Policing og Shaping Kapitel 4

Transkript

1 Policing og Shaping Kapitel 4 Henrik Thomsen/EUC MIDT 2006 Policers Token Bucket Algoritmen Policers og Markers Committed Access Rate CAR Class-Based Policing Hierarchical Policing 1

2 Policers - definitioner Polisers er den ældste form af QoS mekanismer. Policers undersøger hver enkelt pakke i forhold til regler for trafik. 1. Overholder (Conform) 2. Overskrider (Exceed) trafik > configureret trafikrate 3. Overtræder (Violate) trafik > både configureret trafikrate og burst parametre Hvis pakken ikke overholder reglerne for trafikken kan de slettes eller genmærkes for retransmission Token Bucket Algoritmen - definitioner CIR Committed Information Rate CIR er den bit rate der er aftalt med service udbyderen (bps) TDM Time-Division-Multiplexing Tc Interval TDM opdeler en tidsenhed i mindre intervaller Bc Committed burst CIR opdelt i mindre enheder 2

3 Token Bucket Algoritmen Token Bucket algoritmen - En algoritme til styring af trafik i forhold til tid, mængde og hastighed CIR = Bc / Tc Til styring anvendes en token (som svarer til 1 bit) En token tillader algoritmen at sende en bit For hver tidsenhed (oftest pr. sekund) placeres et antal token i en pulje svarende til CIR Hver gang en bit ønskes sendt undersøges puljen for token. Hvis der er en token fjernes denne fra puljen og bitten sendes. Der kan kun sendes bits når der er token(s) i puljen Token Bucket Algoritmen Trafik kan generere 3 tilstande 1. Conform der er tokens i puljen 2. Exceed der er ikke flere tokens i puljen. Policers skal handle 3. Violate (anvendes ikke i Token Bucket) Handlingen vil typisk være at droppe data eller genmærke data for retransmission 3

4 Token Bucket Algoritmen Single Token Bucket Policer (Single-Rate-Two-Color Policer) Policers vil retransmittere eller droppe data hvis de ikke overholder reglerne. Eksempel (CIR = Bc / Tc) Båndbredde 64 kbps, CIR 8 kbps 8000 bits / bps = 125 ms. Dvs. at der må først sendes data igen efter 875 ms ( 1 s 125 ms). Bc vælges nu til 1000 bits 1000 bits / bps = 15,6 ms. Dvs. at der må først sendes data igen efter 109,4 ms (125 ms 15,6 ms) 4

5 Polisers og Markers En Marker er en Policer, hvor handlingen ved Conform og Exceed ikke indeholder en drop funktion. Vertikal separation af trafik Pakker skal mærkes så tæt som muligt på kilden som det er teknisk og administrativt gennemførligt. Pakkerne er typisk mærket af en applikation. Horizontal separation af trafik Mærkningen af pakkerne er lavet af Policer og er sket på baggrund af trafikrate Committed Access Rate - CAR CAR er det ældste Policing tool anvendt af Cisco. CAR anbefales generelt ikke til QoS anvendelse CAR kan klassificere og mærke pakker ved at bruge IPP, DSCPs og QoS group settings 5

6 Class-Based Policing Class definitioner står for applikation separation Policing foretages kun på classes som er konfigureret i policy map Inkluderer generelt AF og BE classes Anvender class maps og policy maps Class og Policy Map Class map: identificerer trafikken Policy map: beskriver forsendelse af trafikken CIR, Bc, mm. og hvilken handling conform, exceed og violate Policer kan konfigureres på: Interface Subinterface ATM/Frame Relay PVC levels Class-based policing virker på både unicast og multicast pakker 6

7 Single-Rate-Three-Color Marker/Policer Bruger en algoritme med to puljer Ubrugte tokens i første pulje overføres til anden pulje Tilladelse til overførsel til anden pulje kaldes Excess burst Be Har 3 trafik tilstande Conform Exceed Violate Single-Rate-Three-Color Marker/Policer 7

8 Single-Rate-Three-Color Marker/Policer Single-Rate Three-Color Marker/Policer Class Default eksempel: Router# sh run Policy-map RFC2697-POLICER Class class-default police cir bc 8000 be 8000 conform-action set-dscp-transmit af31 exceed-action set-dscp-transmit af32 violate-action set-dscp-transmit af33 8

9 Two-Rate Three-Color Marker/Policer Parametre: PIR: Peak Information Rate (max. tilladte trafikrate) PBS: Peak Burst Size (max. str. af første token pulje) CIR: Committed Information Rate CBS: Committed Burst Size Tp: Token count af CBS Tc: Token count af EBS B: Byte str. Af tilbudt pakke Two-Rate Three-Color Marker/Policer PIR antal token CIR antal token 9

10 Two-Rate Three-Color Marker/Policer Two-Rate Three-Color Marker/Policer Two-Rate Three-Color Policer eksempel Eks.: Router#sh run Policy-map RFC2698-POLICER class class-default police cir 8000 bc 1000 pir be 2000 conform-action set-dscp-transmit af31 exceed-action set-dscp-transmit af32 violate-action set-dscp-transmit af32 10

11 Hierarchical Policing Anvendes til Policing på flere niveauer Eks.: Begrænse TCP trafik, men heraf må kun en del være FTP trafik. Der kan anvendes op til tre niveauer (afhængig af software og version) Hierarchical Policing Policer på andet niveau ser kun pakker som er behandlet på første niveau. Policer på andet niveau ser aldrig pakker som første niveau har droppet Eks.: Router#sh run Policy-map FTP-POLICER class FTP police cir bc conform-action transmit exceed-action drop! Policy-map TCP-POLICER class TCP police cir conform-action transmit exceed-action drop service-policy FTP-POLICER 11

