Routing e QoS
Francesco Santini
IMT-Lucca
venerdì 9 novembre 2007
Contenuti




Applicazioni real-time e QoS
IntServ e RSVP
DiffServ
MPLS
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Contenuti




Applicazioni real-time e QoS
IntServ e RSVP
DiffServ
MPLS
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Best effort


Consegno i pacchetti al meglio che posso…
Conseguenze:




Tutti i dati vengono trattati alla stessa maniera
Non è possibile avere delle garanzie per un
flusso
Difficile offrire servizi su tale schema
Non avendo garanzie ed essendo trattati alla
stesa maniera, in caso di congestione posso
scartare i pacchetti
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Dati “real-time”


Audio, Voce, Video
Ma anche dati che devono essere
consegnati con una certa precisione:





Posizione e azioni nei giochi
Tele operazioni in medicina (robot)
Controllo industriale (robot)
Quotazioni azioni
Negli ultimi anni, aumento banda dei link e
miglioramento algoritmi compressione
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Real-time applications


Applicazioni sensibili alla “tempesitivtà” dei
dati (timeliness)
Deve essere supportato da tutta la rete,
nativamente
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Why we need QoS?

Common issues in networks are:

Loss / packet drop


Drop above certain % will influence experience
On congestion different drop algorithms are used.


Jitter (variation in delay)




RED, RIO, WRED*, tail drop
Jitter buffer can handle some jitter (used i.e in VoIP).
Misordering (different routes) (delay)
Delay (queuing)
QoS is basically a set of techniques to handle
these issues for selected services.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Delay: Four sources of delay

1. processing:




check bit errors
determine output
link (routing table
lookup)
CPU, architecture etc
2. queueing


transmission
A
time waiting at
output link for
transmission
depends on
congestion level of
router and queue
size
propagation
B
processing
15 novembre 2007
queueing
Corso di Laurea in Economia Informatica
Four sources of packet delay
3. Transmission delay: 4. Propagation delay:



R=link bandwidth (bps)
L=packet length (bits)
time to send bits into
link = L/R



d = length of physical link
s = propagation speed in
medium (~2x108 m/sec)
propagation delay = d/s
transmission
A
propagation
B
processing
15 novembre 2007
queueing
Corso di Laurea in Economia Informatica
Nodal delay
d nodal  d proc  d queue  d trans  d prop

dproc = processing delay


dqueue = queuing delay


depends on the congestion level
dtrans = transmission delay


Usually small though depending on the processor, a few
microsecs?
= L/R, significant for low-speed links
dprop = propagation delay

a few microsecs to hundreds of msecs
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Traceroute
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Playback
Playback Buffer
Sequence number

Packet
arrival
Network
delay
Buffer
Time
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Esemio VoIP
yb
ac
k
Additional delay
Pl
a
di
ng
Buffer Empty
Se
n
Sequence Number
Original delay
Enough packets in buffer,
resume playback
Time
Buffer is emptying
15 novembre 2007
Stop and buffer
(Audio playback pause)
Corso di Laurea in Economia Informatica
Classificazione applicazioni
Perdita
pacchetti
Applications
Elastic
Intolerant
Tolerant
Non-Adaptive
Robot/
Audio
www
email
Spostare playback point /
Cambiare compressione
Real Time
Robot medico
15 novembre 2007
Adaptive
Rate Adaptive
Corso di Laurea in Economia Informatica
Delay Adaptive
Delay Adaptive
D
e
n
s
i
t
y
97%
50
15 novembre 2007
150
99%
100%
250
Corso di Laurea in Economia Informatica
msec
Why Not TCP




Don’t want reliable transmission
TCP is purely byte oriented
TCP relies on saturating the net
Retransmitting end-to-end is not a solution
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
16
La soluzione

Obiettivo è avere un modello di servizi che:




Mi garantisca effettivamente le richieste
Mi risponda che non è possibile soddisfare tale
richiesta al momento
Bisogno di più “classi di servizio” differenti
Mantenere best effort! 
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Soluzioni esistenti

Architetture



Protocolli


Integrated Services
Differentiated Services
Multi-Protocol Label Switching (MPLS)
Metodologie più generiche


