MPLS Multiprotocol Label Switching

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Architektury IP služeb s QoS parametry pro hlas/multimédia Zbyněk Linhart pro VRS98, 19.října 1998, UK Praha.
Advertisements

Úvod do počítačových sítí Úvod. Úvod do počítačových sítí •Úvod, síťové protokoly, architektury,standardy •Fyzická úroveň •Linková úroveň •Lokální počítačové.
Přednáška č. 3 Normalizace dat, Datová a funkční analýza
D03 - ORiNOCO RG-based Wireless LANs - Technology
MPLS Multiprotocol Label Switching Projektování distribuovaných systémů Lekce 2 Ing. Jiří Ledvina, CSc.
Datové přenosy v ISDN Mobilní systémy, PF, JČU.
Operační systémy. OPERAČNÍ SYSTÉMY pomoc operátorovi, podpora vlastností reálného času, víceuživatelských a více úlohových systémů.
Autor:Ing. Bronislav Sedláček Předmět/vzdělávací oblast:Telekomunikace Tematická oblast:Datová komunikace Téma:OSI - spojová vrstva IV. Ročník:4. Datum.
VLAN Projektování distribuovaných systémů Lekce 2 Ing. Jiří ledvina, CSc.
Zpracoval: Šafránek David
 vytváření signálů a jejich interpretace ve formě bitů  přenos bitů po přenosové cestě  definice rozhraní (pro připojení k přenosové cestě)  technická.
Datové vs Hlasové přenosy Datové –přepojování paketů (packet switching) Hlasové –přepojování okruhů (Circuit Switching)
TCP a firevall Centrum pro virtuální a moderní metody a formy vzdělávání na Obchodní akademii T.G. Masaryka, Kostelec nad Orlicí Autor:
1 iptelefonie denis kosař. 2 obsah Co je ip-telefonie Jak to funguje Protokoly Kodeky Jak to použít Skype Zdroje.
Informatika pro ekonomy II přednáška 10
Shrnutí A – Principy datové komunikace B – TCP/IP 1.
Dokumentace informačního systému
QoS Josef Horálek,. Definice kvalitativních hledisek  Spolehlivost služby (service availability)  zpoždění (delay/latency)  rozptyl zpoždění (delay.
Software Quality of Services Solutions Dissertation. Ing. Marek Huczala, Telecommunication Department, Brno University of Technology. April 2006.
CZ.1.07/1.4.00/ VY_32_INOVACE_168_IT 9 Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu Vzdělávací oblast: Informační a komunikační technologie Předmět:Informatika.
Číslo šablony: III/2 VY_32_INOVACE_P4_1.15 Tematická oblast: Hardware, software a informační sítě AKT. SÍŤ. PRVKY – ROUTER, SWITCH Typ: DUM - kombinovaný.
VRS98 1 Multi-Protocol Over ATM MPOA další ze standardů sítí ATM Antonín Mikát Intercom Systems s.r.o.
Asynchronous Transfer Mode Projektování distribuovaných systémů Lekce 1 Ing. Jiří ledvina, CSc.
Datové sítě Ing. Petr Vodička.
Quality of Services v IP sítích Počítačové sítě Lekce 12 Ing. Jiří Ledvina, CSc.
Databázové systémy Informatika pro ekonomy, př. 18.
Autor:Ing. Bronislav Sedláček Předmět/vzdělávací oblast:Telekomunikace Tematická oblast:Datová komunikace Téma:OSI - síťová vrstva II. Ročník:4. Datum.
QoS - Quality of Service Projektování distribuovaných systémů Lekce 6 Ing. Jiří Ledvina, CSc.
QoS - Quality of Service Počítačové sítě Lekce 11 Ing. Jiří Ledvina, CSc.
Distribuované algoritmy - přehled Přednášky z Distribuovaných systémů Ing. Jiří Ledvina, CSc.
