Qualité de Service dans l’Internet

Présentation au sujet: "Qualité de Service dans l’Internet"— Transcription de la présentation:

1 Qualité de Service dans l’Internet

2 Introduction / Généralités
Quelques principes Techniques de lissage Techniques d’ordonnancement Routage avec QoS Contrôle d’admission Des solutions dans l’Internet

3 Ce qu’il faut retenir Les principes de la qualité de service
Les principaux mécanismes – Lissage – Ordonnancement – Routage avec QoS Les architectures de certaines solutions dans l’Internet

4 Introduction L’incontournable Internet Applications adaptées
– Transfert de fichiers, accès à distance, courrier électronique, etc. Nouvelles applications – Vidéo à la demande, jeux interactifs distribués, téléphonie sur IP – Nécessitent une certaine qualité

5 Qualité d’un service Combinaison de différents paramètres – Délai
– Gigue – Bande Passante – Fiabilité – Disponibilité

6 Quelques applications

7 Architecture de base de l’Internet
Longtemps inchangée Principe « au mieux » – Best effort – Fait de son mieux pour délivrer un paquet Aucune garantie de qualité offerte aux nouvelles applications

8 Et alors Les débits sont maintenant suffisants
– Oui pour les réseaux locaux – Coûteux pour les grands réseaux – Plus de bande passante ne privilégie pas les applications sensibles Applications de plus en plus gourmandes Usagers de plus en plus nombreux

9 Que faire ? Assurer des performances
– Fournir des garanties sur certaines applications Différentier les services – Ne pas traiter tout le monde et toutes les applications de la même façon Fournir de la qualité de service

10 Notion pas si nouvelle réseaux téléphoniques Réseaux ATM Internet
– 1ère proposition en 1979

11 Actuellement dans l’Internet
« best effort » toujours et encore – Congestion du réseau est possible Pertes, délais – Pas de garanties sur le temps – Pas de garantie sur les pertes Il faut modifier l’Internet actuel – Nouveaux protocoles – Nouvelles architectures

12 I. Quelques principes

13 Un modèle d’étude simple

14 Cas1 Exemple : appli. téléphonie à 1Mb/s et 1 flux FTP sur
un même lien à 1.5Mb/s

15 Premier principe Il faut pouvoir différentier les paquets
– Marquage des paquets – Politique de traitement des différents paquets sur les routeurs

16 Cas2 L’application audio envoie ses paquets à un
débit supérieur à 1 Mb/s T1

17 Deuxième principe Il faut pouvoir isoler (protéger) les
classes les unes par rapport aux autres Politique pour vérifier que les sources répondent bien aux requis – Marquage et traitement sur les routeurs d’accès

18 Cas3 Plutôt que de faire un contrôle, on alloue une portion
de bande passante à chaque application

19 Troisième principe Ne pas gaspiller des ressources inutilement
Utiliser les ressources de manière la plus efficace possible

20 Quatrième principe On ne peut pas traiter plus que sa capacité
– On ne peut pas tout accepter Contrôle d’admission (CAC)

21 En résumé Marquage des paquets – différentiation
Politiques d’ordonnancement et de traitement (lissage) Bonne utilisation des ressources Contrôle d’admission

22 Mise en oeuvre Pas de solution magique Pas de solution unique
Variété de solutions – Combinaison de techniques mutliples

23 II. Techniques de lissage

24 Buffering But – aplanir la gigue

25 Lissage de trafic Contrôle de flux à la réception n’est pas suffisant
Contrôle de flux à l’émission

26 Algorithme du seau percé réseau

27 Algorithme du seau à jeton
Seau percé – Débit de sortie fixé Réguler le débit en fonction de ce qui arrive Seau possède des jetons générés à un certain débit

28 Algorithme du seau à jetons

29 Algorithme du seau à jetons

30 III. Ordonnancement

31 Principe Définir l’ordre de transmission des paquets
Différentes stratégies – Bande passante / Délai -Quel paquet transmettre suivant ces contraintes – Buffer -Quel paquet rejeter

32 Principe

33 File FIFO (First In First Out)
1er arrivé, 1er servi Lorsque la file est pleine, les paquets sont rejetés Pas d’isolation des flux