Traffic Engineering
Constraint Based Routing
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Soluzioni esistenti(2)
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Alcune definizioni




Service Level Agreement (SLA): A service contract
between a customer and a service provider that specifies
the forwarding service a customer should receive. A
customer may be a user organization or another provider
domain (upstream domain).
Traffic profile: A description of the properties of a traffic
stream such as rate and burst size.
Scheduling: The process of deciding which packet to
send first in a system of multiple queues
Shaping: The process of delaying packets within traffic
stream to cause it to conform to some defined traffic
profile.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Definizione di flusso

Flow: A stream of packets with the same source
IP address, source port number, destination IP
address, destination port number and protocol ID
(unicast or multicast).
• Omogeneo
• Eterogeneo
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Contenuti




Applicazioni real-time e QoS
IntServ e RSVP
DiffServ
MPLS
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Integrated Service (IntServ)



IntServ framework was developed within IETF to
provide individualized QoS guarantees to
individual sessions
provides services on a per flow basis where a
flow is a packet stream with common source
address, destination address and port number
IntServ routers must maintain per flow state
information
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Riferimenti





RFC 1633 - Integrated Services in the Internet
Architecture: an Overview
RFC 2211 - Specification of the Controlled-Load
Network Element Service
RFC 2212 - Specification of Guaranteed Quality of
Service
RFC 2215 - General Characterization Parameters
for Integrated Service Network Elements
RFC 2205 - Resource ReSerVation Protocol (RSVP)
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
IntServ

two key IntServ features:

Reserved Resources



the router must know the amount of its resources
currently reserved for on-going sessions
standard resources: link capacity, router buffers
Call Setup

A flow requiring QoS guarantees must be able to
reserve sufficient resources at each router on path to
ensure QoS requirements are met
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Role of RSVP




Rides on top of unicast/multicast routing protocols
Must be present at sender(s), receiver(s), and
routers
Carries resource requests all the way through the
network
At each hop consults admission control and sets
up reservation
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Esempio semplice
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
RSVP Service Model


Make reservations for simplex data streams.
Receiver decides whether to make
reservation




Control messages in IP datagrams (proto #46).
PATH/RESV messages sent periodically to
refresh soft state on the router
Failed requests return error messages receiver must try again
No end to end ack for success
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Flow Specification




Session must first declare its QoS requirement
and characterize the traffic it will send through
the network
R-spec: defines the QoS being requested by
receiver
T-spec: defines the traffic characteristics of
sender
RSVP is the signaling protocol is needed to carry
the R-spec and T-spec to the routers
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Filter Specification

The router needs to recognize the packets
belonging to that flow







IP of the sender
IP destination
Port number generating the packets
Port number of the receiver
Protocol ID
Any field of the header
flowspec + filterspec = flowdescriptor
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
PATH Messages





PATH messages carry sender’s Traffic
Specifications (TSpec)
Carries also the FilterSpec
Routers note the direction PATH messages
arrived and set up reverse path to sender
Receivers send RESV messages that follow
reverse path and setup reservations
If reservation cannot be made, user gets an
error
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
RESV Messages





RESV messages carry receiver’s QoS needs (Rspec)
Forwarded via reverse path of PATH
Queuing delay and bandwidth requirements
Source traffic characteristics (from PATH)
Filter specification



Which transmissions can use the reserved resources?
Reservation style.
Router performs admission control and reserves
resources
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Router Handling of RESV Messages


If new request rejected, send error
message.
If admitted:




Install packet filter into forwarding dbase.
Pass flow parameters to scheduler.
Activate packet policing if needed.
Forward RESV message upstream.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Integrated Services - RSVP

Mechanisms

Flow specification


Admission control


Enable admission control
Packet classification


Network decides if it can handle flow
Reservation


Tell the network what the flow wants
Map packets to flows
Scheduling

Forwarding policy
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Integrated Services - RSVP

Example

Flowspec


Reservation



Spec travels down path for approval
Delay guarantee approved by all routers, so admitted
Classification