Protokoly úrovně 3 nad ATM Projektování distribuovaných systémů Lekce 2 Ing. Jiří ledvina, CSc.
Transportní úroveň Úvod do počítačových sítí Lekce 10 Ing. Jiří Ledvina, CSc.
VPN - Virtual private networks Přednášky z Projektování distribuovaných systémů Ing. Jiří Ledvina, CSc.
QoS - Quality of Service Přednášky z Projektování distribuovaných systémů Ing. Jiří Ledvina, CSc.
Směrování -RIP. 2 Základy směrování  Předpoklady:  Mějme směrovač X  Směrovač nemůže znát topologii celé sítě  X potřebuje určit směrovač pro přístup.
Seminář 4 IPv4 adresace Základní pojmy – třída, subsíť, maska, prefix, inverzní maska (wildcard mask), broadcast, agregace Privátní (RFC 1918) a veřejné.
1 Počítačové sítě IP multicasting IP multicast – mechanismus pro skupinovou komunikaci v IP vrstvě Zdroj vysílá jeden datagram, na multicast směrovačích.
Metro Ethernet Services Projektování distribuovaných systémů Ing. Jiří ledvina, CSc.
Linková úroveň Úvod do počítačových sítí. 2 Problémy při návrhu linkové úrovně Služby poskytované síťové úrovni Zpracování rámců Kontrola chyb Řízení.
Internet protocol Počítačové sítě Ing. Jiří Ledvina, CSc.
Multimediální přenosy v IP sítích Libor Suchý Prezentace diplomové práce.
VoIP Voice over IP Ing. Jiří Ledvina, CSc. Projektování distribuovaných systémů.
ATM QoS – Pojmy PCR – Peak Cell Rate SCR – Sustainable Cell Rate –Obé definováno jako počet buněk za sekundu (cells per second) CLP – Cell Loss Priority.
Vrstvy ISO/OSI  Dvě skupiny vrstev  orientované na přenos  fyzická vrstva  linková vrstva  síťová  orientované na aplikace  relační vrstva  prezentační.
Počítačové sítě IP multicasting
E- MAIL Ing. Jiří Šilhán. E LEKTRONICKÁ POŠTA NEBOLI vývoj od počátku sítí – původní návrh pouze pro přenos krátkých textových zpráv (ASCII) základní.
Řízení přenosů TCP Počítačové sítě Ing. Jiří Ledvina, CSc.
S MĚROVÁNÍ Ing. Jiří Šilhán. Přímé doručování není směrování. (stejná síť) Směrování – volba směru – hledá se next hop Hledání optimální cesty. Vytváření.
Virtualizace ● IP forwarding ● IP tunneling ● Virtuální síť.
SMĚROVÁNÍ V POČÍTAČOVÝCH SÍTÍCH Část 1 – principy směrování Zpracovala: Mgr. Marcela Cvrkalová Střední škola informačních technologií a sociální péče,
Počítačové sítě 12. Další technologie LAN © Milan Keršlágerhttp:// Obsah: ● Arcnet.
Fyzická vrstva (PL) Techniky sériové komunikace (syn/asyn, sym/asym ) Analogový okruh (serial line) Přenos v přeneseném pásmu (modem) Digitální okruh.
SMĚROVÁNÍ V POČÍTAČOVÝCH SÍTÍCH Část 4 – Směrování v IPv6 Zpracovala: Mgr. Marcela Cvrkalová Střední škola informačních technologií a sociální péče, Brno,
Počítačové sítě pro V3.x Teoretická průprava I. Ing. František Kovařík SPŠE a IT Brno
Transportní vrstva v TCP/IP Dvořáčková, Kudelásková, Kozlová.
Shrnutí A – Principy datové komunikace B – TCP/IP 1.
Síťová vrstva a vrstva síťového rozhraní v TCP/IP
Multiprotocol Label Switching (MPLS)
Seminář 5 IPv4 adresace Základní pojmy – třída, subsíť, maska, prefix, inverzní maska (wildcard mask), broadcast, agregace Privátní (RFC 1918) a veřejné.
