Presentazione di PowerPoint - Uniud
Transcript of Presentazione di PowerPoint - Uniud
La qualità di servizionelle reti a pacchettoLa qualitLa qualitàà di serviziodi servizionelle reti a pacchettonelle reti a pacchetto
Contenuti del corsoContenuti del corsoLa progettazione delle retiLa progettazione delle reti
Il routing nelle reti IPIl routing nelle reti IP
Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza
Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza
Analisi di traffico e dei protocolli applicativiAnalisi di traffico e dei protocolli applicativi
Multimedialità in reteMultimedialità in rete
Tecnologie per le reti futureTecnologie per le reti future
Contenuti del corsoContenuti del corsoLa progettazione delle retiLa progettazione delle reti
Il routing nelle reti IPIl routing nelle reti IP
Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza
Il collegamento agli Internet Service Provider e problematiche di sicurezza
Analisi di traffico e dei protocolli applicativiAnalisi di traffico e dei protocolli applicativi
Multimedialità in reteMultimedialità in rete
Tecnologie per le reti futureTecnologie per le reti future
Argomenti della lezioneArgomenti della lezione
Applicazioni multimedialiApplicazioni multimedialiRequisiti e impatto sullereti a pacchettoRequisiti e impatto sullereti a pacchetto
Tecniche per la qualità di servizioTecniche per la qualità di servizio
AccodamentoAccodamento
Controllo dell’accessoControllo dell’accesso
Applicazioni multimediali nelle reti a pacchetto
Applicazioni multimediali nelle reti a pacchetto
Cosa è la multimedialità?Cosa è la multimedialità?
Utilizzo contemporaneo di vari media
Utilizzo contemporaneo Utilizzo contemporaneo di varidi vari mediamedia
SuoniSuoni
TestoTesto
ImmaginiImmagini
VideoVideo
La codifica dei mediaLa codifica dei media
Degrado della qualitàDegrado della qualità
Campionamento e quantizzazioneCampionamento e quantizzazione
ImpercettibileImpercettibile
Possibilità di riproduzionesenza degrado della qualitàPossibilità di riproduzione
senza degrado della qualità
Codifica campioniCodifica campioni
CompressioneCompressione
Eliminazione di ridondanzaEliminazione di ridondanza
SpazialeSpaziale
TemporaleTemporale
Eventuale perdita di informazioneEventuale perdita di informazioneDegrado della qualitàDegrado della qualità
Codifica delle immaginiCodifica delle immagini
JPEG2000JPEG2000
JPEGJPEG
GIFGIF
TIFFTIFF
Codifica del videoCodifica del video
Bassa qualità Bassa qualità
1.5 Mb/s1.5 Mb/s
Alta qualità (DVD)Alta qualità (DVD)
3.6 Mb/s3.6 Mb/s
MPEG2MPEG2
MPEG1MPEG1
Codifica del videoCodifica del video
VideoconferenzaVideoconferenzaBassa qualitàBassa qualità
MPEG4MPEG4
H.261H.261
Codifica e compressione basatasu identificazione di oggettiCodifica e compressione basatasu identificazione di oggetti
Banda limitataBanda limitata
Codifica della voceCodifica della voce
GSM (13 Kb/s)GSM (13 Kb/s)
PCM (64 Kb/s 56 Kb/s)PCM (64 Kb/s 56 Kb/s)
G.729 (8 Kb/s)G.729 (8 Kb/s)
G723.3 (6.4 Kb/s e 5.3 Kb/s)G723.3 (6.4 Kb/s e 5.3 Kb/s)
AVIAVI
Codifica audioCodifica audio
128 Kb/s o 112 Kb/s128 Kb/s o 112 Kb/s
Qualità tipo CDQualità tipo CD
MP3 (MPEG layer 3 - audio)MP3 (MPEG layer 3 - audio)
Codifica audioCodifica audio
Particolarmente robustoParticolarmente robusto
Adatto a InternetAdatto a Internet
MP3MP3
Qualsiasi frammentopuò essere riprodottoindipendentemente dagli altri
Qualsiasi frammentopuò essere riprodottoindipendentemente dagli altri
Standard di codifica: quale scegliere?Standard di codifica: quale scegliere?
