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Differenciated Services

Differenciated Services. Sylvain FRANCOIS Anne-Lise RENARD Jérémy ROVARIS. Année 2002 - 2003. Plan. Introduction Qualité de service Différenciation de services Architecture Intégration avec IntServ et MPLS Mise en œuvre Conclusion. Introduction.

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Differenciated Services

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Presentation Transcript

  1. Differenciated Services Sylvain FRANCOIS Anne-Lise RENARD Jérémy ROVARIS Année 2002 - 2003

  2. Plan • Introduction • Qualité de service • Différenciation de services • Architecture • Intégration avec IntServ et MPLS • Mise en œuvre • Conclusion

  3. Introduction • IP non prévu pour les applications en temps réel (ex : vidéo) • Besoin d’une rénovation de l’architecture • Pour cela, utilisation de la méthode de qualité de service

  4. Qualité de Service (1/2) • Paramètres techniques • La disponibilité du réseau • Le temps de réponse • Le débit garanti par flux • La stabilité des paramètres précédents • Paramètres de service • La disponibilité de service • Point central de prise en compte des problèmes • Temps de traitement d’un incident ou d’une demande • Support technique du prestataire

  5. Qualité de Service (2/2) • Les Solutions : • Intserv (ou Integrated Service), inclus dans RSVP : réservation des ressources • Diffserv (ou Differentiated Services) : distinction des paquets par classe de flux • MPLS (ou MultiProtocol Label Switching) : les paquets transférés sont étiquetés à l'entrée du réseau avec leur chemin

  6. Differenciated Service (1/3) • DiffServ permet de reporter les pertes de paquets sur certaines classes de trafic, pour en protéger d’autres • Définition d’un contrat pour chaque classe de trafic • Marquage des paquets DiffServ à l'entrée du réseau qui permet de décider de la file d'attente dans laquelle les paquets vont être placés

  7. Differenciated Service (2/3) • Marquage des paquets de l’en-tête de paquet IP • Entête IP porte l’indice de la Classe de Service DSCP • Classification, contrôle et marquage par les Edge Router • Traitement par les Core Router selon le PHB

  8. Differenciated Service (3/3) • 4 classes de service : • Best Effort : priorité la plus basse • Expedited Forwarding : garantit le délai pour un trafic en temps réel (priorité maximale) • Assured Forwarding : garantit la transmission des données sans tenir compte des délais • Default Forwarding : utilisé uniquement pour les flux Internet qui ne nécessitent pas un trafic en temps réel

  9. Assured Forwarding (1/2) • L’Assured Forwarding est un PHB (Per Hop Behavior) • Objectif : attribution différenciée des ressources et protection des flux TCP des flux UDP • Est défini par 4 classes de service et 3 priorités (ou niveaux de post précédence) Class AF1 Class AF2 Class AF3 Class AF4 Priorité Basse 001010 010010 011010 100010 Priorité Moyenne 001100 010100 011100 100100 Priorité Haute 001110 010110 011110 100110

  10. Assured Forwarding (2/2) • Avantages : • Peut offrir une meilleure différenciation (classe et priorité) • Le marquage à l’entrée du réseau est une opération peu coûteuse ; ne demande pas une coordination entre domaines • Une facturation simple peut être utilisée • Inconvénients : • La qualité dépend du niveau d’agrégation et des flux concurrents • Il n’existe aucune assurance de délai • Il y a beaucoup de paramètres à régler • 3 niveaux de priorité insuffisants sur des liens non-chargés • Un mauvais dimensionnement rend inutile les priorités • Le marquage ne suffit pas pour protéger TCP de UDP

  11. Expediting Forwarding • Objectif : fournir un service équivalent à une ligne virtuelle dédiée entre 2 sites • Conditions pour réaliser cette performance : • files d’attente très petites et prioritaires • très peu de perte • gigue minimale • bande passante garantie • Conséquences pour chacun des nœuds : • En bordure : conditionnement du trafic • Internes : bande passante minimale disponible

  12. Architecture DiffServ (1/3) • Caractérisation du trafic sous forme de classes : • Moins d’informations sur les états à mémoriser • Utilisation à grande échelle possible • Classe de service codée dans l’entête IP • IPv4 : champ Type of Service • IPv6 : octet Class of Service

  13. Architecture DiffServ (2/3) • Division du réseau en domaines : • Core Router à l’intérieur du domaine • Une seule fonction : traitement des paquets en fonction du PHB associé à la classe à laquelle ils appartiennent • Edge Router en bordure du domaine • Identification de la classe de trafic • Marquage du paquet • Envoi à l’intérieur du réseau ou rejet

  14. Architecture DiffServ (3/3) • Conditionnement dans un Edge Router :

  15. Intégration avec d’autres services(1/2) • Intégration IntServ/DiffServ (à l’étude) : • Solution 1 : • Ne mettre l’intégration de service que dans les sites terminaux => cœur du réseau ne traite pas les messages • Contrôle d’admission en bordure du réseau Diffserv permet de déterminer si le flux peut entrer dans la classe de service • Solution 2 : • Considérer le réseau DiffServ avec la classe EF comme élément de réseau et le caractériser pour permettre de construire un service garanti

  16. Intégration avec d’autres services(2/2) • Intégration MPLS/DiffServ : • MPLS permet : • de simplifier l’administration d’un cœur de réseau • de réduire le coût des traitements • MPLS attribue des labels en fonction de la classe de relayage à laquelle appartient le paquet Le label indique dans chaque routeur : • prochain routeur • comportement DiffServ • utilisation éventuelle des ressources réservées

  17. Figure : Classification, marquage et conditionnement du trafic Mise en œuvre de DiffServ(1/3) Principe :

  18. Mise en œuvre de DiffServ (2/3) Exemple de scenarii possibles : • Différence entre l’utilisation et la non-utilisation de Diffserv : • Envoie d’informations avec et sans Diffserv • Envoie d’informations pour créer une congestion avec et sans Diffserv • Deux sources : extraits vidéo et trafic continu pour simuler un vrai réseau utilisé • Témoin : trois fichiers de même type que l’on envoie dans des conditions normales • Trois même fichiers mais en appliquant Diffserv • De même mais en envoyant précédemment un flux UDP pour créer une congestion sur un routeur de cœur • Envoie une dernière fois les trois fichiers on leur attribuant des priorités différentes puis des priorités identiques et fortes

  19. Mise en œuvre de DiffServ (3/3) • Comparer la différence entre un flux UDP et un flux TCP • Utilisation des programmes en C • Avec l’influence pour le flux TCP des Token Bucket • Comparaison entre WRED (Weighted Random Early Detection) et RIO (RED In and Out) • Influence des agrégations en différents points du réseau • En périphérie du réseau sur la QoS • Dans le cœur du réseau sur la QoS

  20. Conclusion • Diffserv est plus résistant au facteur d’échelle qu’Intserv mais avec une granularité plus faible • Permet de construire une variété de services différenciés grâce à la notion de PHB • Complexité assez importante : • Choix et configuration des algorithmes dans les nœuds internes • Implémentation dans les nœuds d’extrémité • Gestion centralisée pour les Edge Routers et Core Routers • Diffserv model RFC 2475

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