Partie QoS dans le réseau. QoS : mécanismes réseau. A voir. Chapitre 3 : Switching

Transcription

1 Partie QoS dans le réseau Chapitre 3 : Switching 2011 RMMQoS-chap3 1 QoS : mécanismes réseau Utile (nécessaire?) applications multimédia applications contraintes (ex : télé-chirurgie) garanties sur débit/délai/gigue/pertes Modèle internet réseau (= routeurs) simple, robuste «best effort» => aucune garantie intelligence aux extrémités ex : TCP pour les flux sans contraintes de temps => peut-on assurer la QoS aux extrémités? adaptation du codage (via RTCP, )=> insuffisant nécessité de mécanismes dans le réseau 2011 RMMQoS-chap3 2 A voir Fonctionnement général d un switch/ routeur Commuter (switching) Classifier Files d attente Ordonnancement (scheduling) politique d écartement (drop policy) 2011 RMMQoS-chap3 3 1

2 architectures QoS Architectures de QoS Intégrations de service : Intserv RSVP Services différenciés Diffserv 2011 RMMQoS-chap3 4 Structure routeur/switch consulter FIB Classifier Bufferiser Ordonnancer N entrées N sorties «commutateur» Buffers (entrée/sortie/?) 2011 RMMQoS-chap3 5 Objectifs switch maximiser débit idéal : ce sont les liens qui ralentissent «wire speed on all ports» minimiser délais, pertes coût? 2011 RMMQoS-chap3 6 2

3 Switch simple 2011 RMMQoS-chap3 7 Switch simple(2) Ex : routeur PC architecture simple accès mémoire simultanés Débit bus IO > somme débits interfaces double copie des paquets cartes interfaces simples process centralisé amélioré si DMA carte => mémoire 2011 RMMQoS-chap3 8 cartes «intelligentes» 2011 RMMQoS-chap3 9 3

4 Cartes intelligentes (2) buffers, FIB, calculs distribués sur les cartes accès direct carte à carte limitation : accès au bus débit concurrence CPU signalisation (proto routage => RIB) contrôle cartes, charge FIBs opérations + complexes (tunnels, ) 2011 RMMQoS-chap3 10 Switch haute performance 2011 RMMQoS-chap3 11 Switch haute performance «switch fabric» circuit de commutation circuit à N entrées et N sorties entrée (et sortie) des paquets en // remarque : systèmes «crossbar» en téléphonie plus simple si petits paquets de taille fixe voir ATM (ex : architecture cisco CRS) que se passe-t-il si deux paquets pour la même sortie (contention)? 2011 RMMQoS-chap3 12 4

5 N bus broadcast Paquet contient adresse sortie Analogue ethernet 2011 RMMQoS-chap3 13 switch 2 types de blocage dans le switch en sortie Solutions surcapacité du switch (ou switchs //) buffers contrôle (arbitre => buffers en entrée) 2011 RMMQoS-chap3 14 en entrée? Où mettre les buffers 2011 RMMQoS-chap3 15 5

6 Buffers en entrée le switch n a pas besoin d être plus rapide que les liens de sortie arbitre gère les conflits de sortie problème du Head of Line Blocking HoLB si la tête de la file bloquée (= sortie occupée) => paquets suivants dans la file bloqués même si leur sortie est libre 2011 RMMQoS-chap3 16 Buffers en sortie 2011 RMMQoS-chap3 17 Buffers en sortie Plus courant permet de gérer les flux concurrents pour une sortie = utilisation lien sortant Pas de HoL blocking Buffers doivent être rapides pour ne pas bloquer les entrées au pire N fois vitesse de ligne 2011 RMMQoS-chap3 18 6

7 Buffers partagés adresses transmises par switch données en mémoire double accès 2011 RMMQoS-chap3 19 Solutions hybrides buffers en entrée et en sortie et/ou dans la fabric complexes à analyser utilisées en pratique 2011 RMMQoS-chap3 20 Cas particulier : multicast Eviter recopies multiples bus en broadcast adaptés augmente le risque de blocage dans les switchs 2011 RMMQoS-chap3 21 7

8 Structure switch fabric cisco (12000) 2011 RMMQoS-chap3 22 Architecture cisco 12K Plusieurs files virtuelles en entrée => évite HoL blocking Possibilité de plusieurs switch fabrics fonctionnent en parallèle augmentent débit Ex : Cisco switch permet 40 G Full Duplex entre chaque carte interface (slot) 16 slots => 1,26 Tb/s utilisé même pour ré-émission même carte (équitable) RMMQoS-chap3 23 Architecture cisco 12K FIB (Forwarding base) distributed CEF (Cisco Express Forwarding) paquets segmentés en cellules de 44 octets + entête pour fabric (analogue ATM) RP (Route Processor) reçoit/envoie messages routage calcule RIB envoie FIB/CEF aux cartes le tout via fabric 2011 RMMQoS-chap3 24 8

9 Arrivée paquet cisco engine 2 7 émission cellule vers fabric 1 par 1 6 requête fabric 5 paquet fragmenté en cellules 4 paquets dans CEF 3 mise en file virtuelle 2 consultation CEF dans PSA Packet Switching Asic 1 arrivée trame 2011 RMMQoS-chap3 25 Emission paquet 8 arrivée des cellules 9 allocation buffer/réassemblage 10 mise en file de sortie (ou drop) 11 émission 2011 RMMQoS-chap3 26 Switching et QoS Les buffers (files d attente) entraînent des délais variables (gigue) Si une seule file : délai proportionnel remplissage file trafic d un flux => délais sur les autres flux entraînent des pertes buffers de taille limitée Partagés : trafic d un flux => pertes sur les autres flux => contrôler les délais et les pertes Peut-on éliminer les pertes ou contrôler qui les subit? Peut-on éliminer ou limiter la gigue? Contrôler qui la subit? 2011 RMMQoS-chap3 27 9