Seminář 8 VLAN routing Srovnání směrování tradičního a VLAN routingu
Operační systémy 9. Spolupráce mezi procesy
Informatika pro ekonomy přednáška 8
Počítačové sítě IP vrstva
TELNET, FTP.
Úvod do počítačových sítí
Počítačové sítě IP vrstva
Přednášky z distribuovaných systémů
Ing. Jiří Šilhán IPv4.
IPv6 druhá část Ing. Jiří Šilhán.
Úvod do počítačových sítí - Linková úroveň
Transkript prezentace:

MPLS Multiprotocol Label Switching Projektování distribuovaných systémů Lekce 5 Ing. Jiří Ledvina, CSc Klepněte a vložte poznámky.

MLPS Multiprotocol Label Switching MLPS vznikl jako reakce na nové změny ve využití IP (přenos zvuku, dat, multimédia současně i zvlášť) Tendence budování VPN (Virtual Private Networks) – využití veřejných IP sítí pro realizaci podnikových sítí. Základem je Label Switching – označkování paketů a řízení jejich přenosu sítí Label Switching se snaží řešit spektrum problémů, jako je Integrace IP a ATM Mapování IP a ATM modelů přenosu 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Pokusy o spojení ATM přepínání s procesem směrování v IP sítích CSR – Cell Switching Router (Toshiba 1994) Směrovač pro propojení IP subsítí v prostředí Clasical IP over ATM IP switching (Ipsilon, nyní část Nokia 1996) Cílem je integrace ATM přepínačů a IP směrování Aggregate Route-based IP Switching (ARIS) – (IBM) Obdoba Tag Switching (Cisco Systems) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Pokusy o spojení ATM přepínání s procesem směrování v IP sítích Tag Switching (Cisco Systems) Technika, která nezávisí na toku dat Vytváření forwardovacích tabulek ve směrovači Tag switching network obsahuje Label-switched Path – posloupnost návěští na cestě Tag edge routers – hranová zařízení (LER) Tag switching routers – zařízení mimo hrany sítě (LSR) Standardní IP směrování (protokoly) se používají pro určení následujícího uzlu pro přenosy (BGP, OSPF, RSVP, LDP – Label Distribution Protocol – nově vyvinutý). Tag – značky jsou spojeny s cestami ve směrovacích tabulkách Tagy jsou přenášeny pomocí Label Distribution Protocol 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Trendy vývoje sítí Velký nárůst podsítí i systémů Výkonnost směrovačů nelze zvyšovat do nekonečna – omezení propustnosti sítí Nutno přejít z metody tradičního směrování na využití metod přepínání – jednodušší, vyšší rychlost, menší režie Směrovače narazily na technologický limit. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Důvody zavádění Label Switching Nejen rychlost, ale i zajištění specifických služeb pro přenos během celé cesty v síti. Robustní síť s možností efektivního řízení zdrojů. Funkcionalita – zavádění nových funkcí Skalabilita – možnost rozšiřování do virtuálně neomezených rozměrů Evolvability (další rozvinutelnost) Integrace dalších služeb 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Nové vlastnosti Funkcionalita zavádění nových funkcí, které nejsou v klasických sítích dostupné – explicitní směrování, volba cesty podle QoS. Skalabilita možnost rozšiřování do virtuálně neomezených rozměrů Směrovací informace narůstá velmi rychle – může zahltit samotné směrovače MLPS využívá L2 zařízení (ATM přepínače) schopné zpracovat řízení na IP úrovni. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Nové vlastnosti Evolvability (další rozvinutelnost) Nedeterministické IP sítě Akceptace mnoha IP typů přenosů Vytváření a rušení VPN Tyto služby jsou zajišťovány hranovými zařízeními (edge devices) Integrace Integrace dalších služeb (např. IP telefonie) Síťová integrace (přenos IP nad ATM) Cílem je integrace na všech úrovních – požadavek na efektivní sítě. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Přepínání (switching) Řídicí komponenta Forwardovací komponenta Forwardovací tabulka Forwarding Equivalence Class (FEC) Label (návěští) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Směrování – termín spojený s pohybem paketů v síti Směrovače používají směrovací protokoly ke konstrukci směrovacích tabulek Podle směrovacích tabulek jsou přenášeny datové pakety Přepínání (switching) Přenos ze vstupu na výstup založený na informaci úrovně L2 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Řídicí komponenta Vytváří a udržuje forwardovací tabulku Využívá řídicí komponenty ostatních uzlů pro konzistentní distribuci směrovací informace Pro přenos směrovací informace jsou použity standardní směrovací protokoly (OSPF, BGP, RSVP). Tím je zajištěna návaznost na klasickou IP síť. Není uzpůsobena pro zpracování datových paketů – dochází k oddělení funkce vytváření směrovacích tabulek a funkce přehazování paketů. Musí reagovat na změny v síti. