PDF de programación - Clasificación, marcado, CAC policing y shaping

NUEVOS SERVICIOS DE RED EN INTERNET

Área de Ingeniería Telemática

Clasificación, marcado, CAC

policing y shaping

Área de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es
Máster en Comunicaciones







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Resumen anterior

•  Best Effort / IntServ / DiffServ
•  Connection Admission Control (CAC)

–  ¿Puede la red cursar el nuevo flujo de tráfico manteniendo los

parámetros de QoS ofrecidos a todos los usuarios?

•  Planificación de recursos (scheduling)
–  El recurso normalmente es el enlace
–  ¿Cómo organizar a los paquete que deben enviarse?
–  ¿Dar prioridades? ¿Repartir la capacidad?

•  Traffic shaping y policing

–  Marcar, descartar o retrasar el tráfico en exceso

•  Monitorización

–  Analizar la cantidad de tráfico que entra en la red

•  QoS routing / Traffic Engineering
•  Clasificación

–  ¿Cómo distinguir entre flujos?

•  Gestión de cola

–  ¿Qué paquetes tirar si se llena?

Objetivos

•  Conocer los mecanismos de clasificación y

marcado

•  Conocer mecanismos de policing y shaping



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NUEVOS SERVICIOS DE RED EN INTERNET

Área de Ingeniería Telemática

Clasificación y marcado

Identificación/clasificación de flujos



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•  En IPv4 (layer 3) la clasificación se suele hacer por:

–  Dirección IP de origen, dirección IP de destino
–  Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
(...)

• 

Versión Header
Length

TOS
16-bit identifier
TTL

Longitud
M
F
offset

13-bit fragmentation

D
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Protocolo Header checksum
Dirección IP origen
Dirección IP destino

[opciones]

[Datos]





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Identificación/clasificación de flujos

•  En IPv4 (layer 3) la clasificación se suele hacer por:

–  Dirección IP de origen, dirección IP de destino
–  Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)

•  Puede incluir parámetros de nivel de transporte (puertos)
•  Fragmentos IP pierden cabecera nivel 4 y se vuelven best effort
• 

(...)

Puerto origen

Puerto destino

Long
cab.

Número de secuencia
Número de confirmación
No
usado
Checksum
Opciones (longitud variable)

Ventana

U A P R S F

Puntero a urgentes

Datos de
aplicación





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Identificación/clasificación de flujos
•  En IPv4 (layer 3) la clasificación se suele hacer por:

–  Dirección IP de origen, dirección IP de destino
–  Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)

•  Puede incluir parámetros de nivel de transporte (puertos)
•  Fragmentos IP pierden cabecera nivel 4 y se vuelven best effort
•  O información nivel físico (interfaz de entrada, PVC, etc)
•  O de nivel de enlace

–  Ethernet: VLAN, direcciones MAC, Ethertype, bits de prioridad
–  (...)

PCP

0
1
2
3
4
5
6
7

Datos

Tráfico recomendado (802.1Q-2005
Tabla G-2)
Best Effort
Background
Excellent Effort
Critial Applications
“Vídeo” < 100ms latencia y jitter
“Voz” < 10ms latencia y jitter
Internetwork Control
Network Control

C
R
C



0x8100
16 bits

PCP
3 bits

VID
12 bits

Dest
Addr

Src
Addr



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Trama Ethernet 802.1Q

Identificación/clasificación de flujos



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•  En IPv4 (layer 3) la clasificación se suele hacer por:

–  Dirección IP de origen, dirección IP de destino
–  Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)

•  Puede incluir parámetros de nivel de transporte (puertos)
•  Fragmentos IP pierden cabecera nivel 4 y se vuelven best effort
•  O información nivel físico (interfaz de entrada, PVC, etc)
•  O de nivel de enlace

–  Ethernet: VLAN, direcciones MAC, Ethertype, bits de prioridad
–  ATM: VPI/VCI, bit CLP
–  (...)

