1
1
2
SIEĆ IP
Warstwa 5
Program użytkowy
Warstwa 4
Transport
Warstwa 3
Intersieć
Warstwa 2
Interfejs sieciowy
Warstwa 1
Fizyczna (sprzęt)
MODEL WARSTWOWY TCP/IP
Odpowiada warstwom 6 i 7
modelu ISO.
Sposób realizacji usług
niezawodnego przesyłania danych.
Format i metody przesyłanych w
pakietów.
Podział danych na ramki i zasady
przesyłania ramek przez sieć.
Bazowy sprzęt sieciowy.
3
SIEĆ IP
INTERSIEĆ
Fizycznie intersieć jest zbiorem sieci połączonych za
pomocą ruterów. Każdy ruter jest specjalizowanym
komputerem łączącym dwie (lub więcej) sieci.
SIEĆ
1
SIEĆ
2
SIEĆ
3
SIEĆ
4
SIEĆ
5
SIEĆ
6
Ruter
Sieć
fizyczna
4
SIEĆ IP
Usługi bezpołączeniowego przesyłania pakietów
Usługi niezawodnego przesyłania
Usługi programów użytkowych
Sieć TCP/IP udostępnia trzy zbiory
usług:
5
SIEĆ IP
Podstawowa usługa - przenoszenie pakietów bez
użycia połączenia -
Internet Protocol (IP).
zdefiniowana jako zawodny (
ang. unreliable
) system
przenoszenia pakietów bez użycia połączenia (
nie ma gwarancji, że
przenoszenie zakończy się sukcesem
);
każdy pakiet obsługiwany jest niezależnie od innych;
pakiety z jednego ciągu, wysyłanego z danego komputera do
drugiego, mogą podróżować różnymi ścieżkami, niektóre z nich
mogą zostać zgubione, inne natomiast dotrą do celu bez
problemów.
pakiet może zostać zagubiony, zduplikowany, zatrzymany, lub
dostarczony z błędem, a system nie sprawdzi, że coś takiego
zaszło, a także nie powiadomi o tym ani nadawcy, ani odbiorcy.
6
SIEĆ IP
Protokół IP zawiera trzy definicje:
definicję
podstawowej jednostki
przesyłanych
danych, używanej w sieciach TCP/IP. Określa ona
dokładny format wszystkich danych przesyłanych
przez sieć;
definicję
operacji trasowania
, wykonywanej
przez oprogramowanie IP, polegającej na wybieraniu
trasy, którą będą przesyłane dane;
zawiera
zbiór reguł
, które służą do realizacji
zawodnego przenoszenia pakietów. Reguły te opisują,
w jaki sposób węzły powinny przetwarzać pakiety,
jak i kiedy powinny być generowane komunikaty o
błędach oraz kiedy pakiety mogą być porzucane.
7
SIEĆ IP
Nagłówek datagramu Część datagramu z danymi
Datagram IP
podstawowa jednostka przesyłanych danych;
podzielony na nagłówek i dane;
nagłówek zawiera adres nadawcy i odbiorcy oraz
pole
typu, które identyfikuje zawartość datagramu;
datagram przypomina ramkę sieci fizycznej. Różnica
polega
na tym, że nagłówek ramki zawiera adresy fizyczne,
zaś
nagłówek datagramu adresy IP;
ponieważ przetwarzaniem datagramów zajmują się
programy, zawartość i format datagramów nie są
uwarunkowane sprzętowo.
8
SIEĆ IP
Format Datagramu IP
9
SIEĆ IP
ADRES IP:
jest 32-bitową liczbą całkowitą zawierającą informacje
o
tym do jakiej sieci włączony jest dany komputer,
oraz
jednoznaczny adres w tej sieci.
zapisywany jest w postaci czterech liczb dziesiętnych
oddzielonych kropkami, przy czym każda liczba
dziesiętna odpowiada 8 bitom adresu IP. np. 32-
bitowy
adres 10000000 00001010 00000010 00011110
jest zapisany jako 128.10.2.30
Adresy IP podzielone są na klasy.
