multimedia networking quality of service
DESCRIPTION
Multimedia Networking Quality of Service. Quality of Service. Isu: Aplikasi media adalah intensif-bandwith Membutuhkan delay dan jitter yang rendah Network harus menyediakan QoS untuk kinerja baik Internet tidak menyediakan QoS Perlu fitur “tambahan” untuk mendapatkan QoS: - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/1.jpg)
Multimedia Networking
Quality of Service
![Page 2: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/2.jpg)
Quality of Service
• Isu:– Aplikasi media adalah intensif-bandwith– Membutuhkan delay dan jitter yang rendah– Network harus menyediakan QoS untuk kinerja baik
• Internet tidak menyediakan QoS• Perlu fitur “tambahan” untuk mendapatkan QoS:
– Packet classification, policing, scheduling, call admission
• Arsitektur QoS– Integrated Services– Differentiated Services
![Page 3: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/3.jpg)
Requirements untuk QoS
• Lihat model sederhana untuk melihat pengaruh sharing dan congestion– Dua “flows” sharing link antara R1 dan R2– Output queue dari R1 yang diperhatikan
![Page 4: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/4.jpg)
Skenario 1• Aplikasi audio dan FTP share link
– Audio: 1 Mbps (membutuhkan delay rendah)– FTP: sebanyak mungkin (tidak ada time constraint)
• Priority scheduling:– Selalu forward paket audio sebelum FTP– Menjamin audio mendapatkan QoS yang baik
• Packet marking: menandai paket audiosebagai prioritas tinggi
![Page 5: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/5.jpg)
Klasifikasi Paket
• Lebih general dibanding menandai satu class paket adalah klasifikasi paket– Klasifikasi berdasarkan pada siapa yang mengirim
jenis paket• IP source, IP destination, source port, destination port,
protocol type, …– Kebijakan menentukan service paket apa yang
didapat• Misal: “all packets from 128.252.*.* low priority”
• Prinsip 1 QoS:“Klasifikasi paket menfasilitasi router untuk membedakan antar paket untuk membedakan classes of traffic.”
![Page 6: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/6.jpg)
Skenario 2• Jika audio memiliki prioritas lebih tinggi dari FTP,
dapat menyebabkan kesulitan FTP dengan mengirim 1.5 Mbps– Mungkin karena malicious atau erroneous
• Flows harus diisolasi satu sama lain– Malicious flow tidak dapat menurunkan service lainnya
![Page 7: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/7.jpg)
Isolasi dan Kebijakan
• Prinsip 2 QoS:“Memungkinkan menerapkan derajat isolasi antar traffic flows, maka satu flow tidak dirugikan oleh misbehavinf flow lainnya.”
• Kebijakan dapat mengontrol traffic– Klasifikasi mengenali suatu paket termasuk
pada flow tertentu– Jika paket tidak memenuhi spesifikasi flow
tertentu, paket didelay atau didrop– Mekanisme kontrol rate: leaky bucket
(dibahas kemudian)
![Page 8: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/8.jpg)
Skenario 3• Alokasi ketat sumber daya untuk flow
– Tidak membolehkan penggunakan bandwith yang tidak terpakai
– Jika audio dipause, FTP tidak dapat menggunakan bandwidth
• Prinsip 3 QoS 3:“Selain melakukan isolasi antar flow, dapat mengatur penggunaan resources (bandwidth) seefisien mungkin.”
![Page 9: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/9.jpg)
Skenario 4• Bagaimana jika dua aplikasi dengan prioritas yang
sama overload kapasitas link?– Misal, dua aplikasi audio membutuhkan 2 Mbps
• Keduanya masih dapat berbagi link meskipun dengan 0.75 Mbps– Kinerja buruk untuk keduanya
![Page 10: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/10.jpg)
Admisi Call
• Tidak dapat menggunakan bandwith lebih dari yang ada
• Prinsip 4 QoS:
“Proses admisi call dibutuhkan dimana flow menyatakan requirement QoS-nya dan kemudian diakui network (pada QoS yang disyaratkan) atau diblok dari network (jika QoS tidak dapat dipenuhi)”
![Page 11: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/11.jpg)
QoS Requirements
![Page 12: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/12.jpg)
Mekanisme Scheduling dan Policing
• Scheduling:– FIFO– Priority Queuing– Round Robin– Weighted Fair Queuing
• Policing:– Leaky Bucket
• Delay maksimum
![Page 13: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/13.jpg)
Scheduling: FIFO• First-In-First-Out
– Packets diforward sesuai urutan kedatangan• Discard policy (when buffer is full and packet
arrives):– Buang paket yang datang (tipikal)– Buang paket yg datang atau salah satu yg ada di
buffer tergantung policy (kapan ini digunakan?)
![Page 14: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/14.jpg)
Scheduling: Priority Queuing• Antrian berbeda untuk class berbeda
– Kalsifikasi menentukan paket masuk antrian yg mana• Transmit paket dari class prioritas tertinggi dgn non-
empty queue• Preemptive dan non- preemptive
![Page 15: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/15.jpg)
Contoh Antrian Prioritas
• Non- preemptive
![Page 16: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/16.jpg)
Round Robin• Tidak seperti antrian prioritas, perlakuan equal untuk tiap
class yang berbeda• Transmit class 1, kemudian class 2, kemudian class 1, …• Tetap berjalan, dengan cepat ke class berikutnya jika salah
satu class kosong
![Page 17: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/17.jpg)
Scheduling: WFQ• Weighted Fair Queuing• Generalisasi abstraksi Round Robin
– Memberi weight wi untuk tiap class– Tiap class mendapat R * wi / (Ówk) throughput (rata-rata)
![Page 18: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/18.jpg)
Paketisasi• Problem dalam algoritma scheduling?• Bagaimana flow mengeksploitasi
scheduling dan mendapatkan bandwidth lebih banyak dari flow lain yang memiliki prioritas yang sama?
