QoS em Sistemas distribuídos

Apresentação em tema: "QoS em Sistemas distribuídos"— Transcrição da apresentação:

1 QoS em Sistemas distribuídos
Jimena Torres Tomás Leonardo Almeida Bonetti Rafael Ribeiro Saccomann Raphael Geanfrancesco

2 Sumário Introdução Cenário Atual e Problemas com QoS Arquiteturas QoS
IntServ – Serviços Integrados DiffServ – Serviços Diferenciados SLA – Service Level Agreements QoS nas diferentes camadas de um SD Aplicação Middleware Sistema Operacional Rede Conclusões

3 DEFINIÇÃo “Qualidade de Serviço é o efeito coletivo provocado pelas características de desempenho de um serviço, determinando o grau de satisfação do usuário, ou seja, a QoS pode ser definida como o conjunto de características de um sistema necessário para atingir uma determinada funcionalidade” Definição da recomendação I.350 do ITU-T

4 Introdução Essas características de qualidade podem ser mensuráveis e medidas de acordo certos parâmetros; Para que essas atividades possam ser mensuráveis, elas devem ser definidas pelo cliente na fase de construção do serviço; Contrato em que a empresa apresenta ao clientes ou usuários uma especificação dos valores mínimos e máximos para os serviços prestados; A empresa servidora necessita garantir o nível de qualidade do serviço desejado;

5 Introdução Os primeiros Sistemas Distribuídos foram projetados sem prever a necessidade de QoS; Métodos de comunicação funcionavam num regime “best effort”, como por exemplo o regime de comunicação utilizado na Internet; “Best Effort” - envia um fluxo de dados, ao mesmo tempo que a largura de banda é partilhada com todos os fluxos de dados, ou seja, as transmissões são concorrentes entre si.

6 Introdução Principais problemas do “Best Effort” do ponto de vista emissor/receptor: Pacotes descartados (dropped packets) Atraso (delay) Entrega desordenada (out-of-order) Erros

7 Cenário atual dos sistemas distribuídos
Clientes primam pela qualidade dos serviços Aplicativos específicos necessitam de diferenciais especiais Sistemas com muitos elementos heterogêneos Demanda de desempenho Segurança Etc.

8 Cenário atual dos sistemas distribuídos
Aplicações atuais exigem requisitos de qualidade, por exemplo: Aplicações multimídia: requerem alta banda, suportam perdas VoIP (Voice over Internet Protocol): pouca banda, temporização rígida FTP (File Transfer Protocol): requerem banda, não suporta perdas Comércio eletrônico: requer alta confiabilidade e disponibilidade

9 QoS em sistemas distribuidos
O gerenciamento de QoS não é uma tarefa trivial; Faz-se necessária a cooperação de todos as camadas que formam um sistema distribuído; Deve se adequar de acordo a aplicação desejada; O gerenciamento de QoS não é capaz de criar aquilo que não existe; QoS administra os elementos existentes segundo a demanda das aplicações; QoS deve garantir que as aplicações menos “exigentes” não sejam anuladas pelas aplicações mais “nobres”

10 Arquiteturas qos Dois tipo de Arquitetura QoS na Internet:
Serviços Integrados(IntServ): os recursos da rede são atribuídos as aplicações e submetidas a politica de gerenciamento de largura da banda -> reserva de banda. Serviços Diferenciados(DiffServ): o tráfego na rede é classificado de acordo com suas características de demanda e recebe os recursos segundo a política de gerenciamento vigente -> prioridades.

11 ServiçOs Integrados – Intserv
Reserva de recursos; Encontra um caminho até o receptor que satisfaça sua demanda QoS, reservando recursos ao longo do mesmo; Protocolo RSVP – reserva os caminhos e recursos. Consegue atingir a maior QoS possível na Internet.

12 ServiçOs Integrados – Intserv
IntServ define duas classes de serviço: Serviço Garantido: Fornece um limite superior rígido para atraso fim-a-fim e garante largura de banda. Serviço de Carga Controlada: Serviço equivalente ao modelo de best-effort em redes pouco utilizadas, com praticamente nenhum atraso e perda; melhor serviço que o usual.

