Mudanças entre as edições de "Medição de Qos fim-a-fim e verificação de conformidade de SLAs em um domínio com diferenciação de serviços"

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Helton Luiz Porto
 
Helton Luiz Porto
  
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A Internet vem a cada dia se consolidando como uma rede de telecomunicações que suporta aplicações e serviços multimídia. Entretanto, como uma rede de comutação de pacotes, ela ainda não oferece a mesma qualidade de serviço (QoS) das redes tradicionais baseadas em comutação de circuitos. Em serviços de rede privada, para clientes corporativos, as operadoras vêm se adequando aos requisitos dos seus clientes, através do provimento de serviços diferenciados no transporte de pacotes. Acordos são firmados entre clientes e operadoras para o fornecimento de diferentes classes de serviços acomodados em diferentes níveis (Service Level Agreements - SLAs). A forma de monitoramento do cumprimento destes acordos é muitas vezes obscuro para clientes e não definido pelo própria operadora.
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A Internet vem a cada dia se consolidando como uma rede de telecomunicações que suporta aplicações e serviços multimídia. Entretanto, como uma rede de comutação de pacotes, ela ainda não oferece a mesma qualidade de serviço (QoS) das redes tradicionais baseadas em comutação de circuitos. Em serviços de rede privada, para clientes corporativos, as operadoras vêm se adequando aos requisitos dos seus clientes, através do provimento de serviços diferenciados no transporte de pacotes. Acordos são firmados entre clientes e operadoras para o fornecimento de diferentes classes de serviços acomodados em diferentes níveis (Service Level Agreements - SLAs). A forma de monitoramento do cumprimento destes acordos é muitas vezes obscuro para clientes e não definido pela própria operadora.
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Este trabalho visa aplicar técnicas de medições de parâmetros de QoS fim-a-fim no tráfego de um domínio que realiza a diferenciação de serviços para seus clientes. Estas medições, sistematizadas na forma de procedimentos e arranjos de ferramentas, devem permitir a verificação da conformidade dos acordos de nível de serviço (SLA) firmados entre operador e clientes. Em caso de discrepância no serviço prestado versus serviço contratado, pretende-se apontar soluções para correções na operação da rede, resguardando-se as limitações de recursos da mesma.
 
Este trabalho visa aplicar técnicas de medições de parâmetros de QoS fim-a-fim no tráfego de um domínio que realiza a diferenciação de serviços para seus clientes. Estas medições, sistematizadas na forma de procedimentos e arranjos de ferramentas, devem permitir a verificação da conformidade dos acordos de nível de serviço (SLA) firmados entre operador e clientes. Em caso de discrepância no serviço prestado versus serviço contratado, pretende-se apontar soluções para correções na operação da rede, resguardando-se as limitações de recursos da mesma.
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As aplicações e serviços possuem características e particularidades diferentes. Os mais tradicionais como dados, voz e vídeos tem vários parâmetro mínimos de exigência para um bom funcionamento, como largura de banda mínima, sensibilidade ao atraso(delay), variação do atraso(jitter), tamanho do pacote e tolerância a perdas. A aplicação de QoS serve para melhorar o funcionamento dessas aplicações, especificando prioridades na rede para cada tipo de serviço.  
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Com isso, será feito uma simulação de um produto, onde uma operadora proverá comunicação entre a matriz de uma empresa e sua filial, aplicando diferenciação de serviços através de aplicação QoS nos roteadores de borda da rede,  priorizando dados que serão definidos pelo próprio cliente.  Basicamente, serão três tipos de classificados na  aplicação do Qos. Uma classe chamada VOZ, para todas as aplicações voip do cliente, classe MIDIA para aplicações de videoconferência e multimídia, e classe EXPRESSO que são dados de qualquer aplicação que o cliente queira que seja priorizado. Será definida em contrato com a operadora, a garantia de todas as especificações mínimas exigidas para cada tipo de serviço e aplicação, exigido pelo cliente, gerando multas para não conformidade. Nosso problema será como coletar esses dados, medir e garantir que este serviço está ou não de acordo com o especificado no SLA.  
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As aplicações e serviços possuem características e particularidades diferentes. Os mais tradicionais como dados, voz e vídeos tem vários parâmetros mínimos de exigência para um bom funcionamento, como largura de banda mínima, sensibilidade ao atraso(delay), variação do atraso(jitter), tamanho do pacote e tolerância a perdas. A aplicação de QoS serve para melhorar o funcionamento dessas aplicações, especificando prioridades na rede para cada tipo de serviço.
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Com isso, será feito uma simulação de um produto, onde uma operadora proverá comunicação entre a matriz de uma empresa e sua filial, aplicando diferenciação de serviços através de aplicação QoS nos roteadores de borda da rede,  priorizando dados que serão definidos pelo próprio cliente.  Basicamente, serão três tipos de classificados na  aplicação do Qos. Uma classe chamada VOZ, para todas as aplicações voip do cliente, classe MIDIA para aplicações de videoconferência e multimídia, e classe EXPRESSO que são dados de qualquer aplicação que o cliente queira que seja priorizado. Será definida em contrato com a operadora, a garantia de todas as especificações mínimas exigidas para cada tipo de serviço e aplicação exigido pelo cliente, gerando multas para cada não conformidade. Nosso problema será como coletar esses dados, medir e garantir que este serviço está ou não de acordo com o especificado no SLA.
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Com esses dados coletados, cliente e operadora poderão ter acesso as informações de desempenho e qualidade do serviço contratado. Podendo fazer alterações no produto, como diminuição ou abrangência de serviços, e ambos poderão ter um melhor aproveitamento dos seus recursos, podendo gerar mais receita para a operadora, tanto economia para o cliente.
 
