Infra-estrutura para Medição de QoS e Implantação de Serviços Diferenciados

1. Infra-estrutura para Medição de QoS e Implantação de Serviços Diferenciados José Augusto Suruagy Monteiro

2. Projeto IQoM • Motivação: GT de QoS da RNP • Instituições Participantes: • UNIFACS / Universidade Salvador • UFRGS / Instituto de Informática • UFSC / Centro Tecnológico • UFPR / Departamento de Informática • Fundação CPqD • UCL / University College London

3. Objetivos • Implantação de uma Infra-estrutura de medições • Implantação de uma arquitetura de Serviços Diferenciados

4. Atividades Previstas • Definição de Métricas de Desempenho e Técnicas de Medição • Implantação de uma Infra-estrutura de Medições • Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ)

5. Métricas de Desempenho e Técnicas de Medição • Investigação sobre métricas e técnicas de medição conhecidas • Definição das métricas de interesse • Avaliação das técnicas e plataformas de medição conhecidas para as métricas definidas • Proposição de novas métricas • Proposição de novas técnicas de medição

6. Infra-estrutura de Medições • Levantamento das Plataformas de Medições Existentes • Definição das Plataformas de Medição a serem utilizadas no projeto • Implantação de um piloto de medições ativas • Implantação de um piloto de medições passivas • Implementação de procedimentos seguros para condensação e disponibilização das medidas • Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de análise • Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)

7. Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ) • Definição das classes de tráfego e proposta de mapeamento das aplicações típicas • Definição e implementação de uma arquitetura de serviços para a rede METROPOA • Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no âmbito da RMAV-FLN e RCT-SC • Definição e implantação de um ambiente Diffserv na UNIFACS • Integração dos ambientes locais através da RNP2 e internacional com a UCL

8. Medições Fim-a-Fim em Redes Cristina Duarte Murta Mário E. Augusto Departamento de Informática UFPR

9. Contexto: Medições de Desempenho • Objetivo • Desenvolver metodologias e ferramentas para estimar métricas de desempenho fim-a-fim • “Despite powerful networks, applications don’t get optimal throughput”

10. Motivação: porque medir • auxiliar a utilização das redes pelas aplicações e serviços • avaliar a possibilidade de executar uma aplicação ou serviço • verificar acordos sobre níveis de serviço • acompanhar e prever o crescimento da utilização • planejar aumento de capacidade da infra-estrutura • fazer diagnóstico de problemas e otimização do uso dos recursos • tarifar provimento de acessos e serviços • auxiliar o projeto dos sistemas de redes • prover informação para melhorar o desempenho dos servidores • etc, etc...

11. Medições Fim-a-Fim • porque fim-a-fim • requer cooperação apenas dos pontos terminais • pode ser a única forma de monitorar um caminho que inclui várias redes • métricas - IETF - IPPM WG • conectividade, atraso de ida, atraso de ida e volta, variação do atraso, perdas, reordenação de pacotes, largura de banda, utilização, etc

12. Medições Fim-a-Fim: como medir • Medições ativas e passivas • Para cada métrica • exemplo: largura de banda • técnica: método para fazer a medição • exemplo: one-packet, packet-pair, packet-train, packet-tailgating • ferramentas: implementações das técnicas • exemplo: bprobe, cprobe, pathrate, pathchar, nettimer, clink

13. Medições de Largura de Banda • Importância • avaliar possibilidade de execução de aplicações e serviços • pagamento por banda • Motivação • área em grande desenvolvimento • várias técnicas e ferramentas disponíveis • ainda sem solução satisfatória

14. Medições de Largura de Banda • Evolução das técnicas e ferramentas: • conceito de dispersão de pacotes: Jacobson, 1988 • packet-pair, Keshav, 1991 • bprobe e cprobe, Carter e Crovella, 1996 • tcpanaly, Paxson, 1996 • one-packet, Jacobson, 1997 • pchar, Mah, e clink, Downey, 1999 • packet tailgating, nettimer, Lai e Baker, 2000 • pathrate, Dovrolis, 2001 • pathload, Jain e Dovrolis, 2002

15. Medições de Largura de Banda • Métricas • Largura de banda de contenção • bottleneck bandwidth ou capacity • taxa máxima (camada IP) que um fluxo pode alcançar em um caminho quando não existe tráfego (sem carga) • Largura de banda disponível • available bandwidth • taxa máxima (camada IP) que um fluxo pode alcançar em um caminho na presença de tráfego (com carga) • Largura de banda utilizada • quantidade de tráfego em um enlace num determinado momento

16. Estágio atual da pesquisa • foco em medição de largura de banda • várias técnicas e ferramentas disponíveis • etapa inicial (já cumprida) • estudo das técnicas • escolha de ferramentas para teste • nettimer, pathrate, bprobe, cprobe, clink, pathrate, etc. • escolha de redes para testes • LAN, MAN, WAN • fase de execução de testes

17. Resultados iniciais • avaliação de largura de banda: metodologia • experimentação das ferramentas em redes operacionais • validação com mapa de capacidade instalada da rede e com medidas do MRTG • critérios de avaliação • precisão dos resultados • tempo de execução das ferramentas • tráfego gerado: intrusão • dificuldade de uso das ferramentas • resultados iniciais não satisfatórios

