones de control de admisión y administrar los recursos en un solo punto de la red (routers de borde) y así evitar los problemas de escalabilidad que presenta IntServ. Redes de Alta Velocidad

11. Control de Admisión en DiffServ • Dentro de la arquitectura de servicios diferenciados, se han incorporado elementos que permiten reservar recursos, tales como la utilización de un Bandwidth Broker (BB) o control de admisión fin a fin. Redes de Alta Velocidad

12. Control de Admisión en DiffServ • DiffServ no ofrece QoS a nivel de flujos individuales, sino de clases de servicios diferenciados. • La administración interna de los recursos de un dominio de servicios diferenciados y la negociación de servicios entre dominios es realizada por un BB. Redes de Alta Velocidad

13. Control de Admisión en DiffServ Básicamente realiza • Control de admisión para limitar el número de conexiones, basado en los recursos de la red. • Asignación de recursos dentro del dominio para soportar QoS ofrecida a los usuarios. • Automatiza las negociaciones de acuerdo de servicios (SLA) entre distintos dominios. Redes de Alta Velocidad

14. Control de Admisión en DiffServ • Algunos protocolos como RSVP o LDAP son utilizados por el BB para establecer la configuración, marcado de paquetes o establecimiento de reglas del router de borde. Redes de Alta Velocidad

15. Control de Admisión en DiffServ Control Fin a Fin • Antes de establecer una nueva conexión el emisor envía un flujo de paquetes a la ruta solicitada, con las mismas características del tráfico del flujo solicitante. • El receptor mide algunos parámetros como la tasa de perdidas de paquetes o el retardo, verificando el estado de congestión de la red. Redes de Alta Velocidad

16. Control de Admisión en DiffServ Pasos • Se comienza trasmitiendo un flujo etiquetado como “probing” en el header IP, lo que indica que es de prioridad baja. • Después de la recepción del primer paquete, se miden las estadísticas de arribo de los paquetes de prueba. Redes de Alta Velocidad

17. Control de Admisión en DiffServ • El receptor estima si existen recursos suficientes a través de la ruta predeterminada para brindar la QoS requerida. • La decisión se envía el emisor (en paquetes de respuesta), el que comienza a transmitir los datos si la conexión es factible de establecerla. Redes de Alta Velocidad

18. Información de la prueba P Solicitud de conexión P P Router de salida Router de Ingreso Control de Admisión en DiffServ Redes de Alta Velocidad

19. Control de Admisión en DiffServ • La ventaja es que evita la necesidad de un protocolo de reservación de recursos, pero la desventaja es que se introduce sobrecarga en la red al enviar el flujo de prueba, y no es eficiente para aplicaciones de tiempo real por el retardo introducido. • Con este esquema se puede tener QoS sin tener que mantener estado por flujo en los otros nodos de la red. Redes de Alta Velocidad

20. SBM • El protocolo SBM (Subnet Bandwidth manager), amplia el protocolo RSVP para que sea útil en subredes de medios compartidos. • SBM define como agente de subred a un SBM designado (DSBM) para que sea responsable de los recursos compartidos y es único por segmento. • Los routers que envían tráfico a una subred compartida deben detectar la presencia de un DSBM y dirigir los mensajes de señalización de RSVP al DSBM como agente de control de admisión de la subred Redes de Alta Velocidad

21. SBM • Único SBM por segmento Redes de Alta Velocidad

22. Control de Admisión Dinámico para QoS en redes IP • En DiffServ hay definidos Expedited Forwarding (EF), Assured Forwarding (AF) y Best Effort (BE), que son tres clases de servicios. Probabilidad de bloqueo según carga Redes de Alta Velocidad

23. Control de Admisión Dinámico para QoS en redes IP Probabilidad de perdida de paquetes para servicio AF Redes de Alta Velocidad

24. Conclusiones • El control de admisión es obligatorio dentro de IntServ, sin embargo en DiffServ se integra como un elemento complementario para mejorar la QoS que se entrega por clase. • Es posible usar elementos de ambas arquitecturas para brindar una QoS superior. • El control de admisión debería realizarse en forma dinámica para dar una mejor solución en la Qos. Redes de Alta Velocidad

25. Bibliografía • A Survey of Admission Control Algorithms, Nelson Tang. • Call Admission Control Schemes: A Review, Harry G. Perros. • Internet QoS: The Big Picture, Xipeng Xiao. • Call Admission Control in IP Networks with QoS support, Susana Sargento. • Distributed Admission Control, Frank Kelly. • Implicit Admission Control, Richard Mortier. • Presentación “Control de Admisión en Redes IP”, Claudia G. Reinoso • Presentación “CONTROL DE ADMISION EN REDES IP CON QoS”, Ángel Jara y Ely Rubilar. • Dynamic Admission Control for Quality of service in IP Networks, J. Kasigwa, V. Baryamureeba y D. Williams. Redes de Alta Velocidad