La scelta della codifica dipende daLa scelta della codifica dipende da
Capacità elaborative dei terminaliCapacità elaborative dei terminali
Disponibilità di risorse di reteDisponibilità di risorse di rete
Standard di codifica: quale scegliere?Standard di codifica: quale scegliere?
La scelta della codifica dipende daLa scelta della codifica dipende da
Tipo di applicazioneTipo di applicazione
Live (real-time)Live (real-time)
Store&retrieveStore&retrieve
World Wide WebWorld Wide Web
Applicazioni multimediali in reteApplicazioni multimediali in rete
Distribuzione videoDistribuzione video
Video on DemandVideo on Demand
TelefoniaTelefonia
RadioRadio
Servizio di jukeboxServizio di jukebox
TeleconferenzaTeleconferenza
Applicazioni multimediali in reteApplicazioni multimediali in rete
Giochi distribuiti interattiviGiochi distribuiti interattivi
Apprendimento a distanza (distance learning)Apprendimento a distanza (distance learning)
Realtà virtualeRealtà virtuale
Applicazioni multimediali in reteApplicazioni multimediali in rete
Caratteristiche diverse dalle applicazioni tradizionali
Caratteristiche diverse dalle applicazioni tradizionali
Anche un solo media, ma …Anche un solo media, ma …
Caratteristiche rilevanti:streamingCaratteristiche rilevanti:streaming
Continuous playoutContinuous playout
Il profilo del flusso generato deve essere uguale a quello da riprodurre
Il profilo del flusso generato deve essere uguale a quello da riprodurre
Flusso continuo di datiFlusso continuo di dati
Molto diverso dalle applicazioni tradizionaliMolto diverso dalle applicazioni tradizionali
Caratteristiche rilevanti:interattivitàCaratteristiche rilevanti:interattività
Con un altra personaCon un altra persona
Con un sistemaCon un sistema
Tempi di risposta breviTempi di risposta brevi
Caratteristiche rilevantiCaratteristiche rilevanti
Larga banda trasmissivaLarga banda trasmissiva
Comunicazioni molti a moltiComunicazioni molti a molti
Comunicazioni di gruppo (group multicast)Comunicazioni di gruppo (group multicast)
Requisiti sulla reteRequisiti sulla rete
StreamingStreaming
ReteRete
Ritardi costantiRitardi costanti
Molte applicazioni sonorelativamente tollerantialle perdite
Molte applicazioni sonorelativamente tollerantialle perdite
Perdite limitatePerdite limitate
InterattivitàInterattività
Dialogo: sotto 100 ~ 150 msone wayDialogo: sotto 100 ~ 150 msone way
Ritardi bassiRitardi bassi
Larga banda trasmissivaLarga banda trasmissiva
Elevata disponibilità di risorseElevata disponibilità di risorse
Capacità trasmissivaCapacità trasmissiva
Memoria nei nodi (buffer)Memoria nei nodi (buffer)
Potenza elaborativa (routing, ecc)Potenza elaborativa (routing, ecc)
CommutazioneCommutazione
L’avanzamentotecnologico aiutaL’avanzamento
tecnologico aiuta
Comunicazioni di gruppoComunicazioni di gruppo
IP multicastingIP multicastingServizi di trasmissione multicastServizi di trasmissione multicast
MBoneMBone
Server con funzionalità direflector o multiconference unitServer con funzionalità direflector o multiconference unit
Il ritardo, che problema!!Il ritardo, che problema!!
Le applicazioni multimediali sono dette anche applicazioni
real-time
Le applicazioni multimediali sono dette anche applicazioni
real-time
Il ritardo, qual è il problema?Il ritardo, qual è il problema?
