A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD Clarissa Marquezan Lisandro Zambenedetti Granville Ricardo Vianna Rodrigo Sanger Alves Tiago Fioreze Universidade Federal.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD Clarissa Marquezan Lisandro Zambenedetti Granville Ricardo Vianna Rodrigo Sanger Alves Tiago Fioreze Universidade Federal."— Transcrição da apresentação:

1 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD Clarissa Marquezan Lisandro Zambenedetti Granville Ricardo Vianna Rodrigo Sanger Alves Tiago Fioreze Universidade Federal do Rio Grande do Sul

2 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.2 Qualidade de Serviço em Redes IP Introdução Introdução Disciplinas de filas Disciplinas de filas Protocolos Protocolos RSVP RSVP DiffServ DiffServ AltQ AltQ Características Características Comandos Comandos Disciplinadores de Fila: Disciplinadores de Fila: PRIQ ( Priority Queueing )PRIQ ( Priority Queueing ) CBQ ( Class Based Queuing )CBQ ( Class Based Queuing ) Atividades Atividades

3 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.3 Introdução O que é? (do ponto de vista da rede) O que é? (do ponto de vista da rede) Capacidade de fornecer melhores serviços para determinados fluxos de uma rede.Capacidade de fornecer melhores serviços para determinados fluxos de uma rede. Arquitetura de QoS básica Arquitetura de QoS básica QoS implantada dentro de um dispositivos (através de filas, escalonadores, conformadores de tráfego, etc.)QoS implantada dentro de um dispositivos (através de filas, escalonadores, conformadores de tráfego, etc.) Técnicas de sinalização para coordenar o QoS fim-a-fim no caminho completo dos fluxosTécnicas de sinalização para coordenar o QoS fim-a-fim no caminho completo dos fluxos Políticas, gerenciamento e funcionalidades de contabilização para controle e administração de QoSPolíticas, gerenciamento e funcionalidades de contabilização para controle e administração de QoS

4 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.4 Introdução 3. Gerente Rede conectada Servidor 2. Sinalização 1. QoS dentro dos dispositivos

5 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.5 Disciplinas de filas Para tratar congestionamento (maior fluxo de entrada do que de saída em um roteador) é necessário o uso de filas (controle de congestionamento) Para tratar congestionamento (maior fluxo de entrada do que de saída em um roteador) é necessário o uso de filas (controle de congestionamento) De acordo com o funcionamento de cada fila (algoritmo de filas) tem-se a definição de disciplinas de filas diferentes De acordo com o funcionamento de cada fila (algoritmo de filas) tem-se a definição de disciplinas de filas diferentes

6 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.6 Disciplinas de filas First Come First Served (FCFS) = First In First Out (FIFO) First Come First Served (FCFS) = First In First Out (FIFO) Os primeiros pacotes a chegarem serão despachados em primeiro lugar, independentemente do tipo do pacoteOs primeiros pacotes a chegarem serão despachados em primeiro lugar, independentemente do tipo do pacote Não existe priorização, pois todos os pacotes são tratados da mesma formaNão existe priorização, pois todos os pacotes são tratados da mesma forma Não existe proteção contra aplicações mal comportadas (que geram, por exemplo, fluxos que congestionam a rede)Não existe proteção contra aplicações mal comportadas (que geram, por exemplo, fluxos que congestionam a rede) Implementado na interface de entrada ou saída (preferencialmente)Implementado na interface de entrada ou saída (preferencialmente) É o algoritmo padrão de qualquer roteador, e não exigem nenhuma parametrização.É o algoritmo padrão de qualquer roteador, e não exigem nenhuma parametrização.

7 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.7 Disciplinas de filas Priority Queuing (PQ) Priority Queuing (PQ) Garante que tráfegos importantes receberão tratamento especialGarante que tráfegos importantes receberão tratamento especial Cada interface de saída implementa várias filas diferentesCada interface de saída implementa várias filas diferentes Cada pacote é colocado em uma fila diferente, de acordo com a prioridade do pacoteCada pacote é colocado em uma fila diferente, de acordo com a prioridade do pacote As filas de mais alta prioridade são atentidas enquanto existir tráfegoAs filas de mais alta prioridade são atentidas enquanto existir tráfego

8 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.8 Disciplinas de filas Classifi cação Interface Alta Média Normal Baixa

9 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.9 Disciplinas de filas Priority Queuing (cont.) Priority Queuing (cont.) Garantias sobre os atrasosGarantias sobre os atrasos Sem proteção contra aplicações mal comportadasSem proteção contra aplicações mal comportadas Uma aplicação pode monopolizar toda a banda! Neste caso, pior que FIFOUma aplicação pode monopolizar toda a banda! Neste caso, pior que FIFO Gerenciável: é o administrador da rede que deve programar a classificação dos pacotes. Disso depende o sucesso do algoritmo PQ.Gerenciável: é o administrador da rede que deve programar a classificação dos pacotes. Disso depende o sucesso do algoritmo PQ.

