Gestion de la qualité de service (QoS) QoS 1 La qualité de service dans Internet Internet ne garantit de qualité de service (QoS) Affectation des ressources pour répondre aux exigences: Bande passante Contrôle du délai Contrôle de la variation du délai (gigue) Contrat de service avec l usager: Service Level Agreement (SLA) QoS 2 1 1
Conditionnement de trafic Leacky bucket (Seau percé): Modèle de conditionnement de flot. Principe: S il y a de l eau (paquets) dans le seau, celui-ci laisse en couler à flot régulier Si un paquet arrive à une sot plein, il est ignoré. Source Flot non régulier Débit constant ρ bps Routeur Routeur Réseau ρ bps Flot régulier(ρ bps) QoS 3 pendant 40 msec Conditionnement de flot La source produit. Rafales de de 8 Mb pendant 40 msec. ρ = 16 Mbps. C = Capacité du sot. Données en rafale 16 Mbps pendant Equation: C + ρs = M.S C ρ=16 Mbps pendant 11 msec 16 Mbps pendant 362 msec C = 250 Ko pendant 22 msec 16 Mbps pendant 225 msec C=500 Ko pendant 33 msec 16 Mbps pendant 88 msec C=750 Ko Source: Tanenbaum QoS 4 2 2
Conditionnement de flot Exemple C+ρS=MS :: S=C/(M-ρ) C=250 Ko = 2000 Kb :: S=11 msec. Il reste 40-11 msec =29 msec de la rafale à qui utilisera le débit du trou (16 Mbs) 29 msec x = 5800 Mb = 16 Mbps * S1 :: S1= 5800 /16= 362 msec C=500 Ko = 4000 Kb :: S=22 msec. Il reste 40-22=18 msec de la rafale à 200 Mpbs qui utilisera le débit du trou (16 Mbs) 18 msec x 200 = 3600 Mb = 16 Mbps x S1 :: S1= 3600 Mb/16 = 225 msec. Hôte 12 Mbps x 2 sec. 12Mbps 3 Mbps 2Mbps 3Mbps 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 QoS 5 Approches: Gestion de la QoS Conditionnement de trafic (Shaping) L ordonnancement des paquets (Scheduling) Le rejet de paquets (Dropping) Techniques utilisées: Ordonnancement de paquets par flots (RSVP). Une file logique par flot dans le routeur. Groupement de flots: comportement par groupe de flots dans le routeur. Best effort de IP (TOS). QoS 6 3 3
Types de Flots Micro-flot: Un flot de données entre deux applications. Identifié par : (IP Source, IP Destination, Port Source, Port Destination, Protocole de Transport) Groupe de flots: Un groupe de flots pourrait correspondre à un type d'application (ex. Téléphonie IP) Identifié par un ou plusieurs des 5 éléments : (IP Source, IP Destination, Port Source, Port Destination, Protocole de Transport) QoS 7 RSVP Transporte les demandes de réservation de ressources Fonctionne en mode multicast et unicast Alloue les ressources sur chaque routeur Collabore avec les algorithmes de routage Le récepteur formule une demande de ressources Les routeurs répondent aux requêtes RSVP, établissent et maintiennent l'état de réservation QoS 8 4 4
Architecture basée RSVP Control Plane (sw) Application Daemon RSVP RSVP Routage Daemon RSVP Classifier Classifier Data Path (hw) Scheduler données Scheduler Hôte Routeur QoS 9 Diffusion des requêtes Utilisation une adresse Muticast (ex. 224.12.28.9) qui désigne un groupe de machines 224.12.28.9 20 Kbps Source 100 Mbps 5 Mbps 3 Mbps 3 Mbps QoS 10 5 5
Mises à jour des chemins Le message PATH est envoyé régulièrement au groupe par l émetteur vers les récepteurs: Spécification de trafic du côté de l'émetteur Vérifie la disponibilité des ressources le long du chemin. PATH PATH PATH PATH Emétteur PATH PATH Réc. 3 Réc. 1 Réc. 2 QoS 11 Requêtes de réservation Le récepteur génère les messages RESV le long du chemin PATH. Message RESV: Contient les ressources à réserver. RESV RESV RESV RESV Emétteur RESV RESV Réc. 3 Réc. 1 Réc. 2 QoS 12 6 6
Le champ DSCP Differenciated Service Code Point DSCP est le champ qui identifie le traitement que le paquet doit recevoir. Réutilisation de TOS TOS (IPv4) DSCP Non utilisé QoS 13 Ordonnancement Donner une ligne de sortie à un flot FQ: Fair Queuing: Une file d'attente par flot par ligne de sortie Les files sont traitées en Round Robin Le traitement des files pourrait se faire par octet WFQ (Weighted FQ): On ajoute un poids au flot (ou la provenance) 1 2 3 4 QoS 14 7 7
Autre architecture Implantation de PHB CBWFQ/WRED Classification Conditionnement Classification Conditionnement Meter, Marker, Dropper,... QoS 15 Autre architecture Classificateur de paquets en fonction de leur en-tête. Marqueur(Marker). Modifie le DSCP:(Ajoute le DSCP, modifie ou applique le DSCP) Mesureur: Accumule les statistiques. Vérifie la conformance aux paramètres du trafic Conditionneur: Retarde ou rejette des paquets Classifier Marker Conditionner Shapper/Dropper Trafic Classifier Meter Trafic Conditionner QoS 16 8 8
Comportements des routeurs BEST EFFORT (par défaut) : DSCP = 000000 EF (Expedited Frowarding). DSCP = 101110 Faible taux de pertes, faible délai, débit garanti. Simule des lignes virtuelles dédiées : Ex.: 10 % Trafic de voix (BP: 20%), 90% trafic régulier (BP: 80%) Utilise des files d attente avec priorités AF (Assured Frowarding). DSCP = 001100. Possède plusieurs classes, chacune avec un niveau de d'élimination Classe G (Gold), S (Sylver) ou B (Bronze). QoS 17 9 9