IQoMInfra-estrutura para Medição
de QoS e Implantação de Serviços Diferenciados
José Augusto Suruagy MonteiroJosé Augusto Suruagy Monteiro
IQoM
Projeto IQoM
Motivação: GT de QoS da RNPMotivação: GT de QoS da RNP Instituições Participantes:Instituições Participantes:
UNIFACS / Universidade SalvadorUNIFACS / Universidade Salvador UFRGS / Instituto de InformáticaUFRGS / Instituto de Informática UFSC / Centro TecnológicoUFSC / Centro Tecnológico UFPR / Departamento de InformáticaUFPR / Departamento de Informática Fundação CPqD Fundação CPqD UCL / University College LondonUCL / University College London
IQoM
Objetivos
Implantação de uma Implantação de uma Infra-estrutura de Infra-estrutura de mediçõesmedições
Implantação de uma arquitetura de Implantação de uma arquitetura de Serviços DiferenciadosServiços Diferenciados
IQoM
Atividades Previstas
Definição de Métricas de Desempenho Definição de Métricas de Desempenho e Técnicas de Mediçãoe Técnicas de Medição
Implantação de uma Infra-estrutura de Implantação de uma Infra-estrutura de MediçõesMedições
Implantação de Serviços Diferenciados Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ)(DiffServ)
IQoM
Métricas de Desempenho e Técnicas de Medição Investigação sobre métricas e técnicas de Investigação sobre métricas e técnicas de
medição conhecidasmedição conhecidas Definição das métricas de interesseDefinição das métricas de interesse Avaliação das técnicas e plataformas de Avaliação das técnicas e plataformas de
medição conhecidas para as métricas medição conhecidas para as métricas definidasdefinidas
Proposição de novas métricasProposição de novas métricas Proposição de novas técnicas de mediçãoProposição de novas técnicas de medição
IQoM
Infra-estrutura de Medições
Levantamento das Plataformas de Medições ExistentesLevantamento das Plataformas de Medições Existentes Definição das Plataformas de Medição a serem Definição das Plataformas de Medição a serem
utilizadas no projetoutilizadas no projeto Implantação de um piloto de medições ativas Implantação de um piloto de medições ativas Implantação de um piloto de medições passivasImplantação de um piloto de medições passivas Implementação de procedimentos seguros para Implementação de procedimentos seguros para
condensação e disponibilização das medidascondensação e disponibilização das medidas Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de
análise análise Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)
IQoM
Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ) Definição das classes de tráfego e proposta de Definição das classes de tráfego e proposta de
mapeamento das aplicações típicasmapeamento das aplicações típicas Definição e implementação de uma arquitetura de Definição e implementação de uma arquitetura de
serviços para a rede METROPOAserviços para a rede METROPOA Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no
âmbito da RMAV-FLN e RCT-SCâmbito da RMAV-FLN e RCT-SC Definição e implantação de um ambiente Diffserv na Definição e implantação de um ambiente Diffserv na
UNIFACSUNIFACS Integração dos ambientes locais através da RNP2 e Integração dos ambientes locais através da RNP2 e
internacional com a UCLinternacional com a UCL
IQoMMedições Fim-a-Fim em
Redes
Cristina Duarte MurtaCristina Duarte Murta
Mário E. AugustoMário E. Augusto
Departamento de InformáticaDepartamento de Informática
UFPRUFPR
IQoM
Contexto: Medições de Desempenho ObjetivoObjetivo
Desenvolver metodologias e ferramentas Desenvolver metodologias e ferramentas para estimar métricas de desempenho fim-para estimar métricas de desempenho fim-a-fima-fim
““Despite powerful networks, applications Despite powerful networks, applications don’t get optimal throughput”don’t get optimal throughput”
IQoM
Motivação: porque medir auxiliar a utilização das redes pelas aplicações e serviçosauxiliar a utilização das redes pelas aplicações e serviços avaliar a possibilidade de executar uma aplicação ou serviçoavaliar a possibilidade de executar uma aplicação ou serviço verificar acordos sobre níveis de serviçoverificar acordos sobre níveis de serviço acompanhar e prever o crescimento da utilizaçãoacompanhar e prever o crescimento da utilização planejar aumento de capacidade da infra-estruturaplanejar aumento de capacidade da infra-estrutura fazer diagnóstico de problemas e otimização do uso dos fazer diagnóstico de problemas e otimização do uso dos
recursosrecursos tarifar provimento de acessos e serviçostarifar provimento de acessos e serviços auxiliar o projeto dos sistemas de redes auxiliar o projeto dos sistemas de redes prover informação para melhorar o desempenho dos servidoresprover informação para melhorar o desempenho dos servidores etc, etc...etc, etc...