18. Infra-Estrutura de Medições

19. Infra-estrutura de Medições • Levantamento das Plataformas de Medições Existentes • Definição das Plataformas de Medição a serem utilizadas no projeto • Implantação de um piloto de medições ativas • Implantação de um piloto de medições passivas • Implementação de procedimentos seguros para condensação e disponibilização das medidas • Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de análise • Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)

20. HTTP RedeB RedeA FTP Piloto no MetroPoa fase I Estaçãode análise Estações de visualização Switch ATM Estação decaptura

21. HTTP SNMP LDAP SNMP Piloto no MetroPoa fase II

23. Medições no CPqD • Variação de atraso (jitter) • Verificação da precisão do sincronismo disponibilizado pelo protocolo NTP em topologias variadas • Verificar a precisão do sincronismo utilizando GPS • Comparar as medições de variação de atraso (jitter) com e sem sincronismo

24. Medições no CPqD • Atraso • Perda de pacotes • Vazão • Comparação de algumas ferramentas de medição

25. Pilotos em definição • Escolha da plataforma de medições ativas: AMP em estudo. • Aquisição de equipamento para sincronização de relógios para medições one-way (GPS ou CDMA) • Aquisição de mais uma placa de captura para medições passivas? • Uso do Netflow para medições passivas (GT-QoS)

26. QAME – QoS-Aware Management Environment Lisandro Zambenedetti Granville UFRGS

28. QAME • Objetivos do QAME no contexto do IQoM • Controlar o processo de monitoração a partir de uma estação de gerência, disparando ações de medição na rede • Recolher os dados da infra-estrutura de medição para análise • Compara os dados das medições com o desempenho esperado da rede, e gerar alarmes quando necessário • Apresentar os resultados da medição e monitoração ao gerente via interface Web

32. Implantação de Serviços Diferenciados

33. Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ) • Definição das classes de tráfego e proposta de mapeamento das aplicações típicas • Definição e implementação de uma arquitetura de serviços para a rede METROPOA • Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no âmbito da RMAV-FLN e RCT-SC • Definição e implantação de um ambiente Diffserv na UNIFACS • Integração dos ambientes locais através da RNP2 e internacional com a UCL

34. Ambiente Diffserv no âmbito da RMAV-FLN e RCT-SC • Plano de Trabalho: • Treinamento da equipe de bolsistas e colaboradores; • Estudo de implementação DS dos roteadores CISCO e IBM e configuração de rede de testes; • Configuração de ambiente DS na RCT e RMAV-FLN; • Testes de desempenho / medições do perfil das rede; • Utilização da infra-estrutura DS por uma aplicação de teste (Vídeo conferência H.323); • Monitoração e medição do ambiente QoS; • Definição / padronização de classes de serviços.

35. Ambiente Diffserv na UNIFACS (1) • Etapas: • Implantação de infra-estrutura de roteadores (PC Linux-based) e plataforma de coleta de dados (em fase de levantamento e implementação) • Implantação do serviço DiffServ em roteadores com código aberto (operacional) • Proposta de configuração (Ad Hoc) para Agregação de Serviços Multimídia (em geral) e Aplicações de Telemedicina e VoIP (integrado com projeto Infra-Vida/ CNPq - vídeo) em particular

36. Ambiente Diffserv na UNIFACS (2) • Monitoração de comportamento de tráfego para a configuração proposta: • Definição de cenários de teste • Medições e comparação com simulação (NS/ VoIP) • Adaptação de configuração para diferentes topologias de rede (Ad Hoc e/ou metodologia) • Avaliação dos limites operacionais para a configuração e topologias investigadas • Elaboração de procedimentos operacionais (implantação e testes) para operação em piloto RNP

37. Atividades do CPqD • Ambiente para implantações de protocolos VoIP • Testes com MGCP, SIP-T, SIP e MPLS • Planejamento de Redes IP e de Próxima Geração • Medições e metodologia para levantamento da matriz de tráfego • Mecanismos de QoS • MPLS, RSVP, Diffserv, Medição de parâmetros • Outras atividades: WLAN, Rede Óptica (GMPLS), Suporte a Multimídia.

38. Access Point WLAN CA MPLS MPLS – TE RSVP (IntServ) DiffServ RGW RGW SIP Phone Serv. SIP Router Tester IPv6 SS7 Servidor de vídeo NUERA NUERA Gigabit Rede Óptica Laboratório CPqD

39. CPqD: Arquiteturas de QoS • Implantação de MPLS, RSVP, Diffserv • Verificação de funcionamento • Configuração • Contigência • Interação com as demais arquiteturas • Medições.

40. Benefícios Esperados

41. Benefícios do Projeto (1/2) • Domínio da tecnologia conhecida para medições em redes • Desenvolvimento de ferramentas e possivelmente de técnicas para medições • Implantação de infra-estrutura piloto de medições na RNP2 • Elaboração de procedimentos sugeridos de medição para a RNP2 e backbones similares

42. Benefícios do Projeto (2/2) • Implantação de testbeds locais para serviços diferenciados (dentro de mesmos domínios) • Integração dos testbeds entre diversos domínios, e análise do comportamento dos tráfegos de serviços diferenciados

43. Fim Perguntas?