каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 1 Дифференцированное и Интегрированное обслуживание.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 2 Часть 1. Интегрированное Обслуживание Интегрированная система обслуживания представляет собой структуру, разработанную IETF и служащую для предоставлений гарантий качества обслуживания индивидуальным прикладным сеансам. Сердцевиной архитектуры интегрированного обслуживания являются два ключевых компонента: Зарезервированные ресурсы. Маршрутизатор должен знать, какое количество его ресурсов уже зарезервировано для текущих сеансов. Зарезервированные ресурсы. Маршрутизатор должен знать, какое количество его ресурсов уже зарезервировано для текущих сеансов. Установка соединения. Сеанс, которому требуется гарантии качества обслуживания, должен сначала зарезервировать достаточное количество ресурсов на каждом сетевом маршрутизаторе на все пути к получателю, чтобы гарантировать требуемый уровень обслуживания Установка соединения. Сеанс, которому требуется гарантии качества обслуживания, должен сначала зарезервировать достаточное количество ресурсов на каждом сетевом маршрутизаторе на все пути к получателю, чтобы гарантировать требуемый уровень обслуживания

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 3 Процесс установки соединения Процесс установки соединения Описание трафика и спецификация требуемого качества обслуживания. Сперва сеанс должен объявить свои требования, а также описать трафик, который он будет посылать в сеть. В архитектуре Интегрированного обслуживания требуемый кровень качества описывается в спецификации Rspec, а трафик, который будет посылаться – Tspec. Описание трафика и спецификация требуемого качества обслуживания. Сперва сеанс должен объявить свои требования, а также описать трафик, который он будет посылать в сеть. В архитектуре Интегрированного обслуживания требуемый кровень качества описывается в спецификации Rspec, а трафик, который будет посылаться – Tspec. Выполнение сигнальной процедуры перед установкой соединения. Спецификации Rspec и Tspec переправляются всем тем маршрутизаторам, на которых должны резервироваться ресурсы для сеанса. Выполнение сигнальной процедуры перед установкой соединения. Спецификации Rspec и Tspec переправляются всем тем маршрутизаторам, на которых должны резервироваться ресурсы для сеанса. Поочередная установка Поочередная установка соединения. После получения спецификаций. Маршрутизатор оценивает Маршрутизатор оценивает имеющиеся ресурсы, и если имеющиеся ресурсы, и если таковые имеются,предоставляет таковые имеются,предоставляет их сеансу

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 4 Общий процесс установки соединения

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 5 Два класса интегрированного обслуживания : Гарантированное обслуживание: Гарантированное обслуживание: Основная идея гарантированного обслуживания заключается в том, что задаются жесткие границы задержки на ожидание пактов в очереди маршрутизатора. Запрашиваемое обслуживание описывается скоростью R, с которой могут передаваться пакеты, то есть сеанс, запрашивающий гарантированное обслуживание, требует, чтобы пакеты были переданы именно со скоростью R. Обслуживание с контролируемой нагрузкой: Обслуживание с контролируемой нагрузкой: В данном случае сеанс может рассчитывать, что очень высокий процент его пакетов успешно пройдет через маршрутизатор и не будет отброшен, а задержа на маршрутизаторе окажется близкой к нулю. В основном, обслуживание с контролируемой нагрузкой предназначено для мультимедийных приложений реального времени.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 6 Часть 2. Протокол RSVP Протокол RSVP (Resource ReSerVation Protocol, RFC-2205) используется ЭВМ для того, чтобы запросить для приложения определенный уровень качества сетевых услуг QoS (Quality of Service, например, определенный уровень полосы пропускания). RSVP используется также маршрутизаторами для доставки QOS-запросов всем узлам вдоль пути информационного потока, а также для установки и поддержания необходимого уровня услуг. RSVP-запросы обеспечивают резервирование определенных сетевых ресурсов, которые нужны, чтобы обеспечить конкретный уровень QOS вдоль всего маршрута транспортировки данных. Функция этого протокола крайне важна и многообразна, именно по этой причине это один из самых сложных протоколов. RSVP запрашивает ресурсы только для одного из направлений трафика и только по указанию получателя. RSVP работает поверх IPv4 или IPv6. Протокол относится к числу управляющих, а не транспортных. RSVP предназначен для работы с существующими и будущими маршрутными протоколами, управляющими как обычными, так и мультикастными потоками. В последнем случае ЭВМ сначала посылает IGMP-запрос, для того чтобы подключиться к мультикастинг-группе, а затем уже RSVP-сообщение для резервирования ресурсов по маршруту доставки.