Com esses dados coletados, cliente e operadora poderão ter acesso as informações de desempenho e qualidade do serviço contratado. Podendo fazer alterações no produto, como diminuição ou abrangência de serviços, e ambos poderão ter um melhor aproveitamento dos seus recursos, podendo gerar mais receita para a operadora, tanto economia para o cliente.
  
 
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==3.A Implementação de  VPNs IP usando o BGP/MPLS==
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A RFC  4364 descreve um método de construção de VPNs IP usando uma arquitetura de rede com a tecnologia BGP/MPLS. Esta arquitetura fundamenta a rede investigada neste trabalho e será aqui detalhada.
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===3.1.O serviço de VPNs===
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Falar sobre espaço de endereçamento de VPNs
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SITE: Um conjunto de sistemas IP pode ser visto como um SÍTIO (''site''), relativo a uma determinada REDE BACKBONE, se estes sistemas possuem conectividade IP que não se utiliza deste backbone. Em geral estes sistemas estão geograficamente próximos mas não necessariamente. Os sítios se conectam a um PE(roteador de borda) da rede BACKBONE através de dispositivos CE que podem ser roteadores ou hospedeiros. Um switch não é considerado CE.
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VPN: Seja um conjunto de sítios conectados a uma mesma rede BACKBONE. Aplique-se alguma política para criar subconjuntos de sítios e aplique-se a seguinte regra: dois sítios podem ter interconectividade através da rede BACKBONE SOMENTE SE pelo menos um dos subconjuntos criados possui estes dois sítios. Estes subconjuntos são VPNs. Deve ser observado que dois sítios que não possuem VPN em comum NÃO possuem conectividade IP através da rede BACKBONE.
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===3.2 A Estrutura da rede do Provedor===
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REDE BACKBONE IP: É o domínio administrativo de um ISP, sendo constituído por roteadores de borda PE e outros roteadores internos P.
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Um CE de um sítio é conectado via qualquer tecnologia de camada 2 a um PE (frame relay, por exemplo). Os roteadores de borda são roteadores IP executam o protocolo BGP e possuem tecnologia MPLs para interligação com os demais roteadores do domínio. Roteadores internos ao domínio não necessitam executar o BGP  mas também possuem tecnologia MPLS.
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===3.3 Operação do Serviço de VNP===
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-Como é construída as tabelas VRFT
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-O que existem nelas
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-como são construídos os pacotes MPLS (empilhamento rótulos)
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-explicar como os LSPs
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Cada roteador de borda PE mantém um conjunto de tabelas de roteamento "VPN Routing and Forwarding Table" (VRFT) além de uma tabela de rotas default. Cada tabela VRFT é associada a um determinado circuito que conecta a um roteador CE de um sítio do cliente. Quando um roteador PE recebe um pacote provindo de um determinado circuito, ele enncontra a rota a ser seguida olhando na VRFT associada ao circuito. 
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Uma VRFT é construída através do protocolo iBGP (MP-BGP). Um PE1 conectado a um CE1, aprende - por exemplo, por configuração estatica - as redes do sítio associado ao CE1. Estas redes são divulgadas a todos os PEs do domínio, de forma que eles possam construir as VRFTs para cada VPN.
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O serviço de VPN pode ser separado em duas partes:
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* controle
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* encaminhamento
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Roteadores internos ao domínio não necessitam executar o BGP  mas também possuem tecnologia MPLS.
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===3.4. O QoS na rede ===
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===3.5. O SLA entre cliente e Provedor===
  
 
==Referências==
 
==Referências==
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<span style="color:#FFFFFF; background:#FF0000"> Colocar referências no formato padrão e acrescentar </span>
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FALSARELLA, Douglas.
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Redes e Servidores: Conceitos Básicos de QoS.
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Disponível em http://imasters.com.br/artigo/13011/redes/conceitos_basicos_de_qos/. Acesso em 4 mai.2012.
  
