QoS Quality of service

Qos A implantação de qualidade de serviço (QoS, Quality of Service) na rede é essencial para o funcionamento apropriado de diversas aplicações, como videoconferência e VoIP Estas aplicações demandam, além de grande largura de banda, um serviço diferenciado. Em muitos casos, é preciso garantir que a transmissão de dados seja feita sem interrupção ou perda de pacotes.

Qos Protocolo IP não privilegia o Qos Tem como objetivo o controle de tráfego baseado na regra de menor esforço (sem mecanismos de qualidade). O tráfego será enviado “o mais rápido que puder” sem garantias. A qualidade de serviço é definida pelo IETF (Internet Engineering Task Force, http://www.ietf.org) como o conjunto de requerimentos que devem ser satisfeitos quando do transporte de um fluxo.

Qos Latência O tempo que um pacote leva para ir de sua origem a seu destino. Jitter Constância dos pacotes Devido a situações diferenciadas na transmissão de pacotes, estes podem ser tratados de forma diferente recebendo uma latência diferente entre cada um. A variação é chamada de Jitter Normalmente um buffer no recebedor pode ser instituído para compensar o Jitter. Contudo, quanto maior for o jitter maior terá de ser o buffer.

Jitter

Qos Melhor esforço Redes comuns de IP (Internet) A rede não prove nenhuma garantia de transmissão ou prioridade Quando Como E Se será entregue o pacote Aceitável para algumas aplicações Não aceitável para aplicações em tempo-real

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Qos Aplicações como Telefonia e Vídeo Precisam de garantias na transmissão A simples expansão de banda (bandwidth) ainda não garante a qualidade e a certeza na entrega dos pacotes Estas aplicações precisam de garantia de performance. Best Effort x Garantia de Performance (Antônimos)

Qos Cenários: Telefonia IP Se tornaram populares devido ao surgimento de hardwares Aumento das bandas disponíveis ao cliente final (Casa ou trabalho) Problemas Compressão de áudio altíssima para utilização de baixa largura de banda. Se ao menos um pacote não for entregue ou se atrasar muito haverá uma queda significativa de qualidade Em redes longas é difícil não atingir 300ms de delay fazendo a imitação de uma telefonia normal sucumbir Jitter – Em função do aumento de tráfego pelas redes ip o congestionamento é normal. Se a rede estiver ocupada demais os pacotes terão de esperar. A transmissão em tempo real terá sido afetada.

Qos Vídeo e Áudio simultaneamente Melhor disponibilidade de redes (casa e trabalho) Jitter no envio dos pacotes Não há garantias no envio Quando Como E se irá chegar Somente uma baixa resolução pode ser ofertada

Qos Aumentar a banda (largura de banda disponível) ajuda? Em partes resolveria (primeiro momento) Cenários Mais serviços e pessoas conectadas transmitindo mais informações Mais aplicações pessadas de tempo-real sendo usadas por mais pessoas ??? A não garantia da entrega do pacote A limitação de banda de outras porções da rede não controladas por você

Qos Soluções para redes de Best Effort (melhor esforço) Serviços Integrados Permite ao remetente definir demanda de latência e Jitter necessários Serviços diferenciados Permite trafégos distintos serem tratados e enviados por caminhos diferenciados MPLS e Engenharia de Tráfego Permite que os roteadores escolham o melhor caminho ajudando-os a trabalharem mais rapidamente diminuindo latência e jitter

Qos Os 4 pontos de Qos Serviços Integrados Serviços diferenciados MPLS Reserva de um canal na rede para que haja uma garantia de banda disponível Serviços diferenciados Separação de tráfegos diferentes. Tráfego de aplicações em tempo real podem ser processados mais rapidamente MPLS Evita congestionamento em backbones

Qos Serviços Integrados Garantia de Serviço Carga de trabalho controlada RSVP Reserva de Canal Primeiro modelo desenvolvido para Qos pelo IETF Reservas por fluxo (per flow reservations Diferentemente da arquitetura de datagramas tradicional em que cada pacote percorre caminhos diferentes. SI permite a reserva de passagem em um caminho por inteiro Efetua a reserva antes de iniciar a transmissão

Qos A aplicação irá primeiramente definir os recursos que irá precisar. A rede utilizará um protocolo de reserva RSVP Cada roteador irá verificar se pode garantir aquele canal durante toda a transmissão Depois que todo o caminho (hops) tiverem garantido o canal a transmissão é iniciada.