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Forwardovací komponenta Zajišťuje forwardování paketů. Využívá směrovací tabulky pro forwardování Používá tzv. Label Swapping Algorithm (algoritmus pro záměnu návěští) pro určení nového návěští paketu a výstupního rozhraní na základě návěští příchozího paketu. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Forwardovací tabulka Tabulka obsahující informaci pro přepínání V tabulce existuje položka pro každý paket, který může do přepínače vstoupit 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Přiřazování návěští Podle cílové individuální adresy (LDP) – založené na topologii – BGP, OSPF Podle požadavků na přenos, RSVP Šíření skupinových zpráv (v návrhu, princip dělení cest), PIM Vytváření vitruálních privátních sítí (tunelování), BGP Podle požadavků v paketech (CoS) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Protokol LDP (Label Distribution Protocol) Pracuje nad TCP, využívá i UDP (Hello) Discovery messages – vyhledávání LSR v síti Session messages – vytváření, udržování a ukončování relací mezi LDP sousedy Advertisement messages – vytváření, změna a vypoštění mapování návěští pro FEC (Forwarding Equivalent Path) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Omezené směrování (Constraint-based routing CR) Vytváření cest podle šířky pásma, zpoždění, počtu uzlů, QoS Určuje i mechanizmy použité pro přenosy (fronty, plánování) Zvyšuje využití sítě, zvyšuje složitost výpočtu směrování CR-LDP – komponenta pro CR směrování 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Forwarding Equivalence Class (FEC) Definován jako skupina paketů, které mohou být považovány pro potřeby forwardování jako ekvivalentní. Např. soubor unicast paketů se stejným IP prefixem, soubor paketů se shodnými zdrojovými a cílovými adresami. Úrovně ekvivalence (rozlišení) jsou Cílová podsíť Cílový hostitelský systém Cílové aplikace. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Forwarding Equivalence Class LSR LSR LER LER LSP IP1 IP2 IP1 IP2 IP1 #L1 IP2 IP1 #L2 IP2 IP1 #L3 IP2 Packets are destined for different address prefixes, but can be mapped to common path 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Label (návěští) Položka v paketu s relativně krátkou, pevnou délkou, nestrukturovaný, používaná forwardovacím procesem. Návěští jsou spojovány s FEC (Forwarding Equivalence Class) při procesu označovaném binding (vázání) Návěští jsou svazována s datovou linkou a nemají globální význam (na rozdíl od adresy) Návěští jsou analogií DLCI u sítí typu Frame Relay nebo VPI/VCI u sítí ATM. Label switching se očekává jako efektivní cesta pro realizaci IP over ATM. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

MPLS koncepce směrování a přepínání Svazování FEC a návěští Svazování ovládané daty (data-driven binding) Začátek toku dat Návěští přiřazeno toku dat, ne jednotlivým paketům Vytvoří se, je-li to považováno za vhodné. Svazování ovládané řízením (control-driven binding) Nezávislé na datech Úprava směrování, RSVP zprávy – lepší než předchozí, použito v MLPS 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů MPLS aplikace Zlepšení výkonnosti při forwardování paketů v síti Zjednodušení forwardování paketů zavedením přepínání na úrovni 2 Jednoduchá implementace MPLS Zvýšení průchodnosti sítě převedením směrování na přepínání (packet switching, switching on the flight) Podpora QoS a CoS pro rozlišované služby Podpora škálovatelnosti sítě Redukce N*N cest v overlay sítích Integrace IP a ATM sítí Využití ATM přepínačů Most mezi IP a ATM 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů MPLS aplikace Vytváření spolupracujících sítí Standardní řešení pro dosažení shody mezi ATM a IP sítěmi Integrace IP a optických přenosových sítí (SONET) Pomoc při vytváření VPN 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

QoS - Quality of Service Projektování distribuovaných systémů Lekce 6 Ing. Jiří Ledvina, CSc.