100 msec guaranteed to www.nsf.gov
Packets marked as guaranteed
EXAMPLE policy

guaranteed packets sent first
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
RSVP Functional Diagram
Host
Router
RSVPD
RSVPD
Routing
Process
Application
D
A
T
A
Packet
Classifier
Policy
Control
Policy
Control
Admissions
Control
Admissions
Control
Packet
Scheduler
15 novembre 2007
DATA
Packet
Classifier
Packet
Scheduler
Corso di Laurea in Economia Informatica
DATA
Soft State




Routers keep state about reservation
Periodic messages refresh state, with PATH and
RESV messages
Non-refreshed state times out automatically
Alternative: Hard state




No periodic refresh messages.
State is guaranteed to be there.
State is kept till explicit removal.
Properties of soft state:



Adapts to changes in routes, sources, and receivers.
Recovers from failures
Cleans up state after receivers drop out
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
RSVP Reservation (1)
R2
R3
PATH
2
1
PATH
R4
R1
3
Host B
128.32.32.69
Host A
24.1.70.210
R5
1. An application on Host A creates a session,
128.32.32.69/4078, by communicating with the
RSVP daemon on Host A.
3. The PATH message follows the next hop path
through R5 and R4 until it gets to Host B. Each
router on the path creates soft session state with
the reservation parameters.
2. The Host A RSVP daemon generates a PATH
message that is sent to the next hop RSVP
router, R1, in the direction of the session
address, 128.32.32.69.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
RSVP Reservation (2)
R2
R3
PATH
R4
PATH
RESV
4
RESV
R1
5
Host A
24.1.70.210
6
R5
4. An application on Host B communicates
with the local RSVP daemon and asks for a
reservation in session 128.32.32.69/4078. The
daemon checks for and finds existing session
state.
6. The RESV message continues to follow the
next hop path through R5 and R1 until it gets
to Host A. Each router on the path makes a
resource reservation.
5. The Host B RSVP daemon generates a
RESV message that is sent to the next hop
RSVP router, R4, in the direction of the source
address, 24.1.70.210.
15 novembre 2007
Host B
128.32.32.69
Corso di Laurea in Economia Informatica
RSVP Multicast Reservation (1)
Sender
PATH
R1
PATH
PATH
PATH
R2
R3
PATH
PATH
PATH
R4
R5
R6
PATH
Receiver
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
R7
PATH
RSVP Multicast Reservation (2)
Sender
R1
R2
R4
R3
R5
R6
Receiver
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
R7
Reservation Merging
(3) 50Kbs (7) 100 Kbs
R1
Reservations merge
as they travel up tree.
(6) 100 Kbs
R3
(2) 50Kbs
(9) 60Kbs
R4
(1) 50Kbs
Receiver
15 novembre 2007 #1
R6
(8) 60Kbs
(5) 100 Kbs
R7
(4) 100 Kbs
Receiver
Receiver
#2
Corso di Laurea in Economia
Informatica#3
Token Bucket (TSpec)
r tokens/sec
Token Bucket
Capacity, B
Each byte needs
a token in order
to pass
Data
Drops packets if token is not available
Buffers data until tokens become available
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Token Bucket (2)
r
b
b = bucket size in tokens
r = rate tokens are added to bucket
Data Queue
Data





Beta mi consente di rappresentare i burst di traffico,
limitandoli
Sigma di descrive il normale rate previsto dei pacchetti
I dati vengono trasmessi quando esistono sufficienti token
per mandarli
Es: bucket = 40 token, 1 token = 1 byte implica che posso
mandare burst di 40 byte
Nel tempo t, la quantità di traffico e limitata a ß + ρt
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
In words

Tspec: describe flow’s traffic characterization








Average bandwidth + burstiness: token bucket
filter
Token rate: r
Bucket depth: B
Must have a token to send a byte
Must have n tokens to send n bytes
Start with no tokens
Accumulate tokens at rate of r per second
Can accumulate no more than B tokens
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Two Service Classes

RSVP supports three service classes

Guaranteed service


Controlled load services



Specified maximum delay
For delay tolerant, adaptive applications
Network shields this traffic from congestion
Best effort
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
RSVP Routing Problems