10 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.10 Disciplinas de filas Custom Queuing (CQ) Custom Queuing (CQ) Criado para a definição e diferenciação da alocação de banda mínima entre várias aplicaçõesCriado para a definição e diferenciação da alocação de banda mínima entre várias aplicações Garante banda mínima para aplicações críticas mesmo em pontos de congestionamentoGarante banda mínima para aplicações críticas mesmo em pontos de congestionamento Exemplo: Vídeo sob demanda atravessando roteadores congestionados.Exemplo: Vídeo sob demanda atravessando roteadores congestionados. Uso de várias filas, mas a prioridade é dada pelo tempo que cada fila pode utilizar uma interface.Uso de várias filas, mas a prioridade é dada pelo tempo que cada fila pode utilizar uma interface.

11 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.11 Disciplinas de filas Classifi cação Interface 1/10 4/10 2/10 3/10

12 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.12 Disciplinas de filas Custom Queuing (cont.) Custom Queuing (cont.) Também precisa de gerenciamento: o administrador indicaTambém precisa de gerenciamento: o administrador indica –Quais os pacotes irão ser direcionados para quais filas –Quanto de banda cada fila possuem em relação à banda total da interface Garante que aplicações mal comportadas não conseguirão monopolizar os recursosGarante que aplicações mal comportadas não conseguirão monopolizar os recursos

13 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.13 Disciplinas de filas (comparação) FIFO

14 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD PQ - Prioridade = 1>2>3 Disciplinas de filas (comparação)

15 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.15 Disciplinas de filas (comparação) CQ - 1 (2/10); 2 (4/10); 3 (4/10)

16 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.16 As soluções mais promissoras são aquelas desenvolvidas dentro do IETF As soluções mais promissoras são aquelas desenvolvidas dentro do IETF Serviços Integrados (IntServ) e RSVPServiços Integrados (IntServ) e RSVP Serviços Diferenciados (DiffServ)Serviços Diferenciados (DiffServ) MPLS (Multi Protocol Labeling Switching)MPLS (Multi Protocol Labeling Switching) Por que? Por que? Forte influência de indústria de equipamentos de redeForte influência de indústria de equipamentos de rede Soluções de QoS

17 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.17 Soluções de QoS Em relação ao fornecimento de garantias: Em relação ao fornecimento de garantias: Reserva de recursos (serviços integrados)Reserva de recursos (serviços integrados) Priorização (serviços diferenciados)Priorização (serviços diferenciados) Caracterização de QoS através de dois tipos: Caracterização de QoS através de dois tipos: Por fluxo: stream de informações uni-direcional identificado através de protocolo, endereço origem, endereço destino, porta origem e porta destinoPor fluxo: stream de informações uni-direcional identificado através de protocolo, endereço origem, endereço destino, porta origem e porta destino Por agregado: conjunto de fluxos que possuem algo em comum (normalmente o byte de prioridade)Por agregado: conjunto de fluxos que possuem algo em comum (normalmente o byte de prioridade)

18 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.18 Reserva dinâmica de recursos através do RSVP ( Resource reSerVation Protocol ) Reserva dinâmica de recursos através do RSVP ( Resource reSerVation Protocol ) Soluções de QoS (IntServ)

19 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.19 Soluções de QoS (IntServ) Diferenciação por fluxo: cada roteador deve guardar internamente uma descrição dos fluxos Diferenciação por fluxo: cada roteador deve guardar internamente uma descrição dos fluxos Endereços IP origem e destinoEndereços IP origem e destino Protocolo (tipicamente TCP ou UDP)Protocolo (tipicamente TCP ou UDP) Portas (aplicações) origem e destinoPortas (aplicações) origem e destino Prioridade do fluxoPrioridade do fluxo Exemplo: fluxo de download do relatório de vendas para a máquina do diretor Exemplo: fluxo de download do relatório de vendas para a máquina do diretor :80, :1798, tcp, alta :80, :1798, tcp, alta

20 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.20 Soluções de QoS (IntServ) Principal problema da solução: escalabilidade! Principal problema da solução: escalabilidade! Para redes com muitos roteadores, o tempo de estabelecimento de uma sessão pode ser muito grandePara redes com muitos roteadores, o tempo de estabelecimento de uma sessão pode ser muito grande Em roteadores próximos ao backbone o número de informações necessárias pode ser maior que a capacidade de armazenamentoEm roteadores próximos ao backbone o número de informações necessárias pode ser maior que a capacidade de armazenamento

