1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ DiffServ and QoS Βασίλειος Α. Σύρης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κρήτης

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Περιεχόμενα ATM, IntServ, DiffServ Μηχανισμοί διαφοροποίησης Από μηχανισμούς διαφοροποίησης σε υπηρεσίες Ποιότητα υπηρεσίας από-άκρο-σε-άκρο Ποιότητα υπηρεσίας σε επίπεδο δικτύου και σε επίπεδο εφαρμογής Εφαρμογή αρχιτεκτονικής DiffServ Μελλοντικές εξελίξεις…

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΑΤΜ και Integrated Services (IntServ) Αυστηρές εγγυήσεις (hard guarantees) –Εγγυήσεις ανά «ροή» (π.χ. Virtual Channel) Δέσμευση πόρων (reservations) Σηματοδότηση για δημιουργία σύνδεσης Ορισμός της υπηρεσίας

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Γιατί DiffServ; Απαλές (soft) και σχετικές (relative) εγγυήσεις Προτεραιότητες (priorities) & μηχανισμοί queueing Εγγυήσεις ανά σύνολο ροών (aggregates) –Δεν υπάρχει ανάγκη σηματοδότησης –Επεκτασιμότητα (scalability) –Κλάσεις (classes)

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ DiffServ versus IntServ/ATM DiffServ: εγγυήσεις ανά κλάσεις –IntServ/ATM: εγγυήσεις ανά ροή DiffServ: δεν απαιτεί σηματοδοσία ανά ροή –Επεκτασιμότητα (scalability) –IntServ/ATM: σηματοδοσία ανά ροή –DiffServ: σηματοδοσία μεταξύ domains DiffServ: Απαλές (soft) και σχετικές (relative) εγγυήσεις –IntServ/ATM: πιο αυστηρές εγγυήσεις

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Δομικά στοιχεία της αρχιτεκτονικής DiffServ Κατηγοριοποίηση (classification) –Πού; Επεξεργασία (conditioning) –Metering, marking, shaping, policing Per Hop Behavior (PHB) –Χαρακτηριστικά προώθησης (forwarding) πακέτων που ανήκουν στο ίδιο σύνολο (behavior aggregate) Per Domain Behavior –Χαρακτηριστικά μεταχείρισης από άκρο σε άκρο σε ένα DS domain

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Δομικά στοιχεία της αρχιτεκτονικής DiffServ (συν) Διαχείριση συμφόρησης (congestion mgmt) –Active Queue Mgmt (e.g. RED) Διαχείριση πόρων και πολιτικών (resources & policies) –Class/Weighted Fair Queueing

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Πού εφαρμόζονται οι μηχανισμοί Traffic prioritization (Diffserv, 802.1p) Traffic classification policing, marking shaping Traffic classification policing, marking Traffic prioritization Congestion mgmt User/CustomerProvider

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Per Hop Behaviors Expedited Forwarding: –Μικρή απώλεια, καθυστέρηση & jitter –Εγγυημένη χωρητικότητα –Εικονικό μισθωμένο κύκλωμα Assured Forwarding: –Διαφορετική επίδοση προώθησης (4 κλάσεις) –Διαφορετική προτεραιότητες –Σύνολο συμπεριφορών (όχι μόνο μία…)

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Από μηχανισμούς διαφοροποίησης σε υπηρεσίες PHBs ορίζουν μόνο τα χαρακτηριστικά μεταχείρισης πακέτων Δημιουργία υπηρεσιών με συνδυασμό και συντονισμό των PHBs –end-to-end  Σ per-hop behavior –Διαχείριση είναι σημαντική –Σηματοδοσία μεταξύ domains Πλεονέκτημα: μεγαλύτερη ευελιξία στον ορισμό νέων υπηρεσιών

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Χωρητικότητα από-άκρο-σε-άκρο (1) WFQ Ελάχιστη χωρητικότητα:

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Χωρητικότητα από-άκρο-σε-άκρο (2) WFQ + shaping Λίγο πιο πολύπλοκη έκφραση… Shaping rates

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Διαστασιολόγηση Α Β C Διαστασιολόγηση συνδέσμων –Βάσει στατιστικών μετρήσεων (σημαντική η παρακολούθηση δικτύου) –Δυναμική ανακατανομή πόρων SLA ορίζει μέγιστη κίνηση εδώ