Varia a seconda del carico istantaneo sui nodi
Varia a seconda del carico istantaneo sui nodi
Compensazione delle variazionidi ritardo
Compensazione delle variazionidi ritardo
Replay bufferReplay buffer
Contromisure nelle stazioniContromisure nelle stazioni
Dimensione fissa per applicazioninon interattiveDimensione fissa per applicazioninon interattive
Adattativo per applicazioniinterattiveAdattativo per applicazioniinterattive
Aumento del ritardo “end-to-end”Aumento del ritardo “end-to-end”
L’unico modo per compensarele variazioni è conformare tuttia chi ha subito ritardo massimo
L’unico modo per compensarele variazioni è conformare tuttia chi ha subito ritardo massimo
Critico per interattività(telefonia, conferenza,giochi,
realtà virtuale)
Critico per interattività(telefonia, conferenza,giochi,
realtà virtuale)
Contromisure nelle stazioniContromisure nelle stazioni
Contromisure nelle stazioniContromisure nelle stazioni
Diminuire traffico generato quandola qualità della sessione diminuisceDiminuire traffico generato quandola qualità della sessione diminuisce
Adattamento alle condizioni della reteAdattamento alle condizioni della rete
A tutto c’è un limiteA tutto c’è un limite
StrumentiStrumenti
ComunicazioneComunicazione
RTP - Real-time Transport ProtocolRTP - Real-time Transport ProtocolInformazioni temporaliInformazioni temporali
Time stampTime stamp
RTCP - RTP Control ProtocolRTCP - RTP Control ProtocolStato della comunicazioneStato della comunicazione
Codifica adattativa (adaptive coding)Codifica adattativa (adaptive coding)
Granularità di quantizzazioneGranularità di quantizzazione
Parametri della compressioneParametri della compressione
Per esempio RTCPPer esempio RTCPFeedbackFeedback
Codifica a livelli(layered coding)Codifica a livelli(layered coding)
Trasmesso a più alta prioritàTrasmesso a più alta priorità
Layer baseLayer base
Eventualmente risorse riservateEventualmente risorse riservate
Trasmessi a bassa prioritàTrasmessi a bassa priorità
Layer aggiuntivi che aumentano la qualitàLayer aggiuntivi che aumentano la qualità
Eventualmente best-effortEventualmente best-effort
Classificazione del trafficoClassificazione del traffico
Soluzioni nella reteSoluzioni nella rete
WFQ, RR, WRR, CBQWFQ, RR, WRR, CBQ
Sofisticati algoritmi di accodamentoSofisticati algoritmi di accodamento
Shaping/policingShaping/policing
Micro-controllo del traffico in ingresso alla rete (pacchetto)Micro-controllo del traffico in ingresso alla rete (pacchetto)
Contromisure nella reteContromisure nella rete
Segnalazione con prenotazionedi risorseSegnalazione con prenotazionedi risorse
Macro-controllo del traffico in ingresso alla rete (chiamata)Macro-controllo del traffico in ingresso alla rete (chiamata)
RSVPResource reSerVation Protocol (IP)RSVPResource reSerVation Protocol (IP)
UNIUser Network Interface (ATM)UNIUser Network Interface (ATM)
Contromisure nella reteContromisure nella rete
Network engineeringNetwork engineeringMacro-controllo a prioriMacro-controllo a priori
Limite sul numero di utentiLimite sul numero di utenti
Traffic engineeringTraffic engineering
Dimensionamento della reterispetto al traffico previstoDimensionamento della reterispetto al traffico previsto
Distribuzione controllatadel trafficoDistribuzione controllatadel traffico
Contromisure nella reteContromisure nella rete
Problemi collateraliProblemi collaterali RTPRTPRTP
UDPUDPUDP
IPIPIPUDP a livello trasportoUDP a livello trasporto
Anche se un pacchetto corrottoarriva, sarà inutile perché haimpiegato troppo tempo
