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...

IQoM

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

IQoM

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

IQoM

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

IQoMInfra-Estrutura de Medições

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

Piloto no MetroPoa fase I

RedeBRedeBRedeARedeASwitchSwitch ATM ATM

EstaçãoEstaçãode análisede análise

Estação deEstação decapturacaptura

Estações deEstações de

visualizaçãovisualização

FTPFTP

HTTPHTTP

IQoM

Piloto no MetroPoa fase IIHTTPHTTPSNMPSNMP

SNMPSNMP

LDAPLDAP

IQoM

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

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

IQoM

IQoM

IQoMImplantação de Serviços

Diferenciados

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.

IQoMBenefícios Esperados

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

IQoMFim

Perguntas?Perguntas?