21 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.21 Soluções de QoS (DiffServ) Reserva estática de recursos Reserva estática de recursos As aplicações não estabelecem sessões como no IntServAs aplicações não estabelecem sessões como no IntServ O gerente da rede é responsável por determinar como os recursos (banda) existentes são alocadosO gerente da rede é responsável por determinar como os recursos (banda) existentes são alocados

22 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.22 Soluções de QoS (DiffServ) Diferenciação por agregado Diferenciação por agregado Vários fluxos são agrupados em agregadosVários fluxos são agrupados em agregados Cada agregado é diferenciado dentro dos roteadoresCada agregado é diferenciado dentro dos roteadores Não existe priorização dentro do agregadoNão existe priorização dentro do agregado Exemplo: qualquer fluxo cujo destino é a máquina do diretor Exemplo: qualquer fluxo cujo destino é a máquina do diretor *:*, :*, TCP|UDP|*, alta *:*, :*, TCP|UDP|*, alta

23 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.23 Soluções de QoS (DiffServ) Vantagens de relação ao IntServ Vantagens de relação ao IntServ EscalávelEscalável –Não existe tempo de estabelecimento de sessão –Os roteadores próximos ao backbone armazenam menos informações Problemas Problemas Configurado manualmenteConfigurado manualmente Serviços menos garantidosServiços menos garantidos

24 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.24 AltQ AltQ é um gerenciador de tráfego de pacotes que é capaz de fornecer qualidade de serviço (QoS) em uma rede de computadores. AltQ é um gerenciador de tráfego de pacotes que é capaz de fornecer qualidade de serviço (QoS) em uma rede de computadores.

25 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.25 Características AltQ suporta parâmetros tradicionais de QoS (e.g., banda, atraso, etc.) AltQ suporta parâmetros tradicionais de QoS (e.g., banda, atraso, etc.) AltQ possui uma variedade de disciplinadores de fila (e.g., CBQ, PRIQ, HFSC, etc.) AltQ possui uma variedade de disciplinadores de fila (e.g., CBQ, PRIQ, HFSC, etc.)

26 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.26 Comandos Interface : Interface : Comando responsável por habilitar o ALTQ em uma determinada interface de rede.Comando responsável por habilitar o ALTQ em uma determinada interface de rede. Class : Class : Comando responsável por criar classes de serviço.Comando responsável por criar classes de serviço. Filter : Filter : Comando responsável por associar um fluxo de pacotes a determinada classe de serviço.Comando responsável por associar um fluxo de pacotes a determinada classe de serviço.

27 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.27 Exemplo Roteador FreeBSD com ALTQ ed0 (100Mbps) ed1 (100Mbps) Computador Pessoal Servidor HTTP ( ) (www.WebServer.com.br)

28 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.28 Exemplo (cont.) interface ed1 priq interface ed1 priq interface ed0 priq interface ed0 priq # # Interface ed1 # Interface ed1 class priq ed1 def_class priority 1 default class priq ed1 def_class priority 1 default class priq ed1 http_class priority 15 class priq ed1 http_class priority 15 filter ed1 http_class filter ed1 http_class www.WebServer.com.br # # Interface ed0 # Interface ed0 class priq ed0 def_class priority 1 default class priq ed0 def_class priority 1 default class priq ed0 http_class priority 15 class priq ed0 http_class priority 15 filter ed0 http_class filter ed0 http_class www.WebServer.com.br

29 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.29 Disciplinadores de Fila PRIQ ( Priority Queueing ): PRIQ ( Priority Queueing ): Possue buffers com prioridades diferentes. O buffer com maior prioridade é o que será atendido primeiro e terá direito de transmitir os pacotes armazenados.Possue buffers com prioridades diferentes. O buffer com maior prioridade é o que será atendido primeiro e terá direito de transmitir os pacotes armazenados. Buffers com prioridades menores podem não ser atendidos. Buffers com prioridades menores podem não ser atendidos.

