ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

Σχετικά έγγραφα
ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Προχωρημένα Θέματα Προγραμματισμού Δικτύων

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων διαχείρισης έργου υπό συνθήκες αβεβαιότητας

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

Δομές Δεδομένων Ενότητα 1

Διοικητική Λογιστική

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Prim

Τηλεπικοινωνιακά Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Ενότητα 8: MPLS και Τηλεπικοινωνιακή Κίνηση

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Εισαγωγή στη Δικτύωση Υπολογιστών

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Kruskal

Τηλεματική και Νέες Υπηρεσίες

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 4

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 6: Θεωρία Ουρών. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

Ενότητα. Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνων

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Καθ. Γιάννης Γαροφαλάκης. ΜΔΕ Επιστήμης και Τεχνολογίας Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης Ενότητα 10: Διαχείριση Έργων (2ο Μέρος)

Διαχείριση Έργων. Ενότητα 10: Χρονοπρογραμματισμός έργων (υπό συνθήκες αβεβαιότητας)

Εισαγωγή στη Δικτύωση Υπολογιστών

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

Μυελού των Οστών Ενότητα #1: Ερωτήσεις κατανόησης και αυτόαξιολόγησης

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Διοικητική Λογιστική

Ειδικά Θέματα Δικτύων Ι

Προχωρημένα Θέματα Προγραμματισμού Δικτύων Ενότητα 13: QoS Policy, Παραδείγματα QoS, Επισκόπηση μαθήματος Φώτης Βαρζιώτης

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 5: Ανέλιξη Poisson. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 7: Ουρά Μ/Μ/1. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 9: Ανέλιξη Γέννησης - Θανάτου. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

«Υλοποίηση του μηχανισμού leaky bucket για τον προσομοιωτή NS-3» ΜΠΑΛΤΖΗΣ ΠΕΤΡΟΣ Α.Μ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Χρήστος Μπούρας, Καθηγητής

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Τεχνικές Εκτίμησης Υπολογιστικών Συστημάτων Ενότητα 4: Δίκτυα Συστημάτων Αναμονής

Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης (ΜΒΑ) Ενότητα 5: Διαχείριση Έργων υπό συνθήκες αβεβαιότητας

Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας Ενότητα 10 η : Ανάλυση Εικόνας. Καθ. Κωνσταντίνος Μπερμπερίδης Πολυτεχνική Σχολή Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων διαγραμμάτων περίπτωσης χρήσης (1ο Μέρος)

Στατιστική. 5 ο Μάθημα: Βασικές Έννοιες Εκτιμητικής. Γεώργιος Μενεξές Τμήμα Γεωπονίας ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ

6 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Προγραμματισμός Η/Υ. 7 η ενότητα: Αρχεία. Τμήμα. Τεχνολόγων Περιβάλλοντος. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ιονίων Νήσων

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Διοίκηση Ολικής Ποιότητας & Επιχειρηματική Αριστεία Ενότητα 1.3.3: Μεθοδολογία εφαρμογής προγράμματος Ολικής Ποιότητας

Διδακτική Πληροφορικής

Διαφήμιση και Δημόσιες Σχέσεις Ενότητα 9: Σχέσεις διαφημιστή-διαφημιζόμενου

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 3: Στοχαστικές Ανελίξεις. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Μάρκετινγκ Αγροτικών Προϊόντων

Προγραμματισμός Η/Υ. Βασικές Προγραμματιστικές Δομές. ΤΕΙ Ιονίων Νήσων Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος

Παιδαγωγική ή Εκπαίδευση ΙΙ

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 4: Αλυσίδες Markov. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Οργάνωση και Διοίκηση Πωλήσεων Ενότητα 4η: Καθορισμός Περιοχής Πώλησης (sales territory)

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Εισαγωγή στους Η/Υ. Ενότητα 2β: Αντίστροφο Πρόβλημα. Δημήτρης Σαραβάνος, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών

Εισαγωγή στη Διοίκηση Επιχειρήσεων Ενότητα 3: Λήψη Αποφάσεων Επίκ. Καθηγητής Θεμιστοκλής Λαζαρίδης Τμήμα Διοίκηση Επιχειρήσεων (Γρεβενά)

