Serviço DiffServ – PHB EF

Esta secção tem por objectivo apresentar os resultados obtidos, quando se configura mecanismos de QdS com PHB EF no cenário da figura 8.4. Neste cenário considera-se que para o fluxo de tráfego vital é necessário garantir que nenhum pacote da classe seja descartado. A QdS é configurada para PHB EF e para uma taxa de 3 Mbits/s. Os valores teóricos esperados são apresentados nas tabelas 8.14 e 8.15.

Taxa de transmissão (Mbits/s) Largura de banda (Mbits/s) Percentagem descartes (%) Fluxo 1 4 1 75 Fluxo 2 4 1 75 Fluxo 3 4 3 25 CP 10 3 3 0 CP 12 9 2 77.77

Tabela 8.14 – Valores teóricos para a ligação E1->CO com DiffServ - PHB EF Taxa transmissão (Mbits/s) Largura de banda (Mbits/s) Percentagem descartes (%) Fluxo 1 1 0.5 50 Fluxo 2 1 0.5 50 Fluxo 3 3 3 0 CP 10 3 3 0 CP 12 2 1 50

Tabela 8.15 – Valores teóricos para a ligação CO->E2 com DiffServ - PHB EF

Após a reconfiguração, o cenário é simulado 10 vezes e as ligações partilhadas pelos fluxos são analisadas e os resultados obtidos são apresentados nas tabelas 8.16 e 8.17, com intervalos de confiança de 90%, para as ligações E1-CO e CO-E2, respectivamente.

CP transmissão Taxa (Mbits/s) Largura de banda (Mbits/s) Percentagem descartes (%) Fluxo 1 [3.94, 4.01] [0.97, 1.00] [74.85, 75.68] Fluxo 2 [3.95, 4.02] [0.96, 0.99] [74.98, 75.92] Fluxo 3 [3.97, 4.01] [3.06, 3.07] [22.80, 23.59] CP 10 [2.97, 2.98] [2.97, 2.98] 0 CP 12 [8.91, 9.05] [2.05, 2.05] [76.97, 77.34] Tabela 8.16 – Resultados obtidos para a ligação E1->CO com DiffServ - PHB EF

CP transmissão Taxa (Mbits/s) Largura de banda (Mbits/s) Percentagem descartes (%) Fluxo 1 [0.97, 1.00] [0.48, 0.50] [49.49, 50.41] Fluxo 2 [0.96, 0.99] [0.48, 0.50] [49.68, 50.58] Fluxo 3 [3.06, 3.07] [3.02, 3.03] [1.31, 1.54] CP 10 [2.97, 2.98] [2.97, 2.98] 0 CP 12 [2.05, 2.05] [1.02, 1.03] [50.00, 50.01] Tabela 8.17 – Resultados obtidos para a ligação CO->E2 com DiffServ - PHB EF

Os resultados obtidos e apresentados nas tabelas anteriores são complementados com uma análise gráfica da evolução temporal da largura de banda utilizada em cada ligação, respectivamente nas figuras 8.10 e 8.11.

Capítulo 8 – Qualidade de Serviço

Figura 8.11 – Largura de banda utilizada na ligação CO->E2 com DiffServ- PHB EF

O mecanismo de policiamento é configurado com os mesmos parâmetros da primeira simulação com PHB AF. Na tabela 8.16 verifica-se que o número de pacotes classificados com CP igual a 10 é idêntico ao da tabela 8.8. A diferença está no número de pacotes descartados. Com PHB EF nenhum pacote da classe com CP igual a 10 é descartado, tanto na primeira como na segunda ligação partilhada como se verifica nas tabelas 8.16 e 8.17. As figuras 8.10 e 8.11 ilustram a taxa quase constante de 3 Mbits/s na passagem pelas ligações partilhadas, em contraste com as pequenas oscilações visualizadas na figuras 8.6 e 8.7 para o caso do PHB AF. As oscilações são provocadas pelo armazenamento dos pacotes na fila de espera: no caso do PHB AF o algoritmo de escalonamento é rotativo, ou seja, os pacotes têm que aguardar pela sua vez antes de serem transmitidos, enquanto que no PHB EF o algoritmo de escalonamento é prioritário, ou seja os pacotes são imediatamente transmitidos.

