IQoM
Infra-estrutura para Medição
de QoS e Implantação de
Serviços Diferenciados
José Augusto Suruagy Monteiro
IQoM
Projeto IQoM
Motivação: GT de QoS da RNP
 Instituições Participantes:

UNIFACS / Universidade Salvador
 UFRGS / Instituto de Informática
 UFSC / Centro Tecnológico
 UFPR / Departamento de Informática
 Fundação CPqD
 UCL / University College London

IQoM
Objetivos
Implantação de uma Infra-estrutura de
medições
 Implantação de uma arquitetura de
Serviços Diferenciados

IQoM
Atividades Previstas
Definição de Métricas de Desempenho
e Técnicas de Medição
 Implantação de uma Infra-estrutura de
Medições
 Implantação de Serviços Diferenciados
(DiffServ)

IQoM
Métricas de Desempenho e
Técnicas de Medição

Investigação sobre métricas e técnicas de
medição conhecidas
Definição das métricas de interesse
Avaliação das técnicas e plataformas de
medição conhecidas para as métricas
definidas
Proposição de novas métricas

Proposição de novas técnicas de medição



IQoM
Infra-estrutura de Medições







Levantamento das Plataformas de Medições
Existentes
Definição das Plataformas de Medição a serem
utilizadas no projeto
Implantação de um piloto de medições ativas
Implantação de um piloto de medições passivas
Implementação de procedimentos seguros para
condensação e disponibilização das medidas
Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de
análise
Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)
IQoM
Implantação de Serviços
Diferenciados (DiffServ)





Definição das classes de tráfego e proposta de
mapeamento das aplicações típicas
Definição e implementação de uma arquitetura de
serviços para a rede METROPOA
Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no
âmbito da RMAV-FLN e RCT-SC
Definição e implantação de um ambiente Diffserv na
UNIFACS
Integração dos ambientes locais através da RNP2 e
internacional com a UCL
IQoM
Medições Fim-a-Fim em
Redes
Cristina Duarte Murta
Mário E. Augusto
Departamento de Informática
UFPR
IQoM
Contexto:
Medições de Desempenho

Objetivo


Desenvolver metodologias e ferramentas
para estimar métricas de desempenho fima-fim
“Despite powerful networks,
applications don’t get optimal
throughput”
IQoM
Motivação: porque medir










auxiliar a utilização das redes pelas aplicações e serviços
avaliar a possibilidade de executar uma aplicação ou
serviço
verificar acordos sobre níveis de serviço
acompanhar e prever o crescimento da utilização
planejar aumento de capacidade da infra-estrutura
fazer diagnóstico de problemas e otimização do uso dos
recursos
tarifar provimento de acessos e serviços
auxiliar o projeto dos sistemas de redes
prover informação para melhorar o desempenho dos
servidores
etc, etc...
IQoM
Medições Fim-a-Fim

porque fim-a-fim



requer cooperação apenas dos pontos terminais
pode ser a única forma de monitorar um caminho
que inclui várias redes
métricas - IETF - IPPM WG

conectividade, atraso de ida, atraso de ida e volta,
variação do atraso, perdas, reordenação de
pacotes, largura de banda, utilização, etc
IQoM
Medições Fim-a-Fim: como
medir
Medições ativas e passivas
 Para cada métrica

exemplo: largura de banda
 técnica: método para fazer a medição



exemplo: one-packet, packet-pair, packet-train,
packet-tailgating
ferramentas: implementações das técnicas

exemplo: bprobe, cprobe, pathrate, pathchar,
nettimer, clink
IQoM
Medições de Largura de
Banda

Importância
avaliar possibilidade de execução de
aplicações e serviços
 pagamento por banda


Motivação
área em grande desenvolvimento
 várias técnicas e ferramentas disponíveis
 ainda sem solução satisfatória

IQoM
Medições de Largura de
Banda

Evolução das técnicas e ferramentas:









conceito de dispersão de pacotes: Jacobson,
1988
packet-pair, Keshav, 1991
bprobe e cprobe, Carter e Crovella, 1996
tcpanaly, Paxson, 1996
one-packet, Jacobson, 1997
pchar, Mah, e clink, Downey, 1999
packet tailgating, nettimer, Lai e Baker, 2000
pathrate, Dovrolis, 2001
pathload, Jain e Dovrolis, 2002
IQoM
Medições de Largura de
Banda

Métricas

Largura de banda de contenção



Largura de banda disponível



bottleneck bandwidth ou capacity
taxa máxima (camada IP) que um fluxo pode alcançar
em um caminho quando não existe tráfego (sem carga)
available bandwidth
taxa máxima (camada IP) que um fluxo pode alcançar
em um caminho na presença de tráfego (com carga)
Largura de banda utilizada

quantidade de tráfego em um enlace num determinado
momento
IQoM
Estágio atual da pesquisa

foco em medição de largura de banda


várias técnicas e ferramentas disponíveis
etapa inicial (já cumprida)



estudo das técnicas
escolha de ferramentas para teste
 nettimer, pathrate, bprobe, cprobe, clink,
pathrate, etc.
escolha de redes para testes


LAN, MAN, WAN
fase de execução de testes
IQoM
Resultados iniciais

avaliação de largura de banda: metodologia



critérios de avaliação





experimentação das ferramentas em redes
operacionais
validação com mapa de capacidade instalada da
rede e com medidas do MRTG
precisão dos resultados
tempo de execução das ferramentas
tráfego gerado: intrusão
dificuldade de uso das ferramentas
resultados iniciais não satisfatórios
IQoM
Infra-Estrutura de Medições
IQoM
Infra-estrutura de Medições