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Εισαγωγή στα Πληροφοριακά Συστήματα

Προηγμένος έλεγχος ηλεκτρικών μηχανών

Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Προσχολική Παιδαγωγική Ενότητα 2: Οργάνωση χρόνου και χώρου στα νηπιαγωγεία

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Διοίκηση Επιχειρήσεων

Διεθνές εξαγωγικό Μάρκετινγκ Ενότητα 4η: Μέθοδοι Επιλογής Αγορών του Εξωτερικού

Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης (ΜΒΑ) Ενότητα 3: Εφαρμογές Δικτυωτής Ανάλυσης (2 ο Μέρος)

Τεχνικές Εκτίμησης Υπολογιστικών Συστημάτων Ενότητα 1: Εισαγωγή. Γαροφαλάκης Ιωάννης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχ/κών Η/Υ & Πληροφορικής

ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗ

Έλεγχος και Διασφάλιση Ποιότητας Ενότητα 4: Μελέτη ISO Κουππάρης Μιχαήλ Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Μεθοδολογία Έρευνας Κοινωνικών Επιστημών Ενότητα 2: ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ Λοίζου Ευστράτιος Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων-Kατεύθυνση

Προχωρημένα Θέματα Προγραμματισμού Δικτύων

Θεωρία Λήψης Αποφάσεων

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Εκπαιδευτική Διαδικασία και Μάθηση στο Νηπιαγωγείο Ενότητα 1: Εισαγωγή

Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης (ΜΒΑ) Ενότητα 6: Συμπίεση Έργου

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Transcript:

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΕ ΔΙΚΤΥΑ Ενότητα # 5: Differentiated Services (DiffServ) II Καθηγητής Χρήστος Ι. Μπούρας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Πατρών email: bouras@cti.gr, site: http://ru6.cti.gr/ru6/bouras

Σκοποί ενότητας Η κατανόηση των μηχανισμού διαχείρισης ουρών Η κατανόηση της λειτουργίας των σχετικών αλγόριθμων Η εξοικείωση με την έννοια της χρονοδρομολόγησης Η κατανόηση της λειτουργίας των μηχανισμών χρονοδρομολόγησης 2

Περιεχόμενα ενότητας Διαχείριση Ουρών Μηχανισμός Explicit Congestion Notification (ECN) Μηχανισμός Random Early Detection (RED) Μηχανισμός Weighted RED Χρονοδρομολόγηση FIFO Priority Queueing Deficit Round Robin και Modified Deficit Round Robin Fair Queueing και Weighted Fair Queueing 3

Differentiated Services (DiffServ) II

Διαχείριση Ουρών (1) Αποτελεί ένα σημαντικό και κρίσιμο ζήτημα για το διαχειριστή του δικτύου προκειμένου να είναι σε θέση να προσφέρει ποιότητα υπηρεσίας Επίσης είναι μια βασική προϋπόθεση για τη λειτουργία του μηχανισμού της χρονοδρομολόγησης Προκειμένου το δίκτυο να ικανοποιήσει όλες τις εγγυήσεις παροχής ποιότητας υπηρεσίας πρέπει να χειρίζεται τα πακέτα κάθε κλάσης ποιότητας σε ξεχωριστή ουρά ώστε να μπορεί να εφαρμόζει τον κατάλληλο μηχανισμό χρονοδρομολόγησης Σε αντίθετη περίπτωση δεν είναι δυνατό ο μηχανισμός χρονοδρομολόγησης να διαχωρίσει τις διαφορετικές κλάσεις ποιότητας και να προσφέρει επομένως τις κατάλληλες εγγυήσεις στις αντίστοιχες ροές. 5

Διαχείριση Ουρών (2) Αν δεν γίνει διαχωρισμός των κλάσεων ποιότητας σε διαφορετικές ουρές: θα συσσωρεύονται στην ίδια ουρά ροές με διαφορετικές απαιτήσεις με αποτέλεσμα είτε πακέτα να απορρίπτονται (αν γεμίσει η ουρά) είτε να παρουσιάζεται μεγάλη καθυστέρηση Συνέπεια όλων αυτών είναι το δίκτυο να μην μπορεί να παρέχει τις καλύτερες εγγυήσεις και αντίστοιχα η απόδοση που επιτυγχάνουν οι εφαρμογές των πελατών να υποβαθμίζεται σημαντικά. 6