Klasa adresu IP określona jest przez najstarsze bity,
przy czym do zidentyfikowania jednej z trzech
zasadniczych klas (A, B, C) wystarczą dwa pierwsze
bity.
Taki mechanizm adresowania wykorzystują rutery,
które używają adresu sieci do wyznaczania trasy
pakietów.
10
SIEĆ IP
Klasy adresów IP
11
SIEĆ IP
najstarsze bity adresu - do jakiej klasy należy dany
adres (w
efekcie można stwierdzić ile bitów będzie adresowało
sieć, ile
zaś sam komputer);
adresów klasy A jest niewiele (2
7
=128), ale w każdej
z sieci
klasy może być aż 65535 komputerów;
klasa B to 2
14
sieci i 2
16
komputerów;
w klasie C sieć adresowana jest za pomocą 21 bitów
- daje
to 2
21
sieci, ale w każdej z nich może być co najwyżej
2
8
=256 komputerów;
adres klasy D ma specjalne znaczenie - jest używany
w
sytuacji gdy ma miejsce jednoczesna transmisja do
większej
liczby urządzeń.
Klasy adresów IP (c.d.)
12
SIEĆ IP
Przydzielanie adresów sieciowych
W celu zapewnienia jednoznaczności identyfikatorów sieci,
wszystkie
adresy przydzielane są przez jedną organizację. Zajmuje się
tym
Internet Network Information Center
(
INTERNIC
).
INTERNIC przydziela adresy sieci, zaś adresy komputerów
administrator może przydzielać bez potrzeby kontaktowania
się z
organizacją. Organizacja ta przydziela adresy tym
instytucjom, które są
lub będą przyłączone do ogólnoświatowej sieci INTERNET.
Każda instytucja może sama wziąć odpowiedzialność za
ustalenie
adresu IP, jeśli nie jest połączona ze światem zewnętrznym.
Nie jest to jednak dobre rozwiązanie, gdyż w przyszłości może
uniemożliwić współpracę między sieciami i sprawiać trudności
przy
wymianie oprogramowania z innymi ośrodkami.
13
SIEĆ IP
Protokół odwzorowania adresów
ARP
Dwa komputery mogą się skomunikować tylko
wtedy,
kiedy znają nawzajem swoje adresy fizyczne.
Zachodzi potrzeba przekształcenia adresu IP
na adres fizyczny tak, aby informacja mogła
być poprawnie przesyłana.
Przekształcenia adresu IP na adres fizyczny dokonuje
protokół odwzorowania adresów
ARP
(
Address Resolution
Protocol
), który zapewnia dynamiczne odwzorowanie i
nie wymaga przechowywania tablicy przekształcania
adresowego.
14
SIEĆ IP
Protokół odwzorowania adresów ARP (c.d.)
15
SIEĆ IP
TCP
Niezawodne strumienie
TCP
(
Transmission Control
Protocol
), biorą odpowiedzialność za wiarygodne
dostarczenie datagramu. Okupione jest to jednak
skomplikowaniem protokołu.
Protokół TCP będąc drugą najważniejszą usługą w
sieci, wraz z IP dał nazwę całej rodzinie protokołów
TCP/IP.
Pomimo związku z protokołem IP - TCP jest
protokołem w pełni niezależnym i może zostać
zaadaptowany do wykorzystania z innymi systemami
dostarczania.
Możliwe jest używanie go zarówno w pojedynczej
sieci takiej jak Ethernet jak i w skomplikowanej
intersieci.
16
SIEĆ IP
Własności TCP
TCP organizuje dwukierunkową współpracę między warstwą
IP, a warstwami wyższymi, uwzględniając przy tym
wszystkie aspekty priorytetów i bezpieczeństwa. Musi:
prawidłowo obsłużyć niespodziewane zakończenie
aplikacji, do której właśnie wędruje datagram,
bezpiecznie izolować warstwy wyższe - w szczególności
aplikacje użytkownika - od skutków awarii w warstwie
protokołu IP.
