Y36PSI QoS Jiří Smítka. Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 1/23

Transkript

1 Y36PSI QoS Jiří Smítka Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 1/23

2 QoS - co, prosím? Quality of Services = kvalita služeb Opatření snažící se zaručit koncovému uživateli doručení dat v potřebné kvalitě Uplatňuje se v přenosu multmédií, IP telefonii, atd. Kvalita služby je ovlivněna: stanicemi (uživatelé, servery) směrovači, přepínači linkami (mezi směrovači, LAN) Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 2/23

3 Sdílení kapacity sítě V jednoduché sít typu Internet se všichni uživatelé dělí o prostředky sítě stejným dílem 100 uživatelů + linka 100 Mbit/s => 1 Mbit/s na jednoho uživatele Většinou není menší rychlost problém Některé aplikace (např. IP telefonie) však nemusí fungovat Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 3/23

4 Možnosti QoS Rezervovat přenosovou kapacitu pro daný kanál Nastavit vyšší prioritu některým službám (např. ssh) a zkrátt jejich odezvu Omezit přenos na defnovaný limit (např. omezení FTP, aby bylo možno přistupovat na WWW) Defnovat maximální zpoždění dat Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 4/23

5 Příklad sítě bez QoS 0.6 Mbit/s 0.6 Mbit/s 2 Mbit/s 0.6 Mbit/s 0.6 Mbit/s 0.6 Mbit/s 0.6 Mbit/s Požadavek 1 Mbit/s Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 5/23

6 Příklad sítě s QoS 0.5 Mbit/s 0.5 Mbit/s 2 Mbit/s 0.5 Mbit/s 0.5 Mbit/s 1 Mbit/s 1 Mbit/s Požadavek 1 Mbit/s Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 6/23

7 Parametry tvořící QoS šířka pásma = rychlost přenosu dat jednosměrné zpoždění čas potřebný pro přenesení paketu přes fyzické médium čas způsobený řazením do front rozptyl zpoždění ztrátovost paketů Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 7/23

8 Plánovací mechanismy FIFO Prioritní FIFO Round Robin WFQ Leaky Bucket Leaky Bucket + WFQ Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 8/23

9 FIFO Fronta Obsluha Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 9/23

10 Prioritní FIFO prioritní fronta Obsluha Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 10/23

11 Round Robin 2 fronty (prioritní + ostatní) Příchod Obsluha čas Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 11/23

12 WFQ (weighted fair queuing) w1 w2 w3 Obsluha Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 12/23

13 Leaky Bucket r tokenů za sekundu zásobník na tokeny pakety pakety čekající na tokeny vymazání tokenu odeslání paketu do sítě Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 13/23

14 Leaky Bucket + WFQ r 1 w 1 r n w n Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 14/23

15 Co na to IP protokol? IPv4 má v hlavičce informační pole TOS (Type of Service): 1000 minimalizuj zpoždění 0100 maximalizuj propustnost 0010 maximalizuj spolehlivost 0001 minimalizuj finanční náklady 0000 normální služba Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 15/23

16 ToS v aplikacích Telnet = 1000 (zpoždění) FTP control = 1000 (zpoždění) FTP data = 0100 (propustnost) DNS UDP query = 1000 (zpoždění) TCP query = 0000 Zone transfer = 0100 (propustnost) ICMP errors = 0000 request = 0000 response = 0000 Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 16/23

17 TCP a řízení toku Efektvně lze omezovat pouze odchozí tok dat, pro příchozí tok musíme použít nepřímé metody. Můžeme pozdržet potvrzení a tm prodloužit RTT (round trip tme) (pozor na tmeout, který způsobí opětovné odeslání dat). Můžeme měnit velikost okénka. Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 17/23

18 RTT v TCP (1) RTT (round trip tme) je doba, za kterou přijde potvrzení odeslaného datového segmentu Od RTT se odvozuje tmeout Jenže jak dopředu vědět hodnotu RTT? SampleRTT = poslední naměřený RTT EstmatedRTT = očekávaný RTT EstimatedRTT = (1-α). EstimatedRTT + α. SampleRTT α = 0,125 Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 18/23

19 RTT v TCP (2) Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 19/23

20 TCP - Timeout DevRTT = (1-β). DevRTT + β. SampleRTT-EstimatedRTT (popisuje proměnlivost RTT, β=0,25) TimeoutInterval = EstimatedRTT + 4. DevRTT Timeout se po každé ztrátě paketu zdvojnásobí. Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 20/23

21 TCP okénko I. slow start : CongWin = 1 MSS (MSS = maximum segment size) po každém RTT se CongWin zdvojnásobí (s každým paketem roste o 1 MSS) V proměnné Threshold je uložena hodnota, kde slow start končí a začíná fáze congeston avoidance (zamezení zahlcení) Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 21/23

22 TCP okénko II. Ve fázi congeston avoidance roste CongWin lineárně vždy o 1 MSS. Při příjmu 3 duplicitních ACK (detekce ztráty) se Threshold a CongWin nastaví na polovinu poslední hodnoty CongWin. Timeout způsobí nastavení Threshold na polovinu CongWin a nastaví CongWin na 1 MSS. Poté zahájí slow start. Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 22/23

23 IPv6 a QoS QoS v dnešním Internetu funguje nepovinně, jen v jeho částech. Zajištění QoS mezi koncovými uživateli je tedy obtžné. IP protokol verze 6 by měl tento nedostatek odstranit IPv6 má v hlavičce nová pole defnující způsob zpracování a identfkace informací přenášených v sít Jan Kubr - 8_rizeni_toku Jan Kubr 23/23