Διαχείριση Ουρών (3) Οι λειτουργίες των μηχανισμών: Είσοδος ενός πακέτου στη σωστή ουρά με βάση τη κατηγοριοποίηση του πακέτου από τον αντίστοιχο μηχανισμό. Απόρριψη ενός πακέτου στην περίπτωση που η ουρά που πρέπει να εισαχθεί είναι γεμάτη. Απομάκρυνση ενός πακέτου από την κορυφή της ουράς όταν το ζητήσει ο χρονοδρομολογητής προκειμένου να μεταδοθεί στον επόμενο κόμβο. 7

Διαχείριση Ουρών (4) Οι λειτουργίες των μηχανισμών (συνέχεια): Έλεγχος της κατάστασης της ουράς, δηλαδή της μέσης πληρότητάς της και ανάληψη πρωτοβουλιών ανάλογα με αυτή την τιμή, με στόχο τη διατήρηση της μέσης πληρότητας σε χαμηλά επίπεδα: Αφαίρεση ενός πακέτου από την ουρά και απόρριψή του όταν η ουρά έχει αρχίσει να γεμίζει. Μαρκάρισμα ενός πακέτου όταν η ουρά παρουσιάζει μεγάλη πληρότητα (ECN). 8

Διαχείριση Ουρών (5) Αποδοτική λειτουργία των ουρών εξασφαλίζεται μέσα από τη διατήρηση σε χαμηλά επίπεδα της μέσης πληρότητάς της: Μπορούν να απορροφούνται εύκολα εκρήξεις της κίνησης Αντίθετα, αν η μέση πληρότητα ήταν υψηλή τότε πλήθος πακέτων κατά τη διάρκεια εκρήξεων θα απορρίπτονταν Η μικρή πληρότητα μιας ουράς συνεπάγεται πως η μέση καθυστέρηση εξυπηρέτησης θα παραμένει χαμηλή Τέλος, διατηρείται σε χαμηλά πλαίσια η διακύμανση καθυστέρησης (στους ουρές προτεραιότητας που μας ενδιαφέρει) 9

Διαχείριση Ουρών (6) Το θέμα της διαχείρισης των ουρών γίνεται ακόμα επιτακτικότερο και πιο κρίσιμο ειδικά σε καταστάσεις συμφόρησης του δικτύου όπου πρέπει πλέον οι ουρές να αντιδράσουν σωστά και άμεσα Το κυριότερο πρόβλημα είναι πως να προσδιοριστούν συγκεκριμένες στρατηγικές αποφάσεις για την ανάληψη δράσεων Μια από αυτές τις αποφάσεις είναι πότε αποφασίζεται να απορρίπτονται πακέτα, δηλαδή αν απορρίπτονται πακέτα μόλις φτάσουν στην ουρά ή επιτρέπεται να απορρίπτονται πακέτα που βρίσκονται μέσα στην ουρά προκειμένου να εξυπηρετηθούν άλλα, μεγαλύτερης προτεραιότητας. Επίσης κρίσιμη απόφαση είναι με βάση ποια κριτήρια και πληροφορίες απορρίπτονται τα πακέτα, αφού μπορεί να κρατούνται γενικές πληροφορίες για όλη την κίνηση ή αντίθετα για κάθε είδος κίνησης ξεχωριστά 10