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 7 Обобщая, можно сказать, что RSVP имеет следующие атрибуты: RSVP выполняет резервирование для уникастных и мультикастных приложений, динамически адаптируясь к изменениям членства в группе вдоль маршрута. RSVP выполняет резервирование для уникастных и мультикастных приложений, динамически адаптируясь к изменениям членства в группе вдоль маршрута. RSVP является симплексным протоколом, т.е., он выполняет резервирование для однонаправленного потока данных. RSVP является симплексным протоколом, т.е., он выполняет резервирование для однонаправленного потока данных. RSVP ориентирован на получателя, т.е., получатель данных инициирует и поддерживает резервирование ресурсов для потока. RSVP ориентирован на получателя, т.е., получатель данных инициирует и поддерживает резервирование ресурсов для потока. RSVP поддерживает динамическое членство в группе и автоматически адаптируется к изменениям маршрутов. RSVP поддерживает динамическое членство в группе и автоматически адаптируется к изменениям маршрутов. RSVP не является маршрутным протоколом, но зависит от существующих и будущих маршрутных протоколов. RSVP не является маршрутным протоколом, но зависит от существующих и будущих маршрутных протоколов. RSVP транспортирует и поддерживает параметры управления трафиком и политикой, которые остаются непрозрачными для RSVP. RSVP транспортирует и поддерживает параметры управления трафиком и политикой, которые остаются непрозрачными для RSVP. RSVP обеспечивает несколько моделей резервирования или стилей, для того чтобы удовлетворить требованиям различных приложений. RSVP обеспечивает несколько моделей резервирования или стилей, для того чтобы удовлетворить требованиям различных приложений. RSVP обеспечивает прозрачность операций для маршрутизаторов, которые его не поддерживают. RSVP обеспечивает прозрачность операций для маршрутизаторов, которые его не поддерживают. RSVP может работать с IPv4 и IPv6. RSVP может работать с IPv4 и IPv6.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 8 В интересах упрощения в описываемом стандарте RSVP спецификация фильтра имеет довольно ограниченную форму: IP- адрес отправителя и, опционно, номер порта SrcPort (UDP/TCP). В интересах упрощения в описываемом стандарте RSVP спецификация фильтра имеет довольно ограниченную форму: IP- адрес отправителя и, опционно, номер порта SrcPort (UDP/TCP). Так как номера портов UDP/TCP используются для классификации пакетов, каждый маршрутизатор должен уметь анализировать эти поля. Это вызывает потенциально три проблемы: Необходимо избегать IP-фрагментации потока данных, для которого желательно резервирование ресурсов. Документ [RFC-2210] специфицирует процедуру вычисления минимального MTU для приложений, использующих средства RSVP. Необходимо избегать IP-фрагментации потока данных, для которого желательно резервирование ресурсов. Документ [RFC-2210] специфицирует процедуру вычисления минимального MTU для приложений, использующих средства RSVP. IPv6 вводит переменное число Internet заголовков переменной длины перед транспортным заголовком, увеличивая трудность и стоимость классификации пакетов. Эффективная классификация информационных пакетов IPv6 может быть достигнута путем использования поля метки потока заголовка IPv6. IPv6 вводит переменное число Internet заголовков переменной длины перед транспортным заголовком, увеличивая трудность и стоимость классификации пакетов. Эффективная классификация информационных пакетов IPv6 может быть достигнута путем использования поля метки потока заголовка IPv6. IP-уровень безопасности как для IPv4, так и IPv6 может шифровать весь транспортный заголовок, скрывая номера портов промежуточных маршрутизаторов. IP-уровень безопасности как для IPv4, так и IPv6 может шифровать весь транспортный заголовок, скрывая номера портов промежуточных маршрутизаторов.