Scentralizowanie wszystkich tych aspektów w jednej
warstwie umożliwia znaczną oszczędność nakładów
na projektowanie oprogramowania.
TCP rezyduje w modelu warstwowym powyżej warstwy IP.
Warstwa ta jest jednak obecna tylko w tych węzłach sieci, w
których odbywa się rzeczywiste przetwarzanie datagramów
przez aplikacje, tak więc nie mają warstwy TCP na przykład
rutery, gdyż warstwy powyżej IP nie miałyby tam nic do
roboty.
17
SIEĆ IP
Kanał wirtualny TCP
Rozpatrując TCP z punktu widzenia funkcjonalności można
potraktować jego pracę jako ustanowienie
kanału wirtualnego
realizującego komunikację między "końcówkami" - tak wygląda
to z punktu widzenia aplikacji użytkownika.
Rzeczywisty przepływ oczywiście odbywa się poprzez warstwę IP
i warstwy niższe.
18
SIEĆ IP
Realizacja niezawodnego połączenia
Aby zagwarantować, że dane przesyłane z jednej
maszyny do drugiej nie są ani tracone, ani duplikowane
używa się podstawowej metody znanej jako pozytywne
potwierdzanie z retransmisją.
Metoda ta wymaga, aby odbiorca komunikował się z
nadawcą, wysyłając mu w momencie otrzymania
danych komunikat potwierdzenia (ACK –
Acknowledgment field significant
). Nadawca zapisuje
sobie informację o każdym wysłanym pakiecie i przed
wysłaniem następnego czeka na potwierdzenie. Oprócz
tego nadawca uruchamia zegar w momencie wysyłania
pakietu i wysyła ten pakiet ponownie, gdy minie
odpowiedni czas, a potwierdzenie nie nadejdzie.
19
SIEĆ IP
Realizacja niezawodnego połączenia
20
SIEĆ IP
Przykład, gdy pakiet został zgubiony lub gdy
przekroczony został limit czasu. Po wysłaniu pakietu
nadawca włącza zegar. Gdy mija określony czas, w czasie
którego powinno nadejść potwierdzenie ACK nadawca
przyjmuje, że pakiet został zagubiony i wysyła go
ponownie.
21
SIEĆ IP
Gdy powstawała wersja 4 protokółu IP, 32-bitowy adres wydawał
się wystarczający na długie lata rozwoju Internetu; wyczerpanie się
adresów (jest ich teoretycznie 2
32
, w praktyce mniej z uwagi na sposób
adresowania, istnienie adresów grupowych i zarezerwowanych)
traktowano jako coś zupełnie niemożliwego.
Rzeczywistość szybko przerosła jednak wyobraźnię. Internet rozrasta
się w postępie geometrycznym, ilość przyłączonych hostów podwaja
się z każdym rokiem. Groźba wyczerpania się możliwości 32-bitowego
adresowania stała się faktem.
W związku z tym pojawiło się kilka propozycji rozwiązania tego
problemu. Zaowocowały one pewnym kompromisem będącym
punktem wyjścia dla opracowania kolejnej wersji protokołu IP.
Wersja ta znana jest pod roboczą nazwą
IP Next Generation
(w skrócie
IPng) lub
IP wersja 6
.
22
SIEĆ IP
IP Next Generation
Nowy, 128-bitowy system adresowania !!! -
przestrzeń adresowa jest tak duża, że nie
może być wyczerpana w przewidywalnej
przyszłości
Udoskonalona postać z rozszerzeniami dla
aplikacji i opcji
Brak sumy kontrolnej
Nowe pole kontrolne zwane etykietą potoku
Zabezpieczenie przed zjawiskiem tzw.
