Introdução ao QoS – parte 1

Devido ao crescimento do conceito de comunicações Unificadas envolvendo Voz, Vídeo e Dados sobre uma infra-estrutura comum faz-se necessário a preferência a certos tipos de trafego em detrimento de outros para melhor desempenho de alguns serviços como, por exemplo, transmissões de pacotes de voz que não são retransmitidos em caso de perda.

Para deixarmos o tópico um pouco mais lúdico, usarei como exemplo um serviço que todos os Brasileiros adoram fazer: pegar fila em banco!!!!

Imaginem-se em uma fila de banco com apenas dois caixas fazendo os pagamentos…

Para darmos prioridade aos clientes preferenciais ( idosos, gestantes, portadores de necessidades especiais) é necessário deixarmos o restante dos clientes apenas com um Caixa para pagarem suas contas enquanto os clientes preferenciais (minoria) ficarão com menos tempo de espera! Se o Caixa preferencial estiver livre, todos nós podemos utilizá-lo.

Mas quais parâmetros utilizaremos na fila do banco para darmos preferência aos clientes preferenciais? O aspecto físico? Poderíamos utilizar qualquer objeto, como por exemplo, um documento ou uma carteirinha para validação desses clientes….

Quando pensamos em QoS, pensamos em um modelo que poderá permitir a preferência de um tráfego especifico baseado no endereço da rede,  portas TCP e UDP,  na marcação do pacote IP,  protocolo, etc.

Em uma rede tradicional é providenciado o serviço de melhor esforço, onde todos os pacotes competem entre si pela banda disponível em uma fila FIFO (first-in first-out). O primeiro pacote que chega é o primeiro a sair!!

A Qualidade de Serviço provê diferenciação de serviços para a garantia de correto funcionamento das aplicações criticas.

Após a diferenciação dos clientes preferenciais dos clientes não-preferenciais, o gerente do Banco poderá instruir algumas políticas para gerenciar as filas nos casos em que o segundo Caixa sair para almoçar. Ele poderá deixar todos os clientes esperando no caso de existir algum cliente preferencial ( agora imagine um Office-boy maior de 65 anos com dezenas de boletos) ou poderá efetuar o balanceamento das filas, “um pra lá e um pra cá”.

Mas para montarmos toda essa estrutura, são necessários 3 passos.

 Passos para implementar QoS

  • Identificar os tipos de tráfego e suas necessidades:
    •  Exemplo: FTP, HTTP,Voz, Email,etc ( como no caso da escolha de quem são os cliente com necessidades especificas dos clientes comuns)
  •  Classificar os tipos de tráfego baseado nas necessidades:
    •  Do montante do tráfego, classificamos quais os mais importantes para o negocio da empresa. ( Nesse caso poderíamos entregar uma carteirinha para os cliente preferenciais[idosos, gestantes, etc] para identificação não apenas pela aparência física, mas por um documento oficial )
  •  Definir políticas para cada tipo de tráfego:
    •  Definir as regras (policies) para cada tipo de tráfego, o que resultará em reserva de banda quando houver congestionamento, técnicas de enfileiramento , probabilidade de Drop, etc. ( poderíamos escolher a maneira como as filas preferenciais e não-preferenciais são tratadas quando o segundo Caixa sair para o almoço)
Classificação e MarcaçãoNa estrutura do cabeçalho IP existe um campo chamado ToS baseado na especificação da RFC 791 que contabilizada os 3 primeiros bits do campo ( do total de 8 bits) para marcação de valores ( entre 0 e 7) para diferenciação na classificação dos tipos de tráfego. A marcação utilizando os 3 bits do campo é chamada de IP Precedence (Precedência IP).

Se os pacotes não forem marcados, o IP Precedence será o valor 0 (zero).Devido a grande variedade e evolução dos serviços de rede, fez-se necessário a atualização para utilização além dos 3 primeiros bits do campo ToS. A RFC 2474 instrui a utilização de 6 bits ( ao invés de 3)chamando de DiffServ (Serviços Diferenciados) e renomeia a utilização do campo para DSCP , aumentando a marcação para até 64 valores ( de 0 a 63).


A imagem  exibe as diferenças entre a utilização da Precedência IP e o valor DSCP.
Para confundirmos ainda mais o tópico, eu gostaria de citar que podemos efetuar também as marcações na camada de Enlace do modelo OSI como nos quadros Ethernet com 802.1q , MPLS, ATM e Frame-Relay, mas isso citareremos nos próximos tópicos. 😉

Um abraço a todos!

Switch HP A7500 – QoS – Configurando WFQ

Durante o congestionamento do tráfego de uma interface, alguns modelos de Qualidade de Serviço permitem administrarmos a maneira como os pacotes são enfileirados em uma interface colocando-os em filas de prioridades, restrição de limite de banda, etc.

A utilização do algoritmo de enfileiramento WFQ (Weighted Fair Queuing) nos Switches Modulares HP Serie A, permite a configuração de filas para reserva de banda para trafego diferenciado, mas que não restringem o limite de banda em caso de disponibilidade de trafego para o link.

Imaginando que o trafego seja marcado na origem e mapeado corretamente para cada uma das 8 filas de prioridade do Switch, o script abaixo demonstra a configuração da interface de saída com reserva de banda em caso de congestionamento.

Se houver banda disponível na interface, o algoritmo de encaminhamento será FIFO (Firt in, First Out).
Configurando o WFQ
interface GigabitEthernet1/0/1
 description INTERFACE_OUTBOUND_INTERNET
 qos wfq 
! Habilita WFQ na interface de saída de tráfego
 qos bandwidth queue 1 min 4096
! Reserva 4096kbps na fila 1  
qos bandwidth queue 2 min 10240 
! Reserva 10240kbps na fila 2  qos bandwidth queue 3 min 10240 
! Reserva 10240kbps na fila 3 
qos bandwidth queue 4 min 2048 
! Reserva 2048kbps na fila 4  
qos bandwidth queue 5 min 2048 
! Reserva 2048kbps na fila 5  
qos bandwidth queue 6 min 1024  
! Reserva 1024kbps na fila 6  
qos bandwidth queue 7 min 1024 
! Reserva 1024kbps na fila 7  qos trust dscp

O tráfego não marcado ( geralmente mapeado para a fila zero) utilizará o restante da banda, mas não terá a garantia de reserva.

Obs: Especial agradecimento ao script encaminhado pelo Denis Albuquerque!