Dr Mekkakia.M.Z -Cours M1/SIR Différentiation de Services idée: Regrouper les flux selon des besoins similaires et définition de traitements spécifiques pour chaque groupe de flux dans les routeurs Dr Mekkakia.M.Z -Cours M1/SIR

Differentiated services (1/2) DiffServ (RFC 2475) (1998) Même paradigme que l’internet: Reléguer la complexité dans les extrémités du réseau et laisser le cœur du réseau aussi simple que possible. Principe Un simple ordonnancement des flux au sein du réseau USTO-Cours M1/SIR

Differentiated services (2/2) Objectif Fournir une QoS sans limitation de scalability d’Intserv. Propositions Un modèle du trafic d’agrégats de services (Pas d’info d’état par flux) Se concentrer sur le comportement par domaine (plutôt que le comportement de bout à bout) USTO-Cours M1/SIR

Le modèle DiffServ (Principes) (1/4) Permet de reporter les pertes de pqts sur certaines classes de trafic pour en protéger d’autres Définition d’un contrat pour chq classe de trafic Marquage des pqts DiffServ à l'entrée du réseau Permet de décider le choix de la file d'attente dans laquelle les paquets vont être placés. USTO-Cours M1/SIR

Le modèle DiffServ (Principes) (2/4) Caractérisation du trafic sous forme de classes: Moins d’informations sur les états à mémoriser pour chaque paquets Classe de services codée dans l’entête IP IPv4 : champ Type of Service IPv6 : octet Class of Service USTO-Cours M1/SIR

Le modèle DiffServ (Principes) (3/4) Architecture IP Qos Basée sur le marquage des pqts Info de priorité: Code d’accès aux services différentiées (DSCP : Differentiated Service Code Point) Lors d’un congastion les pqts de faible priorité seront éliminer en premier Traite le trafic sous forme de classe QoS Macro-flots USTO-Cours M1/SIR

Le modèle DiffServ (Principes) (4/4) Les routeurs ont un comportement de commutation de proche en proche PHB (Per-Hop behavior) Selon la valeur DSCP Permet de construire une variété de services différenciés Quatre PHB BE (Best Effort) EF (Expedited Forwarding) RFC 2598 AF (Assured Forwarding) RFC 2597 DF (Default Forwarding) RFC 2474 USTO-Cours M1/SIR

Architecture DiffServ USTO-Cours M1/SIR

Région DS Ensemble de DS contigus L’opérateur doit s’assurer que la QoS de bout en bout soit fournie Établir un SLA (Service Level Agreement) contrat de service entre deux domaines DS contigus (Comment le trafic doit être conditionné) permet le respect d’une QoS de bout en bout d’une région DS (type de service à fournir et le profil de trafic à respecter) USTO-Cours M1/SIR

Domaine DiffServ Nœud de bordure Nœud de coeur USTO-Cours M1/SIR

Domaine DS Ensemble de routeurs contigus fonctionnant avec la même politique de services et les mêmes comportements par rapport aux agrégats de flots Comportent routeurs de frontières (Tt le traitement s’effectue à leur niveau) Nœuds d'entrée du domaine (DS IngressNode) Nœuds de sortie de domaine (DS EgressNode) routeurs de cœur (Dégagés du mécanisme du contrôle) USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Routeur de frontière) Edge Router En bordure du domaine DS Ingress Node (à l’entrée du domaine) DS egress Node (à la sortie du domaine) Identification de la classe de trafic. Marquage du paquet. Envoi à l’intérieur du réseau ou rejet . USTO-Cours M1/SIR

Core Node (Routeur cœur du domaine) Core Router Dégagé du mécanisme du contrôle Fonctionne selon le routage classique (Hop-By-Hop). USTO-Cours M1/SIR