fragmentacji pośredniej
(
Intermediate
fragmentation
)
Wbudowane narzędzia kryptograficzne i
mechanizmy weryfikacji
23
Klasy usług w sieciach
MPLS
24
• Infrastruktura
przełączanie kanałów
• Ruch
Głos
• Usługi
Transport
• Sieci prywatne
FR/ATM/VPN
• Realizacja sieci VPN
Przez firmę
• Zarządzanie
Siecią
Stary świat
25
• Infrastruktura
przełączanie pakietów
• Ruch
dane
• Usługi
Usługi dodane na bazie IP
• Sieci prywatne
MPLS IP VPN
• Realizacja sieci VPN
Przez operatora
• Zarządzanie
Usługami
Nowy świat
26
Elementy składowe QoS
• są to pewne spostrzeżenia dotyczące
zarządzania zasobami w sytuacjach
przeciążenia
• pasują zarówno do:
- ATM
- FR
- IP
- MPLS
- ruchu samochodów na autostradach
27
Terminologia
• Najczęściej używane pojęcia związane z jakością usług to:
• QoS (Quality of Service) – jakość usługi;
• CoS (Class of Service) – klasa usług, spotyka się również
termin LoS (Level of Service)- poziom usług). Terminy te są
stosowane zamiennie;
• GoS (Grade of Service) – kategoria usług;
• SLA (Service Level Agreement) – umowa pomiędzy
abonentem usługi a operatorem;
• SLS (Service Level Specification)- umówiony pomiędzy
operatorem a abonentem zbiór parametrów sieciowych oraz
ich wartości dotyczące świadczonej usługi;
• TCA (Traffic Conditioning Agreement) – uzgodnienie
definiujące kryteria klasyfikowania pakietów oraz profile
ruchu;
• TCS (Traffic Conditioning Specification) – zdefiniowany zbiór
parametrów technicznych i ich wartości związanych z TCA.
28
Terminologia
• Wyróżnić można trzy podstawowe
pojęcia związane z jakością usług:
• – wrodzoną jakość usług (intrinsic
QoS),
• – postrzeganą jakość usług
(perceived QoS),
• – ocenianą jakość usług (assessed
QoS).
29
Elementy składowe QoS
• Kontrola zgłoszeń
- możliwość sprawdzenia czy dostępne są zasoby,
zarezerwowanie ich dla konkretnego żądania,
odrzucenie żądania jeśli nie ma zasobów
• - IP/MPLS: RSVP
• - ATM: PNNI
30
Elementy składowe QoS
• Kontrola/kształtowanie
(policing/shamping)
- np. CAR, GTS, ATM shamping, FR shamping,
światła przy wjeździe na autostradę
31
Elementy składowe QoS
• Algorytmy kolejkowania
- np. FIFO, PQ, FBWFQ, CBWFQ
32
Elementy składowe QoS
• Algorytm odrzucenia pakietów
- zajętość kolejki
- ważność pakietu
- ...
Np. Tall-Drop, RED
33
Elementy składowe QoS
• PASMO
- jeśli zwiększysz pasmo to unikniesz przeciążeń
• Sieć zajęta np. w 20% oferuje rewelacyjną
jakość
straty spowodowane tylko na poziomie
fizycznym
BER -10exp-7 IP loss rate = 0,1%
Opóźnienie spowodowane tylko prędkością
światła
3 ms na 500 km (w jedną stronę)
34
Elementy składowe QoS
• ATM, IP, MPLS, FR, kontrola autostrad
• Wszystkie te technologie mają
mechanizmy oferowania
zróżnicowanej jakości usług
35
Model Integrated Services
RSVP - sygnalizacja
• Model IntServ zbudowano w oparciu o
koncepcję rezerwacji zasobów end-to-end
• Urządzenia końcowe sygnalizują swoje
potrzeby do sieci, która rezerwuje zasoby
do obsłużenia danej transmisji
• jako protokół sygnalizacyjny
wykorzystywany jest RSVP
RSVP
- Resource Reservation Protocol -protokół sygnalizacyjny
przeznaczony do rezerwacji zasobów sieciowych stosowany w
aplikacjach multimedialnych
36
Model Integrated Services
Usługi
•
Controlled Load (RFC 2211) zapewnia klientowi przepływ danych z
jakością, jaka byłaby zachowana przy sieci nieobciążonej, niezależnie od
obecnego stanu. Chodzi tu o jakość usługi najbliższą best effort w lekko
zajętej sieci.