30 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.30 PRIQ: Sintaxe dos comandos interface nome [bandwidth bps] [tbrsize bytes] priq interface nome [bandwidth bps] [tbrsize bytes] priq nome: Especifica o nome da interfacenome: Especifica o nome da interface bandwidth : Especifica a quantidade de banda da interface que será ocupada.bandwidth : Especifica a quantidade de banda da interface que será ocupada. tbrsize : Especifica o tamanho em bytes do balde de tokens.tbrsize : Especifica o tamanho em bytes do balde de tokens. class priq nome nome_classe classe_pai [priority p] [default] class priq nome nome_classe classe_pai [priority p] [default] nome: Especifica o nome da interfacenome: Especifica o nome da interface nome_classe: Especifica o nome da classe.nome_classe: Especifica o nome da classe. classe_pai: Especifica o nome da classe pai. No caso do PRIQ, esse parâmetro deve ser NULL.classe_pai: Especifica o nome da classe pai. No caso do PRIQ, esse parâmetro deve ser NULL. priority: Especifica a prioridade da classe. Os valores variam de 0 a 15. Quanto maior o valor, maior é a prioridade da classe.priority: Especifica a prioridade da classe. Os valores variam de 0 a 15. Quanto maior o valor, maior é a prioridade da classe. default: Especifica a classe default. A classe default tratará todos os pacotes que não pertencerem a algum determinado filtro.default: Especifica a classe default. A classe default tratará todos os pacotes que não pertencerem a algum determinado filtro.

31 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.31 Disciplinadores de Fila CBQ ( Class Based Queueing ) CBQ ( Class Based Queueing ) Parâmetros de QoS são agrupados em classesParâmetros de QoS são agrupados em classes Classes são estruturadas de forma hierárquicaClasses são estruturadas de forma hierárquica

32 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.32 CBQ: Sintaxe dos comandos interface nome [bandwidth bps] [tbrsize bytes] cbq interface nome [bandwidth bps] [tbrsize bytes] cbq nome: Especifica o nome da interfacenome: Especifica o nome da interface bandwidth: Especifica a quantidade de banda da interface que será ocupadabandwidth: Especifica a quantidade de banda da interface que será ocupada tbrsize: Especifica o tamanho em bytes do balde de tokenstbrsize: Especifica o tamanho em bytes do balde de tokens

33 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.33 CBQ: Sintaxe dos comandos class cbq nome nome_classe classe_pai [priority p] [pbandwidth percent] [borrow] [default] class cbq nome nome_classe classe_pai [priority p] [pbandwidth percent] [borrow] [default] nome: Especifica o nome da interfacenome: Especifica o nome da interface nome_classe: Especifica o nome da classenome_classe: Especifica o nome da classe classe_pai: Especifica o nome da classe paiclasse_pai: Especifica o nome da classe pai priority: Especifica a prioridade da classe. Os valores variam de 0 a 7. Quanto maior o valor, maior é a prioridade da classepriority: Especifica a prioridade da classe. Os valores variam de 0 a 7. Quanto maior o valor, maior é a prioridade da classe pbandwidth: Especifica a porcentagem de largura de banda da interface que será destinada para essa classepbandwidth: Especifica a porcentagem de largura de banda da interface que será destinada para essa classe borrow: Especifica se a classe pode pedir para a classe pai largura de banda emprestadaborrow: Especifica se a classe pode pedir para a classe pai largura de banda emprestada default: Especifica a classe default. A classe default tratará todos os pacotes que não pertencerem a algum determinado filtrodefault: Especifica a classe default. A classe default tratará todos os pacotes que não pertencerem a algum determinado filtro

34 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.34 CBQ: Estrutura hierárquica root (100 %) default (97 %) HTTP (20 %) FTP (20 %) TELNET ( 10 %) VÍDEO (40 %) controle (3 %)

35 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.35 Comando filter O comando filter é um comando genérico e é utilizado por todos os disciplinadores de fila O comando filter é um comando genérico e é utilizado por todos os disciplinadores de fila

36 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.36 Comando filter: Sintaxe filter nome nome_classe dst_addr [netmask mask] dport src_addr [netmask mask] sport proto filter nome nome_classe dst_addr [netmask mask] dport src_addr [netmask mask] sport proto nome: Especifica o nome da interfacenome: Especifica o nome da interface nome_classe: Especifica o nome da classe a qual o fluxo de pacotes será associadonome_classe: Especifica o nome da classe a qual o fluxo de pacotes será associado dst_addr: Especifica o endereço de destino do fluxo de pacotesdst_addr: Especifica o endereço de destino do fluxo de pacotes dport: Especifica a porta de destinodport: Especifica a porta de destino src_addr: Especifica o endereço de origem do fluxo de pacotessrc_addr: Especifica o endereço de origem do fluxo de pacotes sport: Especifica a porta de origemsport: Especifica a porta de origem netmask: Especifica a máscara de rede destino ou origemnetmask: Especifica a máscara de rede destino ou origem proto: Especifica qual o número do protocoloproto: Especifica qual o número do protocolo

