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

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

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

Qualité de Service (1/2) Paramètres techniques Paramètres de service 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Mise en œuvre de DiffServ (1/3) Principe : Figure : Classification, marquage et conditionnement du trafic Le trafic entrant dans le réseau est classifié et se voit attribué des ressources, en fonction des critères de gestion du modèle de service les classifications donnent un traitement différentiel à des applications sensées d'avoir des besoins plus exigeants c’est-à-dire des priorités. définition des règles pour utiliser ce mécanisme

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

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

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