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 9 Сообщения RSVP, несущие запросы резервирования, исходят со стороны получателя и направляются отправителю информации. В каждом промежуточном узле запрос резервирования запускает две процедуры: A. Резервирование канала Процесс RSVP проходит стадии проверки допуска и политики. Если какой- либо тест не прошел, резервирование отвергается и посылается сообщение об ошибке. Если все тесты прошли успешно, узел устанавливает классификатор пакетов, для того чтобы отбирать пакеты, указанные в спецификации фильтра. Далее устанавливается контакт с соответствующим канальным уровнем для получения желательного QoS, заданного в flowspec. Для простой выделенной линии, желаемый QoS будет получен с помощью диспетчера пакетов в драйвере канального уровня. Если технология канального уровня поддерживает свои средства управления QoS, тогда RSVP должен согласовать с канальным уровнем получение требуемого QoS. Б. Переадресация запроса назад Запрос резервирования посылается от получателя отправителю (или отправителям) данных. Запрос резервирования, который переадресуется узлом дальше может отличаться от того, который он получил по двум причинам. Механизм управления трафиком модифицирует flowspec от узла к узлу. Что более важно, запросы резервирования, поступающие от получателей мультикастинг-дерева должны объединяться по мере продвижения процесса резервирования в направлении отправителя данных. Когда получатель данных отправляет запрос резервирования, он может запросить также присылку сообщения, подтверждающего резервирование. Процесс резервирования распространяется от получателей к отправителям, от узла к узлу. В каждом узле требования резервирования объединяются и сопоставляются с имеющимися возможностями. Это продолжается до тех пор, пока запрос не достигнет отправителя или пока не возникнет конфликт перегрузки. В результате получатель данных, направивший запрос резервирования, получит сообщение об успехе или ошибке.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 10 Стили резервирования Стиль WF (Wildcard-Filter) Стиль WF (Wildcard-Filter) Стиль WF использует опции: "разделенного" резервирования и произвольного выбора отправителя ("wildcard"). Таким образом, резервация со стилем WF создает резервирование, которое делится между потоками потоками всех отправителей Стиль FF (Fixed-Filter) Стиль FF (Fixed-Filter) Стиль FF использует опции: "четкое" (distinct) резервирование и "явный" (explicit) выбор отправителя. Таким образом, простой запрос со стилем FF создает точно заданное резервирование для информационных пакетов от определенного отправителя, без совместного использования ресурса с другими отправителями в пределах одной и той же сессии. Стиль SE (Shared Explicit) Стиль SE (Shared Explicit) Стиль SE использует опции: "разделенное (shared) резервирование и "явный" (explicit) выбор отправителя. Таким образом, стиль резервирования SE формирует одно резервирование, которое совместно используется несколькими отправителями. В отличие от стиля WF, SE позволяет получателю непосредственно специфицировать набор отправителей.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 11 Формат сообщений RSVP Общий заголовок В общем заголовке имеются следующие поля: Vers. 4 бита - Номер версии протокола. В данном описании = 1. Флаги: 4 бита - 0x01-0x08. Зарезервированы. Флаги пока не определены. Тип Msg. Тип сообщения (8 бит). 1 = Path 2 = Resv 3 = PathErr 4 = ResvErr 5 = PathTear 6 = ResvTear 7 = ResvConf Контрольная сумма RSVP: 16 бит Vers. 4 бита - Номер версии протокола. В данном описании = 1. Флаги: 4 бита - 0x01-0x08. Зарезервированы. Флаги пока не определены. Тип Msg. Тип сообщения (8 бит). 1 = Path 2 = Resv 3 = PathErr 4 = ResvErr 5 = PathTear 6 = ResvTear 7 = ResvConf Контрольная сумма RSVP: 16 бит Дополнение по модулю один контрольной суммы сообщения (в процессе вычисления поле контрольной суммы считается нулевым). Если в поле записан нуль, это означает, что контрольная сумма не вычислялась. Дополнение по модулю один контрольной суммы сообщения (в процессе вычисления поле контрольной суммы считается нулевым). Если в поле записан нуль, это означает, что контрольная сумма не вычислялась. Send_TTL: 8 бит Send_TTL: 8 бит Значение TTL для протокола IP, с которым было послано сообщение. Длина RSVP: 16 бит Длина RSVP: 16 бит Полная длина RSVP сообщения в байтах, включая общий заголовок и объекты переменной длины, которые за ним следуют.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 12 Часть 3. Дифференцированное обслуживание Цель введения Differentiated Services ( DS ) состоит в предоставлении дифференцированного обслуживания для различных типов приложений в сети Internet. DS обеспечивают передачу трафика с предсказуемыми параметрами (задержкой, пропускной способностью, показателем числа потерь пакетов и т. д.). Различие между интегрированными и дифференцированными услугами состоит в том, что в случае DS трафик Internet разбивается на различные классы со своими требованиями к параметрам QoS, при этом резервирование ресурсов на каждом транзитном узле для каждого отдельного потока в целях обеспечения качества обслуживания не производится. Центральный компонент DS соглашение об уровне сервиса (Service Level Agreement, SLA). SLA это сервисный контракт между клиентом и провайдером услуг с