 
Deploying Diffserv at the Network Edge for Tight SLAs, Part 1
 
Deploying Diffserv at the Network Edge for Tight SLAs, Part 1
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Pub Date : November 09, 2004
 
Pub Date : November 09, 2004
 
ISBN : 1-58705-176-1
 
ISBN : 1-58705-176-1
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[http://tools.ietf.org/html/rfc4364 RFC 4364] - BGP/MPLS IP Virtual Private Networks (VPNs)]
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[http://www.netcraftsmen.net/resources/archived-articles/373.html]
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[http://www.openflow.org/wk/index.php/MPLS_with_OpenFlow/SDN]
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[http://www.juniper.net/us/en/local/pdf/whitepapers/2000282-en.pdf]
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[http://tools.ietf.org/html/rfc4761]
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[http://wiki.mikrotik.com/wiki/Manual:BGP_based_VPLS]
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[http://www.sans.org/reading_room/whitepapers/vpns/comparing-bgp-mpls-ipsec-vpns_756]
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[http://www.cisco.com/en/US/docs/ios-xml/ios/iproute_bgp/configuration/15-2s/irg-unif-mpls-ibgp.pdf]
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[http://www.juniper.net/techpubs/en_US/junose10.1/information-products/topic-collections/swconfig-bgp-mpls/book-swconfig-bgp-mpls-TOC.html]

Edição atual tal como às 21h27min de 30 de outubro de 2012

Resumo

O trabalho visa aplicar técnicas de medições de parâmetros de QoS (delay, jitter, banda, perdas) no tráfego em um domínio que realiza a diferenciação de serviços para seus clientes. Estas medições devem permitir a verificação da conformidade dos acordos de nível de serviço (SLA) firmados entre operador e clientes. O trabalho envolve:

  • o estudo a política e os mecanismos de QoS no domínio;
  • o estudo dos SLAs;
  • o estudo de algumas técnicas de medição de QoS fim-a-fim;
  • a definição de um conjunto de experimentos que permitam avaliar o atendimento dos SLAs;
  • propostas para melhorar o atendimento da QoS no domínio.


RESUMO ESTENDIDO

Medição de Qos fim-a-fim e verificação de conformidade de SLA’s em um domínio com diferenciação de serviços

Helton Luiz Porto

A Internet vem a cada dia se consolidando como uma rede de telecomunicações que suporta aplicações e serviços multimídia. Entretanto, como uma rede de comutação de pacotes, ela ainda não oferece a mesma qualidade de serviço (QoS) das redes tradicionais baseadas em comutação de circuitos. Em serviços de rede privada, para clientes corporativos, as operadoras vêm se adequando aos requisitos dos seus clientes, através do provimento de serviços diferenciados no transporte de pacotes. Acordos são firmados entre clientes e operadoras para o fornecimento de diferentes classes de serviços acomodados em diferentes níveis (Service Level Agreements - SLAs). A forma de monitoramento do cumprimento destes acordos é muitas vezes obscuro para clientes e não definido pela própria operadora.

Este trabalho visa aplicar técnicas de medições de parâmetros de QoS fim-a-fim no tráfego de um domínio que realiza a diferenciação de serviços para seus clientes. Estas medições, sistematizadas na forma de procedimentos e arranjos de ferramentas, devem permitir a verificação da conformidade dos acordos de nível de serviço (SLA) firmados entre operador e clientes. Em caso de discrepância no serviço prestado versus serviço contratado, pretende-se apontar soluções para correções na operação da rede, resguardando-se as limitações de recursos da mesma.

As aplicações e serviços possuem características e particularidades diferentes. Os mais tradicionais como dados, voz e vídeos tem vários parâmetros mínimos de exigência para um bom funcionamento, como largura de banda mínima, sensibilidade ao atraso(delay), variação do atraso(jitter), tamanho do pacote e tolerância a perdas. A aplicação de QoS serve para melhorar o funcionamento dessas aplicações, especificando prioridades na rede para cada tipo de serviço.

Com isso, será feito uma simulação de um produto, onde uma operadora proverá comunicação entre a matriz de uma empresa e sua filial, aplicando diferenciação de serviços através de aplicação QoS nos roteadores de borda da rede, priorizando dados que serão definidos pelo próprio cliente. Basicamente, serão três tipos de classificados na aplicação do Qos. Uma classe chamada VOZ, para todas as aplicações voip do cliente, classe MIDIA para aplicações de videoconferência e multimídia, e classe EXPRESSO que são dados de qualquer aplicação que o cliente queira que seja priorizado. Será definida em contrato com a operadora, a garantia de todas as especificações mínimas exigidas para cada tipo de serviço e aplicação exigido pelo cliente, gerando multas para cada não conformidade. Nosso problema será como coletar esses dados, medir e garantir que este serviço está ou não de acordo com o especificado no SLA.