8.4 Conclusões

As grandes quantidades de informação que diariamente circulam nas redes sob a forma de voz, vídeo, imagem e dados, tornam o suporte à QdS um elemento fundamental dessas redes. O IETF formou grupos de trabalho que definiram a implementação da QdS. Destes grupos de trabalho surgiram duas arquitecturas distintas, a Integrated Services (IntServ) e a Differentiated

A primeira arquitectura a surgir foi a IntServ, baseada num protocolo de reserva de recursos designado por RSVP. A análise da QdS é efectuada ponto-a-ponto e o serviço só é fornecido se a reserva for efectuada em todo o percurso. O IETF definiu duas classes de serviço, a

Guaranteed Service e a Controlled Load Service. A primeira classe garante a largura de banda

pretendida pelo fluxo e a ausência de descarte de pacotes nas filas de espera. A segunda classe não garante qualquer largura de banda, mas compromete-se em oferecer ao fluxo um serviço equivalente ao Best-effort numa rede submetida a baixos níveis de carga. A diferença entre o

Best-effort e o Controlled Load Service é que com o segundo modelo o fluxo não sentirá o aumento

da carga na rede. Esta arquitectura é orientada ao fluxo e neste sentido existem alguns problemas: a informação sobre cada fluxo tem que ser armazenada em cada nó e aumenta proporcionalmente com o número de fluxos, causando uma sobrecarga de armazenamento e processamento nos nós; todos os nós têm que suportar o protocolo RSVP para implementar a arquitectura IntServ; em comunicações de curta duração, do tipo WWW, a sobrecarga causada pela sinalização do protocolo pode deteriorar o desempenho da rede sendo percebida pela aplicação.

Na arquitectura DiffServ existe apenas um número limitado de classes de serviço, indicadas no cabeçalho IP de cada pacote (no campo DSCP). A análise da QdS é efectuada salto a salto e é designada por PHB (Per-Hop Behavior). Deixa de existir o conceito de fluxo e surge o conceito de agregado de fluxos, que representa um conjunto de fluxos com requisitos similares, agrupados numa mesma classe. A informação necessária a armazenar na rede deixa de ser proporcional ao número de fluxos, o que torna esta arquitectura mais escalável. Os nós da rede são classificados de nós fronteira (Edge nodes) ou de nós de núcleo (Core nodes), e são agrupados em domínios DS. Um domínio DS é um conjunto de nós interligados que suportam a arquitectura DiffServ, onde é definida uma política de fornecimento de QdS comum para todos os nós. A arquitectura DiffServ pode ser implementada mesmo em redes que suportam parcialmente a arquitectura. Os nós da rede que não suportam DiffServ simplesmente ignoram o campo DSCP dos pacotes e fornecem um serviço Best-effort. Dois grupos de PHB já foram normalizados pelo IETF: Assured Forwarding (AF) e Expedited

Forwarding (EF). O PHB AF disponibiliza um conjunto de 4 classes cada uma com 3 níveis de

probabilidade de descarte (Drop Precedences - DP): baixa, média e elevada. Os requisitos de cada classe são definidos nas políticas da rede. O PHB EF tem por objectivo oferecer baixos

Capítulo 8 – Qualidade de Serviço

valores de atraso, baixos valores de jitter, perdas de pacotes reduzidas e um serviço de largura de banda garantida (como o de uma linha dedicada virtual).

Apenas a arquitectura DiffServ foi estudada por simulação. As simulações permitiram analisar a implementação dos diversos mecanismos existentes na arquitectura DiffServ, para o PHB AF e o PHB EF. No caso do PHB AF e comparando com um serviço Best-effort verificou-se que um dos fluxos existente e considerado fulcral recebeu da rede um tratamento especial, ou seja uma certa QdS. A configuração da arquitectura DiffServ com um PHB EF, permitiu eliminar a percentagem de descarte sofrida pelos pacotes do fluxo fulcral com um PHB AF, ou seja nenhum pacote classificado como pertencente a classe do fluxo fulcral foi descartado. O cenário escolhido é simples, mas os princípios de configuração das diversas arquitecturas são os mesmos, como os de uma rede bem mais complexa.

A decisão sobre qual a arquitectura mais apropriada para configurar uma determinada rede depende de alguns factores, como por exemplo do tipo de tráfego ou das aplicações suportadas na rede.

Conclusões