13 ServiçOs Integrados – Intserv
Protocolo RSVP:

14 ServiçOs Integrados – Intserv
Desvantagens do protocolo RSVP: Os roteadores intermediários precisam Dar suporte ao RSVP Manter as informações de estado Fazer o escalonamento e enfileiramento para cada fluxo Sobrecarga nos roteadores IntServ é melhor usado em rede local

15 ServiçOs Diferenciados – DiffSERV
Baseia-se na agregação de fluxos em poucas classes de serviço. Classificação de pacotes – DS. Prioridades relativas -> garantia de que o tráfego de uma aplicação receberá tratamento melhor que qualquer outra com prioridade inferior. Marcação dos pacotes é feita nos pontos de ingresso na rede DiffServ é mais escalável e apropriado que o IntServ para a Internet

16 ServiçOs Diferenciados – DiffSERV
DiffServ define duas classes de serviço: Encaminhamento Expresso: Garantias de QoS absoluta, com baixos valores de perda, atraso e jitter; Indicado para aplicações de telefonia sobre IP, videoconferência e para a criação de linhas dedicadas em redes privadas virtuais(VPN); Não há a necessidade de manter informação alguma nos roteadores; Sempre garante a banda contratada durante o envio dos pacotes.

17 ServiçOs Diferenciados – DiffSERV
Encaminhamento Garantido: Aplicações que demandem da rede um serviço mais confiável que aquele de melhor esforço. Sem todas as garantias de QoS dadas pelo encaminhamento expresso. Divisão do tráfego em N classes, cada uma com alguns níveis de precedência de descarte(M). Ordem de descarte: best-effort -> encaminhamento garantido (segundo classe e precedência de descarte)

18 SLA – Service level agreements
Contrato no qual é definido o nível da prestação de serviço que uma empresa fornecerá a outra; Início na década de 80, utilizado por operadoras de telefonia; Aumento das terceirizações no mercado, em especial nas áreas de TI e Telecomunicações; Necessita-se de garantias dos níveis de serviço  Acordos de Nível de Serviço(SLA).

19 SLA – Service level agreements
São definidos em um SLA: Serviços providos As métricas associadas a esses services Níveis de serviço aceitáveis e inaceitáveis Responsabilidades dos provedores de serviço e clientes Ações a serem tomadas em circunstâncias específicas Parâmetros objetivos e mensuráveis Provedor pode atender aos níveis estipulados

20 SLA – Service level agreements
Um exemplo típico de SLA para uma aplicação de voz sobre IP (VoIP - Voice over IP) com algumas centenas de canais voz simultâneos numa rede IP WAN: Vazão ≥ 2 Mbps; Atraso ≤ 250 mseg Disponibilidade ≥ 99,5%

21 Camadas de gerenciamento de um sistema distribuído
Gerenciamento da Aplicação Gerenciamento do Middleware Gerenciamento do Sistema Operacional Gerenciamento da Rede

22 Qos Nas camadas de gerenciamento
Cada camada possui pontos próprios que precisam ser gerenciados de forma a garantir qualidade de serviço ao usuário. Cada uma requer um gerenciamento específico e possui seus próprios parâmetros de qualidade de serviço.

23 Parâmetros aplicados na camada de aplicação
Tempo de resposta; Disponibilidade; Segurança.

24 Parâmetros aplicados na camada de MIddleware
Mobilidade; Replicação; Concorrência.

25 Parâmetros aplicados na camada de Sistema operacional
Chamadas de sistema; Algoritmo de escalonamento; Utilização de interrupções de hardware; Utilização de interrupções de software.

26 Parâmetros aplicados na camada de rede
Débito;  Flutuação; Latência, prazo ou tempo de resposta; Perda de pacote;  Desequencing.

27 Conclusões Cada vez mais importante no mercado de TI;
Os usuários primam cada vez mais por QoS; definição dos requisitos de QoS é complicada; Complexidade na implementação em sistemas já prontos; Em sistemas distribuídos, sua relevância aumenta ainda mais – várias máquinas; O esforço e investimento gastos acabam sendo compensados pela qualidade final do sistema;

28 REFERêNCIAS http://ti.crinfo.com.br/?p=86
IEC, Service-Level Management, disponível em Pré-Projeto do Trabalho de Conclusão de Curso - Caroline Albuquerque Dantas Silva Coulouris, Dollimore e Kindberg, Distributed Systems – Concepts and Design, cap. 17, Addison- Wesley Publishing Comp., 4ª edição, 2005 Mário Antonio Meireles Teixeira, Suporte a Serviços Diferenciados em Servidores Web: modelos e algoritmos, Tese de doutorado, USP São Carlos, 2004