Il documento descrive il Differentiated Services (DiffServ) come una strategia per gestire la Quality of Service (QoS) nelle reti IP, distinguendo i flussi di dati e garantendo prestazioni specifiche per applicazioni critiche. Esamina diverse implementazioni di QoS, come TOS, IntServ e l'approccio basato su aggregati di flussi di DiffServ, il quale utilizza il campo DSCP per classificare i pacchetti e applicare politiche di gestione del traffico. Inoltre, il documento illustra l'architettura e i servizi PHB (Per-Hop Behavior) di DiffServ, come Expedited Forwarding e Assured Forwarding, che garantiscono prestazioni diverse per vari tipi di traffico.

1. Differentiated Service
(DiffServ)
Presentazione Sistemi Ipermediali
Ronzani Daniele
5 Settembre 2014

2. Introduzione (1)
La rete Internet tratta tutti i pacchetti in transito
allo stesso modo, inoltrando ogni pacchetto il
"prima possibile". Questa è quella che si
chiama una rete best effort.
● Vantaggi:
○ semplicità
○ scalabilità
○ servizio mai rifiutato

3. Introduzione (2)
Nella maggior parte delle applicazioni una rete
di questo tipo funziona bene, ma esistono
applicazioni critiche (es. applicazioni real-time)
che hanno necessità di garanzie dei parametri,
come:
● minimo delay
● massimo throughput
● minimo delay jitter

4. QoS
Risulta fondamentale quindi l'utilizzo di un
controllo della Quality of Service (QoS).
Un controllo della QoS è presente in una rete
quando questa è in grado di distinguere e
gestire opportunamente specifici insiemi di
pacchetti in modo da soddisfare le richieste di
parametri dell'applicazione che li ha spediti.

5. Parametri QoS
Parametri principali su IP:
● latency: latenza
○ è il tempo necessario per viaggiare da sorgente a destinazione e
dipende dalla distanza fisica, numero di router, carico di rete, ...
● jitter: variazione della latency
○ quanto varia il tempo di viaggio
● throughput: capacità trasmissiva
○ è la velocità di trasferimento di dati
● packet loss: perdita di pacchetti
○ è la percentuale di pacchetti spediti ma non ricevuti

6. Implementazione di QoS
Diversi approcci della QoS nelle reti IP:
● ToS
○ utilizza il campo Type od Service del pacchetto IP
○ un byte diviso in due parti: IP Precedence e ToS
○ Non efficiente e non scalabile
● IntServ
○ Si basa su RSVP per la segnalazione
○ complesso, non molto utilizzato, non scalabile
○ tutti i dispositivi del percorso di un pacchetto devono essere
compatibili con RSVP
○ l'allocazione di risorse deve essere continuamente aggiornato

7. DiffServ
● Differentiated Service tratta i flussi IP come
"aggregati di flussi".
○ questi flussi sono chiamati behaviour aggregate (BA)
● QoS viene applicata ai BA e non alle singole
componenti end-to-end (come IntServ).

8. Modello DiffServ (1)
● Riutilizzo del campo ToS di IP
○ DS Field
CU = solitamente non utilizzato, oppure usato come Explicit Congestion
Notification (avvisa il mittente che c'è una congestione, così il mittente rallenta
la trasmissione).

9. Modello DiffServ (2)
● Codifica di 26 classi di servizio
○ Differentiated Service CodePoint (DSCP)
● Packet Marking
○ è l'operazione di assegnazione ad un BA
○ il valore in DSCP implica un certo tipo di
comportamento

10. Per Hop Behavior (PHB)
● Comportamento osservabile esternamente, applicato da
un nodo DS compatibile, ad uno specifico BA (RFC
2475).
● E' il modo di trattare un pacchetto con un determinato
DSCP in termini di:
○ scheduling
○ queuing
○ policing (scartare pacchetti particolari)
○ shaping (ritardare i pacchetti in modo da rispettare caratteristiche
volute in un flusso dati)

11. Architettura DiffServ (1)
● DS Domain
○ insieme contiguo di nodi compatibili con DiffServ
● DS Region
○ insieme di uno o più domini DS
● Nodi DS Boundary
○ nodi di confine di un DS Domain
○ si occupano della classificazione e del condizionamento del traffico
per adattarlo alle politiche di QoS
● Nodi DS Interior
○ nodi interni al DS Domain

12. Architettura DiffServ (2)

13. Classificazione (1)
Quando un pacchetto arriva al confine di un DS
Domain, questo viene classificato.
● viene modificato il campo DSCP in modo da
essere classificato in un BA
● il classificatore è un modulo che ha il
compito di convertire i pacchetti in modo che
siano gestibili da un condizionatore

14. Classificazione (2)
● Due tipologie di classificazione
○ Behaviour Aggregate Classifier (BA Classifier)
■ classifica il pacchetto basandosi solo sul DSCP
○ Multi-Field Classifier (MF Classifier)
■ si basa su DSCP e altri campi come IP sorgente,
IP destinazione, ...

15. Servizi PHB (1)
● Expedited Forwarding (EF)
○ servizio "premium"
○ Garanzia prestazionale
○ limitazione pacchetti EF entranti
○ ha la priorità più alta sugli altri servizi
○ adatto a voce, video, real-time
○ offre basso ritardo, jitter, bassa perdita e banda
garantita.

16. Servizi PHB (2)
● Assured Forwarding
○ offre daranzia di delivery dei pacchetti, ovvero
garantisce la consegna dei pacchetti.
○ contiene x classi di priorità (tipicamente 4: platinum,
gold, silver, bronze)
○ comportamento: drop precedence

17. Servizi PHB (3)
Altri servizi:
● PHB default
○ usato per il tradizionale servizio best effort standard
○ applicato a pacchetti non appartenenti a nessuna
classe PHB
● Class-selector
○ mantiene retrocompatibilità con IP-precedence
○ formato: xxx000