Anche se un pacchetto corrottoarriva, sarà inutile perché haimpiegato troppo tempo
I requisiti real-time normalmente sono incompatibili con i tempi di ri-trasmissione del TCP
I requisiti real-time normalmente sono incompatibili con i tempi di ri-trasmissione del TCP
Applicazioni non altruisteApplicazioni non altruiste
TCP si adatta alle condizionidi traffico, UDP le ignora
TCP si adatta alle condizionidi traffico, UDP le ignora
Soprattutto quelle che usano TCP,che è “cortese”Soprattutto quelle che usano TCP,che è “cortese”
Applicazioni multimediali possono penalizzare le altreApplicazioni multimediali possono penalizzare le altre
Segregazione delle applicazionie policing (bandwidth shaper)Segregazione delle applicazionie policing (bandwidth shaper)
Tecniche per il supporto della qualità di servizio
Accodamento
Tecniche per il supporto della qualità di servizio
Accodamento
Accodamento sempliceFIFO (First In First Out)Accodamento sempliceFIFO (First In First Out)
TrasmettitoreTrasmettitore
CodaCoda
TXTX
Multiplazione statisticaMultiplazione statistica
BA C C A
A A
C C
BSwitchSwitch
Code multiple e schedulingCode multiple e scheduling
TXTX
Algoritmi di schedulingAlgoritmi di scheduling
Priority QueuingPriority Queuing
Weighted Round RobinWeighted Round RobinRound RobinRound Robin
Class Based Queuing (CBQ)Class Based Queuing (CBQ)
Weighted Fair Queuing (WFQ)Weighted Fair Queuing (WFQ)
Deadline queuing (non work-conserving)Deadline queuing (non work-conserving)
ClassificazioneClassificazione
Identificazione dei pacchetticui garantire qualità
Identificazione dei pacchetticui garantire qualità
In quale coda inserire ogni pacchetto
In quale coda inserire ogni pacchetto
ovveroovvero
ClassificazioneClassificazione
Basata su varie informazioni nell’intestazione IP (quintupla)
Basata su varie informazioni nell’intestazione IP (quintupla)
Indirizzo IP destinazioneIndirizzo IP destinazione
Indirizzo IP mittenteIndirizzo IP mittente
Protocollo di trasportoProtocollo di trasporto
Porta mittentePorta mittente
Porta destinazionePorta destinazione
ClassificazioneClassificazione
Algoritmi complicatiAlgoritmi complicati
ASIC:Application Specific Integrated Circuit
ASIC:Application Specific Integrated Circuit
Realizzazioni hardware Realizzazioni hardware
CAM:Content Addressable Memory
CAM:Content Addressable Memory
Accodamento e commutazioneAccodamento e commutazione
La soluzione più “semplice”La soluzione più “semplice”
Code in uscita (output queuing)Code in uscita (output queuing)
Non è detto che i pacchetti possanoessere commutati appena arrivanoNon è detto che i pacchetti possanoessere commutati appena arrivano
La capacità di commutazione è una risorsa limitata
La capacità di commutazione è una risorsa limitata
Però…Però…
Capacità di commutazioneCapacità di commutazione
La switching fabric(matrice di commutazione) operaa velocità maggiore degli ingressi
La switching fabric(matrice di commutazione) operaa velocità maggiore degli ingressi
Commutazione immediata sempre richiede speed-upCommutazione immediata sempre richiede speed-up
Particolarmente problematicoad alta velocitàParticolarmente problematicoad alta velocità
Accodamento e commutazioneAccodamento e commutazione
Controllo distribuito (complicato)Controllo distribuito (complicato)
Code in ingresso (input queuing)Code in ingresso (input queuing)
Virtual output queuingVirtual output queuing
Code nella matrice di commutazione
(distributed queuing)
Code nella matrice di commutazione
(distributed queuing)
Siamo a posto?Siamo a posto?