GFC

VPI

VPI

VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC
Datos

Celda
ATM
UNI

Identificación/clasificación de flujos



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•  En IPv4 (layer 3) la clasificación se suele hacer por:

–  Dirección IP de origen, dirección IP de destino
–  Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)

•  Puede incluir parámetros de nivel de transporte (puertos)
•  Fragmentos IP pierden cabecera nivel 4 y se vuelven best effort
•  O información nivel físico (interfaz de entrada, PVC, etc)
•  O de nivel de enlace

–  Ethernet: VLAN, direcciones MAC, Ethertype, bits de prioridad
–  ATM: VPI/VCI, bit CLP
–  MPLS: Label, Exp bits
(…)

• 

Link Layer

header

Label Stack Entry

Datagrama IP

Label
20

Exp S TTL
3 1 8 bits

Identificación/clasificación de flujos

•  En IPv4 (layer 3) la clasificación se suele hacer por:

–  Dirección IP de origen, dirección IP de destino
–  Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)



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•  Puede incluir parámetros de nivel de transporte (puertos)
•  Fragmentos IP pierden cabecera nivel 4 y se vuelven best effort
•  O información nivel físico (interfaz de entrada, PVC, etc)
•  O de nivel de enlace

–  Ethernet: VLAN, direcciones MAC, Ethertype, bits de prioridad
–  ATM: VPI/VCI, bit CLP
–  MPLS: Label, Exp bits

•  O de nivel de aplicación (URL, MIME type, etc) usando DPI

(Deep Packet Inspection) y SI (Stateful Inspection)

GET /~daniel/index.html HTTP/1.1
Host: www.tlm.unavarra.es
User-agent: Mozilla/4.0
Connection: close
Accept-language:es

Marcado

•  Marcar al paquete como perteneciente a un flujo o a una clase
•  En base a la clasificación
•  Simplifica la clasificación a partir de ese punto
•  En IPv4 usar los bits de TOS (renombrados para DiffServ)
• 

(...)



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Versión Header
Length TOS
16-bit identifier
TTL

Longitud
M
offset
F

D
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13-bit fragmentation
Protocolo Header checksum
Dirección IP origen
Dirección IP destino

[opciones]

[Datos]





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Marcado / Coloreado

•  Marcar al paquete como perteneciente a un flujo o a una clase
•  En base a la clasificación
•  Simplifica la clasificación a partir de ese punto
•  En IPv4 usar los bits de TOS (renombrados para DiffServ)
•  En trama 802.1Q en los bits de prioridad
•  En celda ATM en bit CLP

0x8100
16 bits

PCP
3 bits

VID
12 bits

Dest
Addr

Src
Addr



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Datos

Trama Ethernet 802.1Q

GFC

VPI

VPI

VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC
Datos

Celda
ATM
UNI



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¿ Dónde = Quién ?

•  Preferiblemente en los extremos (edge) de la red
•  O en los propios generadores de los paquetes (ej. Teléfono IP)

Core

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Área de Ingeniería Telemática

Policing and Shaping





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Policing

•  Objetivo: Limitar el tráfico a la entrada a la red para que no exceda el

declarado

•  Su objetivo es un flujo o un agregado de flujos
•  Los que excedan lo contratado (nonconforming) se descartan o marcan

(conditional marker)

•  No introduce delay o jitter adicional al tráfico que se acepta
•  Características del tráfico

–  Tasa media (media a largo plazo)
–  Tasa de pico
–  Tamaño máximo de ráfaga: máx nº paquetes a tasa de pico




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Token Bucket

•  One-rate token bucket policer
•  Tasa de llegada de tokens R
•  Tamaño máximo del cubo de tokens B
•  Llega un paquete te tamaño b
•  ¿Hay al menos b tokens en el cubo?

–  Sí: paquete “conforme” al contrato. Retirar b del cubo
–  No: paquete “no conforme” al contrato. Descartar/marcar

•  No retrasa el tráfico, el buffer es para los tokens

No

Descartar/marcar

Tráfico
de usuario

Regulator

Sí

Tokens

Cubo de tokens (tamaño B)

Generación de
tokens (tasa R)





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srTCM

single rate Three Color Marker (RFC 2697)

• 
•  Dos Token Buckets (inicio llenos)
•  Parámetros:

–  CIR: Committed Information Rate
–  CBS: Commited Burst Size
–  EBS: Excess Burst Size
“Rojo” excede el CIR y ráfaga de CBS+EBS,
“Amarillo” excede CIR y ráfaga de CBS

• 

No (no quita
tokens)

Desbordamiento
de tokens

Cubo de tokens E
(tamaño EBS)

No (rojo)

Regulator

Tráfico
de usuario

Regulator

Sí (verde, quita tokens de C)

Tokens

Cubo de tokens C
(tamaño CBS)

Generación de
tokens (tasa CIR)

srTCM

•  Es