Redes de Computadoras. Control de la congestión, QoS

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Daniel Peña Martin
hace 8 años
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1 Redes de Computadoras Control de la congestión, QoS

2 Algoritmos para el control de la congestión Principios generales de control de la congestión Políticas de prevención de la congestión Control de la congestión en subredes de circuitos virtuales Control de la congestión en subredes de datagramas

prevención de la congestión Control de la congestión en

3 Congestión Cuando hay mucho tráfico se produce congestión y el rendimiento decae rápidamente

4 Principios generales de control de la congestión Monitorear el sistema Detectar cuándo y cómo se produce la congestión. (paquetes perdidos, retardo promedio ) Pasar la información adonde se tomen las acciones Tomar una acción correctiva

5 Taxonomía de Algoritmos de Congestión (Yang y Reddy) Lazo Abierto (basados en buen diseño) Actuan desde la fuente Actuan desde el destino Lazo Cerrado Retroalimentación explícita Retroalimentación implícita

6 Políticas de prevención de congestión 5-26

7 Características del QoS Depende de: Pérdida Retardo Jitter

8 Jitter (a) Jitter alto (b) Jitter bajo

9 Requisitos de calidad de servicio Que tan estrictos son los requisitos de QoS

10 QoS para Datos

11 QoS para Voz

12 QoS Streaming Video

13 QoS Video Conferencing

14 Técnicas para lograr una buena calidad de servicio Sobredimensionamiento Es caro Buferización Aumenta el retardo, suaviza el jitter Conformación del tráfico Suaviza el tráfico del lado del transmisor

15 Buferización Suavizando el flujo de salida por medio de buferización de paquetes

16 Algoritmo de la cubeta con fuga (leaky bucket) (a) Una cubeta de agua con fuga (b) Una cubeta de paquetes con fuga

17 Algoritmo de la cubeta con fuga (leaky bucket) (2) La cubeta consiste de una cola finita Si hay espacio en la cola, el paquete se añade a la cola; si la cola está llena se descarta el paquete Cada intervalo de reloj se transmite un paquete hasta que la cola esté vacía

se añade a la cola; si la cola está llena se descarta el paquete

18 El algoritmo de la cubeta con fuga (a) Entrada a una cubeta con fuga (b) Salida de la cubeta con fuga. Salida de from a leaky bucket. Output from a token bucket con capacidad de (c) 250 KB, (d) 500 KB, (e) 750 KB (f) Salida de una cubeta de tokens con 500KB que alimenta a una cubeta con fuga de 10-MB/sec (a)

Output from a token bucket con capacidad de (c) 250 KB, (d) 500 KB, (e) 750

19 El algoritmo de la cubeta de tokens (a) Antes. (b) Después de transmitir 3 paq.

20 El algoritmo de la cubeta de tokens (2) Se almacena un token en la cubeta por cada intervalo de reloj Si no hay paquetes a transmitir, se almacena el token, hasta el tamaño de la cubeta, para usarlos después Se pueden transmitir tantos paquetes como tokens hay en la cubeta Descarta tokens; pero, no descarta paquetes

hasta el tamaño de la cubeta, para usarlos después Se pueden transmitir tantos

21 Duración máxima de ráfaga T=Tamaño Balde/(Vent-Vfichas) Ejemplo: Tamaño Balde=512KB (burst-byte) Vent=100Mbps Vfichas=2Mbps (rate-bps) T=5msec Ráfaga máxima 522Kb

22 Modelos de la QoS

23 Best Effort Service

24 Integrated services model: Intserv

25 Differentiated services model: Diffserv

26 Clasificación de paquetes y tramas

27 CoS: Clase de Servicio

28 ToS: Tipo de Servicio

29 Differenciated Services Code Point: DSCP

30 ACL capa 2 para CoS Switch(config)#mac access-list extended name

31 Ejemplo con CoS Switch(config)#mac access-list extended receptionphone Switch(config-ext-macl)#permit host 000.0a any Switch(config-ext-macl)#exit Switch#show access-lists Switch(config)#class-map match-all ipphone Switch(config-cmap)#match access-group name receptionphone Switch#show class-map Switch(config)#policy-map inbound-accesslayer Switch(config-pmap)#class ipphone Switch(config-pmap-c)#set ip dscp 40 Switch#show policy-map Switch(config)#interface range fastethernet 0/1-24 Switch(config-if-range)#service-policy input inbound-accesslayer Switch#show mls qos interface fastethernet 0/1

32 Ejemplo con DSCP o precedencia Switch(config)#ip access-list extended 100 Switch(config-ext-nacl)#permit tcp any any eq ftp Switch(config)#class-map reducedservice Switch(config-cmap)#match access-group 100 Switch(config)#policy-map inbound-accesslayer Switch(config-pmap)#class reducedservice Switch(config-pmap-c)#set ip dscp 0 Switch(config)#policy-map inbound-accesslayer Switch(config-pmap)#class reducedservice Switch(config-pmap-c)#set ip precedence 0 Switch(config)#interface range fastethernet 0/1-24 Switch(config-if-range)#service-policy input inbound-accesslayer

