EQUIPE 2
Qualidade de Serviço em Redes de Computadores
A Qualidade de Serviço(QoS) serve para melhorar a qualidade dos serviços oferecidos por uma rede, como Frame Relay, MPLS, Ethernet, ATM. Ou seja, fazendo com que aplicações diferentes tenham tratamentos diferentes, e aquelas que precisam de maior qualidade, receberam uma prioridade maior enquanto as outras continuaram utilizando o modelo Best Effort.
Porém isso não quer dizer que deveria reduzir ou retirar banda de aplicações menos importantes, mas sim conhecer e reconhecer o que é mais importante para trafegar primeiro pela rede e explorar bem os recursos disponíveis.*1
O Qos pode ser medido através de garantias que a rede oferece para o tráfego de pacotes. Existem basicamente dois tipos: de desempenho e de disponibilidade.
As garantias de desempenho estão relacionadas a como a entrega dos pacotes. será feita. Os parâmetros que medem o desempenho são:
- Confiabilidade: sua falta ocasiona perda de pacotes ou sua confirmações.
- Atraso: indica quanto tempo o pacote leva para ser enviado da origem até o destino;
- Jitter: é a variação no tempo e na sequência da entrega desinformações devido à variação no atraso da rede;
- Largura de banda: para diferentes tipos de aplicações ou de redes necessitam de diferentes capacidades de transmissão.
A disponibilidade está relacionadas a garantias que o serviço de conectividade estará
"quase" sempre disponível. Que podem ser medida pelos seguintes parâmetros
- MTBF (mean time between failures): indica o intervalo médio esperado entre duas falhas sucessivas da rede. Ele corresponde ao inverso da taxa de falhas (número de falhas pelo período observado).
- MTTR (mean time to recover): indica o tempo médio que o serviço leva para ser restaurado, uma vez que a falha aconteça.
- Disponibilidade: indica a porcentagem de tempo que serviço fica disponível.
Onde o QoS é aplicado?
- Telemedicina e Telesaúde, tem que ocorrer a priorização do tráfego. Um exemplo é em um rede hospitalar, onde tenho o cadastro de pacientes e cirurgias realizadas por equipamentos robóticos, logo a cirurgia deve possuir maior prioridade.
- Baseada em endereços IP, máscara ou endereço MAC. Ou seja, em uma empresa o dono pode marcar os endereços IP de seus funcionários com maior prioridade, enquanto os visitantes possuem menor. *2
- Streaming de multimídia.
- Telefonia IP ou VoIP.
- Teleconferência de vídeo.
Serviços Integrados ou IntServ
É um modelo do QoS baseado em fluxo. Onde pode ser semelhante a um circuito virtual, da origem até o destino informando aos roteadores as reservas necessárias. Como o QoS foi desenvolvido para IP(esse não orientado à conexão), precisou-se de um protocolo de sinalização, para efetuar a reserva de recurso, este chamado de RSVP(Protocolo de Reserva de Recurso).
- Especificação de fluxo: possuem duas componentes:
- Respec(Especificação de recurso): declaram o recurso que o fluxo precisa reserva(largura de banda, tamanho de buffer e outros).Neste caso os pacotes nunca são descartados, desde que o tráfego se mantenha dentro das especificações desejáveis.
- Tspec(Especificação de trafego):caracteriza o trafego do fluxo.
- Admissão: é a decisão do roteador de aceitar ou não o serviço, esta baseia-se em dois fatores: em comprometimento anteriores e sua atual disponibilidade de recursos.
Existem dois serviços no IntServ:
- Classe de Serviços Garantidos:esse é quantitativo, onde a quantidade de atraso ponto-a-ponto e a taxa de dados são definidos pela aplicação. Ele garante que os pacotes cheguem dentro de um determinado tempo e que não haverá descarte, caso o trafego de fluxo fique dentro dos limites estipulado pelo Tspec. É usado em aplicações de tempo real.
- Classe de Serviços Controlados por Carga: é um serviço qualitativo, o qual aceita atrasos, mas não tolera perdas de pacotes. Exemplos: transferência de arquivos, e-mail e acesso a Internet.
RSVP: é um protocolo independente de sinalização, para ajudar o IP a criar um fluxo,ou seja, fazer suas reservas(largura de banda e o tempo em que será mantida à conexão). Neste período de tempo, o emissor daquele serviço tem uma faixa da largura de banda disponível para transmitir seus dados. E ele é projetado para multicast, mas pode ser usado em unicast.
- Reserva baseada em Receptor: a reserva fica por responsabilidade do receptor.
- Mensagem de RSVP: são varias mensagens as quais são trocadas entre aplicações, a fim de requerer adequadamente o QoS. Existem diversas tipos de mensagens, mas citaremos as duas principais:
- PATH: é enviada pelo transmissor, é propagada pela multicast, passando por todos os receptores da sua rota. Um elemento no caminho dos dados, ao receber um PATH, criará um estado chamado PATH state . Nessa armazenam o estado de cada nó por onde ela transitou.
- RESV: ele volta em direção ao transmissor, durante seu retorno ele verifica quais os roteadores que suportam RSVP .Caso nenhum dos roteadores suporte o RSVP, ele reformula os pacotes utilizando o método do melhor esforço.
- Combinação de reservas: o roteador reserva através de uma combinação, ou seja, ele reserva a maior largura de banda que foi solicitado.
Um exemplo prático de como funciona o IntServ :
Problemas:
- Escalabilidade *5
- Limitação de Tipos de Serviços *6'
Serviços Diferenciados ou DiffServ
Esse serviço foi montado a fim de solucionar os problemas encontrado no IntServ. Para resolver a questão da escalabilidade transferiam o processo do núcleo para a borda da rede. Assim não acontece o armazenamento de informações de recursos nos roteadores, agora essa responsabilidade fica para os host, eles escolhem o tipo de serviço. Para solucionar o outro problema ao invés de encaminhar o pacote baseado no serviço de fluxo foi modificado para serviços de classe. Divididas em classes, cada uma provavelmente adaptada às necessidades especiais da situação. Exemplo: Ouro, Prata e Bronze.
- Campo TOS: apesar desse campo ser implementado em muitos roteadores, ele foi considero pouco significativo. Então, o IETF propôs um campo alternativo que ocupa exatamente os mesmos 8 bits do campo TOS. Esse campo foi denomina do Differentiated Services Field" (o campo DS). O campo DS, por sua vez, foi dividido em dois campos menores: o DSCP (Differentiated Services Code Point) e o ECN (Explicit Congestion Notification).
- O DSCP é um campo utilizado para marcação das classe agregadas da metodologia Difiserv.
- O ECN é uma proposta experimental, que permite que os roteadores indiquem que estão congestionados ao nível do protocolo IP.