Αποφυγή συμφόρησης Για την αποφυγή της συμφόρησης υπάρχουν συγκεκριμένοι μηχανισμοί από το πρωτόκολλο TCP στο επίπεδο μεταφοράς σύμφωνα με το OSI μοντέλο. Παράλληλα με αυτούς, οι διαχειριστές έχουν την δυνατότητα να χρησιμοποιούν και άλλους μηχανισμούς όπως: Απόρριψη των πακέτων. Ο μηχανισμός αυτός έχει διπλό αποτέλεσμα καθώς αφενός μειώνει άμεσα το φόρτο του δικτύου και αφετέρου ενημερώνει άμεσα το πρωτόκολλο TCP για συμφόρηση. Αυτό επιτυγχάνεται αφού το TCP θεωρεί ότι κάθε απώλεια πακέτου οφείλεται σε συμφόρηση και στη συνέχεια ενεργοποιεί αυτόματα το μηχανισμό του για την αποφυγή συμφόρησης. Μαρκάρισμα των πακέτων ότι υπάρχει συμφόρηση στο δίκτυο (ECN). Η δεύτερη αυτή μέθοδος είναι λιγότερο καταστροφική από την πρώτη αφού δεν απορρίπτει πακέτα αλλά και λιγότερο άμεση αφού το δίκτυο δεν «αποφορτίζεται» άμεσα. 11

Explicit Congestion Notification (1) Στηρίζεται στα 2 αχρησιμοποίητα bits του πεδίου DSCP (DiffServ Code Point), τα οποία πλέον ονομάζονται ECN Capable Transport (ECT) και Congestion Experienced (CE) αντίστοιχα Αυτός ο μηχανισμός ελέγχεται από τα πρωτόκολλα του επιπέδου μεταφοράς και η λειτουργία του είναι απλή: Το bit ECT τίθεται στην τιμή 1 αν τα άκρα μιας ροής που μεταδίδεται κατανοούν την λειτουργία του bit CE και κατ επέκταση του όλου αυτού μηχανισμού. Το bit CE τίθεται στην τιμή 1 όταν κάποιος δρομολογητής επιθυμεί να ειδοποιήσει για συμφόρηση και το bit ECT είναι ενεργοποιημένο. 12

Explicit Congestion Notification (2) Mε τη μέθοδο αυτή ειδοποιούνται τα πρωτόκολλα με μη καταστροφικό τρόπο -αν κατανοούν τη μέθοδο- Σε αντίθετη περίπτωση (δεν καταλαβαίνουν τη μέθοδο) κατανοούν τη συμφόρηση από την απόρριψη του πακέτου Ένα κρίσιμο σημείο στη μέθοδο αυτή (υπό έρευνα τα ταλευταία χρόνια) είναι πότε ο δρομολογητής αποφασίζει να ειδοποιήσει για συμφόρηση, αφού σε περιπτώσεις παροδικής συμφόρησης λόγω μικροεκρήξεων της κίνησης, δεν είναι αποδοτικό να ειδοποιείται το πρωτόκολλο καθώς τότε θα υποβαθμιστεί η απόδοση του δικτύου χωρίς λόγο. 13

Random Early Detection (RED) (1) Στέλνει ειδοποιήσεις για συμφόρηση τυχαία Η συχνότητα με την αυτές στέλνονται εξαρτάται από τη μέση πληρότητα της ουράς Ο τρόπος με τον οποίο ειδοποιεί τα πρωτόκολλα για συμφόρηση είναι έμμεσος καθώς αυτό γίνεται με απόρριψη πακέτων Σε κάθε ουρά που εφαρμόζεται ο RED ορίζονται τρία μεγέθη: Το ελάχιστο κατώφλι (min threshold) To μέγιστο κατώφλι (max threshold) Η μέγιστη πιθανότητα (max possibility) 14

Random Early Detection (RED) (2) O μηχανισμός λειτουργεί ως εξής: Εάν η μέση πληρότητα είναι μικρότερη από την τιμή min_threshold τότε όλα τα πακέτα διέρχονται κανονικά και δεν έχουμε καμία απόρριψη. Εάν η μέση πληρότητα είναι μεγαλύτερη από την τιμή min_threshold και μικρότερη από την τιμή max_threshold τότε η πιθανότητα απόρριψης αυξάνει γραμμικά από 0 έως την τιμή max_possibility. Τέλος αν η μέση πληρότητα ξεπερνά την τιμή του max_threshold, τότε όλα τα πακέτα απορρίπτονται. Οι τρεις αυτές καταστάσεις στις οποίες μπορεί να βρίσκεται μια ουρά ονομάζονται αντίστοιχα κανονική, αποφυγής συμφόρησης και ελέγχου συμφόρησης 15

