2.4. Методы и алгоритмы реализации QoS в разных средах
Компания CISCO разработала специальную технологию для обеспечения нужного уровня QoS - CISCO Content Networkig (транспортировка через сеть с учетом содержимого). В рамках этой технологии решается фундаментальная проблема - классификации транспортируемых пакетов с учетом содержимого их заголовков. Сетевые технологии стремительно усложняются. Раньше было достаточно определить приоритет для определенного адреса или для заданного протокола, теперь этого мало. Один и тот же пользователь с фиксированным IP может в одно и то же воемя реализовать через сеть передачу голоса, осуществлять поиск информации в WEB-сети и т.д., причем все это делать в рамках одного и того же протокола. Понятно, что эти задачи имеют разную значимость. Все это требует классификации трафика по большему числу параметров, чем адрес и протокол. Здесь следует учитывать динамическое присвоение кодов номера порта, которое усложняет распознавание приложений.
CISCO для решения этой проблемы в IP-среде разработала специальное средство, называемое NBAR (Network Based Application Recognition - распознавание приложения по сетевым параметрам). Техника NBAR применима только к такому трафику, который может быть переадресован с помощью технологии CEF (Cisco Express Forwarding). CEF предоставляет следующие преимущества:
Улучшенная производительность - CEF меньше загружает процессор, чем быстрое переключение маршрута кэширования. Дополнительные мощности центрального процессора могут быть отданы для обеспечения других сервисов, как например качество обслуживания (QoS) и шифрования данных.
Масштабируемость - CEF предлагает способность переключения к любой линии при использовании распределенного CEF режима (dCEF).
Упругость - CEF можно переключать трафик более эффективно, чем типичные спроса кэширования схем.
NBAR может классифицировать HTTP-трафик не только по адресам и номерам портов, но и по информации, содержащейся в URL (до 400 байт). Реально NBAR просматривает 512 байт (сюда помимо URL входят заголовки L2, L3, L4 и HTTP). В рамках NBAR предусматривается классификация субпортов. NBAR классифицирует HTTP-трафик по mime-типу или get-запросам. Предельное число одновременно обслуживаемых URL-ЭВМ или mime-типов не должно превышать 24. Анализ NBAR 400 байт URL-заголовка способствует уменьшению вероятности злоупотреблений сетевыми ресурсами. Здесь появляется возможность выявления неавторизованной пересылки пользователями больших файлов mp3 и пр.. NBAR может классифицировать TCP и UDP-протоколы, использующие стандартизованные номера портов, а также и прочие протоколы (например, маршрутные, ICMP, IPSec, IPINIP, Kerberos, IMAP/SIMAP, HTTPS, L2TP, LDAP, NETBIOS, RSVP, SNNTP, NTP, POP3/SPOP3, SFTP, SSH, X-Windows, SOCKS и т.д.).
2.5. Алгоритм NBAR
NBAR позволяет загружать в маршрутизатор шаблоны классификации в любой момент времени. Это осуществляется с помощью использования PDLM (Packet Description Language Module - модуль языка описания пакетов). PDLM копируется в флэш-память с консоли маршрутизатора или каким-то другим способом. Список поддерживаемых протоколов постоянно обновляется. Следует помнить, что NBAR сам по себе не обеспечивает QoS, а лишь выделяет определенный класс трафика из общего информационного потока. Раз трафик классифицирован, могут быть применены определенные механизмы для обеспечения определенного уровня сервиса. В перечень таких услуг входят:
Минимальная гаранитрованная полоса на основе класса, определенного с помощью WFQ.
Организация очередей с малой задержкой LLQ (Low Latency Queuing)
Формирование политики трафика для ограничения загрузок
Формирование трафика для избежания перегрузок.
Исключение перегрузок, используя WRED (Weighted Random Early Detection)
Пометка пакетов для использования архитектур diffserv или intserv
Реализация WFQ (Flow-based Weighted Fair Queuing)
Использование NBAR для классификации 500 потоков потребует дополнительно 1 Мбайт памяти. В младших моделях маршрутизаторов, например 2600, применение NBAR займет до 15% мощности процессора. Это обстоятельство следует учитывать, если нужно обеспечить определенный уровень QoS, ведь это потребует дополнительной мощности процессора. Применение CEF потребует еще больше ресурсов процессора. NBAR не поддерживает трафик, отличный от IP. NBAR не может таже использоваться для VLAN, многоканальных PPP (multilink PPP).
В то время как на уровне IP (L3) реализуется несколько подходов обеспечения QoS на уровне L2 ситуация пока много хуже. Следует, впрочем, признать, что решение в протоколе MPLS полностью пригодно и для L2. Требуется лишь появление на рынке сетевых приборов, поддерживающих MPLS или 802.1Q.
|
