QoS. Quality of Service. TDC IP telefoni Scale

Relaterede dokumenter
Introduktion til Quality of Service

Quality of Service. - en introduktion! IP telefoni kursus

QoS. - prioritering af pakketransporten! Netteknik 1

QoS Design overblik. Agenda. QoS på L3. Trafiktyper. QoS principper. Voice Best-Effort. Klassifikation og mærkning Policing Queing

QoS Design overblik. QoS på L3

QoS Design overblik Kapitel 2

CoS. Class of Service. Rasmus Elmholt V1.0

VLAN. VLAN og Trunks. Region Syd Grundlæggende netværk

VLAN, Trunk & VTP. VLAN: Virtual Local Area Network

H.323. Protocol suite. En ITU standard til VoIP

IP Telefoni En naturlig udvikling?

Bilag 1c: Produktspecifikation for Multikanal

Policing og Shaping Kapitel 4

IP Telefoni. IP telefoni introduktion. TDC IP telefoni Scale

IP Telefoni. En introduktion! Funktion, teknologier & begreber. En naturlig udvikling?

Bilag 1 Produktbeskrivelse for Ethernet BSA Multikanal

Bilag 1e: Produktspecifikation for Enkanals QoS

IP Telefoni. Funktion, teknologier & begreber. En introduktion!

VoIP. Voice over IP & IP-Telefoni. Lars Christensen & René Truelsen, Dec. 2004

Bilag 1e: Produktspecifikation for ebsa Enkanals QoS

Bilag 1c: Produktspecifikation for FBSA Enkanals QoS

VLAN. - mange logiske net på ét fysisk! Netteknik 1

SIP. Session Initiation Protocol TDC IP telefoni Scale. SIP design mål

SIP. Session Initiation Protocol. TDC IP telefoni Scale

Network. Netværks design. Region Syd Grundlæggende netværk

NETVÆRKSKURSUS Oktober November jmt

Internet Protokollen. - IP er arbejdshesten på næsten alle netværk! Netteknik 1

VLAN. - mange logiske net på ét fysisk! Netteknik 1

Routeren. - og lag 3 switchen! Netteknik 1

TCP & UDP. - de transportansvarlige på lag 4. Netteknik 1

IP Telefoni. Modul 3

VLAN - Virtual Local Area Network

Internet Protocol (IP)

Introduktion til MPLS

PRODUKTDOKUMENTATION FLEXFONE INTERNET

Agenda: Traffic Shaping

WAN s. - langdistance netværk! Netteknik 1

Bilag 1. Tekniske Specifikationer

Cisco ASA Vejledning. Opsætning af DMZ-zone

Bilag H til aftale om IPConnect: Service Level Agreement

The ADSL-optimizer: Korrekt trafikstyring på ADSL linier

IP telefoni. - ét netværk til data, video og tale! Netteknik 1

Hvad er VoIP og fordelene ved det?

Bilag C. Tekniske specifikationer

Bilag 4: Service Level Agreement SLA

Introduktion til FoIP (Fax over IP)

Netteknik 1. AMU kursus nr Netteknik 1 (AMU 44947) - anvendelse af teknologier og begreber. Formålet med kursus

MPLS konfiguration. Scenarie hold 1 & 2

Netværksmålinger. - en introduktion! Netteknik. TCP - IP - Ethernet

QoS-Management as Closed Control Loop

Produktspecifikationer DSL forbindelse Version 2.2

Projektopgave. Byg et netværk til gruppens nye firma!