Random Early Detection (RED) (3) O μηχανισμός αυτός είναι ιδιαίτερα αποδοτικός αλλά παρουσιάζει σημαντική δυσκολία στη ρύθμιση των παραμέτρων του Επίσης, πρέπει να επιτρέπει να περνούν μικροεκρήξεις χωρίς απόρριψη πακέτων, ενώ αντίθετα θα πρέπει να αντιδρά άμεσα σε περιπτώσεις παρατεταμένης αύξησης της μέσης πληρότητας της ουράς max_possibility πιθανότητα απόρριψης πακέτων min_threshold max_threshold μέση πληρότητα της ουράς Βασικά στοιχεία ευρυζωνικών επικοινωνιών Μέρος 1 16

Weighted RED Ο Weighted RED αποτελεί μια σημαντική παραλλαγή του κλασσικού RED μηχανισμού αφού επιτρέπει να συμπεριφέρεται η ουρά με διαφορετικό τρόπο (εφαρμόζοντας διαφορετικά κριτήρια) στα πακέτα μιας ροής Λειτουργεί όπως ο απλός RED με τη διαφορά ότι σε αυτόν ορίζονται περισσότερες τριάδες μεταβλητών (min_threshold, max_threshold, max_possibility), όσες και ο αριθμός των διαφορετικών τρόπων χειρισμού πακέτων που ζητείται. max_possibility_2 max_possibility_1 min_threshold_2 πιθανότητα απόρριψης πακέτων max_threshold_2 min_threshold_1 max_threshold_1 μέση πληρότητα της ουράς Βασικά στοιχεία ευρυζωνικών επικοινωνιών Μέρος 1 17

Χρονοδρομολόγηση (1) Η χρονοδρομολόγηση ορίζει τον τρόπο με τον οποίο χειρίζεται το δίκτυο τις ουρές, δηλαδή ποια ουρά στέλνει δεδομένα και για πόσο χρόνο. Ο μηχανισμός αυτός έχει στην διάθεσή του το σύνολο των ουρών που έχει ένας δρομολογητής και αποφασίζει με ποια σειρά θα μεταδώσουν πακέτα και για πόσο διάστημα η καθεμία Ο ρόλος του χρονοδρομολογητή είναι ιδιαίτερα κρίσιμος για ένα δίκτυο όταν επιθυμεί να παρέχει εγγυήσεις ποιότητας Η λειτουργία του δρομολογητή καθορίζει την καθυστέρηση σε κάθε ουρά και τον τρόπο που διαμοιράζεται η γραμμή μετάδοσης μεταξύ των ουρών. 18

Χρονοδρομολόγηση (2) ο μηχανισμός του χρονοδρομολογητή καθορίζει το είδος της ποιότητας που παρέχει το δίκτυο. Οι παράμετροι που μπορεί και επηρεάζει είναι: Η χωρητικότητα κάθε ροής, αφού μπορεί και ελέγχει κάθε πότε η ροή αυτή θα μεταδίδει. Την καθυστέρηση κάθε ροής, αφού ελέγχει το ρυθμό με τον οποίο κάθε ροή μεταδίδει, άρα καθορίζει και το χρονικό διάστημα που τα πακέτα παραμένουν στην ουρά. Την διακύμανση καθυστέρησης. οι μηχανισμοί χρονοδρομολόγησης που είναι διαθέσιμοι είναι αρκετοί Η επιλογή του καταλληλότερου πρέπει να γίνεται προσεκτικά και με βάση ορισμένα κριτήρια. Για την επιλογή του μηχανισμού πρέπει να ελέγχεται πρώτα το είδος των εγγυήσεων που παρέχει 19

Χρονοδρομολόγηση (3) Διαθέσιμοι Μηχανισμοί Χρονοδρομολόγησης: FIFO Priority Queueing Deficit Round Robin και Modified Deficit Round Robin Fair Queueing και Weighted Fair Queueing 20

