RED29004-2014-1-Seminario1-QoS

Título

QoS

Atualmente, a Internet trabalha com a filosofia do melhor esforço, é a melhor forma possível que um fluxo possa chegar ao seu destino, conforme suas rotas definidas e largura de bandas que estiver disponível. Sendo que este fluxo se caracteriza:

• confiabilidade: sua falta ocasiona perda de pacotes ou sua confirmações.

• Atraso.

• Jitter: variação de atraso entre pacotes pertencentes ao mesmo fluxos.*

• Largura de banda: transmissão de bits por segundo.

Dessa forma foi criado QoS( Quality of Services), pois ele oferece maior garantia e segurança nas aplicações para Internet. Sendo que o tráfego de aplicações avançadas (voz sobre IP, videoconferência, login remoto e entre outros) passam a ter maior prioridade, enquanto usuários de aplicações tradicionais continuam utilizando o melhor esforço.

P) Como ocorre essa prioridade?

R: As aplicações que utilizam o QoS marcam seus pacotes, para ter prioridade em relação aos pacotes que usam o melhor esforço. Quando há um congestionamento, ocorre descarte apenas nos pacotes que não possuem prioridade, garantindo maior confiabilidade. Outra prioridade é em relação aos roteadores, onde esses criam filas distintas de acordo com suas prioridades. E este também é capaz de limitar uma faixa da largura de banda( Shaping / policiamento ) para fluxo de dados ou algumas aplicações.

Para implementar o QoS na Internet foi criados dois modelos:

 serviços Integrados (IntServ): reserva de recurso. 
 serviços diferenciados (DiffServ):  é o modelo QoS baseada em classes,projetada para IP.

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P) Como requerer QoS?

R: Para fazer a requisição do QoS é diferente para cada modelo:

Intserv, é necessário fazer a criação de um mecanismo para fazer o requerimento do QoS (melhor em caso de congestionamento da rede – caso a rede esteja congestionada, novos pedidos serão negados).

Diffserv, está indicado no cabeçalho do pacote.

Figura2.Espaço reservado no cabeçalho para requisição do Diffserv, paro o QoS.

Tabela1.Requisitos de aplicações.

Técnicas para melhorar o QoS

• Programação: trata os diferentes fluxos de maneira equilibrada e apropriada. São implementadas três delas:

1.Formação de fila FIFO (frist-in,frist-out):quando a velocidade de processamento no buffer é menor que velocidade de chegada, ocorrerá enfileiramento, assim os novos pacotes que chegarem serão descartados.

Figura3.Diagrama de fila FIFO.

2.Formação de filas por prioridades: os pacotes que chegam ao enlace de saída são classificados em classe de prioridade na fila de saída, na qual cada fila atende a mesma prioridade. O enfileiramento transmitirá o pacote da classe de alta prioridade. Pode ocorrer uma inanição, ou seja se existir um fluxo continuo de alta prioridade, os pacotes nas filas de menor prioridade jamais terão um a chance de serem processados.

Figura4.Diagrama de filas por prioridade.

3.Enfileiramento de filas ponderadas:os pacotes recebem diferentes classificações e são colocados em filas diferentes, sendo a prioridade é baseada em peso maior. Assim o valor do peso corresponde a quantidade de pacotes que serão processados em cada fila.

Figura5.Diagrama de filas ponderadas.

• Formatação de tráfego: para controlar a quantidade e a velocidade com que o tráfego é transmitido pela a rede. São utilizadas duas técnicas principais.

1.Balde Furado(leaky bucket):formata o tráfego em rajadas para um tráfego de velocidade fixa tirando uma média da taxa de dados. Porém descarta pacotes se o balde estiver cheio.

Figura6.Esquema do “balde furado”.

 Pode ser que os pacotes tenha tamanho fixo, por exemplo células em redes ATM, o processo elemina um numero fixo de pacotes da fila a cada instante de clock.

 Mas se o comprimento for variável, a velocidade de saída fixa deve se basear de numero de bytes por segundo.

2.Balde de Fichas(token bucket):O “balde” armazena fichas geradas a uma taxa constante e as transmite com maior flexibilidade. Cada célula transmitida consome uma ficha. Se não houver fichas, uma célula deve esperar a geração de uma nova ficha. Quando o “balde” transborda, descarta fichas (não células ou byte).*

Figura7.Diagrama do “balde de fichas”.

• Reserva de recurso: o QoS é melhorado com a reserva de recursos os quais são: buffers, largura de banda, tempo de CPU e entre outros.

• Controle de admissão: verifica se o roteador ou comutador possuem disponibilidade de reserva de recursos que está célula precisa. Assim ele aceita o rejeita um fluxo.

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 a conexão), precisou um protocolo de sinalização, para efetuar a reserva de recurso, usa-se o 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 rotador de aceitar ou não o serviço, e esta se baseia-se em dois fatores: em comprimento anteriores e sua atual disponibilidade de recursos.

Existem dois serviços no IntServ:

• Classe de Serviços Garantidos:esse é quantitativo, onde a quantidade de atraso ponta-a- ponta e a taxa de dados são definidos pela aplicação .Ele garante que os pacotes cheguem dentro de um determinado tempo e que não ocorrerá 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 perda de pacotes. Exemplos: transferência de arquivos, e-mail e acesso a Internet.*