12 Hierarchical Policing Multiaction Policing Anvendes hvis der er behov for mærkning på både lag to og lag 3 Introduceret i Cisco IOS Release 12.2(8)T Hierarchical Policing 12

13 Hierarchical Policing Hierarchical Policing Percentage-Based Policing Mange netværk indeholder forskellige interface med forskellig båndbredde For at kunne bruge en generel Policy på forskellige interface, kan den tilladte trafik angives i % af interfacets båndbredde. F.eks.: FTP trafik må max. udgøre 10% af båndbredden uanset interface og båndbredde 13

14 Hierarchical Policing Percentage-Based Policing Følgende kommandoer kan anvendes: Police cir percent xxx Police cir percent xxx pir percent yyy Kun ved CIR og PIR værdier kan percent anvendes Hvis percent anvendes skal begge parametre angives med percent Hierarchical Policing 14

15 Shapers Shaping algoritme Shaping ved ATM netværk Shaping ved Frame Relay netværk Class-Based Frame Relay Traffic Shaping Frame Relay Voice-Adaptive Traffic Shaping Class-Based Shaping Hierarchical Class-Based Shaping Percentage-Based Shaping Shapers På samme måde som Policers undersøger Shapers pakker i forhold til regler for trafik Forskelle: Policers dropper eller genmærker pakker ved exceed og violate Shapers forsinker pakker ved exceed og violate 15

16 Shapers - Policers Shapers - Policers 16

17 Shapers Eks. På anvendelse Non broadcast multiaccess topologi NBMA Shaping algoritme Shapers bruger Token Bucket algoritmen CIR = Bc / Tc Når Shapers anvendes til realtidstrafik anbefales Tc = 10 ms G.114 specifikationen foreskriver delay på max. 150 ms for voice end-to-end Tc er ikke en command parameter i Cisco CLI. I stedet sættes Bc til CIR*10 ms Peak Rate = CIR ( 1 + Be / Bc ) 17

18 Shaping ved ATM netværk ATM er en non broadcast multiaccess topologi Kræver speciel trafik shaping ATM traffic contracts (PVC specifikation) Real-time Variable Bit Rate VBR-RT Non-real-time Variable Bit Rate VBR-NRT Avaible Bit Rate ABR Unspecified Bit Rate UBR Shaping ved ATM netværk 18

19 ATM PVC konfiguration Shaping ved ATM netværk Router# sh run Interface ATM3/0.1 point-to-point Description OC3 Link to site-b Ip address Pvc 0/12 Vbr-nrt Generel Cisco shaping tools er ikke supporteret på ATM interface Shaping ved Frame Relay netværk Traffic shaping er nødvendig ved Frame Relay PVCs hvis QoS garanti er krævet FRTS Frame Relay Traffic Shaping er shaping mekanismen som er udviklet til Frame Relay 19

20 Frame Relay Traffic Shaping Router# sh run Interface serial0/1 no ip address encapsulation frame-relay frame-relay traffic-shaping! Interface serial0/1.50 point-to-point Description FR Link to BRANCH#50 Bandwidth 1536 Ip address Frame-relay interface-dlci 150 class FRTS-1536! Map-class frame-relay FRTS-1536 frame-relay cir frame-relay bc frame-relay be 0 frame-relay mincir No frame-relay adaptive-shaping Frame Relay Traffic Shaping Class-Based Frame Relay Traffic shaping Cisco IOS Release 12.2(13)T FRTS funktioner overført til MQC syntax Bruger class-based kommandoer Anbefalet motode til Frame-Relay DLCIs Map-class frame-relay FRTS-1536 service-policy output CB-FRTS

21 Frame Relay Voice-Adaptive Traffic Shaping Support af voice trafik med forudsigelig QoS på Frame Relay PVC, kræver traffic shaping som er udviklet til PVC og forholder sig strengt til CIR Årsag: Frame Relay mærker DE bit 1 ved excees og kan forårsage drop af pakker Frame Relay Voice-Adaptive Traffic Shaping FR-VATS introduceret i Cisco IOS Release 12.2(15)T Overvåger Frame Relay PVC Anvender priority class Ved voice pakker - shaper med mincir Ved andre pakker - shaper med line rate 21

22 FR-VATS Configuration Router# sh run Policy-map FR-VATS-768 Shape average //sets CIR to 768 kbps and Bc to mincir/100 Shape adaptive //sets mincir to kbps Shape fr-voice-adapt deactivation 30 //enables default FR VATS deactivation timer! Interface serial0/1 no ip address encapsulation frame-relay serial restart delay 0 frame-relay fragmentation voice-adaptive deactivation 30 //sub-component of FR-VATS! Interface serial 0/1.50 point-to-point Bandwidth 768 Ip address frame-relay interface-dlci 150 class FRTS-768 //applies the FR map-class to the DLCI! map-class frame-relay FRTS 768 service-policy uotput FR-VATS 768 frame-relay fragment 480 Percentage-Based Shaping Introduceret i Cisco IOS Release 12.2(13)T Shape [average peak] percent xx Burst size kan ikke konfigureres med percentage - men kan angives i ms Show policy interface 22