Projektování distribuovaných systémů Quality of Service principy a mechanizmus integrované služby diferencované služby policy based networking 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů QoS v IP sítích IETF aktivity – QoS v IP sítích (zlepšení strategie best effort – s maximálním úsilím) Zahrnuje RSVP (Reservation Protocol, Differentiated (rozlišované) a Integrated (sjednocené) služby Jednoduchý model pro sdílení média 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS Princip 1 – značkování paketů je třeba označit (značkovat) pakety tak, aby směrovač mohl rozlišovat mezi různými třídami přenosu to je nová politika směrovače, kdy je s pakety zacházeno podle třídy 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS Princip 1 – značkování paketů Příklad – IP telefon 1Mbps, FTP, sdílení linky 1,5Mbps Nárazové požadavky FTP mohou zahltit směrovač a způsobit ztrátu audio dat Audio musí mít vyšší prioritu než FTP 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS Princip 2 – vzájemná izolace tříd vyžaduje mechanizmus, který by zajistil zařazení zdrojů podle požadavků na šířku pásma Musí kontrolovat dodržování dohodnutých rychlostí označování paketů musí být realizováno na hranách (okrajích) sítě 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS Princip 2 – vzájemná izolace tříd 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS Princip 2 – vzájemná izolace tříd Alternativní řešení – přidělení části pásma každému aplikačnímu toku vede k neefektivnímu využití pásma (pásmo zůstane nevyužito, pokud jej aplikace nepotřebuje) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS Princip 3 – při izolaci tříd je třeba využít zdroje co nejefektivněji nepodporovat přenosy, které překračují kapacitu linky 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS Princip 4 – je třeba realizovat proces „kontroly na vstupu“ (Call Admission Process) aplikační tok musí deklarovat své potřeby předem síť může volání blokovat pokud nemůže potřeby zajistit 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS Princip 4 – je třeba realizovat proces „kontroly na vstupu“ (Call Admission Process) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Principy QoS QoS pro síťové aplikace vyžaduje klasifikaci paketů izolaci: rozvrhování a politiku rozhodování vysokou míru využití zdrojů kontrolu na vstupu (Call Admission) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Rozvrhování a kontrola Rozvrhování a kontrolní mechanizmus (Sheduling and Policing Mechanisms) Rozvrhování – výběr dalšího paketu pro přenos linkou existuje několik použitelných mechanizmů FIFO výběr v pořadí příchodu pakety přicházející do plné vyrovnávací paměti jsou zahozeny může být použit kontrolní mechanizmus pro určení který paket bude zahozen a který zařazen do fronty 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Rozvrhování a kontrola Prioritní rozvrhování - třídám je přiřazena různá priorita přiřazená třída může záviset na explicitním značkování nebo informaci v záhlaví (IP adresy, TCP porty, ... ) nejdříve se vysílají pakety z fronty s nejvyšší prioritou mohou existovat preemptivní i nepreemptivní (bez přerušení) verze 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Rozvrhování a kontrola Plánování podle cyklické obsluhy (Round Robin) Více tříd obsluhy Cyklicky testuje fronty jednotlivých tříd, obsluhuje z každé jeden požadavek 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Rozvrhování a kontrola Weighted Fair Queuing (WFQ) Zobecněná metoda Round Robin Obsluha front (tříd) rozdílně podle priority Obsluha v dané časové periodě 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Mechanizmy politiky Cíle – omezit přenosy tak, aby nepřekračovaly deklarované