Алексей Митроничев Системный инженер-консультант amitroni@cisco

1. Возможности обеспечения качества в современном оборудовании IP-сетей:традиционные подходы и новешйшие разработки для современных интерактивных и видео сервисов Алексей Митроничев Системный инженер-консультант amitroni@cisco.com Сентябрь, 2012

2. Содержание • Механизмы QoS в современных маршрутизаторах на примере Cisco ASR9000 • Решение по управлению допуском к очередям на уровне потоков • Встроенный мониторинг видео-услуг

3. Архитектура модели дифференцированных услуг Граничный Узел Промежуточный узел Граничный Узел PHB TC PHB TC PHB Traffic Classification and Conditioning (TC) Классификация/Маркировка/Ограничение Per-Hop Behavior (PHB) Постановка в очередь/Отбрасывание

4. Механизмы QoS • Классификация: на основе параметров заголовков L2/L3/L4 • Маркировка: Ethernet CoS, IP ToS/DSCP, MPLS EXP • Ограничение полосы: policing, shaping • Планировщик: приоритетные очереди, взвешенные очереди, иерархический QoS • Предотвращение переполнений: RED, WRED

5. Работа механизмов QoS внутри маршрутизатора Cisco ASR9000 Один набор очередей (4 очереди) на каждый сетевой процессор на линейной карте Линейная карта Линейная карта CPU 4 CPU Матрица коммутации PHY NP0 NP0 PHY 3 PHY NP1 NP1 2 PHY FIA FIA PHY NP2 NP2 PHY 1 PHY NP3 NP3 PHY 3 2 Очереди Fabric Interface ASIC 4 1 Вирт. Очереди VOQ Входящие очереди на интерфейсе QoS очереди на выходе интерфейса

6. Иерархический QoS (H-QoS): 4 уровня Уровень группы абонентов Уровень абонента Уровенькласса Уровеньпорта VoIP – Bearer + Control PQ1 PQ1 PQ1 PQ2 PQ1 PQ2 Business Critical Internet – Best Effort BW BW BW BW BW BW EVC1 Исходящая иерархия VoIP – Bearer + Control Telepresence Порт Internet – Best Effort EVC 2 VoIP – Bearer + Control Business Critical EVC1 Internet – Best Effort Механизмы на входе VoIP – Bearer + Control Telepresence EVC 2 Internet – Best Effort Уровень группы абонентов Уровень абонента Уровенькласса

7. Масштабируемость механизмов QoS на примере маршрутизатора Cisco ASR9000

8. Решение по управлению допуском к очереди(CAC)

9. Описание проблемы Очереди Порт ASR9000 Сервисы 2 1 CongestionTraffic Uncongested Traffic PQ1 – 5% – VoIP/Mobile PQ2 – 10% – IPTV Отбрасываниие пакетов DQ1 – 20% – L3VPN DQ2 – 25% – VoD DQ3 – 10% – AVSM OTT DQ4 – 1% – NW/Video Mgt DQ5 – 20% – L2VPN DQ6 Class Default – HSI 1. QoS механизмы работают с полосой L2/L3/L4, не разбирая трафик на отдельные сессии/потоки 2. В случае перегрузки отбрасывание пакетов внутри очередей затронут весь трафик 3. В результате все сессии (видео, голос, и т.д. … ) пострадают

10. Обзор решения Video Queue • Video Queue обеспечиваетуправление допуском (CAC) к очередиблагодаря: • Распознаванию отдельных потоков • Контролю общей полосы, занимаемой потоками • Все сессии (видео, voip, и др.) защищены от сброса пакетов при переполнении Очереди Порт ASR9000 Сервисы Допуск к очереди разрешен 2 1 CongestionTraffic Uncongested Traffic PQ1 – 5% – VoIP/Mobile Допуск к очереди не разрешен PQ2 – 10% – IPTV DQ1 – 20% – L3VPN DQ2 – 25% – VoD Допуск к очереди перенаправлен DQ3 – 10% – AVSM OTT DQ4 – 1% – NW/Video Mgt 3 DQ5 – 20% – L2VPN Алгоритм Video Queue DQ6 Class Default – HSI

11. Пример применения Video Queue Конфигурация очереди VoD: Кол-во потоков = 400 Средняя полоса на поток = 5 Mбит/c Таймер неактивности = 30 сек 1 Порт ASR9000 2 Кол-во уже разрешенных потоков = 400 3 Еще 100 потоков VoD по 5Mбит/c VOD Queue BW = 2Gbps Не разрешено использованиеочереди VOD 4 действия: Отбрасываниеновых потоков Назначениеновой очереди Default Queue BW = 2Gbps

12. Встроенный мониторинг видео-услуг

13. Зачем нужен мониторинг видео-сервисов?Ключевые факторы Множество доменов Влияние проблемы на услуги Размер сети Операционные затраты Постоянные проблемы с видео-услугами напрямую влияют на стоимость эксплуатации Большое количество технологий требует уменьшения зоны поиска проблемы для скорейшего ее устранения Поддержка системой всех сетевых устройств, влияющих на работоспособность видео-услуг Быстрое определение причинно-следственных связей позволяет устранить проблемы в кратчайшие сроки

14. Что такое VidMon? VidMon - это функция оборудования Cisco для контроля качества предоставления видео-сервисов. VidMon предоставляет кумулятивную и историческую статистику по параметрам видеопотока, проходящего через маршрутизатор. Статистика доступна через SNMP MIB и Syslog Поддерживается на: Cisco 7600, ASR 9000 Не влияет на качество анализируемых потоков Не требует отдельных устройств-пробников

15. Метрики VidMon MPEG Header MPEG Payload Example Video Packet in over an IP Transport FCS Transport IP RTP UDP UDP Video Payload Content(MPEG is not the only payload option)

16. Пример использования Vidmon Egress MPEG MDI Monitoring Point Video Hub MDI(0:0:32) MSE P Access and Aggregation Network Ingress MPEG MDI Monitoring Point Core IP/MPLS Network ASR9k ASR9k DCM DCM MDI(0:0:22) ASR9kPoP Video Service Office (VSO) MDI(0:0:12) Encoder MDI(12:3:27) Video Hub Encoder Super Head End (SHE) MPEG Video MDI(12:3:32) MDI(12:3:42) PIM-SM/SSM Access and Aggregation Network P MSE ASR9k POP Проблемная область (напримерпорт) Video Service Office (VSO) DCM / VQE Home Network Encoder Source Video Hub Office(VHO) / Regional Head-end (RHE) Headend AquisitionDomain Core TransportDomain Access and Aggregation Domains

17. Вопросы?