header image
Home arrow Traffic Engineering arrow Network Traffic Engineering arrow Rezerwacja zasobów w sieci Internet
Rezerwacja zasobów w sieci Internet E-mail
Oceny: / 3
KiepskiBardzo dobry 

Model rezerwacji zasobów  w architekturze usług zintegrowanych Intserv opisuje to, jak aplikacja negocjuje poziomy jakości usług QoS. Najprostszym modelem jest ten, w którym aplikacje pytają o konkretną jakość usług QoS a sieć albo zagwarantuje je albo odrzuci. Czasem ta sytuacja jest bardziej skomplikowana, bo wiele aplikacji jest w stanie zaakceptować usługę z pewnym zakresem poziomów QoS lub bardziej ogólnie mówiąc z pewnymi szerzej akceptowanymi parametrami strumienia.

Mechanizmy sterowania ruchem

Podstawowymi funkcjami sterowania ruchem są szeregowanie pakietów, odrzucanie pakietów, klasyfikacja pakietów i sterowanie dostępem (tzw. admission control). Do tego potrzebny jest również mechanizm rezerwacji zasobów, który będzie komunikował się z np. funkcją sterowania dostępem w danym routerze, aby zakomunikować określone żądane parametry ruchu (np. QoS).

 

Na ścieżce przekazywania pakietu, jest bardzo ograniczony zbiór akcji, które może wykonać router. Dla danego pakietu należy wybrać określoną trasę, w dodatku router może go przekazać dalej lub odrzucić, a także może dokonać uporządkowania jego względem innych pakietów czekających na wysyłkę. Router może także zatrzymać pakiet nawet, jeśli łącze jest wolne. W związku, z czym należy wziąć pod uwagę wyżej wymienione funkcje sterowania ruchem.

Szeregowanie pakietów

Podstawową funkcją szeregowania pakietów jest reorganizacja wyjściowej kolejki. Najprostszym rozwiązaniem jest chyba schemat priorytetowania, w których pakiety są układane według posiadanego priorytetu, a pakiety z najwyższym priorytetem zawsze będą wychodzić jako pierwsze. Ujemnym efektem tego jest to, że jeśli będzie wystarczająco dużo pakietów z wysokim priorytetem, te o najniższym mogą nie zostać wysłane.

Alternatywnym sposobem szeregowania może być tzw. round-robin lub jego różne warianty (np. WFQ - Weighted Fair Queueing), co daje różnym klasom pakietów dostęp do dzielonego łącza.

Odrzucanie pakietów

Kontrolowane odrzucanie pakietów jest tak samo ważne jak ich szeregowanie. Ogólnie mówiąc, router musi odrzucić pakiety wtedy, gdy jego bufory są pełne. Fakt ten jednak nie określa, które pakiety należy odrzucić. Odrzucenie pakietów przychodzących, z pozoru wydaje się łatwe, ale może prowadzić do niepożądanych zachować ruchu. W związku z czym należy zaimplementować w routerach sterowanie odrzucaniem by usprawnić mechanizm sterowania natłokiem.

Klasyfikacja pakietów

Powyższe rozważania dotyczące szeregowania i odrzucania pakietów, zakładają, że pakiet został wcześniej zakwalifikowany do pewnego strumienia lub sekwencji pakietów, które powinny być traktowane w specyficzny sposób. Routery patrząc na pakiet widzą jego adres przeznaczenia i na tej podstawie wybierają dla niego trasę, jednak dla procesu klasyfikacji i wyboru odpowiedniej klasy usługi (CoS) adres docelowy nie jest informacją wystarczającą, potrzeba jest więcej informacji.

Jedną z możliwości jest porzucenie modelu datagramu IP i przejście na model połączeń wirtualnych, gdzie łącze ma przypisane odpowiednie atrybuty a pakiet przenosi identyfikator łącza wirtualnego (jest to rozwiązanie technologii ATM).

Innym modelem mniej wrogim dla IP jest umożliwienie klasyfikatorowi zaglądanie w więcej pól pakietu, jak np. adres źródła, numer protokołu i numer portu. Efektywna implementacja klasyfikatora powoduje pewne problemy, jakim jest złożoność i przetwarzanie dodatkowych informacji bądź nagłówków.

Sterowanie dostępem (Admission Control)

Usługi czasu rzeczywistego wymagają by ustalone były pewne wartości parametrów w routerze i zgoda na odpowiednia klasę pakietów. W celu zapewnienia tego, niezbędne jest by zażądać konkretnych zasobów, tak by żądanie zostało zaakceptowane albo odrzucone, jeśli brak jest dostępnych zasobów. Decyzja o dostępności tych zasobów nazywana jest sterowaniem dostępem (czyli admission control).

Protokół ustanawiania rezerwacji zasobów RSVP

Resource ReSerVation Protocol (RSVP) jest protokołem typu „soft state” (również nazywanego „bezpołączeniowego”), który bierze pod uwagę stan rezerwacji jako zapamiętanej (przechowywanej) informacji, która jest zainstalowana i okresowo odświeżana przez hosty końcowe. Nieużyte informacje są anulowane z czasem przez routery. Jeśli zmieni się droga, to wiadomości odświeżające (uaktualniające) zostaną automatycznie zainstalowane wzdłuż nowej drogi.

Podejście soft state zostało, dlatego wybrane, aby uzyskać prostotę i stabilność taką, jaką ma bezpołączeniowy protokół IP.

Istnieją cztery problemy którym musi sprostać protokół ustanawiania rezerwacji jakim jest RSVP.

  1. Znaleźć trasę, która obsługuje rezerwację zasobów. Jest to prosty routing ToS (type of service), cecha już dostępna w nowszych protokołach routingu.
  2. Znaleźć trasę, która ma wystarczająca ilość niezarezerwowanej pojemności dla nowego strumienia. Istnieją dwa rozwiązania, które mogłyby znaleźć trasę z wystarczającą pojemnością. Pierwsze mogłoby modyfikować protokół routingu i sprząc go z mechanizmem sterowania ruchu, tak by kalkulacja trasy brała pod uwagę ostatnie obciążenie. Drugie to, protokół routingu mógłby zostać przeprojektowany tak by dostarczał wiele alternatywnych tras a ustanawianie rezerwacji mogłoby mieć miejsce wzdłuż każdej z nich.
  3. Adaptacja do uszkodzeń trasy. Kiedy jeden z węzłów lub łączy ulegnie uszkodzeniu, routing adaptacyjny znajdzie alternatywną ścieżkę. Okresowo odświeżane wiadomości RSVP będą automatycznie żądać rezerwacji wzdłuż nowej ścieżki. Wymaga to oczywiście wprowadzenia inżynierii ruchu (traffic engineering). Możliwe jest też dostosowanie RSVP tak by wprowadzić dodatki do globalnego mechanizmu odświeżania informacji z lokalnym mechanizmem naprawczym, stosując wskazówki o zmianie trasy od mechanizmów routingu.
  4. Adaptacja do zmian trasy (bez uszkodzeń). Zmiany tras mogą następować nawet jeśli nie ma uszkodzeń. Mimo to RSVP może zastosować mechanizm naprawczy taki jak to opisano w 3. Należy jednak unikać zmian tras, wtedy, gdy może nastąpić degradacja usług a oryginalna trasa jest w dalszym ciągu sprawna. Można wprowadzić w związku z tym mechanizm zakotwiczenia tras skojarzonych z protokołem rezerwacji, by zapobiec degradacji usług przez zmianę dotychczasowej trasy na alternatywną.
Następny >