• Zadaniem Controlled Load jest likwidacja natłoku w sieci dla danej aplikacji
nawet, jeśliby on rzeczywiście w sieci wystąpił. Zawiera algorytmy
planowania obsługi aplikacji oraz odrzucania zgłoszeń.
• Podstawowe cechy CL to:
Ściśle aproksymuje zachowanie sieci widoczne przez aplikacje odbierające
usługi best effort, w warunkach sieci nieobciążonej.
Nie ma określonej górnej granicy wartości opóźnienia pakietów.
Zapewnia, że zdecydowana większość pakietów będzie miała możliwą
minimalną wartość opóźnienia transportu w sieci. Zwykle jest to wartość
czasu propagacji powiększona o czas przetwarzania w routerach bez czasu
kolejkowania.
• Bardzo duży procent transmitowanych pakietów jest dostarczany
pomyślnie.
37
Model Integrated Services
Usługi
• Otrzymując zgłoszenie zapotrzebowania od aplikacji
każdy element sieci musi upewnić się, że są dostępne
wystarczające zasoby (określone w żądaniu), aby mogło
dojść do obsługi. Tymi zasobami są:
przepustowość,
miejsce w buforach,
czas procesora w jednostkach przetwarzających pakiety.
• CL nie akceptuje wymagań na straty pakietów, gdyż
gwarantuje ona brak start pakietów aplikacji.
38
Model Integrated Services
Usługi
• W ramach Controlled Load może istnieć system
priorytetów. Najbardziej typowym jest podział na :
pakiety do obsługi przez CL
pakiety podlegające normalnemu transportowi
przez sieć – best effort
• Usługa ta została stworzona dla aplikacji
szczególnie wrażliwych na zatkania w sieci, takich
jak na przykład przesyłanie dźwięku lub obrazu
wideo niekoniecznie ściśle w czasie rzeczywistym.
Transfer taki jest możliwy w sieci pracującej
normalnie, lecz parametry jakościowe gwałtownie
spadają gdy zaczynają pojawiać się większe
opóźnienia.
39
Model Integrated Services
Usługi
• Przykłady aplikacji, dla których jest przeznaczony
CL:
adaptacyjne czasu rzeczywistego, kiedy
odbiornik może nieznacznie niwelować skutki
zmieniającego
się
opóźnienia
poprzez
modyfikację strumienia wyjściowego.
Video – odbiornik w razie opóźnień może odrobinę
spowolnić wyjściowy strumień ramek lub wstawiać te
same ramki
Audio – reakcja na niespodziewany wzrost
opóźnienia poprzez wstawianie dodatkowych okresów
ciszy
40
Model Integrated Services
Usługi
• Kolejnym rodzajem usług jest GS (Guaranted Quality of
Service - RFC 2212). Usługa ta zapewnia brak strat
pakietów oraz ograniczenie maksymalnego opóźnienia ich
przejścia przez sieć. Jest to najbardziej wymagająca usługa
w ISA.
• Kluczowe cechy GS są następujące:
Zapewnienie danego poziomu przepływności danych
Ustalona górna granica czasu opóźnienia pakietów w sieci.
Brak strat kolejkowania, tzn. żaden pakiet nie zostanie
stracony nawet w momencie przepełnienia bufora, jedynie z
powodu awarii sieci lub zmian w tablicach routingu.
• GS nie zapewnia stałości opóźnienia, lecz jego ograniczenie,
stąd jest możliwe występowania jittera.
41
Model Integrated Services
Usługi
• Usługa ta jest dedykowana dla aplikacji czasu
rzeczywistego w ścisłym tego słowa znaczeniu
(telekonferencje, aplikacje interaktywne) oraz:
wymagające ograniczenia z góry czasu
opóźnienia pakietu
wrażliwe na stratę pojedynczego pakietu
• Aby usługa GS była realizowana, musi być
oczywiście zaimplementowana na całej trasie
pakietów, we wszystkich podsieciach i routerach.