AC B C A
A A
C C
BSwitchSwitch
BA C C ABA C C ACB A C A
Tecniche per il supporto della qualità di servizio
Controllo dell’accesso
Tecniche per il supporto della qualità di servizio
Controllo dell’accesso
Controllo sull’accettazione delle chiamateControllo sull’accettazione delle chiamate
Call admission control (CAC)Call admission control (CAC)
Descrizione traffico generatoDescrizione traffico generato
SegnalazioneSegnalazione
Descrizione servizio volutoDescrizione servizio voluto
Esempi: RSVP e UNI ATMEsempi: RSVP e UNI ATM
Prenotazione risorsePrenotazione risorse
QoS routingQoS routing
Trovare un percorso con le risorse necessarieTrovare un percorso con le risorse necessarie
Informazioni molto dinamicheInformazioni molto dinamiche
Protocolli di routing distribuiscono informazioni sull’occupazione delle risorse in tempo reale
Protocolli di routing distribuiscono informazioni sull’occupazione delle risorse in tempo reale
Non solo su topologiaNon solo su topologia
Decisione di routing è basata su informazioni di occupazioneDecisione di routing è basata su informazioni di occupazione
QoS routingQoS routing
Instabilità con trasferimento datinon connessoInstabilità con trasferimento datinon connesso
CranckbackCranckback
Esempio: PNNI (private network node interface) in ATMEsempio: PNNI (private network node interface) in ATM
Network engineeringTraffic engineeringNetwork engineeringTraffic engineering
Azioni preventiveAzioni preventive
Statistiche sugli utentiStatistiche sugli utenti
Dimensionamento della rete per il caso peggiore (o quasi)Dimensionamento della rete per il caso peggiore (o quasi)
Distribuzione del trafficoDistribuzione del traffico
Determinazione delle direttrici di trafficoDeterminazione delle direttrici di traffico
Network engineeringTraffic engineeringNetwork engineeringTraffic engineering
Continuo controllo dello stato della reteContinuo controllo dello stato della rete
Eventuale cambiamento del dimensionamento e direttrici di traffico
Eventuale cambiamento del dimensionamento e direttrici di traffico
Network engineeringTraffic engineeringNetwork engineeringTraffic engineering
Bassa efficienza nell’uso delle risorseBassa efficienza nell’uso delle risorse
Semplicità e scalabilitàSemplicità e scalabilità
Policing e shapingPolicing e shaping
Assicurarsi che il trafficoin ingresso alla rete
sia come ci si aspetta
Assicurarsi che il trafficoin ingresso alla rete
sia come ci si aspetta
TXTX
Token bucketToken bucket
Leaky BucketLeaky Bucket
La qualità di servizionelle reti a pacchettoLa qualitLa qualitàà di serviziodi servizionelle reti a pacchettonelle reti a pacchetto
RitardatiRitardati
I pacchetti non conformi sonoI pacchetti non conformi sono
Mandati a bassa priorità(eventualmente best effort)Mandati a bassa priorità(eventualmente best effort)
Leaky bucketLeaky bucket
ScartatiScartati
TXTX
Token bucketToken bucket
Policy (politica)Policy (politica)
Determina aspetti specificidel funzionamento di un apparato
Determina aspetti specificidel funzionamento di un apparato
Stabilisce aspetti generali di funzionamento di una rete
Stabilisce aspetti generali di funzionamento di una rete
Tipo di accodamentoTipo di accodamento
Regole per accettazione chiamateRegole per accettazione chiamate
Parametri leaky bucketParametri leaky bucket
Flessibilità: policy managementFlessibilità: policy management
Tipo di trafficoTipo di traffico
Una policy può dipendere daUna policy può dipendere da
Ora del giornoOra del giorno
Evitare di dover configurare ogni apparato di rete e cambiarela configurazione
Evitare di dover configurare ogni apparato di rete e cambiarela configurazione
COPS (Common Open Policy Service)COPS (Common Open Policy Service)
Distribuzione automatica di policyDistribuzione automatica di policy
Apparati prelevano policy da serverApparati prelevano policy da server
Server invia policy agli apparatiServer invia policy agli apparati