Поле DS
Службы
Дифференцированные службы
Хотя архитектура ISA в целом и протокол резервирования ресурсов RSVP в частности, являются полезными инструментами, их довольно трудно реализовать. Более того для больших объемов трафика они плохо масштабируются из-за большого количества управляющих сигналов, а также в связи с необходимостью поддерживать в маршрутизаторах информацию о состоянии.
Архитектура дифференцированных служб (Differentiated Services, DS) – RFC 2475, предназначена для предоставления простого и легкого в реализации механизма поддержания сетевых служб, различающихся по производительности.
Ключевые характеристики дифференцированных служб:
§ Для предоставления различных классов обслуживания IP-пакеты помечаются соответствующим образом, для этого используется поле типа службы протокола IPv4 или поле класса трафика IPv6. Таким образом, не требуется никаких изменений в протоколе IP.
§ Перед использованием дифференцированной службы между поставщиком услуг и пользователем устанавливается соглашение об уровне обслуживания. Это позволяет избежать необходимости встраивания дифференцированных служб в приложения. Т.е., не нужно изменять существующие приложения.
§ Дифференцированные службы предоставляют встроенный механизм агрегирования (многократного использования). Весь трафик с одинаковым полем DS обрабатывается сетевой службой одинаково. Например, несколько голосовых соединений не обрабатываются индивидуально, а обслуживаются вместе. Это обеспечивает хорошую масштабируемость для сетей большего размера и большей нагрузки.
§ Дифференцированные службы реализуются на отдельных маршрутизаторах при установке пакетов в очередь и переправке их дальше в сеть на основе значения поля DS. Маршрутизаторы индивидуально обрабатывают каждый пакет, и у них нет необходимости сохранять информацию о состоянии потоков пакетов.
Услуги, предоставляемые в системе дифференцированных служб, определяются в соглашении об уровне обслуживания, это договор об обслуживании между пользователем и поставщиком услуг.
Как только соглашение об уровне обслуживания достигнуто, пользователь начинает поставлять пакеты, в которых в поле DS указывается класс пакета. Поставщик услуг должен гарантировать, что пользователь получит по меньшей мере договорный уровень качества обслуживания для каждого класса пакетов.
Если пользователь поставляет пакеты, направляемые получателям в том же домене дифференцированных служб, тогда от домена ожидается предоставление указанных в договоре услуг. Если же получатель находится за пределами DS-домена пользователя, тогда домен попытается переправить пакеты через другие домены, запросив обслуживание, лучше всего соответствующее запрашиваемому уровню.
Параметры производительности, которые могут быть включены в соглашение об уровне обслуживания:
§ Ожидаемая пропускная способность, вероятность отбрасывания пакета, задержка.
§ Ограничения на входные и выходные точки, в которых предоставляется услуга, указывающие на область ее применения.
§ Профили трафика, которые должны выдерживаться для запрашиваемой услуги, например параметры маркерного ведра.
§ Размещение трафика, поставляемого сверх указанного профиля.
Примеры предоставляемых услуг:
§ Трафик, предлагаемый на уровне обслуживания класса А, будет доставлен с низкой задержкой.
§ Трафик, предлагаемый на уровне обслуживания класса В, будет доставлен с низкими потерями.
§ Задержки для 90 % трафика, предлагаемого на уровне обслуживания класса С, не превысят 50 мс.
§ Получателю будет доставлено 95 % трафика, предлагаемого на уровне обслуживания класса D.
§ Трафику, предлагаемому на уровне обслуживания класса Е, будет предоставлена в два раза большая пропускная способность, чем трафику, предлагаемому на уровне обслуживания класса F.
§ Трафик с очередностью отбрасывания X доставляется с большей вероятностью, чем трафик с очередностью отбрасывания Y.
Первые два примера являются качественными и имеют смысл только при сравнении с другим трафиком, например трафиком по умолчанию, получающим обслуживание с максимальными усилиями (то есть по остаточному принципу). Следующие два примера являются количественными и предоставляют определенные гарантии. Последние два примера представляют собой сочетание качественных и количественных характеристик.
Пакеты маркируются при помощи поля DS, в поле типа службы заголовка IPv4 или в поле класса трафика заголовка IPv6. В документе RFC 2474 определяется следующий формат поля DS. Первые 6 бит образуют DS-код, а последние 2 бита временно не используются. На рис. 17.10 показано поле DS и более ранняя интерпретация поля типа службы протокола IPv4. Ниже перечислены значения подполей очередности и типа службы для протокола IPv4.
Подполе очередности:
§ 101 — критически важный пакет;
§ 010 — пакет требует немедленной реакции;
§ 000 — регулярный пакет.
Подполе типа службы:
§ 1000 — минимизировать задержку;
§ 0100 — максимизировать пропускную способность;
§ 0010 — максимизировать надежность;
§ 0001 — минимизировать денежную стоимость;
§ 0000 — обычное обслуживание.
§ С помощью 6-битового кода, в принципе, можно определить 64 различных класса трафика.
Код 000000 объявлен классом пакетов по умолчанию. Этот класс обслуживается маршрутизаторами с максимальными усилиями (по остаточному принципу). Такие пакеты переправляются в том же порядке, в котором они были получены, как только линия связи становится доступной. Пакеты более высоких классов получают преимущество по сравнению с пакетами класса 000000.