Μηχανισμός FIFO (1) Είναι ο παλαιότερος που υπάρχει. Υποθέτει ότι υπάρχει μόνο 1 ουρά και η λογική του είναι ότι εξέρχεται από την ουρά το πρώτο πακέτο που μπήκε (το παλαιότερο πακέτο μέσα στην ουρά) Ο μηχανισμός αυτός όπως γίνεται σαφές αντιμετωπίζει όλα τα πακέτα όμοια και δεν εισάγει καμία έννοια προτεραιότητας. 21

Μηχανισμός FIFO (2) Πλεονεκτήματα: απλότητα μπορεί να βρει εφαρμογή σε περιπτώσεις γραμμών μετάδοσης πολύ μεγάλης ταχύτητας όπου δεν υπάρχει καθόλου συμφόρηση Μειονεκτήματα: σε περιπτώσεις συμφόρησης έχει πολύ κακή απόδοση Επίσης αντίστοιχα κακή απόδοση παρουσιάζει και στις περιπτώσεις όπου υπάρχουν εφαρμογές με καταιγισμούς που μπορεί να καταλαμβάνουν όλη την ουρά 22

Priority Queueing Διαθέτει 1 ουρά αυστηρής προτεραιότητας και πάντοτε εξυπηρετείται όταν έχει πακέτα σε βάρος των υπολοίπων Η είσοδος των πακέτων στην κατάλληλη ουρά γίνεται ανάλογα με την ταξινόμηση τους (DSCP values) Ο μηχανισμός αυτός εισάγει στο δίκτυο ένα είδος αδικίας καθώς ανάλογα με το ρυθμό που καταφτάνουν πακέτα στην ουρά υψηλής προτεραιότητας, μπορεί οι άλλες ουρές είτε να εξυπηρετούνται ελάχιστα είτε ακόμη και καθόλου Αυτό μπορεί να διορθωθεί είτε με αυστηρή αστυνόμευση, είτε εφαρμόζοντας μορφοποίηση στην κίνηση υψηλής προτεραιότητας σε κάποιο προηγούμενο σημείο της διαδρομής προσφέρει πολύ χαμηλή καθυστέρηση 23

Round Robin Round Robin Χειρίζεται όλες τις ουρές όμοια και τις ελέγχει κυκλικά Σε όποια βρει πακέτο στην αναμονή το μεταδίδει και συνεχίζει τον κυκλικό έλεγχο. Δεν μπορεί να παρέχει εγγυήσεις για την καθυστέρηση 24

Deficit Round Robin (1) Deficit Round Robin Οι ουρές ελέγχονται ξανά κυκλικά, αλλά προσπαθούν να διατηρούν σταθερό το μέσο ρυθμό μετάδοσης 25

Deficit Round Robin (2) Σε κάθε ουρά ορίζονται 2 ποσότητες: το κβάντο Q και το έλλειμμα D. Το κβάντο είναι ο μέγιστος αριθμός bytes που μπορεί να μεταδώσει η ουρά κάθε φορά Αν μεταδώσει λιγότερα τότε η διαφορά αποθηκεύεται στο έλλειμμα και προστίθεται στην μέγιστη τιμή bytes που θα μεταδώσει την αμέσως επόμενη φορά. 26

Modified Deficit Round Robin (1) M-DRR λειτουργεί ουσιαστικά όπως ο DRR με τη διαφορά ότι εισάγει και μια ουρά προτεραιότητας ώστε να επιτυγχάνει χαμηλή καθυστέρηση Οι υπόλοιπες ουρές εξυπηρετούνται με τη σειρά σύμφωνα με τον μηχανισμό DRR και η ουρά προτεραιότητας είτε εξυπηρετείται εναλλάξ με τις άλλες είτε κατά απόλυτη προτεραιότητα 27

Modified Deficit Round Robin (2) Υπάρχουν 2 παραλλαγές του M-DRR, με το σημείο που διαφέρουν να είναι πόσο συχνά εξυπηρετείται η ουρά προτεραιότητας Εναλλακτική Προτεραιότητα (Alternate Priority) H ουρά προτεραιότητας εξυπηρετείται εκ περιτροπής με τις υπόλοιπες ουρές, οι οποίες εξυπηρετούνται με τη σειρά. Αυστηρή Προτεραιότητα (Strict Priority) H ουρά προτεραιότητας εξυπηρετείται κατά απόλυτη προτεραιότητα για όσο διάστημα έχει πακέτα προς μετάδοση 28

