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