42
Zastosowanie?
• Ważny w obszarze przedsiębiorstwa
(mała liczba wywołań)
- dla SNA (via RSVP/DLSW)
- VoIP
• Nie nadaje się do sieci operatorskich
SNA -
SNA -
System Network Architecture -Standaryzacja połączeń
komputerów (opracowanie IBM )
43
Jak sobie poradzić?
• AGREGACJA
mniejsza liczba połączeń
dłuższy czas życia
44
Differentiated Services
• Bez inżynierii ruchu Internet - tylko usługa „best effort”
Model IP CoS który:
Model IP CoS który:
-
-
oferuje zróżnicowanie usług
oferuje zróżnicowanie usług
- pozostaje wysoce skalowalny
- pozostaje wysoce skalowalny
Diff-Serv
-
wiele klas usług CoS
- wysoka agregacja w jądrze sieci
45
Klasy usług
• W nagłówku każdego
pakietu DSCP ( 6
bitów) określa klasę
usługi
• Obecnie 14 klas
- Expedited Forwarding
FE (najszybsze
przekazywanie)
- Assured Forwarding
AF (4 klasy, każda z 3
prawdopodobieństwami
straty pakietu)
- Best Effort
DSCP
- DiffServ Code Points
• kod 101110
• kod np. 001010,
100110, 010010 itd..
• kod 000000
46
Definicja EF PHB
EF PHB używane jest do tworzenia kanałów w domenie DS o:
• Małej ilości odrzuconych pakietów
(low loss)
• Małym opóźnieniu
(low latency)
• Małej zmienności opóźnienia
(low jiter)
• Zapewnionym paśmie
(assured bandwidth)
• Zapewnieniu usługi „od końca do końca” (end-to-end
service) w domenie Diffserv.
Taki kanał spełnia wymagania na połączenia „ punkt – punkt”
lub zachowuje się jak „wirtualna linia dzierżawiona” (wirtual
leased line)
EF PHB zapewnia minimalny czas dostarczania pakietów.
Zalecane DSCP=101110
47
Definicja AF PHB
• Cztery niezależne klasy AF
• W każdej klasie AF, 3
poziomy
prawdopodobieństwa
odrzucenia pakietu
• Można posługiwać się tylko
częścią kodu, grupując w
ten sposób kilka klas do
jednego PHB
PHB -
Per-Hop Behaviours
• AF Klasa 1:001
dd
0
• AF Klasa 2:010
dd
0
• AF Klasa 3:011
dd
0
• AF Klasa 4:100
dd
0
• 01: małe prawd.
• 10: średnie prawd.
• 11:duże prawd.
48
Klasy usług
EF
Best
Effort
AF11
AF21
AF31
AF41
AF12
AF13
AF22
AF23
AF32
AF33
AF42
AF43
Expedited
Forwarding
Assured Forwarding
Per-Hop Behaviours
(PHB)
DiffServ Code Points
(DSCP)
101
110
001
01
0
001
10
0
001
11
0
010
01
0
010
10
0
010
11
0
011
01
0
011
10
0
011
11
0
100
01
0
100
10
0
100
11
0
Class 1
Class 2
Class 3
Class 4
Low
Drop
Pref
Med
Drop
Pref
High
Drop
Pref
000
00
0
46
10
12
14
18
20
22
26
28
30
34
36
38
0
xxx
- IP Precedence mapping;
dd
- drop probability
49
Klasyfikacja / kontrola
• Usługi =Voice, SNA, E-Commerce, E-mail, Web
• Kolorowanie pakietów
-
Gold Expedited Forwarding
-
Silver Assured Forwarding
-
Bronze Best-Effort
• Klasyfikacja i kontrola ruchu używane na
brzegu chmury DS dla zapewnienia zgodności
z SLA
• Assured Forwarding (AF)
• DSCP: AF11 - AF43
(jedna z 4 klas AF, każda
z 3 prawd. straty)
Bronz
Bronz
e
e
Silver
Silver
Gold
Gold
Voice, SNA
Voice, SNA
E-Commerce
Klasyfikacja
i kontrola
ruchu
E-mail, Web
Browsing
Klasyfikacja/kontrola
• Expedited Forwarding
(EF)
• DSCP: EF
• Best-Effort
• DSCP: None
• Klasyfikacja i kontrola ruchu stosowane na brzegu chmury DS
w celu zapewnienia zgodności z zawartym kontraktem