Modified Deficit Round Robin (3) Είναι ευέλικτος και αποδοτικός μηχανισμός ιδίως σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει μεγάλη συμφόρηση. Προτείνεται να χρησιμοποιείται παράλληλα με ένα μηχανισμό διαχείρισης ουρών που προλαμβάνει τη συμφόρηση 29

Fair Queueing Στοχεύει να εξυπηρετεί όλες τις ουρές με τέτοιο τρόπο ώστε να ικανοποιείται μακροπρόθεσμα ο στόχος για ίσο μέσο εύρος ζώνης Μειονεκτήματα Για να επιτύχει το στόχο της πρέπει να σημαδεύει τα πακέτα και να υπολογίζει τον αναμενόμενο χρόνο αναχώρησής τους. Όμως, οι υπολογισμοί αυτοί είναι αρκετοί και χρονοβόροι με αποτέλεσμα τελικά να γίνονται προσεγγιστικά, γεγονός που οδηγεί σε βραχυπρόθεσμες αδικίες Είναι σχεδιασμένη να εφαρμόζεται στη περίπτωση ξεχωριστών ουρών για κάθε ροή προκειμένου να επιτυγχάνει να μην επηρεάζεται κάθε ροή από την ύπαρξη της άλλης. Η λογική αυτή όμως δεν μπορεί να λειτουργήσει με το μοντέλο της συγκέντρωσης ροών (aggregate classes). 30

Weighted Fair Queueing Αποτελεί μια σημαντική παραλλαγή της μεθόδου «δίκαιης ουράς» Στόχος είναι να αποδίδει βάρη σε κάθε ουρά επιτρέποντας να διαφοροποιείται το μέσο εύρο ζώνης που κάθε μια αντιλαμβάνεται Αν υπάρχουν Ν ουρές με πακέτα προς μετάδοση τότε κάθε ουρά Μ εξυπηρετείται έτσι ώστε να λαμβάνει ποσοστό WM από το συνολικό ρυθμό της γραμμής Σε περίπτωση που κάποιες από τις ουρές είναι άδειες τότε το εύρος ζώνης (που θα έπαιρναν οι ουρές αυτές) μοιράζεται αναλογικά στις υπόλοιπες με βάση πάντοτε τα βάρη τους 31

Σύντομη ανασκόπηση Διαχείριση Ουρών Μηχανισμός Explicit Congestion Notification (ECN) Μηχανισμός Random Early Detection (RED) Μηχανισμός Weighted RED Χρονοδρομολόγηση FIFO Priority Queueing Deficit Round Robin και Modified Deficit Round Robin Fair Queueing και Weighted Fair Queueing 32

Βιβλιογραφία Σημειώσεις μαθήματος (Κεφάλαιο 4) Βιβλία S. Vegesna, IP Quality of Service: the complete resource for understanding and deploying IP Quality of Service for Cisco networks, Cisco Press, 2001 H. K. Lew, S. Spanier, M. Ford, T. Stevenson, Internetworking Technologies Handbook, Cisco Press, 1998 W. Stallings, Data and Computer Communications, 10th edition, Pearson, 2013 W. Stevens, TCP / IP Illustrated, Volume 1: The Protocols, 2nd edition, Addison- Wesley, 2011 Links: http://ru6.cti.gr/ru6/bouras/graduate-courses/mhxanismoi-poiothtasuphresias?language=el (Δικτυακός τόπος μαθήματος) 33

Ερωτήσεις 34

Τέλος Ενότητας

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στο πλαίσιο του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 36

Σημειώματα

Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. 38

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Πατρών, Χρήστος Μπούρας 2015. «Μηχανισμοί Ποιότητας Υπηρεσίας σε Δίκτυα. Differentiated Services (DiffServ) II». Έκδοση: 1.0. Πάτρα 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https://eclass.upatras.gr/courses/ceid1103/ 39

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 40