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Medições Fim-a-Fim
porque fim-a-fimporque fim-a-fim requer cooperação apenas dos pontos terminaisrequer cooperação apenas dos pontos terminais pode ser a única forma de monitorar um caminho pode ser a única forma de monitorar um caminho
que inclui várias redesque inclui várias redes métricas - IETF - IPPM WGmétricas - IETF - IPPM WG
conectividade, atraso de ida, atraso de ida e volta, conectividade, atraso de ida, atraso de ida e volta, variação do atraso, perdas, reordenação de variação do atraso, perdas, reordenação de pacotes, largura de banda, utilização, etc pacotes, largura de banda, utilização, etc
IQoM
Medições Fim-a-Fim: como medir Medições ativas e passivasMedições ativas e passivas Para cada métricaPara cada métrica
exemplo: largura de bandaexemplo: largura de banda técnica: método para fazer a mediçãotécnica: método para fazer a medição
exemplo: one-packet, packet-pair, packet-train, exemplo: one-packet, packet-pair, packet-train, packet-tailgatingpacket-tailgating
ferramentas: implementações das técnicasferramentas: implementações das técnicas exemplo: bprobe, cprobe, pathrate, pathchar, exemplo: bprobe, cprobe, pathrate, pathchar,
nettimer, clinknettimer, clink
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Medições de Largura de Banda ImportânciaImportância
avaliar possibilidade de execução de avaliar possibilidade de execução de aplicações e serviçosaplicações e serviços
pagamento por banda pagamento por banda MotivaçãoMotivação
área em grande desenvolvimentoárea em grande desenvolvimento várias técnicas e ferramentas disponíveisvárias técnicas e ferramentas disponíveis ainda sem solução satisfatóriaainda sem solução satisfatória
IQoM
Medições de Largura de Banda Evolução das técnicas e ferramentas:Evolução das técnicas e ferramentas:
conceito de dispersão de pacotes: Jacobson, 1988conceito de dispersão de pacotes: Jacobson, 1988 packet-pair, Keshav, 1991packet-pair, Keshav, 1991 bprobe e cprobe, Carter e Crovella, 1996bprobe e cprobe, Carter e Crovella, 1996 tcpanaly, Paxson, 1996tcpanaly, Paxson, 1996 one-packet, Jacobson, 1997one-packet, Jacobson, 1997 pchar, Mah, e clink, Downey, 1999pchar, Mah, e clink, Downey, 1999 packet tailgating, nettimer, Lai e Baker, 2000packet tailgating, nettimer, Lai e Baker, 2000 pathrate, Dovrolis, 2001pathrate, Dovrolis, 2001 pathload, Jain e Dovrolis, 2002pathload, Jain e Dovrolis, 2002
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Medições de Largura de Banda MétricasMétricas
Largura de banda de contenção Largura de banda de contenção bottleneck bandwidthbottleneck bandwidth ou ou capacitycapacity taxa máxima (camada IP) que um fluxo pode alcançar taxa máxima (camada IP) que um fluxo pode alcançar
em um caminho quando não existe tráfego (sem carga)em um caminho quando não existe tráfego (sem carga) Largura de banda disponível Largura de banda disponível
available bandwidthavailable bandwidth taxa máxima (camada IP) que um fluxo pode alcançar taxa máxima (camada IP) que um fluxo pode alcançar
em um caminho na presença de tráfego (com carga)em um caminho na presença de tráfego (com carga) Largura de banda utilizadaLargura de banda utilizada
quantidade de tráfego em um enlace num determinado quantidade de tráfego em um enlace num determinado momentomomento
IQoM
Estágio atual da pesquisa
foco em medição de largura de bandafoco em medição de largura de banda várias técnicas e ferramentas disponíveisvárias técnicas e ferramentas disponíveis
etapa inicial (já cumprida)etapa inicial (já cumprida) estudo das técnicasestudo das técnicas escolha de ferramentas para testeescolha de ferramentas para teste
nettimer, pathrate, bprobe, cprobe, clink, nettimer, pathrate, bprobe, cprobe, clink, pathrate, etc.pathrate, etc.