подробным перечнем предоставляемых услуг. Клиентом может быть отдельный пользователь, организация или любой другой объект DS. Для гарантированного предоставления предусмотренных в SLA услуг в сети должны быть реализованы следующие механизмы: задание битов в байте DS (поле TOS) для определения административных границ сети; задание битов в байте DS (поле TOS) для определения административных границ сети; использование этих битов для сообщения маршрутизаторам внутри сети о способе обработки этих пакетов; использование этих битов для сообщения маршрутизаторам внутри сети о способе обработки этих пакетов; создание условий для прохождения отмеченных пакетов в заданных границах сети в соответствии с параметрами QoS для каждого класса обслуживания. создание условий для прохождения отмеченных пакетов в заданных границах сети в соответствии с параметрами QoS для каждого класса обслуживания.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 13 ДОМЕНЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Домен с предоставлением дифференцированных услуг (домен DS) -смежная часть сети Internet, в которой дифференцированные услуги предоставляются согласованным образом. Это могут быть различные административные домены или автономные системы, различные трастовые (доверительные) области, области с различными сетевыми технологиями и т. д. Домен DS имеет в своем составе граничные устройства для организации взаимодействия между различными доменами DS. Эти граничные устройства связаны с внутренними Домен с предоставлением дифференцированных услуг (домен DS) -смежная часть сети Internet, в которой дифференцированные услуги предоставляются согласованным образом. Это могут быть различные административные домены или автономные системы, различные трастовые (доверительные) области, области с различными сетевыми технологиями и т. д. Домен DS имеет в своем составе граничные устройства для организации взаимодействия между различными доменами DS. Эти граничные устройства связаны с внутренними Домен DS обычно состоит из одной или нескольких сетей с единым административным управлением. Это может быть, например, корпоративная сеть Intranet или сеть провайдера услуг. Администрация домена DS отвечает за подготовку к работе и резервирование необходимых ресурсов для обеспечения выполнения SLA. Сетевые администраторы должны располагать соответствующими методами контроля за наличием требуемого объема ресурсов в домене DS для удовлетворения всех законных запросов на параметры QoS. Домен DS обычно состоит из одной или нескольких сетей с единым административным управлением. Это может быть, например, корпоративная сеть Intranet или сеть провайдера услуг. Администрация домена DS отвечает за подготовку к работе и резервирование необходимых ресурсов для обеспечения выполнения SLA. Сетевые администраторы должны располагать соответствующими методами контроля за наличием требуемого объема ресурсов в домене DS для удовлетворения всех законных запросов на параметры QoS.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 14 Определение необходимых условий для трафика осуществляется формирователем трафика (traffic conditioner). Формирователь трафика состоит из следующих компонентов: Классификатор (Classifier). Классификатор выбирает пакеты в зависимости от заголовка и передает их на дальнейшую обработку в соответствии с заданными правилами. Модель DS определяет два типа классификаторов пакетов: Классификатор (Classifier). Классификатор выбирает пакеты в зависимости от заголовка и передает их на дальнейшую обработку в соответствии с заданными правилами. Модель DS определяет два типа классификаторов пакетов: универсальные (Multi-field, MF) могут классифицировать пакеты как по байту DS, так и по любому другому полю заголовка пакета IP, например по адресу IP и номеру порта, подобно классификатору протокола RSVP;универсальные (Multi-field, MF) могут классифицировать пакеты как по байту DS, так и по любому другому полю заголовка пакета IP, например по адресу IP и номеру порта, подобно классификатору протокола RSVP; агрегатные (Behavior Aggregate, BA) классифицируют пакеты только по битам байта DS.