Levantamento das Plataformas de Medições
Existentes
Definição das Plataformas de Medição a serem
utilizadas no projeto
Implantação de um piloto de medições ativas
Implantação de um piloto de medições passivas
Implementação de procedimentos seguros para
condensação e disponibilização das medidas
Utilização e/ou desenvolvimento de ferramentas de
análise
Ambiente de Monitoração de QoS (QAME)
IQoM
Piloto no MetroPoa fase I
Estações de
visualização
Estação
de análise
HTTP
Switch ATM
RedeA
RedeB
FTP
Estação de
captura
IQoM
Piloto no MetroPoa fase II
SNMP
LDAP
SNMP
HTTP
IQoM
IQoM
Medições no CPqD

Variação de atraso (jitter)
Verificação da precisão do sincronismo
disponibilizado pelo protocolo NTP em
topologias variadas
 Verificar a precisão do sincronismo
utilizando GPS
 Comparar as medições de variação de
atraso (jitter) com e sem sincronismo

IQoM
Medições no CPqD
Atraso
 Perda de pacotes
 Vazão
 Comparação de algumas ferramentas
de medição

IQoM
Pilotos em definição




Escolha da plataforma de medições ativas:
AMP em estudo.
Aquisição de equipamento para
sincronização de relógios para medições
one-way (GPS ou CDMA)
Aquisição de mais uma placa de captura para
medições passivas?
Uso do Netflow para medições passivas (GTQoS)
IQoM
QAME – QoS-Aware
Management Environment
Lisandro Zambenedetti Granville
UFRGS
IQoM
IQoM
QAME

Objetivos do QAME no contexto do IQoM




Controlar o processo de monitoração a partir de
uma estação de gerência, disparando ações de
medição na rede
Recolher os dados da infra-estrutura de medição
para análise
Compara os dados das medições com o
desempenho esperado da rede, e gerar alarmes
quando necessário
Apresentar os resultados da medição e
monitoração ao gerente via interface Web
IQoM
IQoM
IQoM
IQoM
Implantação de Serviços
Diferenciados
IQoM
Implantação de Serviços
Diferenciados (DiffServ)





Definição das classes de tráfego e proposta de
mapeamento das aplicações típicas
Definição e implementação de uma arquitetura de
serviços para a rede METROPOA
Planejamento e implantação de ambiente Diffserv no
âmbito da RMAV-FLN e RCT-SC
Definição e implantação de um ambiente Diffserv na
UNIFACS
Integração dos ambientes locais através da RNP2 e
internacional com a UCL
IQoM
Ambiente Diffserv no âmbito da
RMAV-FLN e RCT-SC

Plano de Trabalho:







Treinamento da equipe de bolsistas e
colaboradores;
Estudo de implementação DS dos roteadores
CISCO e IBM e configuração de rede de testes;
Configuração de ambiente DS na RCT e RMAVFLN;
Testes de desempenho / medições do perfil das
rede;
Utilização da infra-estrutura DS por uma aplicação
de teste (Vídeo conferência H.323);
Monitoração e medição do ambiente QoS;
Definição / padronização de classes de serviços.
IQoM
Ambiente Diffserv na
UNIFACS (1)

Etapas:



Implantação de infra-estrutura de roteadores (PC
Linux-based) e plataforma de coleta de dados (em
fase de levantamento e implementação)
Implantação do serviço DiffServ em roteadores
com código aberto (operacional)
Proposta de configuração (Ad Hoc) para
Agregação de Serviços Multimídia (em geral) e
Aplicações de Telemedicina e VoIP (integrado
com projeto Infra-Vida/ CNPq - vídeo) em
particular
IQoM
Ambiente Diffserv na
UNIFACS (2)

Monitoração de comportamento de tráfego para a
configuração proposta:





Definição de cenários de teste
Medições e comparação com simulação (NS/ VoIP)
Adaptação de configuração para diferentes topologias de
rede (Ad Hoc e/ou metodologia)
Avaliação dos limites operacionais para a
configuração e topologias investigadas
Elaboração de procedimentos operacionais
(implantação e testes) para operação em piloto
RNP
IQoM
Atividades do CPqD

Ambiente para implantações de protocolos
VoIP


Planejamento de Redes IP e de Próxima
Geração


Medições e metodologia para levantamento da
matriz de tráfego
Mecanismos de QoS


Testes com MGCP, SIP-T, SIP e MPLS
MPLS, RSVP, Diffserv, Medição de parâmetros
Outras atividades: WLAN, Rede Óptica
(GMPLS), Suporte a Multimídia.
IQoM
Laboratório CPqD
Access Point WLAN
SS7
CA
RGW
NUERA
MPLS
MPLS – TE
RSVP (IntServ)
DiffServ
RGW
Serv. SIP
NUERA
Servidor
de vídeo
Rede Óptica
Router
Tester
SIP
Phone
Gigabit
IPv6
IQoM
CPqD: Arquiteturas de QoS

Implantação de MPLS, RSVP, Diffserv
Verificação de funcionamento
 Configuração
 Contigência
 Interação com as demais arquiteturas
 Medições.

IQoM
Benefícios Esperados
IQoM
Benefícios do Projeto (1/2)
Domínio da tecnologia conhecida para
medições em redes
 Desenvolvimento de ferramentas e
possivelmente de técnicas para
medições
 Implantação de infra-estrutura piloto de
medições na RNP2
 Elaboração de procedimentos
sugeridos de medição para a RNP2 e
backbones similares

IQoM
Benefícios do Projeto (2/2)


Implantação de testbeds locais para serviços
diferenciados (dentro de mesmos domínios)
Integração dos testbeds entre diversos
domínios, e análise do comportamento dos
tráfegos de serviços diferenciados
IQoM
Fim
Perguntas?