37 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.37 Atividades: Topologia da rede AG ED0 Rede RL XL B C Rede RL XL0 D Rede FXP ED0 Rede XL DC0 Rede ED0 E F Rede

38 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.38 Atividades: 1ª atividade Ação: Máquina A irá pingar a máquina G. Ação: Máquina A irá pingar a máquina G. Cenário 1: A ação será realizada sem nenhuma simulação de congestionamentoCenário 1: A ação será realizada sem nenhuma simulação de congestionamento Cenário 2: A ação será realizada com simulação de congestionamentoCenário 2: A ação será realizada com simulação de congestionamento Cenário 3: A ação será realizada com simulação de congestionamento e com o AltQ atuandoCenário 3: A ação será realizada com simulação de congestionamento e com o AltQ atuando Objetivo: Verificar o comportamento dos pacotes ICMP sem e com o uso do Altq Objetivo: Verificar o comportamento dos pacotes ICMP sem e com o uso do Altq

39 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.39 Atividades: 2ª atividade Ação: Máquina A irá realizar um FTP e acessará páginas HTTP na máquina G. Ação: Máquina A irá realizar um FTP e acessará páginas HTTP na máquina G. Cenário 1: Tráfego FTP e HTTP serão concorrentes, ou seja, utilizarão a mesma bandaCenário 1: Tráfego FTP e HTTP serão concorrentes, ou seja, utilizarão a mesma banda Cenário 2: Tráfego FTP e HTTP não serão concorrentes, ou seja, cada um terá uma porcentagem de largura de bandaCenário 2: Tráfego FTP e HTTP não serão concorrentes, ou seja, cada um terá uma porcentagem de largura de banda Objetivo: Verificar como é possível dividir banda para diferentes fluxos de pacotes Objetivo: Verificar como é possível dividir banda para diferentes fluxos de pacotes

40 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.40 Atividades: 3ª atividade Ação: Máquina A e G irão realizar uma comunicação de voz entre elas. Ação: Máquina A e G irão realizar uma comunicação de voz entre elas. Cenário 1: A ação será realizada sem nenhuma simulação de congestionamentoCenário 1: A ação será realizada sem nenhuma simulação de congestionamento Cenário 2: A ação será realizada com simulação de congestionamentoCenário 2: A ação será realizada com simulação de congestionamento Cenário 3: A ação será realizada com simulação de congestionamento e com o AltQ atuandoCenário 3: A ação será realizada com simulação de congestionamento e com o AltQ atuando Objetivo: Verificar o comportamento da comunicação de voz sem e com o uso do AltQ Objetivo: Verificar o comportamento da comunicação de voz sem e com o uso do AltQ

41 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.41 Atividades: 4ª atividade Ação: Máquina A e G irão realizar uma comunicação de vídeo entre elas. Ação: Máquina A e G irão realizar uma comunicação de vídeo entre elas. Cenário 1: A ação será realizada sem nenhuma simulação de congestionamentoCenário 1: A ação será realizada sem nenhuma simulação de congestionamento Cenário 2: A ação será realizada com simulação de congestionamentoCenário 2: A ação será realizada com simulação de congestionamento Cenário 3: A ação será realizada com simulação de congestionamento e com o AltQ atuandoCenário 3: A ação será realizada com simulação de congestionamento e com o AltQ atuando Objetivo: Verificar o comportamento da comunicação de vídeo sem e com o uso do AltQ Objetivo: Verificar o comportamento da comunicação de vídeo sem e com o uso do AltQ

42 Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD2.42 Atividades: 5ª atividade Ação: Máquina A e G irão realizar uma videoconferência entre elas. Ação: Máquina A e G irão realizar uma videoconferência entre elas. Cenário 1: A ação será realizada sem nenhuma simulação de congestionamentoCenário 1: A ação será realizada sem nenhuma simulação de congestionamento Cenário 2: A ação será realizada com simulação de congestionamentoCenário 2: A ação será realizada com simulação de congestionamento Cenário 3: A ação será realizada com simulação de congestionamento e com o AltQ atuandoCenário 3: A ação será realizada com simulação de congestionamento e com o AltQ atuando Objetivo: Verificar o comportamento da videoconferência sem e com o uso do AltQ Objetivo: Verificar o comportamento da videoconferência sem e com o uso do AltQ


Carregar ppt "Suporte a QoS em Roteadores FreeBSD Clarissa Marquezan Lisandro Zambenedetti Granville Ricardo Vianna Rodrigo Sanger Alves Tiago Fioreze Universidade Federal."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google