Масштабируемость протокола RSVP

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 21Следующая ⇒

Недостатком протокола RSVP является то, что объем требуемой информации о состоянии потоков увеличивается с ростом числа резервирований ресурсов для потоков трафика.

Так как в Internet-магистрали в любое время могут существовать многие сотни тысяч одноадресных и многоадресных потоков, использование информации о состоянии каждого потока считается неподходящим решением для магистралей Internet.

Архитектура дифференцированных услуг DiffServ

В 1998 году организация IETF сформировала рабочую группу по созданию дифференцированных услуг ( diffserv Working Group ). Архитектурную модель diffserv можно сравнить с мостом, соединяющим механизм гарантированного качества обслуживания модели intserv с механизмом негарантированной доставки трафика. Модель diffserv обеспечивает дифференцирование трафика путем его разбивки на классы с различным приоритетом.

Главной задачей подхода diffserv является определение стандартизированного байта дифференцированной услуги (DS) – байта типа обслуживания (Type of Service – ToS) из заголовка пакета IPv4 и байта класса трафика (Traffic Class) пакета IPv6. От данной маркировки зависит принятие решения о продвижении пакета данных на каждом переходе (per-hop behavior – РНВ), т.е. в каждом промежуточном узле.

Архитектура дифференцированных услуг обеспечивает базовую основу (A Framework for Differentiated Services/Bemet Y. et al, Internet Draft), которая может быть использована поставщиками услуг для предоставления своим клиентам большого диапазона различных предложений в зависимости от предъявляемых требований к качеству обслуживания. Клиент может выбрать требуемый уровень услуг путем установки соответствующего значения поля кода дифференцированной услуги (Differentiated Services Code Point – DSCP) для пакетов определенного приложения. Код дифференцированной услуги определяет цепочку решений о продвижении пакета в каждом промежуточном узле сети поставщика услуг (РНВ-политика).

Рис. 4.4. Архитектура метода DiffServ

РНВ-политика – политика пошагового обслуживания, определяет поведение сетевого узла в отношении пакетов с определенным значением поля кода дифференцированной услуги (DSCP). Все пакеты потока трафика со специфическим требованием к обслуживанию несут в себе одно и то же значение поля DSCP.

Таблица 4.4. Функциональные блоки архитектуры дифференцированных услуг
Функциональный блок	Расположение	Функция	Действие
Формирователи трафика	Входной интерфейс пограничного маршрутизатора diffserv -домена	Классификация пакетов, выравнивание и ограничение трафика	Ограничение входящего трафика и установка значения поля DSCP на основе профиля трафика
Устройства, реализующие РНВ-политику	Все маршрутизаторы diffserv -домена	Распределение ресурсов и политика отбрасывания пакетов	РНВ-политика обработки пакетов определяется на основе характеристик качества обслуживания соответствующих заданному значению поля DSC

Все узлы внутри diffserv -домена определяют РНВ-политику, которая должна быть применена к пакету на основе хранящегося в нем значения поля кода дифференцированной услуги. Кроме того, пограничные узлы diffserv -домена выполняют важную функцию формирования поступающего в diffserv -домен трафика. Формирование трафика включает в себя выполнение таких функций, как:

· классификация пакетов (установка значения поля DSCP);

· ограничение трафика.

Формирование трафика обычно выносится на входной интерфейс поступающих в diffserv -домен пакетов. Формирование играет решающую роль в управлении поступающим в diffserv -домен трафиком, поскольку в этом случае для каждого пакета сеть может определить соответствующую ему РНВ-политику.

На рис. 4.4 схематически представлена архитектура дифференцированных услуг. Описание двух основных функциональных блоков этой архитектуры приведено в таблице 4.4.

Формирователи трафика, расположенные на границе сети

Формирователи трафика – это различные функции качества обслуживания, которые должны быть реализованы в пограничных устройствах сети. Граничные функции классифицируют или маркируют трафик путем установки соответствующего значения поля DSCP, а также проводят мониторинг входящего в сеть трафика с целью проверки его соответствия установленному профилю.

Код дифференцированной услуги представляет собой поле, на основании значения которого определяется способ обработки пакета в diffserv -домене. В качестве обрабатывающей трафик функции может выступать функция классификации пакетов, функция маркировки DSCP-поля или же функция дозирования трафика, наделенная либо полномочиями выравнивания трафика, либо полномочиями отбрасывания пакетов.

Классификатор пакетов

Классификатор пакетов выбирает пакет из потока трафика на основании анализа части содержимого заголовка пакета. Наиболее распространенный способ классификации пакетов заключается в анализе поля DSCP, однако теоретически возможна классификация пакета на основании значения других полей его заголовка. Функция классификации пакета определяет соответствующий этому пакету класс трафика.

Маркер

Эта функция предназначена для записи/перезаписи поля DSCP в зависимости от класса трафика, к которому относится данный пакет.

Дозирование трафика

Функция дозирования проверяет трафик на соответствие заданному профилю на основании дескриптора трафика, такого как корзина маркеров. Результаты проверки передаются функции маркировки трафика, а также либо функции выравнивания трафика, либо функции отбрасывания пакетов — для принятия соответствующего решения в отношении " плановых" и " внеплановых" пакетов.

Функция выравнивания трафика

Функция выравнивания трафика (traffic shaping) осуществляет задержку пакетов путем их буферизации с целью удовлетворения параметров заданного профиля.

Функция отбрасывания пакетов

Функция отбрасывания пакетов осуществляет отбрасывание всех пакетов, не удовлетворяющих параметрам заданного профиля трафика. Это действие часто называют также ограничением трафика (traffic policing).

РНВ-политика

Сетевые узлы с поддержкой дифференцированного обслуживания используют поле DSCP в заголовке IP-пакета для определения соответствующей этому пакету РНВ-политики.