Netteknik 1. AMU kursus nr Netværk grundlæggende ( AMU Netteknik 1 ) - anvendelse af teknologier og begreber. Formålet med kursus

Route-tabellen. Routertabel R2. Routertabel R3. Routertabel R1. Routertabel R4 NETVÆRK SENDES TIL

Netværksmålinger. - en introduktion! Netteknik

Bilag 1e: Produktbeskrivelse for Shared fiber acces

IP routing. - flytter pakkerne effektivt på lag 3! Netteknik 1

IP routing. Netteknik 1. Routere er de enheder på netværket som kan flytte IP datapakker mellem forskellige logiske netværk (IP net) Router

Bilag 1d: Produktspecifikation for ebsa Multicast og VOD

Netværkslaget Rutning og sammenkobling

Ethernet teknologi. - hvordan fungerer det? Netteknik 1

Indhold Kapitel 1 Computernetværk og internettet

Datanet Obligatorisk opgave 2: TCP. René Hansen Michael Nilou Anders Bjerg Pedersen Hold september 2007

Bilag 4: Service Level Agreement SLA

PNI/GRN - 1. kursusgang

BGP Peers Opbygning af BGP Peers/Neighbors

IP version 6. Kapitel 3: IPv6 in Depth Baseret på bogen: Cisco Self-study: Implementing Cisco IPv6 Networks Henrik Thomsen V1.0.

ARP og ICMP. - service protokoller, som vi ikke kan undvære! Netteknik 1

Netteknik 1. - anvendelse af teknologier og begreber. AMU kursus nr

Managed LAN: Produktspecifikationer Version: 2.1

VULA uncontended løsning TDC/TWD

Grupperum: B C2-203 C2-201(18m2) C3-105 C3-201(24m2) 2 distsys a 5 prs C4-103(21m2)

Programmering af CS7050 TCP/IP modul

Oplæg om IPv6 den 4/ v. Jacob Jensen og Mathias Hollensen

Det Danske Filminstitut byder velkommen til vores UDP Server. Pligtaflevering - Version 2.0

Her kan du læse om OSI modellen, og de 7 forskellige lag. Der er en mindre detaljeret beskrivelse udfra hvert lag.

Specifikation for Regionsnetværk (WAN) i Region Syddanmark

IPv6 sameksistens med IPv4. af Laurent Flindt Muller & Jakob Pedersen

Ethernets placering i OSI modellen

LAN typer. 1. Ethernet (CSMA/CD - ISO ) Indholdsfortegnelse

General setup. General konfiguration. Rasmus Elmholt V1.0

EU-udbud af WAN infrastruktur

EU-udbud af WAN infrastruktur. Bilag 5 - Prøver og dokumentation

Bilag 1c Produktspecifikation for ATM BSA Multikanal

Nye digitale videoteknologier ved Keld Damsbo

Underbilag Specifikation af Regionsnetværk

IP version 6. Kapitel 2: IPv6 adresser. Baseret på bogen: Cisco Self-study: Implementing Cisco IPv6 Networks Henrik Thomsen V1.0.

Infrastruktur i hjemmet og begreber

Kundecase: Sådan skaber Blue Coat s løsninger værdi hos Haldor Topsøe. Peter Sindt psi@dubex.dk Copenhagen,

DAU REMOTE ACCESS LØSNINGSMULIGHEDER OG TEKNOLOGIER MED REMOTE ACCESS JOHN AMMENTORP

Bilag 1 Produktspecifikation

Introduktion til BGP 4 Border Gateway Protocol version 4

Signalopsamling i netværk. Kristen TheCamp.dk 2015

IP Telefoni. Modul 2

Revision af firewall. Jesper B. S. Christensen. Sikkerhed og Revision 6/7 September 2018

TCP/IP stakken. TCP/IP Protokollen består af 5 lag:

beskrivelse af netværket på NOVI

Et netværk bliver til

Kundecase: Sådan skaber Blue Coat s løsninger værdi hos Haldor Topsøe

Transkript:

QoS Quality of Service TDC IP telefoni Scale

IP standard service IP er designet til best-effort services Best-effort: Transport af data efter bedste-evne IP er fra starten designet til Komplekse computere (TCP protokollen) Simpelt netværk uden QoS Ingen garanti for en bestemt båndbredde Ingen garanti for minimum eller konstant forsinkelse

Traffik typer Almindelig data (Transaktions orienteret) WWW, FTP, database opslag IP telefoni (Voice) RTP, SIP IP Video konferencer RTP On-line baseret (Karakter orienteret) Telnet, ssh, Citrix (Terminal Services)

