Advance Reservation &QoS Agents

Simon Oberthür

Simon Oberthür 2/ 27

InhaltAdvance Reservation

Was ist Advance Reservation?Probleme und Lösungen

Advance & Immediate ReservationReservation Fragmentation

RealisierungRSVP ErweiterungQoS Agents

IdeeVerbesserung der SkalierbarkeitDatenstruktur für Admission ControlPerformance

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Advance Reservation

Immediate ReservationBandbreiteab Anforderung keine Zeitinformation

Advance ReservationBandbreiteab Zeitpunktfür Länge(Gültigkeit)

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Warum Advance Reservation?

PlanungssicherheitMultimedia-KonferenzenMultimedia-Übertragungen von Events

Netz effektiver, individueller und einfacher nutzbarTrunks in VPNs

Zeitliche VerträgeAm Tag für Firmen / Nachts für Privatpersonen

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Phasen

tRequest

Negotiation

Phase

Intermediate

Phase

Confirmation

Usage

Phase

StartDuration

End

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InhaltAdvance Reservation

Was ist Advance Reservation?Probleme und Lösungen

Advance & Immediate ReservationReservation Fragmentation

RealisierungRSVP ErweiterungQoS Agents

IdeeVerbesserung der SkalierbarkeitDatenstruktur für Admission ControlPerformance

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Advance & Immediate gleichzeitig

Problem:eventuell alle Resourcen durch Advance belegtkein Platz mehr für Immediate

Möglichkeiten:Resource SharingResource PartitioningDynamic Resource Partitioning

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Advance & Immediate gleichzeitig II

100%

Resource

0%

Immediate

&

Advance

time

Resource Sharing100%

Resource

0%

Immediate

Partition

time

Advance

Partition

Resource Partitioning

100%

Resource

0%

Exclusiv f. Immediate Reservation

timeExclusiv f. Advance Reservation

Immediate

Partition

Advance

Partition

Movable bondary

Dynamic Resource Partitioning

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Reservation Fragmentation

t

100%

t

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Reservation Fragmentation II

t

100%

t

Validity

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InhaltAdvance Reservation

Was ist Advance Reservation?Probleme und Lösungen

Advance & Immediate ReservationReservation Fragmentation

RealisierungRSVP ErweiterungQoS Agents

IdeeVerbesserung der SkalierbarkeitDatenstruktur für Admission ControlPerformance

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RSVP Erweiterung

Neues „Data-Object“ReRA (Reservation In Advance) Object

Class-Num 16; C-Type 1Reservation startReservation endID (für Flow)

Keine neuen „Messages“PATH Message

Announce Future Data Flow

RESV MessageSetup Advance Reservation

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RSVP Erweiterung II

Neue RSVP-API FunktionenLEAVE

Applikation meldet sich beim RSVP Daemon abReservierungen werden gespeichert

TEARDOWNReservierungen löschen

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Internet

QoS mit RSVP

Backbone

Internet

3 Mbit/s

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Nachteile von QoS Protokollen wie RSVP

Router regeln QoSAdmission ControlFiltern

Router kennt alle ReservierungenProblem im Backbone

schlecht skalierbar

Idee: QoS Agents

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InhaltAdvance Reservation

Was ist Advance Reservation?Probleme und Lösungen

Advance & Immediate ReservationReservation Fragmentation

RealisierungRSVP ErweiterungQoS Agents

IdeeVerbesserung der SkalierbarkeitDatenstruktur für Admission ControlPerformance

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Internet

QoS Agents – Reservation Model (Skizze)

Backbone

Internet

QoS Agent / Bandwidth Broker

Management Protocolz.B. SNMP

3 Mbit/s

Ax

Ay

Bx Cx

Dx

Dy

3 Mbit/s AyDy

3 Mbit/s BxDy

3 Mbit/s CxDy

3 Mbit/s AxDy

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QoS Agents – Reservation Model (Zusammenfassung)

QoS Agent (Bandwidth Broker) pro Domain

Agents übernehmen Admission ControlClients stellen Admission Requests durch AgentsAgent „steuert“ Router in seiner Domain

via Management Protokoll (z.B. SNMP)bekannte/gleiche Netzwerk Topologie in der Domain

Anfragen durch Domains weiterleitenzur „Nachbar“-Domain von Agent zu Agent

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Verbesserung der Skalierbarkeit

Router keine „Admission Descisions“

Weitere Entlastung der Router durchAggregationPrefix Aggregation„Bulk“ ReservationMinimal Flexible Policing

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Aggregation

Domain A

Domain B Domain C

Domain D

10 zu

Dx

Dx

Ax

Bx

10 Mbit/s

10 zu Dx

20 Mbit/s

20 zu Dx30 zu D

x

Agent

Agent

Agent

Agent

10 Mbit/s

zu Dx 10 Mbit/s zu D

x20 Mbit/s zu Dx

+20 Mbit/s zu D

x

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Prefix Aggregation

Domain D

Dx Dy

Domain C

Agent

Agent

30 zu Dx

10 zu Dy40 zu D*

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„Bulk“ Reservation

Domain A

Domain B Domain C

Domain D

Dx

Ax

Bx

30 zu Dx

10 zu

Dx

20 zu DxAgent

Agent

Agent

Agent

30 zu Dx

10 Mbit/s

20 Mbit/s

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Minimal Flexible Policing

Regeln erst bei Bedarf in Routern setzenRouter benachrichtigen Agents bei Engpässen

Regeln nah der Sourcedomain genauerEntlastung des Backbones

Bei Problemen Richtung Source nachbessern

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Datenstruktur für AgentsSegment Tree Over Time

t

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Datenstruktur für AgentsSegment Tree Over Time

90

0

0

0

80

0

0

0

50

0

0

0

0

0

200

0

node = 60

max = 90

node value = 50

max value = 200

node = 120

max = 80

node = 0

max = 50

node = 20

max = 200

node value = 0

max value = 220

node value = 10

max value = max(50+200,0+220) = 250

t

50

50node value = 10

max value = max(50+200,0+220) = 300

50

50

node value = 100

max value = 200

50

node = 50

max = 50

50

0

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Performance in der Praxis

Tests an der Luleå University of Technology15 Router, 28 transit networks, 64 stub networks Ca. 800.000 ReservationsZeitraum 30 Tage, 5 Minuten Intervall

AgentIntel Pentium II, 300 MHz PC, 128 MB RAMFreeBSD 2.2.6

single-hopca. 7µs pro Admission Decisions

multi-hop (durch. 4,4)ca. 40µs pro end-zu-end Admission Decisions

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Zusammenfassung

Advance ReservationNext Generation Internet

RSVPnicht genug skalierbar nicht geeignet fürs Internet

QoS AgentsEntlastung der Router

Verlagerung der Admission Control in AgentsMinimierung der Filterregel

skalierbare „Advance Reservation“

Ende