PDF de programación - Arquitecturas: DiffServ

NUEVOS SERVICIOS DE RED EN INTERNET

Área de Ingeniería Telemática

Arquitecturas: DiffServ

Área de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Máster en Comunicaciones

Propuestas del IETF

IntServ (Integrated Services)
–  Filosofía: reserva de recursos
–  Cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva

solicitada

•  DiffServ (Differentiated Services)


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• 



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–  Filosofía: priorización de tráfico
–  El usuario o un primer equipo de red marca los paquetes con un

–  Los routers van agregando las demandas de los usuarios y

determinado nivel de prioridad

propagándolas por el trayecto

–  A cada clase de paquetes se le da un trato diferenciado
–  Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS

solicitada

•  Pueden coexistir

DiffServ

• 

IntServ se suele considerar que no escala bien


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•  RFC 2475 : “An Architecture for Differentiated Services”
•  Clasificar el tráfico en pocas clases
•  Clasifican los ingress routers (complejidad en la frontera) con un

codepoint en la cabecera IP

•  DiffServ mapea en cada nodo el codepoint en el paquete a un PHB en

concreto

•  PHB = Per Hop Behavior

de cola en ese nodo

–  El tratamiento que se le da al paquete en cuestión de scheduling y gestión

–  El mapeo codepoint ↔ PHB debe ser configurable

•  Configuración manual o mediante NMS (Network Management

System), no automática

•  No es sensible a los requisitos de un flujo individual y gracias a eso

logra escalabilidad

•  Se puede aplicar a IPv4, a IPv6 y a MPLS





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Ejemplo

Diffserv domain

Mirar prioridad y

aplicar QoS

Mirar prioridad
y aplicar QoS

Mirar prioridad y

aplicar QoS

H.323, lo marco
como prioritario

Aplico QoS, y
quito las marcas

Tráfico H.323
Tráfico FTP
Tráfico HTTP





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TOS: RFC 791

•  RFC 791, RFC original de IP: Type Of Service 8 bits
•  Bits 0-2 : Precedence (fácil mapeo a bits de 802.1p)
•  Bit 3: 0 = Normal delay,

•  Bit 4: 0 = Normal Throughput,
•  Bit 5: 0 = Normal Reliability,
•  Bits 6-7: Reservados para uso futuro
•  Los bits de predecencia se han usado, el resto no

1 = Low Delay
1 = High Throughput
1 = High Reliability

(subjetivos)

Precedence Significado
111
110
101
100
011
010
001
000

Network Control
Internetwork Control
CRITIC/ECP
Flash Override
Flash
Immediate
Priority
Routine

TOS Octet

TOS Field

Predecende D

T

R

0

0

Versión Header
Length

ToS
16-bit identifier
TTL

Longitud
M
13-bit fragmentation
F

offset

D
F

Protocolo Header checksum

Precedence = “An independent measure of
the importance of this datagram”





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TOS: RFC 1122

•  RFC “Requirements for Internet Hosts – Communication Layers”
•  El segundo campo engloba los últimos 5 bits aunque no se define el

uso de los dos últimos

Predecende

TOS field

Predecende D

T

R

0

0


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TOS: RFC 1349

•  El TOS field indica cómo debe hacer la red los compromisos respecto

a este paquete

•  Se mantienen los bits para Delay, Throughput y Reliability y se añade

un cuato para “Coste” (monetario)

•  El último bit se llama “MBZ” (Must Be Zero)
•  Ya no se interpretan como bits independientes sino que solo hay estos

valores válidos:
–  1000 : minimizar delay (pero puede no ser suficiente para el usuario)

TOS value

TOS field

0

Predecende D

T

R

0

0

Predecende D

T

R

C


–  0100 : maximizar throughput
–  0010 : maximizar reliability
–  0001 : minimizar coste económico
–  0000 : servicio normal

•  Precedence para determinar la cola
•  TOS para determinar el camino en la red (usándolo en el IGP)





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DiffServ: DSCP

•  RFC 2474 : “Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in

the IPv4 and IPV6 Headers”

•  RFC 2475 : “An Architecture for Differentiated Services”
•  Las definiciones anteriores quedan obsoletas
•  ToS ahora se llama DS (Differentiated Services) field
•  2 bits sin usar (“CU” = “Currently Unused”) (hoy ya se usan en ECN)
•  6 de sus bits son el DSCP (Differentiated Services CodePoint)