IntServ does not specify any route selection of its
own
It relies on existing routing protocols to forward
its control packets further
Routing is separated from admission control
If route changes, reservation must be made along
new route




New reservation takes time to setup
New reservation might fail
Old route could still be working fine
Route pinning

Always use the route where reservation is in place
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Problemi IntServ






Complessità/Scalabilità = problema centrale per
grandi reti backbone
End-to-end
Stato replicato su tutti i router, per ciascun flusso
Le informazioni devono essere rinfrescate
periodicamente
Il processo di controllo ammissione avviene per
ogni flusso
La richiesta di QoS avviene dinamicamente
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Contenuti




Applicazioni real-time e QoS
IntServ e RSVP
DiffServ
MPLS
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Differential Service (DiffServ)



In DiffServ, flows are aggregated into
classes that receive “treatment” by class.
More complex operations are pushed out to
edge routers and simpler operations done
by core routers.
motivated by:


scalability, flexibility, and better-than-best-effort
service without RSVP signaling
Flexibility: Flow A better than flow B
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Riferimenti





RFC 2474—Definition of the Differentiated
Services Field (DS Field) in the IPv4 and
IPv6 Headers
RFC 2475—An Architecture for
Differentiated Services
RFC 2597—Assured Forwarding PHB Group
RFC 3140—Per Hop Behavior Identification
Codes
RFC 3246—An Expedited Forwarding PHB
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
DiffServ functional elements

Edge functions:




packet classification
packet marking
traffic conditioning
Core functions:

forwarding based on per-hop behavior (PHB)
associated with packet’s class, no more end-toend as in IntServ
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
DiffServ edge functions

packet classification
 classifier selects packets based on values in
packet header fields and steers packet to
appropriate marking function
 how classifier obtains the rules for
classification not yet addressed [RFC 2475
uses term behavior aggregate rather than
class of traffic.]


administrator could load table of source
addresses
done under control of TBA signaling protocol
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Traffic Conditioner Block (TCB)
Classification: selects a packet in a traffic stream
based on the content of some portion of the
packet header
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Traffic Conditioner Block (TCB)
Metering: checks whether the traffic falls within
the negotiated profile.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Traffic Conditioner Block (TCB)
Marking: marks packet to a particular DS
behavior aggregate
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Traffic Conditioner Block (TCB)
Shaper/Droper: delays if necessary and then
forwards or discards the packets .
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
DS field

Former ToS Byte = new DS field
bit # 0
7 8
version
15 16
header
length
ToS
24
total length (in bytes)
Identification
time-to-live (TTL)
23
0
D M
F F
protocol
Fragment offset
header checksum
source IP address
destination IP address
options (0 to 40 bytes) (Not used)
4 bytes
1
0
2
Precedence
3
4
Differentiated Services
Codepoint (DSCP)
15 novembre 2007
5
6
7
Currently
Unused
Corso di Laurea in Economia Informatica
31
DiffServ core routers



Routers define packet classes and
separate incoming packets into classes.
Treatment is done per class.
Per-hop behavior (PHB) defines
differences in performance among
classes.

externally observable performance criteria
that do not specify internal implementation
mechanisms at router.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Router interni



No reservation ma provisioning
La qualità del servizio dipende da
provisioning e da come sono gestire le
risorse nella rete
Scalabilità deriva da aggregazione di più
flussi in un numero limitato di classi (DSCP)
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
PHB types

The DSCP (6 bit)
pattern is: 000000
Default PHB:



Traditional best effort treatment.
Must be implemented
Used for unsupported DSCP
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
PHB types

The DSCP (6 bit)
pattern is: 101110
Expedited Forwarding PHB
 Providing low loss, low latency, low jitter,
assured bandwidth, end-to-end service through
DS domains
 Implies isolation: guarantee for the EF traffic
should not be influenced by the other traffic
classes
 Non-conformant traffic is dropped or shaped.
 Possible service: providing a virtual wire
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
PHB types

Assured Forwarding (AF):