parametry Mechanizmy politiky – pro kontrolní mechanizmus (policing) existují následující kritéria průměrná rychlost (počet paketů za sek.) rozhodující aspekt je délka intervalu měření dlouhodobé měření špičková rychlost (počet paketů za ?) krátký časový interval krátkodobé měření velikost shluku (burst size) maximální počet paketů poslaných najednou 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Mechanizmy politiky - Token Bucket Token bucket mechanizmus bucket = vědro, nalévat, vylévat, oblast paměti mechanizmus zajišťující omezení vstupu na předem specifikovanou velikost shluku (burst size) a průměrnou rychlost (average rate) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Token Bucket nádoba může obsahovat maximálně b tokenů (značek) značky jsou generovány rychlostí r značek/s, pokud není nádoba plná za dobu t je počet paketů, kterým je povolen vstup (přijatých) ≤ (r.t+b) metoda může být kombinována s Weighted Fair Queueing (WFQ) zaručuje horní hranici zpoždění 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Token Bucket metoda může být kombinována s Weighted Fair Queueing (WFQ) zaručuje horní hranici zpoždění 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Integrated Services Integrated services (jednotné, sjednocené služby) architektura pro garantování QoS v IP sítích pro individuální aplikační relace spoléhá se na rezervaci zdrojů směrovače si musí udržovat stavovou informaci (obdoba virtuálních okruhů) záznamy o přidělených zdrojích reakce na přicházející požadavky vytváření spojení 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Integrated Services Rezervace zdrojů Vytvoření spojení (call Setup) podle RSVP Vlastní přenos, definice QoS Vstupní kontrola na každém prvku 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Integrated Services Třídy integrovaných služeb garantované QoS pevně daná hranice pro čekání ve frontě směrovače určeno pro RT aplikace citlivé na dobu zpoždění i rozptyl zpoždění mezi koncovými uzly řízená zátěž (Controlled Load) přibližné QoS zajišťované nepřetíženým směrovačem určené pro dnešní IP síťové RT aplikace dobré výsledky v nepřetížených sítích 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Integrated Services Call Admission (řízení při navazování spojení) při vytváření spojení (relace) se musí deklarovat požadavky na QoS a charakterizovat přenos, který má síť zajistit R-spec: definuje QoS, které bude požadovat T-spec: definuje charakteristiky přenosu Signalizační protokol přenáší R-spec a T-spec do směrovačů od kterých požaduje rezervaci (např. RSVP) Směrovače přijmou požadavky dle aktuální situace (zdroje přidělené ostatním voláním) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů Integrated Services Signalizační protokol přenáší R-spec a T-spec do směrovačů od kterých požaduje rezervaci (např. RSVP) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP Resource reservation protocol (RSVP) umožňuje aplikacím rezervaci přenosového pásma pro přenos dat hostům slouží pro zadávání požadavků na rezervaci směrovačům slouží pro forwardování požadavků na rezervaci dalším směrovačům RSVP musí fugovat na celém řetězci (vysílač, směrovače, přijímač) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP Vlastnosti RSVP podporuje rezervaci pásma pro zprávy typu unicast i multicast dovoluje účastníkm relace v multicastu požadovat různé QoS pracuje nad existujícím směrováním, využívá existující směrovací tabulky nespecifikuje jak bude požadované pásmo rezervováno není směrovací protokol, ale je signalizační protokol – dovoluje hostům vytvořit a rušit rezervaci pro datový tok 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP Charakteristiky RSVP používá existující směrovací protokoly je