РНВ-политика может быть определена в терминах приоритета в предоставлении ресурсов по отношению к другим РНВ-политикам или же с помощью таких измеряемых характеристик трафика, как задержка пакетов, уровень потери пакетов или дрожание трафика. В некоторой степени РНВ-политику можно рассматривать как своеобразный " черный ящик", поскольку она определяет некоторое наблюдаемое извне поведение сетевого узла в отношении поступающих пакетов, не навязывая при этом конкретную реализацию.

В качестве стандартной РНВ-политики в diffserv -сети можно рассматривать негарантированную доставку трафика. В соответствии с архитектурой дифференцированного обслуживания каждой РНВ-политике рекомендуется назначить определенный код DSCP, однако поставщик услуг волен выбрать отличные от рекомендованных значения поля DSCP для своей собственной сети. Рекомендованное значение поля DSCP для политики негарантированной доставки пакетов равняется 000 000.

РНВ-политика, соответствующая определенному классу трафика, зависит от целого ряда факторов:

· интенсивность входного потока или нагрузки для заданного класса трафика. Этот параметр контролируется пограничным формирователем трафика;

· распределение ресурсов для заданного класса трафика. Этот параметр контролируется функциями распределения ресурсов, реализованными в узлах diffserv -домена;

· уровень потери трафика. Этот параметр зависит от политики отбрасывания пакетов, проводимой в узлах diffserv -домена.

Существуют две стандартные РНВ-политики – РНВ-политика немедленной передачи (EF РНВ) и РНВ-политика гарантированной доставки (AF РНВ).

РНВ-политика немедленной передачи пакетов (Expedited Forwarding РНВ – EF РНВ)

Используется для обеспечения сквозного обслуживания пакетов в узлах diffserv -домена, характерными чертами которого являются низкий уровень потери пакетов, малая задержка, незначительное дрожание трафика, а также гарантированная полоса пропускания. Политика EF РНВ применяется для обслуживания трафика таких приложений, как передача голоса по сетям IP (Voice over IP – VoIP), приложений видеоконференций, а также для обеспечения таких услуг, как передача информации по виртуальным арендуемым каналам, поскольку эта услуга представляет собой двухточечное соединение конечных узлов diffserv -домена. Подобный тип обслуживания достаточно часто называют также услугами высокого класса (premium service).

Один из способов избежать задержки пакетов, связанной с возникновением больших очередей, – ограничение максимальной интенсивности входного потока трафика минимальной интенсивностью его выходного потока. РНВ-политика немедленной передачи пакетов предусматривает установку значения интенсивности выходного потока трафика, в то время как интенсивность входного потока контролируется формирователями трафика, реализованными в пограничных устройствах сети.

Поскольку в соответствии с политикой EF РНВ входящие пакеты не должны образовывать очередь (допускается очередь очень малого размера), интенсивность исходящего потока трафика должна быть равной интенсивности входящего потока или превышать ее. Следует отметить, что интенсивность исходящего потока (полоса пропускания) не должна зависеть от других потоков трафика. Как правило, интенсивность входящего и исходящего потоков измеряется с интервалами, равными времени, которое требуется для передачи MTU-пакета (пакета максимального размера, который может быть передан через интерфейс маршрутизатора) по данной линии связи.

Маршрутизатор может выделить ресурсы, достаточные для обеспечения определенной интенсивности исходящего трафика для заданного интерфейса, путем использования различных функциональных реализаций политики EF РНВ. Когда речь идет о передаче трафика через перегруженный сегмент сети (а это предполагает наличие больших накопленных очередей), данная функциональная возможность может быть реализована за счет применения различных механизмов обслуживания очередей.

РНВ-политика гарантированной доставки пакетов (AF РНВ)

РНВ-политика гарантированной доставки пакетов (Assured Forwarding РНВ – AF РНВ) представляет собой средство, с помощью которого поставщик услуг может обеспечить несколько различных уровней надежности доставки IP-пакетов, полученных из diffserv -домена клиента. Политика AF РНВ является приемлемой для большинства ТСР-приложений.

РНВ-политика гарантированной доставки пакетов подразумевает наличие различных уровней обслуживания для каждого из четырех классов AF-трафика. Каждому классу AF-трафика соответствует собственная очередь пакетов, что позволяет проводить эффективное управление полосой пропускания. Каждый класс AF-трафика характеризуется тремя уровнями приоритета отбрасывания пакетов (низкий, средний и высокий), что позволяет реализовать механизм управления очередью по типу механизма произвольного раннего обнаружения (Random Early Detection – RED).

Политика AF РНВ представляет собой средство, с помощью которого поставщик услуг может обеспечить несколько различных уровней надежности доставки IP-пакетов в зависимости от значения поля DSCP.

Существует три решения формирования политики PHB:

· инициализация сети;

· сигнализация о качестве обслуживания;

· диспетчер политик.

Инициализация сети

Один из способов распределения ресурсов заключается в инициализации ресурсов сети с использованием эвристических методов или техники систематического моделирования. Следует отметить, что этот метод может быть применен только в сетях небольшого размера, для которых политики QoS и профили трафика остаются неизменными на протяжении достаточно долгого промежутка времени.

Сигнализация о качестве обслуживания

В соответствии с этим методом реализации РНВ-политики приложения извещают сеть о требованиях к качеству обслуживания с помощью сигнального протокола RSVP. С точки зрения протокола RSVP diffserv -домен рассматривается как еще одно звено сети, требующее управления доступом.

Диспетчер политик QoS

Определение политики обусловливает выбор уровней QoS, применяемой к потоку трафика. Политики назначаются с помощью протокола распространения политик – COPS (Common Open Policy Service) разработанного группой IETF.

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