A method by which Behavior Aggregates can be given
different forwarding assurances.
The intent is that it will be used to implement services
that differ relative to each other (e.g., gold, silver,…).
AF defines 4 classes with some bandwidth and buffers
allocated to them.
Within each class, there are three drop priorities, which
affect which packets will get dropped first if there is
congestion.
Non-conformant traffic is remarked.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
AF table
The DSCP (6 bit) pattern is: xyzab0
xyz is the class: 001-class1 ; 010-class2 ; 011-class3 ; 100-class4
ab is the drop precedence: 01-low ; 10-medium ; 11-high
Class
Class 1
Class 2
Class 3
Class 4
001010
(AF11)
001100
(AF12)
001110
(AF13)
010010
(AF21)
010100
(AF22)
010110
(AF23)
011010
(AF31)
011100
(AF32)
011110
(AF33)
100010
(AF41)
100100
(AF42)
100110
(AF43)
Drop
precedence
Low
Drop
Medium
Drop
High
Drop
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Service

A service describes the overall treatment of a
customer’s traffic within a DS domain.


To support a service, many components must
work together:


Customers see services, not PHBs.
Mapping of service to PHBs, traffic conditioning,
network provisioning, PHB-based forwarding.
Services in the DiffServ architecture is defined in
the form of Service Level Agreement (SLA).
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Putting it all together
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Assured Forwarding (AF) PHB

Determining resource allocation per class of
service must be done with knowledge about
traffic demands for the various traffic
classes.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Conclusioni



Una via di mezzo tra best effort e IntServ
Si basa su provisioning, ma è difficile da
effettuare. Più facile con reservation
Più flussi in una sola classe. Meno possibilità
rispetto a IntServ
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
IntServ e DiffServ: riassunto
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
IntServ e DiffServ insieme

Approcci complementari:



IntServ: forti garanzie ma limiti scaling
DiffServ: garanzie deboli, ma buon scaling
La soluzione è unirli!



IntServ sui router
DiffServ su tutti gli altri router backbone
Mapping tra classi di servizio IntServ a livello di
servizio DiffServ
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
IntServ e DiffServ insieme(2)
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Contenuti




Applicazioni real-time e QoS
IntServ e RSVP
DiffServ
MPLS
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Multi Protocol Label Switching







Uso di un’etichetta di lunghezza fissa per instradare
MPLS è un forwarding scheme
Evoluto da Cisco Tag Switching
Tra Layer 2 (L2, link layer) a Layer 3 (L3, network layer):
“2.5 level”
RFC 3031
Si chiama “multi-protocol” perché, in linea di principio, è in
grado di operare con qualunque protocollo di livello 3
(rete) anche se lo si applica tipicamente ad IP.
Permette ai nodi che lo utilizzano di realizzare una
communtazione su base “etichetta” e anche un
instradamento tipo “Circuito Virtuale” su base flusso.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
MPLS and ISO model
7
to
5
Applications
TCP
PPP
PPP
UDP
IP
MPLS
Frame
4
3
ATM (*)
ATM
2
Physical (Optical - Electrical)
1
15 novembre 2007
Ethernet
Relay
Corso di Laurea in Economia Informatica
Termonologia



I nodi (router) che operano usando MPLS vengono
chiamati Label Switching Router (LSR)
La parte di rete che questi nodi compongono
viene chiamata Dominio MPLS (MPLS Domain)
I nodi al confine del Dominio, ossia i nodi che
ricevono/trasmettono traffico all’esterno del
Dominio vengono chiamati Edge Label Switching
Router (ELSR)
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
MPLS Cloud
LER
L3 Routing
LER
LER
L3 Routing
L3 Routing
LER
LSR
Label Swapping
L3 Routing
LSR
Label Swapping LER
L3 Routing
IP Packet
IP Packet w/ Label
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Funzionamento



L’idea di base è che una certa tipologia di
pacchetti che raggiungono un ELSR debbano venir
trasportati all’interno del Dominio tramite MPLS ad
un altro ELSR.
In corrispondenza di un indirizzo di destinazione e
di un tipo di trattamento richiesto (QoS) viene
definita una specifica Forwarding Equivalent Class
(FEC).
Una FEC individua quindi un aggregato di
pacchetti diretto ad una stessa destinazione
(intesa o come destinazione finale ocome ELSR)
che devono avere lo stesso trattamento
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Funzionamento (2)