orientován na přijímač. Vysílač inzeruje charakteristiky přenosu a přijímač iniciuje a udržuje rezervaci směrovače na trase přenosu musí být informováni o požadavcích a musí upravovat a obnovovat informace o RSVP relacích (spojeních) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP Charakteristiky RSVP 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP RSVP operace – proces vytváření a udržování rezervací v okamžiku, kdy zdroj dat začíná vysílat, posílá zprávu PATH musí pro každý přijímač RSVP vytvořit doručovací multicastový strom do všech vysílačů, aby se daly posílat rezervační zprávy RESV pokud směrovač přijme zprávu RESV, opraví si (pokud je to třeba) stavové tabulky s cestami a pošle zprávu dál pokud zprávu přijme příjemce, který chce vytvořit rezervaci pro tento zdroj, pošle zprávu RESV pokud směrovač přijme zprávu RESV, rezervuje příslušné zdroje a propaguje RESV dál Pokud RESV narazí na směrovač, ve kterém je již rezervace pro daný tok existuje, RESV se dál neposílá, tok dat se nasměruje na příjemce. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP RSVP – rezervace zdrojů identifikace relace (spojení) pro IPv4 je relace definována cíl. IP adresou, protokolem, cílovým portem pro IPv6 je to zdroj. IP adresa, Flow Label, cíl. IP adresa základní RSVP zpráva obsahuje flowspec – definuje požadované QoS, používá se pro konfiguraci front a vlastností plánování ve směrovači filterspec/session id – používá se pro konfiguraci klasifikátoru ve směrovači – definuje množinu paketů, které budou mít QoS popsané ve flowspec 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP RSVP – rezervace zdrojů rezervace zdrojů pouze specifikuje jak velké množství a pro koho je rezervováno tento filtr (kolik, pro koho) je nastaven rezervační entitou a může být měněn bez ohledu na množství rezervovaných zdrojů (dynamicky) relace může mít přiřazeno více filterspec, každá s vlastním flowspec – různé QoS úrovně pro přenosy z různých zdrojů „Best Efort“ probíhá bez filterspec 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP Způsoby rezervace – filtry existují 3 způsoby rezervace (RFC 2205) Fixed filter (FF) – dovoluje danému zdroji, aby byl explicitně spojen s daným flowspec a relací (unicast aplikace) Shared Explicit filter(SE) - dovoluje více zdrojům, aby byly explicitně spojeny s daným flowspec a relací. Vyžaduje, aby klasifikátor paketů měl vstup pro každé číslo relace. Wildcard filter(WF) – sdílí flowspec zdrojů mezi toky od různých zdrojů. Není vyžadován filterspec. Dovoluje směrovači rezervovat zdroje pouze s jedním klasifikátorem. Styly filtrování nemohou být mixovány v jedné relaci 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP Způsoby rezervace – filtry Směrovače potvrzují rezervaci zprávami ResvConf Odmítnutí rezervace se děje zprávou ResvErr (chybná zpráva RESV, odmítnutí požadavku) PathErr je posílána pokud se objeví chyba při zpracování zprávy PATH. Klasifikace paketů je založena na informaci aplikační úrovně, nyní se definice filterspec provádí pouze pro TCP a UDP. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP Udržování rezervace pro aktivní relace je periodicky posílána zpráva PATH i RESV pokud není rezervace obnovována, je zrušena a zdroje jsou uvolněny pokud se změní cesta, jsou zdroje také uvolněny explicitní uvolnění zdrojů se provádí pomocí PathTear nebo ResvTear obnovovací interval 15 až 45 sek 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Projektování distribuovaných systémů RSVP Problém škálovatelnosti zabírá hodně paměťové i procesorové kapacity častá výměna zpráv PATH a RESV – velká spotřeba kapacity kanálu zpracování po paketech – vícerozměrná klasifikace, fronty, plánování (měření, politika, ořezávání) 