Com esses dados coletados, cliente e operadora poderão ter acesso as informações de desempenho e qualidade do serviço contratado. Podendo fazer alterações no produto, como diminuição ou abrangência de serviços, e ambos poderão ter um melhor aproveitamento dos seus recursos, podendo gerar mais receita para a operadora, tanto economia para o cliente.

Cronograma

Etapas/Mes outubro/2012 novembro/2012 dezembro/2012 fevereiro/2013
Conclusão do Resumo estendido x x
Ler artigos, textos, livros, entre outros, sobre o tema definido e iniciar a fundamentação teórica. x x
Conclusão da fundamentação teórica e elaboração dos objetivos e proposta do Trabalho de Conclusão de Curso. x x x
Entrega do documento x

3.A Implementação de VPNs IP usando o BGP/MPLS

A RFC 4364 descreve um método de construção de VPNs IP usando uma arquitetura de rede com a tecnologia BGP/MPLS. Esta arquitetura fundamenta a rede investigada neste trabalho e será aqui detalhada.

3.1.O serviço de VPNs

Falar sobre espaço de endereçamento de VPNs

SITE: Um conjunto de sistemas IP pode ser visto como um SÍTIO (site), relativo a uma determinada REDE BACKBONE, se estes sistemas possuem conectividade IP que não se utiliza deste backbone. Em geral estes sistemas estão geograficamente próximos mas não necessariamente. Os sítios se conectam a um PE(roteador de borda) da rede BACKBONE através de dispositivos CE que podem ser roteadores ou hospedeiros. Um switch não é considerado CE.

VPN: Seja um conjunto de sítios conectados a uma mesma rede BACKBONE. Aplique-se alguma política para criar subconjuntos de sítios e aplique-se a seguinte regra: dois sítios podem ter interconectividade através da rede BACKBONE SOMENTE SE pelo menos um dos subconjuntos criados possui estes dois sítios. Estes subconjuntos são VPNs. Deve ser observado que dois sítios que não possuem VPN em comum NÃO possuem conectividade IP através da rede BACKBONE.


3.2 A Estrutura da rede do Provedor

REDE BACKBONE IP: É o domínio administrativo de um ISP, sendo constituído por roteadores de borda PE e outros roteadores internos P. Um CE de um sítio é conectado via qualquer tecnologia de camada 2 a um PE (frame relay, por exemplo). Os roteadores de borda são roteadores IP executam o protocolo BGP e possuem tecnologia MPLs para interligação com os demais roteadores do domínio. Roteadores internos ao domínio não necessitam executar o BGP mas também possuem tecnologia MPLS.

3.3 Operação do Serviço de VNP

-Como é construída as tabelas VRFT -O que existem nelas -como são construídos os pacotes MPLS (empilhamento rótulos) -explicar como os LSPs


Cada roteador de borda PE mantém um conjunto de tabelas de roteamento "VPN Routing and Forwarding Table" (VRFT) além de uma tabela de rotas default. Cada tabela VRFT é associada a um determinado circuito que conecta a um roteador CE de um sítio do cliente. Quando um roteador PE recebe um pacote provindo de um determinado circuito, ele enncontra a rota a ser seguida olhando na VRFT associada ao circuito.

Uma VRFT é construída através do protocolo iBGP (MP-BGP). Um PE1 conectado a um CE1, aprende - por exemplo, por configuração estatica - as redes do sítio associado ao CE1. Estas redes são divulgadas a todos os PEs do domínio, de forma que eles possam construir as VRFTs para cada VPN.

O serviço de VPN pode ser separado em duas partes:

  • controle
  • encaminhamento

Roteadores internos ao domínio não necessitam executar o BGP mas também possuem tecnologia MPLS.


3.4. O QoS na rede

3.5. O SLA entre cliente e Provedor

Referências

FALSARELLA, Douglas. Redes e Servidores: Conceitos Básicos de QoS. Disponível em http://imasters.com.br/artigo/13011/redes/conceitos_basicos_de_qos/. Acesso em 4 mai.2012.

Deploying Diffserv at the Network Edge for Tight SLAs, Part 1 John Evans • Cisco Systems • joevans@cisco.com Clarence Filsfils • Cisco Systems • cf@cisco.com

Deploying Diffserv at the Network Edge for Tight SLAs, Part 2 John Evans • Cisco Systems • joevans@cisco.com Clarence Filsfils • Cisco Systems • cf@cisco.com

QOS IN PACKET NETWORKS Kun I. Park 2005 Springer Science + Business Media, Inc. Boston

End-to-End QoS Network Design Tim Szigeti - CCIE No. 9794, Christina Hattingh Publisher : Cisco Press Pub Date : November 09, 2004 ISBN : 1-58705-176-1

RFC 4364 - BGP/MPLS IP Virtual Private Networks (VPNs)]

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