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ποιότητα υπηρεσίας από-άκρο-σε-άκρο Παροχή εγγυήσεις edge-to-edge στο δίκτυο ενός παροχές (intradomain): ενθαρρυντικά αποτελέσματα –Παρόμοια με CBR/VBR PVCs σε ΑΤΜ Μεταξύ παροχέων: δυσκολίες –Διαλειτουργικότητα –Συμφωνίες διασύνδεσης –Συντονισμός μηχανισμών (shaping/policing) Access issues 802.1p/q –Μεγαλύτερη χρήση του Ethernet

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Πρωτόκολλα για από-άκρο-σε-άκρο υποστήριξη QoS Internet, Δίκτυο Ευρείας Περιοχής (WAN) –DiffServ και MPLS Intranet –DiffServ Τοπικά δίκτυα –802.1p 802.1p DiffServ DiffServ/MPLS

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ποιότητα υπηρεσίας σε επίπεδο δικτύου Καθυστέρηση πακέτων (packet delay) Μεταβλητότητα καθυστέρησης (jitter) Απώλεια (loss) Ρυθμός αποστολής δεδομένων (throughput) Διαθεσιμότητα (availability) Χρόνος αποκατάστασης βλαβών

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ποιότητα υπηρεσίας σε επίπεδο εφαρμογών Χρόνος απόκρισης (response time) Επίδοση (application throughput) Διαθεσιμότητα (application availability) Οι παραπάνω παράμετροι είναι σημαντικοί για ορισμένες εφαρμογές (Web, ERP/SAP) Παράμετροι επίδοσης δικτύου επηρεάζουν της παραμέτρους επίδοσης εφαρμογών

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ζήτηση για ποιότητα υπηρεσίας Πηγή: Lucent Technologies, Μάρτιος 2003

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ποιότητα υπηρεσίας σε επίπεδο εφαρμογών Παράμετροι επίδοσης δικτύου επηρεάζουν της παραμέτρους επίδοσης εφαρμογών –«Πώς» δεν είναι πάντα προφανές

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κατάσταση υλοποίησης QoS Πηγή: Lucent Technologies, Μάρτιος 2003

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Δυσκολίες στην υλοποίηση QoS Πηγή: Lucent Technologies, Μάρτιος 2003

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Μεγαλύτερο εμπόδιο στην υλοποίηση Πηγή: Lucent Technologies, Μάρτιος 2003

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Θέματα εφαρμογής αρχιτεκτονικής DiffServ Διαλειτουργία μεταξύ παρόχων (inter- domain) –Πρότυπα, υλοποιήσεις, συμφωνίες διασύνδεσης Παρακολούθηση & μέτρηση QoS/SLA Billing, accounting, pricing Ασφάλεια και ταυτοποίηση Διαχείριση SLAs & πολιτικών

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ποιότητα υπηρεσιών  υψηλή επίδοση Στις ΗΠΑ (π.χ. Internet2), επικεντρώνονται στην από άκρο σε άκρο υψηλή επίδοση –Αιτία #1: μικρή ζήτηση –Αιτία #2: δυσκολίες και κόστος υλοποίησης Πιο ενθαρρυντικά στην Ευρώπη… Κύριες αιτίες χαμηλής επίδοσης –Δίκτυο πρόσβασης –Ρύθμιση παραμέτρων TCP, εφαρμογές Συμπέρασμα: χρειάζεται να γίνει δουλειά και στις άκρες (πρόσβαση) …

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κατευθύνσεις στη διαχείριση δικτύων Traffic engineering: όχι μόνο για βέλτιστη εκμετάλλευση πόρων αλλά και εγγύηση QoS Μεγαλύτερο βάρος στην παρακολούθηση (network monitoring) –Intrusion/DoS detection Κατάλληλες (διορθωτικές) ενέργειες βάσει των συμπερασμάτων –Πιο προσαρμοστικό (adaptive) δίκτυο Μεγαλύτερος έλεγχος στην από-άκρο-σε-άκρο ποιότητας υπηρεσίας –Προσαρμοστικές εφαρμογές

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ QoS monitoring / SLA validation Γιατί είναι δύσκολη –Υψηλές ταχύτητες => μεγάλος όγκος δεδομένων –Εξαγωγή συμπερασμάτων; Τι υπάρχει σήμερα –Μέτρηση κυρίως στο επίπεδο δικτύου –Active versus passive Τι χρειάζεται: ενιαία συλλογή και εξαγωγή συμπερασμάτων

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Less is better… Provide worse service Premium IP proved to high a challenge… Still diffserv is usefull

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ DoS attacks

1η Ημερίδα ΟΤΕ-ΕΔΕΤΑΘΗΝΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2003 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ DiffServ and a Provider