Edge node Méteur(Meter) Classification des trafics (Classifier) mesure du trafic pour vérifier s'il est compatible avec le contrat fourniture des infos aux autres composants Marqueur (Marker) Change le label de QoSDSCP Shaper Lissage du trafic (token ou leaky bucket) retard certains paquets afin de respecter le débit contractuel Dropper suppression de paquets dépassant le trafic contractuel Classification des trafics (Classifier) Conditionnement des trafics (Conditionner) Ordonnancement (Scheduling) Acheminement (Forwarding) USTO-Cours M1/SIR

Edge node (Classifier) Classe les pqts selon l’info dans l’entête 2 types de classifier : BA (BehaviourAggregate) Classification établie uniquement en fonction de la valeur du champ DSCP Simple (routeurs de cœur) MF(Multi-Field) Classification établie selon la valeur d'un ou de plusieurs champs de l'en-tête du paquet champ DSCP, @ source, @ destination, port... Plus complexe (routeurs de périphérie ) USTO-Cours M1/SIR

Edge node (Conditionner) Méteur(Meter) Vérifier s'il ele trafic est conforme avec le contrat par rapport au profil indiqué dans TCS (Traffic Conditioning Specification) Fourniture des infos aux autres composants (Passe une info d’état) Marqueur (Marker) Attribue un DSCP selon le résultat de mesure Re-marquage si DSCP initial change Mise en forme (Shaper) Retard l’acheminement de certains paquets d’un flot de trafic pour le rendre conforme avec le profil (respecter le débit contractuel) Nécessite des ressources (Tampons) Elimination (Dropper) suppression de paquets non-conformes (dépassant le trafic contractuel) Si aucun profil n’est spécifié, les pqts passent du classifier au marqueur USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Scheduler) Mécanismes d’ordonnancement Similaires aux core nodes Contrôler le partage de la distribution des ressources entre classe de services. Techniques d’ordonnancement Techniques Contrôle de congestion USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Scheduler) Techniques d’ordonnancement PQ (Priority Queuing) +eurs FILA logiques Les pqts de haute priorité sont favorisés CBQ (Class-Based Queuing) +eurs FILA avec priorité Trafic est extrait de chaque FILA avec rotation WFQ (Weighted Fair Queuing) Trie et regroupe les pqts par flux Donne un traitement prioritaire aux flux de faible volume USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Scheduler) Technique Contrôle de congestion (RED , WRED, RIO, ….) RED (RandomEarlyDetection) Mécanisme de gestion active et préventif de FILA Permet le rejeter des paquets avant une situation de congestion grave Le taux de destruction aléatoire de paquets croit linéairement avec le taux d’occupation de la file USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Scheduler) Technique Contrôle de congestion (RED) Estimation d’une taille moyenne de la file L Si L ne dépasse pas un seuil minimal Min_th Accepter tous les paquets Si L dépasse un seuil minimal Min_th Rejeter un paquet aléatoire de la file avec un probabilité p(L) Probabilité de rejet augmente avec la moyenne L (jusqu’a Max_p) Si L dépasse un seuil maximal Max_th Rejeter tous les nouveau paquets arrivant USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Forwarder) Acheminement selon le contrat préétabli Quatre PHB sont définis ( 2 nouveaux services) BE DSCP 000000 Aucun contrat (Si saturation des routeurs, les premiers rejetés) DF DSCP !!!!!! Administrateur EF DSCP 101110 Délais et gigue très faible Service de meilleur qualité AF DSCP xxxxxx Garantie une largeur BP Meilleur que BE USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Forwarder) EF (Expedited Forwarding) ou premium service. RFC 2598 Garantie une bande passante avec des taux de perte, de délai et de jitter faible Il n'est possible d'obtenir des délais faibles que si un % réduit du trafic utilise ce PHB Paquets EF sont mis dans une file séparée (PQ) La file est servie avec une plus haute priorité Utilisée par applications sensibles àla jitter Nécessite d’un contrôle d’admission USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Forwarder) AF (Assured Forwarding) ou Olympique service RFC 2597 Garantie un acheminement de paquets IP avec une haute probabilité Regroupe 4 classes de priorité Platinium, gold, silver, bronze Pour chaque classe une bande passante minimale est garantie Taux de perte maximal Chaque classe a 3 niveaux de priorité (Drop Precedence) USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Forwarder) AF (Assured Forwarding) Au total 12 classes AF -AFij Chaque classe doit avoir des ressources minimales Chaque classe peut être vue comme une FILA Partage des ressources entre flux Les valeurs PHB indique les niveaux de probalité de perte (rejet) Une classe AF pour chaque flux Flux seront isolés par un algo d‘ordonnancement dans les routeurs USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Forwarder) AFij : DSCP xxxxxx USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (Marqueur) Attribuer 1 des 3 priorités (precedences) d’une classe AF à un flux entrant IETF propose le marqueur à trois couleur (TCM) TCM Simple débit (FRC 2697) TCM à débit double (RFC 2698) TCM est pris comme point de départ dans la définition des nouveaux marqueurs USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (TCM) Utilise 2 seaux à jeton Le 1er vérifie la confirmité du flux avec le débit garanti (CR:Committed Rate) Le 2ème teste la conformité au débit crête (PR: Peak Rate) Trois couleurs correspondent aux precedences PHB Vert : flux marqué AFx1 (priorité de rejet -) Jaune : flux marqués AFx2 Rouge : flux marqués AFx3 (priorité de rejet +) USTO-Cours M1/SIR