Almindelig data (Transaktions orienteret) WWW, FTP, database opslag IP telefoni (Voice) RTP, SIP IP Video konferencer RTP Traffik typer On-line baseret (Karakter orienteret) Telnet, ssh, Citrix (Terminal Services)

Traffik typer IP Telefoni Video Transaktion Karakter Datamængde 40-90Kbps 90-300Kbps 0-max Grådig Datastrøm Konstant Varierende Meget Varierende 5-25 Kbps Varierende Forsinkelse Meget lille Meget lille Ikke følsom Lille < 150 ms < 150 ms (Sådan da) Jitter < 30 ms < 30 ms Ikke følsom Mindre følsom Pakketab Følsom UDP Følsom UDP Ikke følsom TCP Mindre følsom TCP

QoS QoS indtil nu Kredsløbskoblede teknologier ISDN ATM QoS fremover Pakkekoblede teknologier Internettet Internettet er stort og komplekst QoS er afhængig af alle led mellem afsender og modtager

QoS på Internettet idag Øg båndbredden Større båndbredde = mindre forsinkelse Giver ingen garanti for lille forsinkelse Urentabelt økonomisk Alle former for trafik behandles ens Best-effort

Hvad er QoS At opdele trafikken i trafik-klasser For eksmpel: Voice, Web, mail.. Forskelsbehandle klasserne i forhold til en fastsat QoS politik. Formålet med QoS Garantere minimum båndbredde for klasse Garantere maksimum forsinkelse for klasse QoS skaber ikke båndbredde men, Styrer båndbredden, så den udnyttes effektivt

QoS Man kan sige at QoS er planlagt uretfærdighed

Hvor opstår problemerne Alle steder hvor der kommer mere trafik ind end der kan komme ud Routere Switche

QoS definition QoS er et netværks evne til at levere: høj tilgængelighed. 99.999% oppetid. ( 5 minutter pr. år nedetid) En given overførselskvalitet målt på Pakketab (Defineret af QoS politikken) Forsinkelse - Delay eller latency Variabel forsinkelse - Jitter

Hvad er Delay/latency I IP telefoni defineres delay som Tiden der går fra lyden forlader talerens mund indtil det når lytterens øre

QoS definitioner Packetization delay (IP Telefoni) Tiden det tager at lave en pakke i telefonen Lyden skal samples og encodes Serialization delay Tiden det tager at sende en pakke bit for bit Der er typisk mange Serialization delays undervejs Propagation delay Tiden det tager for impulserne at bevæge sig gennem mediet. (Elektrisk/optisk) Switching/Queing delays Tid det tager Routerene og Switchene at behandle pakken undervejs

QoS definitioner Båndbredde Hvor stort et hul i antal bps er til rådighed for en given applikation. (F.eks. WWW trafik) Delay/Latency Summerede værdi af alle delays undervejs Serialization, propagation, switching/queing Pakke tab På grund af overbelastning På grund af bitfejl (F.eks. Gammel fiber)

QoS problematikken? For at kunne tilgodese de forskellige applikationers krav til performance er nettet nødt til at tildele ressourcer specifikt til de enkelte trafiktyper Krav til lavt delay betyder korte køer (buffere) Krav til lavt pakketab betyder lange køer På lag 2 i Ethernet kan man prioritere pakker ved at bruge prioritets bittene i IEEE 802.1Q/p headeren. På lag 3 er der to forskellige måder at få QoS på: IntServ (Integrated Services) hvor enheder og applikationen kan reservere kapacitet til deres flow DiffServ (Differentiated Services) hvor trafikken opdeles i klasser med hver sin prioritet

QoS problematikken? Vi kender også konceptet fra andre steder Hurtigkasser(IKEA) BroBizz(Bæltet)