51
Klasyfikacja ruchu IP
• Ruch VoIP - obsługa
w pierwszej kolejności
PQ(Prioryty Quele)
• Gold - małe
opóźnienie + szybka
obsługa
• Silver - Premium IP
• Bronze - Best-Effort IP
Delivery
Każda klasa osobno
kształtuje ruch
Sposób obsługi kolejki
określa opóźnienia
Definicja klasy określa
minimalne przydzielone
jej pasmo na łączu
nie zużyte przez daną
klasę pasmo jest
dzielone pomiędzy
pozostałe klasy
52
Low Latency Queue -
- LLQ (PQ-CBWFQ)
40%
25%
10%
złoty
srebrny
brązowy
Krok 1:
Kolejkowanie
Krok 2:
Przydzielone pasmo
Małe opóźnienia + szybka obsługa
Premium IP
Best Effort IP Delivery
Małe opóźnienia + szybka obsługa
Premium IP
Best Effort IP Delivery
V V
Ruch VoIP:
Sklasyfi-
kowany
ruch IP:
Obsługa w pierwszej kolejności - PQ
• Możliwość zdefiniowania kolejki
traktowanej z bezwzględnym priorytetem
• Możliwość określenia typu ruchu
trafiającego do takiej kolejki
• Dedykowane zastosowanie - VoIP
53
Weighted Random Early Detection
• Mechanizm WRED uwzględnia
klasyfikację pakietów (DSCP) w
algorytmie wyboru pakietu, które
będą gubione w celu uniknięcia
zatłoczenia
54
Weighted Random Early
Detection
Sesja “złota”
Sesja “srebrna”
Sesja “brązowa”
• Mechanizm
WRED
uwzględnia klasyfikację pakietów
(DSCP) w algorytmie wyboru pakietów,
które będą gubione w celu uniknięcia zatłoczenia
55
• MPLS służy do przenoszenia ruchu IP,
dlatego MPLS CoS wspiera model IP
CoS
• MPLS służy do tworzenia sieci o
wysokiej skalowalności, i dlatego
MPLS CoS wspiera DiffServ
• MPLS - Multiprotocol Label Switching
MPLS CoS
56
Zapotrzebowanie na transmisję danych
w Polsce
• Internet
- połączenia pomiędzy i wewnątrz sieci ISP
- wyjście w świat
• sieci korporacyjne
• transmisja pakietowa głosu
• transmisja video ( Video on Demand,
Transmisja MPEG)
• współpraca sieci HFC - telewizje kablowe
• xDLC (ADSL) - nowy rynek powstający w
Polsce
• sieci mobilne 3G
57
Podział usług według wymagań
jakościowych
– Usługi wymagające jakości w postaci QoS
- ATM, Frame Relay, TDM
– Transmisja IP z zapewnieniem CoS
- Internet, IP-VPN, VoIP
– Usługi mieszane oparte na IP i wymagające
QoS
- Video, VoD, telekonferencje
- xDSL, LMDS
58
Usługi dodane
• Usługi transmisji video BTV oraz VoD
• Dostęp do internetu
• Portal oraz usługi WWW
• Wymagania
- zapewnienie QoS dla transmisji video
- obsługa multicast’ów
- interfejsy dostępowe w różnych technologiach
- wspólne centrum zarządzania usługami
- bezpieczeństwo
59
Edge to edge LSP
(aggregation of CAR/CIR
Flows)
Layer 1& 2 Core
POP
TCP/IP
Host
IP
Telephone
Serve
r
Access
POP
DiffServ - WFQ / WRED
IntServ & DiffServ
IntServ & DiffServ
MPLS traffic engineering / Bandwidth Broker
Access
QoS w sieciach IP (2) - istniejące
rozwiązania
60
IP - zalety i wady
IP - zalety
• Przytłaczająca penetracja „brzegu
sieci”, LAN, desktopów
• Postrzegany jako docelowy protokół
dostępu do sieci
• Wsparcie na wszystkich platformach
systemowych i aplikacyjnych
• Dobrze opisane i przetestowane
standardy. Przetestowany i
zoptymalizowany ruting: OSPF, BGP-
4
• Dobrze się skaluje (lepiej niż ATM).