• Kirim paket dengan ukuran sangat besar– Penentuan scheduling dilakukan berdasarkan
per-paket selain per-bit
• Algoritma yang lebih kompleks menyertakan mekanisme ini
![Page 19: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/19.jpg)
Policing• Bagaimana menentukan rate dimana flow
diperbolehkan dikirim?– Average rate: interval penting
• 100 pkts/sec = 6000 pkts/sec ??
– Peak rate: maximum rate untuk short time– Burst rate: maximum packets in an instant
• Mekanisme Leaky Bucket dapat melaksanakan average dan burst
![Page 20: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/20.jpg)
Leaky Bucket• Transmit jika token paket untuk paket tersedia• Rate r menentukan average, bucket size b
membatasi burst
![Page 21: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/21.jpg)
Leaky Bucket + WFQ• Rate maksimum untuk interval t adalah rt+b• Burst maksimum adalah b• Dengan WFQ: tiap flow is dikontrol oleh leaky bucket
dengan ri dan bi
![Page 22: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/22.jpg)
Delay Bound• Delay maksimum untuk paket dalam flow i:
– Diteruskan lewat leaky bucket• Tidak ada delay jika dikirim pada rate yang
ditentukan– b packets didepannya (packet adalah burst terakhir)– Flow mendapatkan R * wi / (Ówk ) bandwidth
• Delay maksimum terbatas pada:
ki
i
wwR
bd
/max
•Delay yang terjamin sangat penting pada QoS
![Page 23: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/23.jpg)
Arsitektur QoS
• Pendekatan 1: Integrated Services– Penerapan QoS pada tiap hop dalam
network
• Pendekatan 2: Differentiated Services– Melaksanakan pada network edge– Menyederhanakan network core
![Page 24: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/24.jpg)
Integrated Services• Reservasi resource ditiap router pada path
– Butuj per-flow state (=> “virtual circuit” J)– Butuh call setup– Setiap router menerapkan spesifikasi QoS
![Page 25: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/25.jpg)
Call Setup (1)• Session menyatakan requirement QoS-nya
– R- spec: spesifikasi QoS– T- spec: spesifikasi traffic
• Protokol signaling membawa R- spec dan T- spec melalui network
• Router mempertimbangkan apakah admit call– Check resource yang teralokasi– Check jikaf R- spec dan T-spec masih “fit” didalamnya
• RSVP (ReSerVation Protocol) digunakan untuk task ini
![Page 26: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/26.jpg)
Call Setup (2)
![Page 27: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/27.jpg)
IntServ Traffic Classes• Guaranteed QoS:
– Batas tetap queuing delay pada routers– Untuk aplikasi hard real-time dengan
requirement delay sensitif
• Controlled Load:– Pendekatan serupa QoS dari unloaded router– Untuk aplikasi real-time yg bekerja baik pada
unloaded Internet (mis., audio, video, …)
![Page 28: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/28.jpg)
Differentiated Services• Problem dengan IntServ:
– Skalabilitas: membutuhkan per-flow state ditiap router– Service classes sedikit: tidak ada prioritas eksplisit
• Differentiated Services:– Membedakan antara edge routers dan core routers– Leaf routers (edge router):
• Klasifikasi paket (dalam “behavior aggregates” yg berbeda)• Traffic conditioning
– Core routers:• Forward paket berdasarkan marking• Supports sedikit “per-hop behaviors”
– Fungsi sederhana pada core, kompleks pada edge
![Page 29: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/29.jpg)
DiffServ Network
![Page 30: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/30.jpg)
DiffServ Edge (1)• Fungsi edge pada router-DS “pertama” dalam path (atau
pada host)– Klasifikasi– Traffic Conditioning
• Klasifikasi:– Node edge menandai paket tergantung dari aturan
klasifikasi– Menggunakan fiels tipe service IP dalam header IP
• Field tipe service:– 6 bits untuk DS Code Point (DSCP)
• Menyatakan per-hop behavior dalam core
– 2 bits tidak digunakan
![Page 31: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/31.jpg)
DiffServ Edge (2)• Traffic Conditioning:
– Node edge mungkin mendelay dan membuang paket• Untuk beberapa classes, rate yang diberikan terbatas
– Traffic dimonitor dan ditentukan jika tidak disyaratkan
![Page 32: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/32.jpg)
DiffServ Core (1)• Per-Hop Behavior:
– Kinerja berbeda, dapat diukur– PHB tidak menentukan mekanisme
• Contoh:– Class A mendapat x% outgoing bandwidth pada
interval t– Paket class A pergi lebih dulu dari paket class B
• Yang sekarang dinyatakan:– Expedited (memperlancar) Forwarding:
• Rate kedatangan class paling tidak pada rate tertentu
– Assured (kepastian) Forwarding:• 4 classes dengan buffering dan bandwith minimum• Masing-masing dgn tiga partisi utama drop
![Page 33: Multimedia Networking Quality of Service](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022050809/56813b49550346895da433a2/html5/thumbnails/33.jpg)
Ringkasan Multimedia Networking• Aplikasi
– Bandwidth-intense, delay-sensitive
• QoS perlu– Harus ditambahkan pada Internet yang ada
• QoS:– Classification– Policing– Scheduling
• Arsitektur QoS:– IntServ– DiffServ