escolha de redes para testesescolha de redes para testes LAN, MAN, WANLAN, MAN, WAN
fase de execução de testesfase de execução de testes
IQoM
Resultados iniciais
avaliação de largura de banda: metodologiaavaliação de largura de banda: metodologia experimentação das ferramentas em redes experimentação das ferramentas em redes
operacionaisoperacionais validação com mapa de capacidade instalada da rede validação com mapa de capacidade instalada da rede
e com medidas do MRTGe com medidas do MRTG critérios de avaliaçãocritérios de avaliação
precisão dos resultadosprecisão dos resultados tempo de execução das ferramentastempo de execução das ferramentas tráfego gerado: intrusãotráfego gerado: intrusão dificuldade de uso das ferramentasdificuldade de uso das ferramentas
resultados iniciais não satisfatóriosresultados iniciais não satisfatórios
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Infra-estrutura de Medições
Levantamento das Plataformas de Medições ExistentesLevantamento das Plataformas de Medições Existentes Definição das Plataformas de Medição a serem Definição das Plataformas de Medição a serem
utilizadas no projetoutilizadas no projeto Implantação de um piloto de medições ativas Implantação de um piloto de medições ativas Implantação de um piloto de medições passivasImplantação de um piloto de medições passivas Implementação de procedimentos seguros para Implementação de procedimentos seguros para
condensação e disponibilização das medidascondensação e disponibilização das medidas Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de
análise análise Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)
IQoM
Piloto no MetroPoa fase I
RedeBRedeBRedeARedeASwitchSwitch ATM ATM
EstaçãoEstaçãode análisede análise
Estação deEstação decapturacaptura
Estações deEstações de
visualizaçãovisualização
FTPFTP
HTTPHTTP
IQoM
Medições no CPqD
Variação de atraso (jitter)Variação de atraso (jitter) Verificação da precisão do sincronismo Verificação da precisão do sincronismo
disponibilizado pelo protocolo NTP em disponibilizado pelo protocolo NTP em topologias variadastopologias variadas
Verificar a precisão do sincronismo Verificar a precisão do sincronismo utilizando GPSutilizando GPS
Comparar as medições de variação de Comparar as medições de variação de atraso (jitter) com e sem sincronismoatraso (jitter) com e sem sincronismo
IQoM
Medições no CPqD
AtrasoAtraso Perda de pacotesPerda de pacotes VazãoVazão Comparação de algumas ferramentas Comparação de algumas ferramentas
de mediçãode medição
IQoM
Pilotos em definição
Escolha da plataforma de medições ativas: Escolha da plataforma de medições ativas: AMP em estudo.AMP em estudo.
Aquisição de equipamento para Aquisição de equipamento para sincronização de relógios para medições sincronização de relógios para medições one-way (GPS ou CDMA)one-way (GPS ou CDMA)
Aquisição de mais uma placa de captura para Aquisição de mais uma placa de captura para medições passivas?medições passivas?
Uso do Netflow para medições passivas (GT-Uso do Netflow para medições passivas (GT-QoS)QoS)
IQoMQAME – QoS-Aware
Management Environment
Lisandro Zambenedetti GranvilleLisandro Zambenedetti Granville
UFUFRGSRGS
IQoM
QAME
Objetivos do QAME no contexto do IQoMObjetivos do QAME no contexto do IQoM Controlar o processo de monitoração a partir de Controlar o processo de monitoração a partir de
uma estação de gerência, disparando ações de uma estação de gerência, disparando ações de medição na redemedição na rede
Recolher os dados da infra-estrutura de medição Recolher os dados da infra-estrutura de medição para análisepara análise
Compara os dados das medições com o Compara os dados das medições com o desempenho esperado da rede, e gerar alarmes desempenho esperado da rede, e gerar alarmes quando necessárioquando necessário
Apresentar os resultados da medição e Apresentar os resultados da medição e monitoração ao gerente via interface Webmonitoração ao gerente via interface Web
IQoM
Implantação de Serviços Diferenciados (DiffServ) Definição das classes de tráfego e proposta de Definição das classes de tráfego e proposta de
mapeamento das aplicações típicasmapeamento das aplicações típicas Definição e implementação de uma arquitetura de Definição e implementação de uma arquitetura de
serviços para a rede METROPOAserviços para a rede METROPOA Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no
âmbito da RMAV-FLN e RCT-SCâmbito da RMAV-FLN e RCT-SC Definição e implantação de um ambiente Diffserv na Definição e implantação de um ambiente Diffserv na
UNIFACSUNIFACS Integração dos ambientes locais através da RNP2 e Integração dos ambientes locais através da RNP2 e
internacional com a UCLinternacional com a UCL
IQoM
Ambiente Diffserv no âmbito da RMAV-FLN e RCT-SC Plano de Trabalho:Plano de Trabalho:
Treinamento da equipe de bolsistas e colaboradores;Treinamento da equipe de bolsistas e colaboradores; Estudo de implementação DS dos roteadores CISCO e Estudo de implementação DS dos roteadores CISCO e
IBM e configuração de rede de testes;IBM e configuração de rede de testes; Configuração de ambiente DS na RCT e RMAV-FLN;Configuração de ambiente DS na RCT e RMAV-FLN; Testes de desempenho / medições do perfil das rede;Testes de desempenho / medições do perfil das rede; Utilização da infra-estrutura DS por uma aplicação de Utilização da infra-estrutura DS por uma aplicação de
teste (Vídeo conferência H.323);teste (Vídeo conferência H.323); Monitoração e medição do ambiente QoS;Monitoração e medição do ambiente QoS; Definição / padronização de classes de serviços.Definição / padronização de classes de serviços.