Ethernet tagget TPID Altid sat til 8100 16 Identificerer frame som 802.1Q pakke. TCI består af tre felter: Prioritet. Kan antage værdier fra 0 til 7. (Class of Service CoS) CFI: Canonical Format Indicator. Ved Ethernet er CFI bit altid 0. (Token Ring = 1) VID: VLAN ID. Kan have værdier mellem 1 og 4095 Standard 802.3 Ethernet Frame Modtager MAC Adresse 6 Bytes Afsender MAC Adresse 6 Bytes Data Type 2 Bytes 64-1518 Bytes DATA 46-1500 Bytes CRC Check 4 Bytes 802.1Q tagged 802.3 Ethernet Frame Prioritet CFI VID 3 bit 1 bit 12 bit Modtager MAC Adresse 6 Bytes Afsender MAC Adresse TPID TCI Data Type 6 Bytes 2 Bytes 2 Bytes 2 Bytes 68-1522 Bytes! DATA 46-1500 Bytes CRC Check 4 Bytes

Pakke klassificering på OSI lag 2 På et Switch baseret LAN kan man prioritere pakker ved at bruge lag 2 Class of Service (CoS) prioritets bittene i IEEE 802.1Q/p headeren. Tale pakker (RTP pakker) fra Cisco s IP telefoner markeres med: CoS = 5 værdi på lag 2 protokollen 802.1p Kontrol informationer (opkalds numre mv.) fra Cisco s telefoner markeres med: CoS=3 værdi på lag 2 protokollen 802.1p

IEEE 802.1Q/p pakke klassificering på lag 2 Tabellen viser forslag til prioritet og trafik type Layer 2 Class of Service CoS 0 (000 binært) CoS 1 (001 binært) CoS 2 (010 binært) CoS 3 (011 binært) CoS 4 (100 binært) CoS 5 (101 binært) CoS 6 (110 binært) CoS 7 (111 binært) Trafik type Routine- Bedste evne Baggrundsprocessor Fri Forretningsapplikationer Streaming multimedia Video Voice Netværks administration

IEEE 802.1p pakke klassificering på lag 2 Pakke prioriteringen sker på en pr. hop basis dvs. hver Switch skal prioritere pakken. Lag 3 enheder som Routere fjerner Lag 1 2 og dermed prioriteringen. IEEE 802.1p kan prioritere data pakker i 8 niveauer (CoS 0-7). Mange switche har kun 4 køer, så prioriteringen grupperes ofte 2 og 2. Mange manageable lag 2 switche kan sætte prioriterings feltet udfra: VLAN medlemsskab Port nummer på switch Pc MAC adresse Lag 3 DSCP værdi Det er kun få pc er der understøtter 802.1p og kan man stole på det? Switch Kø1 til Cos 0-1 Kø2 til Cos 2-3 Kø3 til Cos 4-5 Kø4 til Cos 6-7 CoS 0 = CoS 3 = CoS 5 =

QoS på IP-netværk IntServ (Integrated Services) Enheder og applikationen kan reservere kapacitet til deres Flow Alle Routere undervejs reserverer kapacitet til Flowet Reservation sker vha. RSVP protokollen IntServ er en End to End QoS service og kræver at man styrer hele nettet. DiffServ (Differentiated Services) Trafikken opdeles i klasser med hver sin prioritet Netværks administratoren definerer reglerne for trafik klassificering, der fx kan være baseret på adresse, protokol, port DiffServ giver pr. Hop prioritering dvs. hver Router / Switch skal prioritere pakken. Giver ikke ægte QoS. Prioriterer - men giver ikke garanti

opsummering OSI lag 2 Class of Service på Ethernet 802.1Q/p Giver prioritering af trafikken i Switchede netværk. (LAN) OSI lag 3 Quality of Service i IP baserede netværk Integrated service IntServ Alle routere undervejs reserverer garanteret båndredde Forbindelses orienteret Stort ressourceforbrug i Routerne. QoS dynamisk: Oprettelse og nedbrydning af Flows via RSVP Mest anvendt i private netværk Differentiated Services DiffServ De enkelte pakker mærkes med en prioritet Routere undervejs behandler pakke efter mærkning af pakken Lille ressourceforbrug i Routerne i forhold til IntServ QoS statisk: Trafiktyper fast opsat i forhold til QoS politik