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Qos – Serviços Integrados Plano de Controle Encarrega-se das reservas Plano de Dados Encarrega-se da transferência Quanto mais informações de métricas estiverem disponíveis para a análise das rotas melhor Custo do envio Banda disponivel Delay esperado etc

Qos Serviços Diferenciados Redes comuns não conseguem distinguir entre pacotes importantes e pacotes não importantes Neste tipo de serviço os roteadores podem trabalhar sobre os pacotes (per packet basis) Enquanto nos serviços integrados temos a reserva de todo um caminho No S. Diferenciado temos que os pacotes receberam prioridade na passagem pelos roteadores

Qos Classes de envio É codificado no cabecalho do pacote FTP – pertence a classe de menor precedência Telefonia IP (Maior precedência) É codificado no cabecalho do pacote Cada roteador possui uma tabela de como trabalhar com essas classes de precedencia.

Qos – Serviços Diferenciados

Qos – SD Os nós de ingresso Classificação (Qual tipo de classe é este pacote) Medição (Tráfico pago – Quanto de trafego foi pago) Marcação (Imprime a classe correta no inicio do pacote) Condicionamento e Formatação (baseado no segundo item trata o pacote)

Qos Por que usar SD a não somente SI? SI podem garantir certa quantidade de banda SD pode garantir certa quantidade de banda Ambos atuam de forma semelhante nestes aspecto Mas os SD não foram desenhados para manter a garantia seja qual for. Foi projetado para permitir o tratamento e o processamento (encaminhamento) o mais rápido possível.

Qos Resumindo: SD. É mais flexível e permite que todo o fluxo passe de forma mais ordenada SI. Garante a exclusividade temporal sobre a transmissão de determinado conjunto de pacotes Cada tipo de serviço será apropriado para tipos diferentes de situações.

MPLS Foco em melhorar a performance em operação de backbones Criado para permitir a integração de ATMs e redes IP (melhor esforço). Multi Protocol Label Switching A diferença entre uma rede IP normal é a presença de roteadores LER (label Edge Routers – Roteadores de Rotulação)

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Qos São os primeiros e os últimos na rede Verifica o destino do pacote e insere um novo cabecalho com um Rotulo MPLS Indicará aos roteadores LSRs da rede que o pacote faz parte de uma transmissão e por este motivo não precisam verificar os cabecalhos de endereçamento para definir rotas para entrega. A rota é decidida no LER

Qos Agregação de fluxo para aumentar a velocidade de transferência entre dois pontos Remove a necessidade de verificar o cabeçalho IP LERs controlam o tráfego entrando e saindo da rede Classes de Encaminhamento identificam e classificam o tráfego entrando na rede LER adiciona um rotulo no cabeçalho do pacote para rápido processamento pelos LSRs. No destino tem-se um LER que remove o cabecalho adicional e entrega o pacote.

Qos Engenharia de Tráfego Evita congestionamento dos pacotes na rede garantindo que as rotas utilizadas são as mais eficientes possíveis

Qos As duas rotas são boas mas somente uma será usada

Qos Overlay Model É comum utilizar backbones com ATM É comum construir circuitos virtuais selecionando um caminho por toda a rede. Evita que cada roteador defina uma rota diferente para os pacotes O Administrador constrói as rotas e não deixa que os roteadores decidam Em redes IP utiliza-se MPLS

Qos Problemas: Cada maquina nova exige a reconfiguração de todas as outras