34 File prioritaire Différentes files avec différentes priorités
Ordonnancer les paquets de ces files Il ne faut pas que toutes les applications envoient dans la file de plus haute priorité

35 Round Robin

36 Algorithme du temps équitable Fair Queueing

37 Algorithme du temps équitable pondéré Weighted Fair Queueing
Découpage des paquets différents suivant les priorités – Poids donné sur chaque file – Détermine le débit de sortie sur chaque file Implanté dans les routeurs – CISCO, ATM

38 IV. Routage avec QoS

39 Routage classique Plus court chemin
Aucune garantie sur aucun des paramètres Dépend de l’état des liens, des routeurs

40 Routage avec QoS Offrir des garanties sur certains paramètres
Routes optimales – Route avec le plus petit délai Routes répondant à certaines contraintes – Route ayant une bande passante de 100 Ko/s Routes multicritères – Route ayant le plus petit taux de pertes avec un délai d’au plus 100 ms

41 Métriques additives Ex: Nombre de sauts, délai Dijkstra classique
– Poids de la métrique considérée sur chaque lien – Poids d’un chemin = somme des poids des liens sur ce chemin

42 Métriques multiplicatives
Ex: Fiabilité, probabilité de succès Dijkstra classique – Poids de la métrique considérée sur chaque lien – Poids d’un chemin = multiplication des poids des liens sur ce chemin

43 Métriques concaves Ex: Bande passante Dijkstra classique
– Poids de la métrique considérée sur chaque lien – Poids d’un chemin = minimum des poids des liens sur ce chemin

44 V. Contrôle d’admission

45 Spécification de flux Difficile d’estimer les besoins en espace
de stockage et en cycles CPU Tolérance très variable entre les applications Beaucoup de paramètres à prendre en compte dans la négociation des flux

46 Exemple de paramètres Débit et taille du seau à jeton
Débit maximum toléré Tailles de paquet minimum et maximum

47 Contrôle d’admission Contrôle sur le trafic entrant
Réservation des ressources possibles Maîtrise l’utilisation des ressources – Accepter / rejeter les flux Pas si simple à mettre en oeuvre – Évaluation des ressources disponibles

48 VI. Des solutions dans l’Internet

49 QoS avec ou sans état ? Solutions sans état Solutions avec état

50 Solutions existantes

51 IntServ – Integrated Services
Architecture – Garanties de QoS dans les réseaux IP – Applications individuelles Réservation de ressources (routeur) – Maintenance des informations sur les ressources allouées – Gérer les demandes

52 Spécifications Chaque session doit – Déclarer ses besoins de QoS
– Caractériser le trafic à envoyer 2 variables – R-spec – T-spec Protocole de signalisation pour véhiculer R-spec & T-spec

53 Classes Garantie – Bornes strictes sur les délais dans les files d’attente – Applications temps réel très sensibles aux délais Contrôlé – Mieux que le best effort mais sans garanties – Celles obtenues sur les routeurs non chargés Best effort

54 RSVP – Resource reSerVation Protocol
Réservation de ressources pour les applications unicast et multicast Etablissement d’une session RSVP – Message PATH – T-Spec – Ad-Spec

55 RSVP – Resource reSerVation Protocol
Requête d’une réservation – Message RESV – R-Spec Contrôle d’admission sur les routeurs – Si non, message d’erreur Flux multicast – Réservations communes – Partage des ressources

56 RSVP – Resource reSerVation Protocol
Orienté destinataire du flux de données – Chargé de l'initialisation – De la réservation – Du maintien des ressources allouées

57 DiffServ – Differentiated Services
Résoudre les problèmes d’IntServ Extensible Flexibilité Signalisation simple

58 Principes Fonctions à l’entrée du réseau – Complexes
Fonctions dans le coeur du réseau – Simples Pas de classes définies – Plusieurs fonctions

59 Fonctions d’entrée Utilisateur définit le profil du flux – Débit
– Taille des rafales Classification Marquage des paquets Lissage du trafic – Délai – Paquets rejetés

60 Fonctions de coeur Retransmission
– Suivant la classe du paquet (marquage) Exemples – Paquets de classe A retransmis avant les paquets de classe B – Paquets de classe A obtiennent x% de la bande passante Aucune information maintenue sur les routeurs

61