Anbefalede markeringer Forskellige standarder anbefaler forskelige inddelinger

Markeringer Forskellige standarder anbefaler forskelige inddelinger Application Layer 3 Classification Layer 2 CoS/MPLS EXP IPP PHB DSCP IP Routing 6 CS6 48 6 Voice 5 EF 46 5 Interactive Video 4 AF41 34 4 Streaming-Video 4 CS4 32 4 Locally-Defined Mission-Critical Data 3 25 3 Call-Signaling 3 AF31/CS3 26/24 3 Transactional Data 2 AF21 18 2 Network Management 2 CS2 16 2 Bulk Data 1 AF11 10 1 Scavenger 1 CS1 8 1 Best Effort 0 0 0 0

QoS definitioner Classification Sortering af indkomne pakker i klasser Foregår ved Ingress punktet (indgangen) af et netværk. Trafikken indeles i forskellige trafikklasser For eksempel en VoIP klasse og en Data klasse Pakkerne sendes videre til Marking Marking Mærkning af trafik / pakker Pakker mærkes således at de tilhører en trafikklasse Pakkerne mærkes ved Ingress (indgangen) til nettet Queuing Kø systemer (Foregår i alle enheder) Pakkerne havner i forskellige køer alt efter deres mærkning Køer har forskellige prioriteter ( kø politikker) For eksempel skal VoIP køen være tom for Data køen tømmes Signalling Signallering mellem enheder Anvendes typisk kun til RSVP ved IntServ

Integrated Services QoS bruger QoS udbyder QoS bruger Signalering RSVP signalering starter ved brugeren, og sendes videre til alle Routere undervejs. Alle Routere skal godkende Flowet. Mærkning Mærkning foregår ved at brugerudstyret markerer hvilket RSVP Flow pakken tilhører Klassificering Foregår på hver Router, baseret på Flow Queing Pakkerne placeres i køer baseret på deres Flow.

Differentiated Services PE Router PE Router QoS bruger QoS udbyder QoS bruger Signalering Ikke nødvendig, da QoS er sat statisk op Klassificering Foretages af PE Routeren baseret på IP adresse, Port nummer. Mærkning Mærkning foretages af PE Routeren ved at placere pakkerne i Service Klasser (DSCP) Queing Pakkerne placeres i køer baseret på deres Service klasse (DSCP) Foregår i alle Routere. PE Router = Provider Edge Router

QoS komponenter Signalling Queuing Classification And marking Integrated Services (RSVP) Differentiated Services (DSCP) Traffic Shaping Congestion Control Admission Control Traffic Policing QoS Policy

Congestion Management Kapitel 5

Køsystemer Round Robin Weighted Fair Strict Priority Scheduling Agenda Hvilke pakker skal i hvilke køer

LLQ Lidt forkortelser Low Latency Queuing CBWFQ Class-Based Weighted Fair Queing WRED Weighted Random Early Detection WTD Weighted Tail Dropping

Princippet i køsystemer Queing KØ 1 KØ 2 Scheduling Trafik på vej ind i Router KØ 3 KØ 4 Trafik på vej ud af Router Router Pakkerne lægges i køer baseret på trafiktype, hvis output interfacet er congested

Queing At lægge pakkerne i en eller flere buffere, medens de venter på at blive afsendt. Queing anvendes kun hvis Output Interfacet er mættet (Congested) Queing slås fra igen når Output Interfacet kan følge med igen.

