alexis saito ericsson telecomunicações marcelo frate

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Alexis Saito Ericsson Telecomunicações Marcelo Frate Instituto Federal de São Paulo –Campus Boituva Fabio Luciano Verdi Universidade Federal de São Carlos –Campus Sorocaba

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Alexis Saito Ericsson Telecomunicações

Marcelo FrateInstituto Federal de São Paulo – Campus Boituva

Fabio Luciano VerdiUniversidade Federal de São Carlos – Campus Sorocaba

Qualidade de Serviço em redes� Qualidade de Serviço: Entrega de conteúdo com

requisitos específicos

� Web/File Transfer Protocol -> confiabilidade

� Multimedia -> entrega a tempo � Multimedia -> entrega a tempo

� O grande problema: a Internet não garante a entrega de pacotes a tempo (requisito de tempo)

Soluções Atuais de QoS� Muitas architeturas de QoS como IntServ, Diffserv, MPLS

foram propostas mas nenhuma resolveu definitivamente o problema.

� Porque? � Porque?

� Estas propostas são baseadas na arquitetura de controle distribuído da Internet (hop-to-hop) e na lógica de roteamento baseado em business entre ISPs que não utiliza as informações de recursos de rede fim-a-fim.

� Em redes de datacenters ocorre o mesmo problema. Soluções de QoS tais como as citadas acima precisam ser incorporadas, o que eleva muito o CAPEX da rede. Soluções típicas de roteamento em datacenters tais como o ECMP não levam em conta QoS.

QoS @ OpenFlow� Objetivo: Gerenciar o tráfego em caminhos

configurados baseados em QoS.

� OpenFlow:� OpenFlow:

� Provê visibilidade dos recursos de rede

� Gerenciamento instantâneo dos recursos adaptando o comportamento de rede fim-a-fim de modo transparente

� Diferenciação de pacotes por fluxo

OF1.3: Meter table� A meter table consists of meter entries, defining per-flow meters. Per-flow

meters enable OpenFlow to implement various simple QoS operations, such as rate-limiting, and can be combined with per-port queues) to implement complex QoS frameworks, such as DiffServ. A meter measures the rate of packets assigned to it and enables controlling the rate of those packets.packets assigned to it and enables controlling the rate of those packets.

� Meters are attached directly to flow entries (as opposed to queues which are attached to ports). Any flow entry can specify a meter in its instruction set: the meter measures and controls the rate of the aggregate of all flow entries to which it is attached. Multiple meters can be used in the same table, but in an exclusive way (disjoint set of flow entries). Multiple meters can be used on the same set of packets by using them in successive flow tables.

OF1.3: Meter Band entry� Each meter may have one or more meter bands. Each band specifies the rate at

which the band applies and the way packets should be processed. Packets are processed by a single meter band based on the current measured meter rate. The meter applies the meter band with the highest configured rate that is lower than the current measured rate. If the current rate is lower than any specified meter band rate, no meter band is applied.meter band rate, no meter band is applied.

Diagrama de relacionamento entre

as tabelas no Openflow 1.3

1..1 Action (output=out_port)

Flow Table

1..n

1..1 Action (output=out_port)1..1

Impacto do Meter band rate na

largura de banda de porta/link

Flow 1Flow 1Action (output=1) TBp = Total Bandwidth

L2/3 Equipment

Flow 4

Flow 3

Flow 2Flow 2

Flow 1

Meter4Meter4

Meter3Meter3

Meter2

Meter 1Meter 1

(output=1) TBp = Total Bandwidth for port

Available Bandwidth =TBp -(Meter 2 Band +Meter 4 Band)

MatchLogic

ExemploController

1 M 10 M

Links Links

1 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

Controller

1 M 10 M

Links Links

Experimento passo A

Pk

t an

alys

is

Set flo

w1, flo

w2

Set flo

w1, flo

w21 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

Pk

t an

alys

is

Set flo

w1, flo

w2

Set flo

w1, flo

w2

On S2:Flow1={match="oxm{in_port="1",ipv4_src="10.0.0.1",ipv4_dst="10.0.0.6"},insts=[meter{meter="5702"},apply{acts=[out{port="2"}]}]}Flow2={match="oxm{in_port=“2",ipv4_src="10.0.0.6",ipv4_dst="10.0.0.1"},insts=[meter{meter="5702"},apply{acts=[out{port=“1"}]}]}

Controller

1 M 10 M

Links Links

Experimento passo B

Pk

t an

alys

is

Set flo

w1, flo

w2

Set flo

w1, flo

w21 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

10 M

Pk

t an

alys

is

Set flo

w1, flo

w2

Set flo

w1, flo

w2

On S2:Flow1={match="oxm{in_port=“2",ipv4_src="10.0.0.2",ipv4_dst="10.0.0.7"},insts=[meter{meter=“3426"},apply{acts=[out{port=“7"}]}]}Flow2={match="oxm{in_port=“7",ipv4_src="10.0.0.7",ipv4_dst="10.0.0.2"},insts=[meter{meter=“3426"},apply{acts=[out{port=“2"}]}]}

Implementação dos MetersLimitações impostas através dos meters:

•h1 utiliza o serviço em srv 6, com limitação de banda de 512 Kbps;

•h2 utiliza o serviço em srv 7, com limitação de banda de 1Mbps;

•h3 utiliza o serviço em srv 8, com limitação de banda 2Mbps;

•h4 utiliza o serviço em srv 9, com limitação de banda de 512 Kbps;

•h5 utiliza o serviço em srv 10, com limitação de banda de 3Mbps;

ResultadosSem os meters, o fluxo ocupa a banda total disponível, dividindo-a em caso de concorrência.Com os meters, o fluxo está limitado ao valor imposto pelo sistema, dividindo também a banda em caso de concorrência.

h1-srv6 - Bandwidth (Kbits/sec)

0

500

1000

1500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

h1-srv6 - Bandwidth (Kbits/sec)

0

500

1000

1500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

h2-srv7 - Bandwidth (Kbits/sec)

0,00

2,00

4,00

6,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9

h3-srv8 - Bandwidth (Mbits/sec)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

h4-srv9 - Bandwidth (Mbits/sec)

No-Meter

Meter

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

h5-srv10 - Bandwidth (Mbits/sec)

Modelo de Arquitetura

Controller

Contract Manager Service Manager

Resource Manager

Policy Control Logic

DB

OF1.3OF1.3

Resource ManagerLogic

Topology

DATA CENT

ER

DATA CENT

ER

Conclusões

� Os Meters no OpenFlow 1.3 são uma importante ferramenta para controle de QoS maneira dinâmica e transparentetransparente

� No Control Plane, significam uma avanço no gerenciamento de banda como controle de recurso, centralizando o controle de QoS e propiciando o gerenciamento de políticas baseadas em recursos de rede