IQoM
Ambiente Diffserv na UNIFACS (1) Etapas:Etapas:
Implantação de infra-estrutura de roteadores (PC Implantação de infra-estrutura de roteadores (PC Linux-based) e plataforma de coleta de dados (em Linux-based) e plataforma de coleta de dados (em fase de levantamento e implementação)fase de levantamento e implementação)
Implantação do serviço DiffServ em roteadores Implantação do serviço DiffServ em roteadores com código aberto (operacional)com código aberto (operacional)
Proposta de configuração (Ad Hoc) para Proposta de configuração (Ad Hoc) para Agregação de Serviços Multimídia (em geral) e Agregação de Serviços Multimídia (em geral) e Aplicações de Telemedicina e VoIP (integrado Aplicações de Telemedicina e VoIP (integrado com projeto Infra-Vida/ CNPq - vídeo) em com projeto Infra-Vida/ CNPq - vídeo) em particularparticular
IQoM
Ambiente Diffserv na UNIFACS (2)
Monitoração de comportamento de tráfego para a Monitoração de comportamento de tráfego para a configuração proposta:configuração proposta:
Definição de cenários de testeDefinição de cenários de teste Medições e comparação com simulação (NS/ VoIP)Medições e comparação com simulação (NS/ VoIP) Adaptação de configuração para diferentes topologias Adaptação de configuração para diferentes topologias
de rede (Ad Hoc e/ou metodologia)de rede (Ad Hoc e/ou metodologia) Avaliação dos limites operacionais para a Avaliação dos limites operacionais para a
configuração e topologias investigadasconfiguração e topologias investigadas Elaboração de procedimentos operacionais Elaboração de procedimentos operacionais
(implantação e testes) para operação em piloto (implantação e testes) para operação em piloto RNPRNP
IQoM
Atividades do CPqD
Ambiente para implantações de protocolos VoIPAmbiente para implantações de protocolos VoIP Testes com MGCP, SIP-T, SIP e MPLSTestes com MGCP, SIP-T, SIP e MPLS
Planejamento de Redes IP e de Próxima Planejamento de Redes IP e de Próxima GeraçãoGeração Medições e metodologia para levantamento da Medições e metodologia para levantamento da
matriz de tráfegomatriz de tráfego Mecanismos de QoSMecanismos de QoS
MPLS, RSVP, Diffserv, Medição de parâmetrosMPLS, RSVP, Diffserv, Medição de parâmetros Outras atividades: WLAN, Rede Óptica Outras atividades: WLAN, Rede Óptica
(GMPLS), Suporte a Multimídia.(GMPLS), Suporte a Multimídia.
IQoM
Laboratório CPqD
GigabitServidor de vídeo
Router Tester
Rede Óptica
MPLSMPLS – TE
RSVP (IntServ)DiffServ
SS7
NUERA
NUERA
Serv. SIP
RGW
RGW
SIPPhone
CA
IPv6
Access Point WLAN
IQoM
CPqD: Arquiteturas de QoS
Implantação de MPLS, RSVP, DiffservImplantação de MPLS, RSVP, Diffserv Verificação de funcionamentoVerificação de funcionamento ConfiguraçãoConfiguração ContigênciaContigência Interação com as demais arquiteturasInteração com as demais arquiteturas Medições.Medições.
IQoM
Benefícios do Projeto (1/2)
Domínio da tecnologia conhecida para Domínio da tecnologia conhecida para medições em redesmedições em redes
Desenvolvimento de ferramentas e Desenvolvimento de ferramentas e possivelmente de técnicas para mediçõespossivelmente de técnicas para medições
Implantação de infra-estrutura piloto de Implantação de infra-estrutura piloto de medições na RNP2medições na RNP2
Elaboração de procedimentos sugeridos Elaboração de procedimentos sugeridos de medição para a RNP2 e backbones de medição para a RNP2 e backbones similaressimilares
IQoM
Benefícios do Projeto (2/2)
Implantação de testbeds locais para serviços Implantação de testbeds locais para serviços diferenciados (dentro de mesmos domínios)diferenciados (dentro de mesmos domínios)
Integração dos testbeds entre diversos Integração dos testbeds entre diversos domínios, e análise do comportamento dos domínios, e análise do comportamento dos tráfegos de serviços diferenciados tráfegos de serviços diferenciados