Scheduling Scheduleren beslutter hvilken pakke der skal sendes næste gang Der findes flere Scheduler principper Strict Priority Round Robin Weighted Fair Kaldes også Congestion Management

Strict Priority Scheduling Køer har forskellig prioritet. For eksempel 1 til 4. Kø 1 Højeste prioritet. Kø 1 skal tømmes før Kø 2 serviceres Kø 2 skal tømmes før Kø 3 serviceres God til VoIP - men Hvis der er meget trafik i en kø risikeres at andre køer går i stå

Round Robin Scheduling Køerne services skiftevis Ingen køer går i stå Ved Strict Priority Risikerede vi stoppede køer Forsinkelse meget uberegnelig Ikke anvendelig til VoIP

Weighted Fair Scheduling Har check på antallet af Flows i hver kø Har styr på afsender/modtager IP og portnumre Sikrer at alle Flows behandles retfærdigt Nogle fylder meget andre lidt Bestemmer hvilken Kø ud fra IP Precedence Køer med høj prioritet serviceres oftere Med stigende antal Flows er der mindre båndbredde pr. Flow Giver ingen båndbredde garanti Derfor ikke velegnet til VoIP

Congestion Avoidance Når køerne er ved at være fyldte Selective Dropping Smid nogle af de modtagne pakker væk Virker bedst med TCP (Windowing mekanismen)

Congestion Avoidance Kø hale KØ 1 KØ 2 Kø hoved Trafik på vej ind i Router KØ 3 KØ 4 Trafik på vej ud af Router Router Congestion Avoidance Congestion Management

Forskellige køsystemer FIFO PQ CQ WFQ PQ-WFQ CBWFQ LLQ Klassifik ation Interface Interface Protocol Interface Protocol IP Prec RSVP Protocol Port RTP port for PQ IP Prec for WFQ Class based Class Based Antal køer 1 4 16 Per flow 1 PQ + WFQ Op til 256 1 PQ + CBWFQ Scheduli ng FIFO Strict Priority Round Robin Weight Fair 1 strict + WFQ Delay Garanti Nej Ja for en kø Nej Nej Ja for PQ kø Nej Ja for PQ kø Båndbrd. Garanti Nej Nej Ja Nej Ja for PQ kø Ja Ja Anbefale Til VoIP Nej Nej Nej Nej Nej Nej Ja

Kø i en Router En Router har flere køsystemer

CBWFQ Class Based Weighted Fair Queue Op til 256 klasser af trafik kan defineres Hver klasse har mulighed for at bruge WFQ class-map MISSION-CRITICAL match dscp af31! policy-map WAN-VIBORG class MISSION-CRITICAL bandwidth percent 25 class class-default fair-queue! interface serial0/0 service-policy output WAN-VIBORG bandwidth 8000

LLQ: Low Latency Queing LLQ burde egentlig hedde PQ-CBWFQ Men det er lige langt nok LLQ består af 1 Priority kø til Real-time trafik PQ Op til 256 klasse baserede køer CBWFQ Hver klasse kan tildeles en båndbredde

LLQ eksempel class-map MISSION-CRITICAL match dscp af41 class-map match-all VoIP match dscp ef class-map SIGNALING match dscp af31! policy-map WAN-VIBORG class MISSION-CRITICAL bandwidth 25000000 class VoIP priority 10000000 class SIGNALING bandwidth 100000 class class-default fair-queue! interface fastethernet0/0 service-policy output WAN-VIBORG

LLQ princip Kø hale PQ Class 1 Kø hoved Trafik på vej ind i Router Class 2 Default WFQ Trafik på vej ud af Router Router LLQ eller PQ-CBWFQ

LLQ Ikke mere end 33% til Priority Queue Alloker ikke mere end 75% i alt Bandwidth remaining kan anvendes Bandwidth remaining Deler resterende båndbredde policy-map WAN-VIBORG class VoIP priority percent 33 class MISSION-CRITICAL bandwidth remaining percent 50 class class-default bandwidth remaining percent 50

Hvordan gør vores switche? Tech Dive - Input 2 input køer Med 2 drop tresholds Også kaldet 2Q2T

Hvordan gør vores switche? Tech Dive - Output 4 Egress Køer Kø nr 1 kan være expedite kø Hvis en expedite kø er konfigureret skal den altid tømmes først Switch Kø1 til Cos 0-1 Kø2 til Cos 2-3 Kø3 til Cos 4-5 Kø4 til Cos 6-7 CoS 0 = CoS 3 = CoS 5 =