Advance Reservation & QoS Agents Simon Oberthür

2/ 27Simon Oberthür Inhalt Advance Reservation Was ist Advance Reservation? Probleme und Lösungen Advance & Immediate Reservation Reservation Fragmentation Realisierung RSVP Erweiterung QoS Agents Idee Verbesserung der Skalierbarkeit Datenstruktur für Admission Control Performance

3/ 27Simon Oberthür Advance Reservation Immediate Reservation Bandbreite ab Anforderung keine Zeitinformation Advance Reservation Bandbreite ab Zeitpunkt für Länge (Gültigkeit)

4/ 27Simon Oberthür Warum Advance Reservation? Planungssicherheit Multimedia-Konferenzen Multimedia-Übertragungen von Events Netz effektiver, individueller und einfacher nutzbar Trunks in VPNs Zeitliche Verträge Am Tag für Firmen / Nachts für Privatpersonen

5/ 27Simon Oberthür Phasen t Request Negotiation Phase Intermediate Phase Confirmation Usage Phase Start Duration End

6/ 27Simon Oberthür Inhalt Advance Reservation Was ist Advance Reservation? Probleme und Lösungen Advance & Immediate Reservation Reservation Fragmentation Realisierung RSVP Erweiterung QoS Agents Idee Verbesserung der Skalierbarkeit Datenstruktur für Admission Control Performance

7/ 27Simon Oberthür Advance & Immediate gleichzeitig Problem: eventuell alle Resourcen durch Advance belegt kein Platz mehr für Immediate Möglichkeiten: Resource Sharing Resource Partitioning Dynamic Resource Partitioning

8/ 27Simon Oberthür Advance & Immediate gleichzeitig II 100% Resource 0% Immediate & Advance time Resource Sharing 100% Resource 0% Immediate Partition time Advance Partition Resource Partitioning 100% Resource 0% Exclusiv f. Immediate Reservation time Exclusiv f. Advance Reservation Immediate Partition Advance Partition Movable bondary Dynamic Resource Partitioning

9/ 27Simon Oberthür Reservation Fragmentation t 100% t

10/ 27Simon Oberthür Reservation Fragmentation II t 100% t Validity

11/ 27Simon Oberthür Inhalt Advance Reservation Was ist Advance Reservation? Probleme und Lösungen Advance & Immediate Reservation Reservation Fragmentation Realisierung RSVP Erweiterung QoS Agents Idee Verbesserung der Skalierbarkeit Datenstruktur für Admission Control Performance

12/ 27Simon Oberthür RSVP Erweiterung Neues Data-Object ReRA (Reservation In Advance) Object Class-Num 16; C-Type 1 Reservation start Reservation end ID (für Flow) Keine neuen Messages PATH Message Announce Future Data Flow RESV Message Setup Advance Reservation

13/ 27Simon Oberthür RSVP Erweiterung II Neue RSVP-API Funktionen LEAVE Applikation meldet sich beim RSVP Daemon ab Reservierungen werden gespeichert TEARDOWN Reservierungen löschen

14/ 27Simon Oberthür Internet QoS mit RSVP Backbone Internet 3 Mbit/s

15/ 27Simon Oberthür Nachteile von QoS Protokollen wie RSVP Router regeln QoS Admission Control Filtern Router kennt alle Reservierungen Problem im Backbone schlecht skalierbar Idee: QoS Agents

16/ 27Simon Oberthür Inhalt Advance Reservation Was ist Advance Reservation? Probleme und Lösungen Advance & Immediate Reservation Reservation Fragmentation Realisierung RSVP Erweiterung QoS Agents Idee Verbesserung der Skalierbarkeit Datenstruktur für Admission Control Performance

17/ 27Simon Oberthür Internet QoS Agents – Reservation Model (Skizze) Backbone Internet QoS Agent / Bandwidth Broker Management Protocol z.B. SNMP 3 Mbit/s Ax Ay BxCx Dx Dy 3 Mbit/s Ay Dy 3 Mbit/s Bx Dy 3 Mbit/s Cx Dy 3 Mbit/s Ax Dy

18/ 27Simon Oberthür QoS Agents – Reservation Model (Zusammenfassung) QoS Agent (Bandwidth Broker) pro Domain Agents übernehmen Admission Control Clients stellen Admission Requests durch Agents Agent steuert Router in seiner Domain via Management Protokoll (z.B. SNMP) bekannte/gleiche Netzwerk Topologie in der Domain Anfragen durch Domains weiterleiten zur Nachbar-Domain von Agent zu Agent

19/ 27Simon Oberthür Verbesserung der Skalierbarkeit Router keine Admission Descisions Weitere Entlastung der Router durch Aggregation Prefix Aggregation Bulk Reservation Minimal Flexible Policing

20/ 27Simon Oberthür 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 Dx 30 zu Dx Agent 10 Mbit/s zu Dx 20 Mbit/s zu Dx +20 Mbit/s zu Dx

21/ 27Simon Oberthür Prefix Aggregation Domain D Dx Dy Domain C Agent 30 zu Dx 10 zu Dy 40 zu D*

22/ 27Simon Oberthür Bulk Reservation Domain A Domain B Domain C Domain D Dx Ax Bx 30 zu Dx 10 zu Dx 20 zu Dx Agent 30 zu Dx 10 Mbit/s 20 Mbit/s

23/ 27Simon Oberthür Minimal Flexible Policing Regeln erst bei Bedarf in Routern setzen Router benachrichtigen Agents bei Engpässen Regeln nah der Sourcedomain genauer Entlastung des Backbones Bei Problemen Richtung Source nachbessern

24/ 27Simon Oberthür Datenstruktur für Agents Segment Tree Over Time t

25/ 27Simon Oberthür Datenstruktur für Agents Segment Tree Over Time 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 node value = 10 max value = max(50+200,0+220) = node value = 100 max value = node = 50 max =

26/ 27Simon Oberthür Performance in der Praxis Tests an der Luleå University of Technology 15 Router, 28 transit networks, 64 stub networks Ca Reservations Zeitraum 30 Tage, 5 Minuten Intervall Agent Intel Pentium II, 300 MHz PC, 128 MB RAM FreeBSD single-hop ca. 7µs pro Admission Decisions multi-hop (durch. 4,4) ca. 40µs pro end-zu-end Admission Decisions

27/ 27Simon Oberthür Zusammenfassung Advance Reservation Next Generation Internet RSVP nicht genug skalierbar nicht geeignet fürs Internet QoS Agents Entlastung der Router Verlagerung der Admission Control in Agents Minimierung der Filterregel skalierbare Advance Reservation

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