Quanto un ELSR riceve un pacchetto IP :



compie una operazione di “Classificazione”, ossia in
base a quanto contenuto nell’intestazione identifica
l’eventuale FEC di appartenenza;
inserisce fra l’intestazione di livello 2 e il pacchetto IP
una Label.
Tale Label:



Identifica la FEC a cui il pacchetto appartiene
Ha una lunghezza costante e breve
Ha un significato “locale alla linea”
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Funzionamento (3)



Dall’ELSR di ingresso a quello di uscita tutte le
operazioni di forwarding verranno effettuate
utilizzando solo la Label e quindi l’intestazione del
pacchetto IP non verrà più letta fino all’ELSR di
destinazione.
Gli LSR attraversati leggono la Label, trovano
tramite essa in una tabella il FEC corrispondente
ossia l’informazione sulla porta di uscita, la Label
successiva ed il tipo di trattamento richiesto.
L’ELSR di uscita (quindi l’ultimo nodo attraversato
all’interno del Dominio MPLS) elimina la Label ed
instrada il pacchetto nuovamente sulla base
dell’indirizzo IP.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Label Switched Path
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Passi fondamentali

MPLS prevede in sostanza 4 passi fondamentali:




La definizione di una FEC
L’individuazione del percorso LSP.
La creazione (associazione al FEC) e distribuzione delle
Label lungo il LSP (si osservi che questa operazione e la
precedente si svolgono in modo parallelo e coordinato).
Il meccanismo di forwarding che comprende
l’inserimento della Label, la commutazione sulla base di
essa e la sua rimozione.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Etichette

Per distribuire



Label Distribution Protocol (LDP):
RSVP-TE (Traffic Engineering)
Minimizzare il loro numero (tabelle piccole)
anche ridurre il traffico di segnalazione


Aggregation: FEC diversi con la stessa label, per
esempio se destinazione è uguale
Label Merging: pacchetti da diversi LSR hanno
label diversa per la stessa FEC
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Operazioni

Le operazioni che vengono effettuate sul
pacchetto in transito nei LSR in relazione
alle Label sono sostanzialmente tre:



Pushing, ossia l’inserimento della Label, che
viene realizzata dall’ELSR di ingresso.
Swapping, ossia conversione dell’etichetta,
realizzata contestualmente all’operazione di
commutazione
Popping, ossia l’eliminazione di etichetta
effettuata dall’ultimo o dal penultimo LSR
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Header
S= the current label is
the last in the stack
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Label popping

Conviene fare il popping al penultimo LSR
(Penultimate Popping), perché:



All’utimo nodo il forwarding viene eseguito sulla base
del pacchetto IP e quindi l’osservazione della Label è
inutile
Lasciarlo significa costringere il nodo a cercae nella
tabella MPLS per scoprire che deve eliminare la Label e
quindi usare IP
Non sempre si può fare il Penultimate Popping in
quanto non è detto che l’LSR sia in grado di
accorgersi di essere il penultimo del LSP.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Multidominio
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Vantaggi




La procedura di forwarding richiede solo
l’ispezione di una etichetta (Label) di
dimensioni ridotte e l’esplorazione di una
tabella relativamente semplice
Instradamento effettuato anche con altre
informazioni, non solo header come IP
Possibile scegliere percorsi per traffic
engineering e QoS
Tunneling efficiente
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Riferimenti



G. Chaffee, “RSVP: The ReSerVation
Protocol”, Multimedia Research Berkeley
Center, (ppt online)
E. Rot and I. Poleg “DiffServ: QoS in
internet”, Presentation for ATM Networks
course (EE-046992) (ppt online)
R. Bolla, “Servizi Multimediali e Qualità del
Servizio (QdS) su IP – MPLS”, appunti di
Telematica 2, università di Genova.
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Contatti:
[email protected]
15 novembre 2007
Corso di Laurea in Economia Informatica
Scarica

QoS-santini - Dipartimento di Matematica e Informatica