• Bardzo silne wsparcie rynku. Niższa
cena niż ATM.
IP - wady
• Obecnie nie ma tak dobrze
zdefiniowanego QoS jak ATM
• Jest protokołem warstwy
sieciowej
• Rynek ruterów IP jest bardzo
dynamiczny (walka na
standardy)
• Psychologiczny aspekt
negatywnej percepcji w
kręgach ATM
61
Co to jest MPLS ?
• MPLS jest otwartą technologią, która może być
zaimplementowana dla każdego protokołu
warstwy sieciowej
– jest to technologia zorientowana na IP
• connection-oriented (label based) przełączanie
bazujące na IP i protokołach sygnalizacyjnych
• przez MPLS mogą być tunelowane sieci warstwy 2
(e.g. PPP, ATM, Ethernet, PPTP, L2F).
62
Egress
LSR
Ingress
LSR
Paris
Rome
Source
MPLS Forwarding
Model
• Ingress LSR określa FEC i kojarzy konkretny LSP
– ruch do Paryża - zielony LSP, ruch do Rzymu - niebieski LSP
• Pakietu mają wymieniane etykiety w każdym tranzytowym
ruterze
• Egress LSR
– Zdejmuje nagłówek MPLS
– Kieruje pakiet IP w miejsce przeznaczenia
63
Port 1
Port 3
Port 2
Port 4
Connection Table
In
(port, label)
Out
(port, label)
(1, 22)
(1, 24)
(1, 25)
(2, 23)
(2, 17)
(3, 17)
(4, 19)
(3, 12)
Label
Operation
Swap
Swap
Swap
Swap
25
IP
19
IP
Terminologia MPLS
• Wymiana etykiet
– Tablica połączeń ma przyporządkowania etykiet i portów w
urządzeniach
– Input (port, label) określa:
• Przyporządkowanie etykiet
• Output (port, label)
– Algorytm podobny jak we Frame Relay czy ATM
64
Tradycyjna sieć IP
65
IP over ATM
ATM switch -
brzegowy
ATM switch -
brzegowy
Optyczna sieć
szkieletowa
66
Z
es
ta
w
ia
ni
e
śc
ie
żk
i
7
7470 MSP
7670 RSP
7300/7350
ASAM
Alcatel 5620 - zestawianie ścieżki “za
jednym kliknięciem”
67
Podsumowanie
• Nowoczesna wielousługowa sieć szkieletowa
• ATM - zapewnienie jakości
• MPLS - przyszłość dla sieci IP
• Multi-usługowe interfejsy na brzegu sieci
• Wysoka wydajność i duża skalowalność systemu
• Pełne zarządzanie sprzętem „end to end” z jednej
platformy
• Wykorzystywanie obowiązujących standardów
• Otwarcie na przyszłe rozwiązania
68
DOS
TĘP
SZKI
ELET
C U S
T O M E R S
BRZEG
L
A
C
I
T
P
O
7470 MSP
Internet
PSTN
ONE
ONE
7670 RSP
7770 RCP
7620 PDR
M-Router
7410
Access
Server
7300/50
ASAM
A1000
Softswitch
Zintegrowane
zarządzanie
7470 MSP
FR
IP
Tradycyjne protokoły
danych
Podsumowanie