Einleitungsvortrag zur Diplomarbeit

Transkript

1 Einleitungsvortrag zur Diplomarbeit Entwurf und simulative Bewertung der kostenoptimalen Übertragung von Multimedia-Daten über Bandwidth- Broker-gesteuerte DiffServ-Netzwerke Waldemar Radi

2 Inhalt 1. Einleitung DiffServ 2. Thema Ressourcenallozierung in DiffServ-Netzen 3. Bandwidth-Broker Definition, Architektur 4. Coral-Server QoS-Algorithmus 5. Ziele 6. Zeitplan 2

3 Differentiated Services Aufteilung der Dienste in QoS-Klassen Definition eigener Behandlungsregeln (PHB) pro Klasse Der Paket-Header wird entsprechend der gewünschten Dienstklasse im IPv4 TOS-Feld bzw. IPv6 Class-Feld markiert (DSCP=46 für EF) Aggregation von vielen Microflows zu einem Macroflow pro Klasse bessere Skalierbarkeit Zuordnung von Paketen zu den PHB anhand von DSCP Border Router - Meter, Marker, Shaper, Dropper Core Router - geringere Komplexität, Anwendung von PHB statische Konfiguration durch Kundenverträge (SLA) - zwischen ISP und seinen Kunden - zwischen benachbarten ISP 3

4 Statische SLAs DiffServ ist nicht flexibel, da SLAs statisch sind keine Ende-zu-Ende QoS-Garantie für Microflows Die SLAs kosten Geld, auch wenn sie nicht zu 100% vom Sender genutzt werden SLS 2 Mb EF SLS 2 Mb EF Server1 ISP Client1 Packet drops Server1 SLS 2 Mb EF Client1 4

5 Ressourcenmanagement Die Aushandlung der optimalen SLAs zwischen den ISP erfordert erheblichen Aufwand für Administratoren Wünschenswert sind: a) Automatisierung beim SLA-Setup b) Optimale Nutzung der Ressourcen 1 Mb 3 Mb 1 Mb ISP 1 Mb 3 Mb 3 Mb 1 Mb Ingress SLA 3 Mb Egress SLA? 5

6 Bandwidth-Broker RFC 2638 definiert einen Bandwidth-Broker-Agenten (BB): Admission Control Server, der den Überblick über die noch vorhandenen Ressourcen in seiner Domäne behält die SLAs einer DS-Domäne verwaltet die Reservierunganfragen der BBs aus den benachbarten DS-Domänen und Endgeräten aus der eigener Domäne beantwortet SLA mit den BBs aus den benachbarten DS-Domänen aushandelt DiffServ-Parameter (PHB) in den Routern seiner Domäne konfiguriert Implementierungen: - Internet2 Qbone - Uni Bern (Simulation) RFC 2638 A Two-bit Differentiated Services Architecture for the Internet. K. Nichols, V. Jacobson, L. Zhang. July

7 BB - Signalling ISP A ISP B ISP C BB_A BB_B BB_C RAR SLA SLA Core Router Border Router Border Router SLA Media-Server Client Intra-domain communication Inter-domain communication Client 7

8 Kostenfunktion Bei der Neuverteilung der Ströme auf DiffServ-Klassen soll der QoS-Algorithmus im Coral-Server entscheiden, ob a) ein Request zum BB gesendet wird SLA wird neu verhandelt oder b) Strom in eine bestehende DiffServ-Klasse eingefügt wird andere Ströme müssen runterskaliert werden. Kosten: 1. Bandbreite der einzelnen DiffServ-Klassen 2. Neuverhandlung der SLA 3. Eventuell daraus resultierender BB-Signalling... Nutzen: 1. Minimierung der Bandbreitenkosten 2. Verbesserung der Übertragungsqualität (Verlustrate und Jitter)... 8

9 Ziele der Diplomarbeit 1. Bandwidth-Broker-Agent im Simulator ns2. 2. Definition einer Kostenfunktion für SLA, BB-Signalling und Neuverhandlungen der SLA 3. Simulationen mit BB und dem Media-Server. Fragen: a) Vor- und Nachteile durch den Einsatz der Bandwidth-Broker? b) Bessere Ende-zu-Ende Dienstgüte? 4. Bewertung und Optimierung der QoS-Algorithmen am Media-Server bezüglich der Kostenfunktion: wenig BB-Signalling kostenoptimale Nutzung der vorhandenen SLA. 5. Untersuchung der verwendeten Algorithmen auf ihre Effizienz. 9

10 Vorgehensweise Abbildung der BB-Architektur in ns2 Der Simulator ns2 wird um neue Agenten erweitert, die Bandwidth-Broker simulieren Erweiterung der existierenden ns2-diffserv-implementierung um die Schnittstellen zum BB Zum ns2-coral-server (M. Gürtler) wird ein Reservierung-Agent hinzugefügt, der eine Schnittstelle zwischen dem QoS-Manager und dem lokalen BB darstellt Simulation der Übertragung von skalierbaren Audio-Strömen mit konstanter Bitrate über RTP 10

11 Systemarchitektur des BB-Agents in ns2 BB_X BB_Y Inter-Domain Iface Sim.tcl TCL Iface Admission Control P-Matrix Topology SLA Resource I/O Iface Config Logfiles Intra-Domain Iface Router Iface Service User Iface 11

12 Zeitplanung BB-Design Implementierung BB-Agent/ns2 Anpassung DiffServ/ns2 Entwurf einer Kostenfunktion Anpassung Media-Server Optimierung des QoS-Algorithmus Simulation und Bewertung Einleitungsvortrag Zwischenvortrag Ausarbeitung September Oktober November Dezember Januar Februar März 12