33 Control de tráfico en subredes de datagramas: Colas Existen varios tipos de colas: El primero en llegar el primero en ser atendido (FIFO: First In First Out) Colas equitativas (WFQ: Weighted Fair Queuing) Prioridades (Priority Queuing) A la medida (Custom Queuing)

34 Tipos de colas En una cola FIFO, el paquete que llega cuando la cola está llena es desechado, para evitar esto se usan otros tipos de colas

35 Escogiendo el método adecuado El método de determina de acuerdo a las necesidades

36 FIFO Manda los paquetes en el orden en el cual se reciben. Los paquetes pequeños de pegan.

37 Cola FIFO Para interfaces > 2Mbps Para interfaces <= 2Mbps WFQ

38 Cola con pesos equitativos (weighted fair queuing) El tráfico de bajo volumen tiene prioridad

39 Weighted Fair Queuing (WFQ) Router(config)#interface serial 0/0 Router(config-if)#fair-queue switch(config-if)#no switchport (3550, 6500)

40 WFQ and IP precedence 1 + 2(18) = 70 Flujo con precedencia 1 recibe B=2/70

41 Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ)

42 Ejemplo CBWFQ Router(config)#mls qos Router(config)#class-map prioritytraffic Router(config)#match dscp 50 Router(config)#policy-map prioritybw Router(config-pmap)#class classdefault fair-queue Router(config-pmap-c)#class prioritytraffic bandwidth percent 40 queue-limit 200 Router(config)#interface gigabitethernet0/1 Router(config-if)#service-policy output prioritybw Válido para 6500 o routers IOS No válido 2950 o 3550

43 Low Latency Queung (LLQ) Añade cola de prioridad estricta a CBWFQ Mejor trato a VoIP Útil en enlaces lentos

44 Configurando LLQ Router(config)#policy-map prioritybw Router(config-pmap)#class class-default fair-queue Router(config-pmap-c)#class llqtraffic priority 80 (80Kbps garantizado)

45 Cola de prioridades (1) Usada cuando se requiere garantizar la entrega a tiempo de tráfico de misión crítica

46 Cola de prioridades (2) Algoritmo aplicado a los paquetes entrantes

47 Cola a la medida (custom queuing) (1) Permite garantizar ancho de banda al asignar espacio de cola a cada protocolo

48 Cola a la medida : Filtrado y envío de paquetes

49 Referencias Tanenbaum, Andrew S.. Redes de Computadoras 3ª Ed. Pearson, México, 1997

50 Resumen La conformación de tráfico en Frame Relay le proporciona una herramienta para asegurar una calidad de servicio adecuada para las aplicaciones y protocolos que esté utilizando La variedad de formas para la conformación del tráfico : imposición de tasas fijas o adaptables y las colas de prioridad o configurables (custom), le permite una gran flexibilidad

51 Control de tráfico en subredes de circuitos virtuales: Frame Relay Be Be Valor pico = CIR + = CIR(1+ ) = CIR + Tc Bc EIR

52 Cuándo usar conformación de tráfico? Cuando se tiene una topología en la cual hay una gran diferencia entre la velocidad de acceso del sitio central (alta) y el remoto (muy baja) Cuando se tiene una red Frame Relay con muchos circuitos virtuales sobre un único enlace físico Si tiene problemas ocasionales de congestión Cuando se quiere garantizar un ancho de banda a todos los tipos de tráfico (IP, IPX, SNA)

53 Tipos de administración de tráfico Imposición de tasa por cada circuito virtual Se puede limitar la tasa pico del tráfico de salida a un valor definido (CIR o EIR) Imposición adaptable basada en BECN (default) El enrutador ajusta el tráfico basado en los paquetes recibidos marcados con el BECN Conformación de tráfico usando colas Varios tipos de colas para tener más control

54 Congestión en Frame Relay Uso de los paquetes BECN y FECN

55 Terminología de Frame Relay (1) Tasa de acceso local (Local access rate) La velocidad del reloj o del puerto de la conexión (lazo local) hacia la nube F. R. Tasa de información convenida (CIR: Committed Information Rate) La velocidad a la cual el conmutador Frame Relay ha convenido transferir los datos. Es un promedio en un intervalo de tiempo Tc.

56 Terminología de Frame Relay (2) Sobresubscripción (Oversubscription) Cuando la suma de los CIR en todos los circuitos virtuales excede la velocidad de línea Ráfaga convenida (Bc: Committed Burst) La cantidad máxima de bits que el conmutador está de acuerdo en transmitir en cualquier intervalo Tc. Bc Tc = CIR

57 Terminología de Frame Relay (3) Ráfaga exceso (Be: Excess Burst) Número máximo de bits no convenidos que el conmutador intenta transferir más allá del CIR Tasa de información en exceso: Excess Information Rate) Es el ancho de banda máximo disponible para el cliente. La suma del CIR y el Be. Típicamente igual a la tasa de acceso local.

58 Terminología de Frame Relay (4) FECN (Forward Explicit Congestion Notification) Un bit de la trama de Frame Relay puesto por el conmutador Frame Relay, que indica al DTE receptor que debe tomar medidas pues hay congestión en la red. BECN (Backward Explicit Congestion Notification) Similar al FECN pero enviado al transmisor DE (Discard Elegibility) Bit que indica que la trama puede descartarse si hay congestión. Es puesto por el conmutador o el enrutador

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