агрегатные (Behavior Aggregate, BA) классифицируют пакеты только по битам байта DS. Измеритель (Meter). Измеритель трафика оценивает скорость поступления трафика каждого класса. Эта скорость сравнивается затем с оговоренными в SLA параметрами трафика. В зависимости от результатов измеритель помечает пакеты как отвечающие или не отвечающие параметрам трафика для их последующей обработки в соответствии с заданными правилами. Измеритель (Meter). Измеритель трафика оценивает скорость поступления трафика каждого класса. Эта скорость сравнивается затем с оговоренными в SLA параметрами трафика. В зависимости от результатов измеритель помечает пакеты как отвечающие или не отвечающие параметрам трафика для их последующей обработки в соответствии с заданными правилами. Маркер (Marker). Маркеры DS задают специфическую комбинацию двоичных разрядов байта DS приходящих пакетов IP. Режим PHB определяется первыми шестью битами байта DS таким образом, чтобы отмеченные пакеты соответствовали заключенному между провайдером услуг и клиентом SLA. Маркер (Marker). Маркеры DS задают специфическую комбинацию двоичных разрядов байта DS приходящих пакетов IP. Режим PHB определяется первыми шестью битами байта DS таким образом, чтобы отмеченные пакеты соответствовали заключенному между провайдером услуг и клиентом SLA. Формирователь/отбрасыватель (Shaper/Dropper). Формирователь и отбрасыватель используют некоторые конфигурационные описатели трафика, например маркерный фильтр области памяти. Они различными методами согласуют поток с конфигурацией трафика. Формирователь может задерживать как отдельные пакеты, так и все пакеты трафика сразу. Он имеет буфер ограниченного размера, поэтому некоторые пакеты могут быть отброшены при отсутствии достаточного для хранения отсроченных пакетов буферного пространства. Отбрасыватель может изымать из обращения как некоторые, так и все пакеты. Формирователь/отбрасыватель (Shaper/Dropper). Формирователь и отбрасыватель используют некоторые конфигурационные описатели трафика, например маркерный фильтр области памяти. Они различными методами согласуют поток с конфигурацией трафика. Формирователь может задерживать как отдельные пакеты, так и все пакеты трафика сразу. Он имеет буфер ограниченного размера, поэтому некоторые пакеты могут быть отброшены при отсутствии достаточного для хранения отсроченных пакетов буферного пространства. Отбрасыватель может изымать из обращения как некоторые, так и все пакеты.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 15 ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА ДОМЕНА DS Внутренние устройства домена DS выбирают форму обслуживания для пакетов, основываясь на содержании байта DS. Под внутренним устройством понимается маршрутизатор с поддержкой алгоритма назначения приоритетов трафика. Обычно значение байта DS остается неизменным при нахождении пакета внутри домена DS, а все внутренние маршрутизаторы поддерживают единую политику обработки трафика в целях соблюдения соглашения относительно параметров QoS. Пакеты данных с различными значениями режима PHB в байте DS получают различное обслуживание. Все внутренние маршрутизаторы в домене используют одни и те же правила обработки, поэтому циркулирующий между внутренними устройствами трафик обрабатывается только классификатором пакета. Он выбирает пакеты, основываясь на их значении PHB или других полях заголовка IP, и передает пакеты механизмам управления очередями и планирования. Внутренние устройства домена DS выбирают форму обслуживания для пакетов, основываясь на содержании байта DS. Под внутренним устройством понимается маршрутизатор с поддержкой алгоритма назначения приоритетов трафика. Обычно значение байта DS остается неизменным при нахождении пакета внутри домена DS, а все внутренние маршрутизаторы поддерживают единую политику обработки трафика в целях соблюдения соглашения относительно параметров QoS. Пакеты данных с различными значениями режима PHB в байте DS получают различное обслуживание. Все внутренние маршрутизаторы в домене используют одни и те же правила обработки, поэтому циркулирующий между внутренними устройствами трафик обрабатывается только классификатором пакета. Он выбирает пакеты, основываясь на их значении PHB или других полях заголовка IP, и передает пакеты механизмам управления очередями и планирования. Классификация трафика и приоритетная маршрутизация используется в каждом внутреннем устройстве домена DS. После пересечения границы домена пакет данных поступает на граничный маршрутизатор следующего домена и должен получить от него своего рода пропуск в этот домен с требуемыми параметрами QoS. Классификация трафика и приоритетная маршрутизация используется в каждом внутреннем устройстве домена DS. После пересечения границы домена пакет данных поступает на граничный маршрутизатор следующего домена и должен получить от него своего рода пропуск в этот домен с требуемыми параметрами QoS.

каф. ВТ, ТОГУ, г. Хабаровск, вед. преп. Шоберг А.Г. 16 Вывод Технологии интегрированного и дифференцированного обслуживания, в настоящее время бурно развиваются. Современные потребности сетей требую повышенные гарантии качества и гибкости обслуживания, в связи с этим использование технологий обслуживания и протокола RSVP, находит все большее и большее применение.