Advance Reservation & QoS Agents Simon Oberthür. 2/ 27Simon Oberthür Inhalt Advance Reservation Was ist Advance Reservation? Probleme und Lösungen Advance.

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


Advance Reservation

Immediate ReservationBandbreiteab Anforderung keine Zeitinformation

Advance ReservationBandbreiteab Zeitpunktfür Länge(Gültigkeit)


Warum Advance Reservation?

PlanungssicherheitMultimedia-KonferenzenMultimedia-Übertragungen von Events

Netz effektiver, individueller und einfacher nutzbarTrunks in VPNs

Zeitliche VerträgeAm Tag für Firmen / Nachts für Privatpersonen


Phasen

tRequest

Negotiation

Phase

Intermediate

Phase

Confirmation

Usage

Phase

StartDuration

End








Advance & Immediate gleichzeitig

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

Möglichkeiten:Resource SharingResource PartitioningDynamic Resource Partitioning


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


Reservation Fragmentation

t

100%

t


Reservation Fragmentation II

t

100%

t

Validity








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


RSVP Erweiterung II

Neue RSVP-API FunktionenLEAVE

Applikation meldet sich beim RSVP Daemon abReservierungen werden gespeichert

TEARDOWNReservierungen löschen


Internet

QoS mit RSVP

Backbone

Internet

3 Mbit/s


Nachteile von QoS Protokollen wie RSVP

Router regeln QoSAdmission ControlFiltern

Router kennt alle ReservierungenProblem im Backbone

schlecht skalierbar

Idee: QoS Agents








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


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


Verbesserung der Skalierbarkeit

Router keine „Admission Descisions“

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


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


Prefix Aggregation

Domain D

Dx Dy

Domain C

Agent

Agent

30 zu Dx

10 zu Dy40 zu D*


„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


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


Datenstruktur für AgentsSegment Tree Over Time

t


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


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


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

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