DSCP

CU

Versión Header
Length

ToS
16-bit identifier
TTL

Longitud
M
F

offset

13-bit fragmentation

D
F

Protocolo Header checksum

DiffServ: Precedence

•  Se mantiene en los Class Selector Codepoints: CSx = XXX000
•  Cada Class Selector Codepoint corresponde a una probabilidad de un

reenvío “a tiempo” no inferior al que se obtendría con un CS inferior

•  Un paquete descartado se considera un caso de entrega “fuera de

tiempo”



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Precedence bits

DSCP

CU

Versión Header
Length

ToS
16-bit identifier
TTL

CSx Significado histórico Uso generalizado
111 Network Control
110 Internetwork Control
101 CRITIC/ECP
100 Flash Override
011 Flash
13-bit fragmentation
010 Immediate
offset
001 Priority
000 Routine

Tráfico de control
(ej: routing)
Voz
Vconf., streaming
Call signaling
Libres para clasificar
tráfico de datos
default

Longitud
M
F

D
F

Protocolo Header checksum


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PHBs

•  No se definen planificadores o controles de cola sino una visión

externa de “caja negra” del comportamiento en un salto

•  Se llaman Per-Hop Behaviors (PHBs)

PHBs
•  Best-Effort (BE, codepint 0) o Default PHB
•  Assured Forwarding (AFxy)
•  Expedited Forwarding (EF)

 PHB: Expedited Forwarding (EF)



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•  RFC 3246 : “An Expedited Forwarding PHB (Per-Hop Behavior)”
•  Alta prioridad: pocas pérdidas, baja latencia, bajo jitter, bw

garantizado. DSCP recomendado 101110 (46)

•  Debe ser servido al menos a la tasa configurada (R, medida en

un intervalo), independiente del tráfico no-EF

•  El instante de salida de un paquete se toma como el de

terminar de transmitir el último bit

•  Si llega un paquete EF y no hay ninguno anterior

–  Empezaría su servicio cuando llega
–  Se le sirve a tasa R y con eso y su tamaño se determina su

instante de salida

–  Por supuesto luego se le envía a tasa de línea, no a R

Servicio a tasa R

Servicio real,
caso peor

Tamaño/R

Tamaño/tasa_línea

tiempo

tiempo




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PHB: Expedited Forwarding (EF)

•  Si llega un paquete EF y sí hay alguno anterior

–  Si el instante de salida del anterior fue posterior a su instante ideal

•  Vamos “tarde”
•  Empezar servicio en el mayor entre el instante de llegada y el instante

de salida ideal del paquete anterior

Instante de llegada -> comienza servicio

tiempo

Instante de salida ideal del anterior


–  (...)

Instante de salida real
del anterior

Instante de salida ideal

 PHB: Expedited Forwarding (EF)



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•  Si llega un paquete EF y sí hay ninguno anterior

–  Si el instante de salida del anterior fue posterior a su instante ideal

•  Vamos “tarde”
•  Empezar servicio en el mayor entre el instante de llegada y el instante

de salida ideal del paquete anterior

Instante de llegada -> comienza servicio

tiempo

Instante de salida ideal del anterior


–  Si el instante de salida del anterior fue anterior al ideal

Instante de salida real
del anterior

Instante de salida ideal

•  Vamos “temprano”
•  Empezar servicio en el instante de salida real del paquete anterior

Instante de llegada

tiempo

Instante de salida real del
anterior -> comienza servicio

Instante de salida
ideal del anterior

Instante de salida ideal




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PHB: Assured Forwarding (AF)

•  RFC 2597 : “Assured Forwarding PHB Group”
•  En realidad son 4 grupos de PHBs (AF1x, AF2x, AF3 y AF4x)

independientes

•  Cada uno tiene una reserva en cada nodo (BW, buffer)
•  Cada uno con 3 probabilidades de descarte (drop) (en total 12)
•  DSCP xxxyy0 : xxx la clase, yy la drop precedence
•  Drop precedence alta implica mayor probabilidad de descarte
•  Para cada drop precedence, empezando desde la más baja, la

probabilidad de descarte debe mayor que para la anterior

•  No hay relación entre p