Edge Node (TCM) Principe: RQ: En manipulant CR et PR, Si 1 pqt n’est pas conforme au 2ème seau : marqué rouge Si 1 pqt est conforme au 2ème seau et non au 1er seau : marqué jaune Si 1 pqt est conforme au 1er et 2ème seau : marqué vert RQ: En manipulant CR et PR, possible de réguler le débit pour chacune des 3 couleurs flux adaptatifs (TCP par débits différents) USTO-Cours M1/SIR

Core Node USTO-Cours M1/SIR

Core Node Classification Gestion de fille d’attente plus simple que dans les routeurs de frontières Gestion de fille d’attente traite les paquets en accord avec les comportements prédéfinis USTO-Cours M1/SIR

Per-Domain-Behavior (PDB) Comportement par domaine (PDB) Traitement spécifique d’un groupe de pqts reçus de frontière en frontière (edge-to_edge). C’est le comportement inter-domaine PHB (comportement intra-domaine) USTO-Cours M1/SIR

Per-Domain-Behavior (PDB) PHB sont composantes d’un PDB Enchainement de PDB But: servir à la réaction de services différenciés de bout_en_bout Mise en œuvre dans le plan de contrôle des mécanismes de gestions de ressources USTO-Cours M1/SIR

Synthèse Permet de construire une variété de services différenciés grâce à la notion de PHB La complexité du traitement est concentrée dans les routeurs aux frontières USTO-Cours M1/SIR

Synthèse (Choix au mieux du PHB) EF : comportement couteux Mal adapté pour les streams multimédia Variation de délais absorbés par buffer chez récepteur Assurances des délais non indispensables AF : 4 classes, 3 priorités 4 files, 3 priorités Certaines combinaisons d’attribution de priorité sont salutaires pour TCP et d’autre pour UDP Existe équité entre flux de même type UDP et TCP avec même AF UDP agressif, TCP adaptatif USTO-Cours M1/SIR

Synthèse (Avantages) Atteint l'objectif de passage à l’échelle en séparant le trafic en un nombre réduit de classes et en repoussant la complexité aux extrémités du réseau USTO-Cours M1/SIR

Synthèse (Inconvénients) Pas de garantie stricte de QoS de bout en bout Routage IP classique  Mauvaise gestion de de bande passante Router selon le plus court chemin non congestionné Repartir la charge sur l’ensemble des chemins (TE) Proposition: MPLS USTO-Cours M1/SIR

Synthèse (Problèmes) Perte en flexibilité et en fermeté des garanties à moins de se contenter d'une forte sous utilisation du réseau Problème avec le trafic multicast: aucune approche n'est proposée sur la façon de dimensionner le réseau et de conditionner ce type de trafic Proposition: Bandwith Broker USTO-Cours M1/SIR