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services Differenciated Services (rozlišované služby) jsou určeny pro odstranění následujících problémů IntServ a RSVP skalabilita – směrovače s RSVP údržují velký počet toků současně flexibilita modelu služeb složitá signalizace – týká se RSVP Základní přístup jednoduché funkce uvnitř sítě, složité funkce na vstupech a výstupech nedefinuje třídy obsluhy, pouze nabízí prostředky pro vytvoření služeb 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services Hranová zařízení, funkce hranových zařízení na vstupu a výstupu subsítě jsou tzv. hranová zařízení, která klasifikují pakety (modifikace paketů) klasifikace – označování paketů podle pravidel klasifikace (specifikováno protokolem nebo administrátorem) formování přenosu – zadržování, odmítání paketů 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services Hranová zařízení, funkce hranových zařízení 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services Základní funkce forwardování – podle „Per-Hop-Behavior“ – chování za (při) přeskoku PHB – specifikováno pro danou třídu paketů PHB – je založeno na značkování paketů podle tříd Na směrovačích není udržována stavová informace 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services Klasifikace a formování přenosu paket je značkován v poli TOS v IPv4 a Trafic Class v IPv6 je označován DSCP (Differentiated Service Code Point) délka je 6 bitů určuje PHB (RFC 2474, RFC 3140) CU – currently unused 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services pro některé třídy může být žádoucí omezit rychlost vstupujících paketů Uživatel deklaruje profil přenosu (rychlost, velikost špiček) Přenos je měřen a případně tvarován 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services Forwardování (PHB) vede k různým pravidlům forwardování Třída A obdrží po určitou dobu x% kapacity výstupní linky Pakety třídy A se budou zpracovávat před pakety třídy B nespecifikuje mechanizmus který má být použit pro zajištění požadovaného PHB např. pouze procento využití kapacity, přednost různým PHB (třídám PHB) Expedited Forwarding - EF PHB (upřednostněné) – RFC 3246 Assured Forwarding – AF PHB (zaručené) – RFC 2597 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services Expedited Forwarding - EF PHB (upřednostněné) – RFC 3246 EF PHB zajišťuje, že každý směrovač v diffserv doméně odesílá pakety zařazené do EF PHB průměrnou rychlostí alespoň rovně stanovené rychlosti. Průměrná rychlost se měří v jakémkoliv časovém intervalu delším nebo rovném době potřebné pro odesílání paketu maximální délky stanovenou rychlostí. EF PHB je vhodné pro implementaci virtuálního pronajatého okruhu. Logická linka s minimální garantovanou rychlostí Doručovací rychlost paketů z dané třídy je rovná nebo přesahuje specifikovanou rychlost 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services Assured Forwarding – AF PHB (zaručené) – RFC 2597 AF PHB umožňuje zařadit pakety do jedné ze čtyř tříd. Každé třídě je ve směrovačích přidělen určitý objem prostředků (velikost vyrovnávací paměti, kapacita výstupní linky). V rámci každé třídy je každému paketu přiřazena jedna ze tří priorit zahození paketu (drop precedence), ke kterému může dojít v případě zahlcení. Směrovač musí odeslat paket mající nižší hodnotu priority se stejnou nebo vyšší pravděpodobností než paket mající vyšší hodnotu priority. 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů

Differenciated Services AF PHB se používá pro implementaci služeb, u kterých je třeba volitelná úroveň kvality přenosu. Obsahuje 4 třídy Pro každou třídu zvlášť zajišťuje minimální šířku pásma a ukládání do vyrovnávacích pamětí 11.10.2006 Projektování distribuovaných systémů