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Comprendre comment la classe de service gère la congestion et contrôle les niveaux de service sur le réseau
Généralement, les routeurs IP transfèrent les paquets de manière indépendante et sans aucun contrôle sur le débit ou les retards. C’est ce que l’on appelle le service best-effort . Ce service est aussi bon que l’équipement réseau et les liaisons, et le résultat est satisfaisant pour de nombreuses applications IP traditionnelles qui mettent l’accent sur la transmission de données, telles que les e-mails ou la navigation Sur le Web. Cependant, les applications IP telles que la vidéo et l’audio en temps réel (ou la voix) nécessitent des paramètres de retard, de gigue et de perte plus faibles que les réseaux simples à fournir en cas d’encombrement du réseau.
Lorsqu’un réseau subit une congestion et un retard, certains paquets doivent être abandonnés. La classe de service (CoS) du système d’exploitation Junos (Junos OS) de Juniper Networks vous permet d’affecter du trafic à des classes et d’offrir différents niveaux de débit et de perte de paquets en cas de congestion.
Le CoS est l’attribution des flux de trafic à différents niveaux de service. Les fournisseurs de services peuvent utiliser des fonctionnalités CoS basées sur des routeurs pour définir des niveaux de service qui fournissent différentes caractéristiques de délai, de gigue (variation de retard) et de perte de paquets pour des applications particulières desservies par des flux de trafic spécifiques.
Un routeur ne peut pas compromettre les performances de transfert des meilleurs efforts pour fournir des fonctionnalités CoS, car cela ne fait qu’échanger un problème contre un autre. Lorsque les fonctionnalités CoS sont activées, elles doivent permettre aux routeurs de mieux traiter les paquets critiques ainsi que les flux de trafic les plus performants, même en période d’encombrement. Le débit du réseau est déterminé par une combinaison de la bande passante disponible et du délai. CoS garantit une bande passante minimale dédiée à une classe de service.
Le principal impact du CoS sur les retards du réseau est dans les retards de mise en file d’attente, lorsque les paquets sont normalement mis en file d’attente pour la sortie dans l’ordre d’arrivée, quelle que soit la classe de service. Les retards de mise en file d’attente augmentent avec l’encombrement du réseau et entraînent souvent des pertes de paquets lorsque les tampons de file d’attente débordent. Les deux autres éléments du retard global du réseau, les retards de transmission en série déterminés par les vitesses de liaison et les retards de propagation déterminés par type de support, ne sont pas déterminés par les paramètres du CoS.
Pour les interfaces qui transportent le trafic IPv4, IPv6 et MPLS, vous pouvez configurer les fonctionnalités CoS de Junos OS pour fournir plusieurs classes de service pour différentes applications. Sur l’équipement de routage, vous pouvez configurer plusieurs classes de transfert pour les paquets de transmission, définir quels paquets sont placés dans chaque file d’attente de sortie, planifier le niveau de service de transmission pour chaque file d’attente et gérer la congestion à l’aide d’un algorithme de détection précoce aléatoire (RED).
Les fonctionnalités CoS de Junos OS fournissent un ensemble de mécanismes que vous pouvez utiliser pour fournir des services différenciés lorsque la livraison de trafic à l’effort est insuffisante. Lors de la conception d’applications CoS, vous devez tenir compte de vos besoins de service, et vous devez planifier et concevoir soigneusement votre configuration CoS pour assurer la cohérence de tous les équipements de routage d’un domaine CoS. Vous devez également prendre en compte tous les équipements de routage et autres équipements réseau du domaine CoS pour garantir l’interopérabilité entre tous les équipements.
CoS Applications
Vous pouvez configurer des fonctionnalités CoS pour répondre aux besoins de plusieurs applications. Les composants étant génériques, vous pouvez utiliser une seule syntaxe de configuration CoS sur plusieurs équipements de routage. Les mécanismes CoS sont utiles pour deux grandes catégories d’applications. Ces applications peuvent être désignées comme dans l’emballage et sur l’ensemble du réseau.
Les applications intégrées utilisent des mécanismes CoS pour offrir un traitement spécial aux paquets passant par un seul nœud sur le réseau. Vous pouvez surveiller le trafic entrant sur chaque interface, en utilisant CoS pour fournir le service préféré à certaines interfaces (c’est-à-dire à certains clients) tout en limitant le service fourni à d’autres interfaces. Vous pouvez également filtrer le trafic sortant en fonction de la destination du paquet, fournissant ainsi le service préféré à certaines destinations.
Les applications à travers le réseau utilisent des mécanismes CoS pour offrir un traitement différencié à différentes classes de paquets sur un ensemble de nœuds d’un réseau. Dans ces types d’applications, vous contrôlez généralement les équipements de routage entrants et sortants vers un domaine de routage et tous les équipements de routage du domaine. Vous pouvez utiliser les fonctionnalités CoS de Junos OS pour modifier les paquets voyageant à travers le domaine afin d’indiquer la priorité du paquet sur le domaine.
En particulier, vous modifiez les points de code CoS dans les en-têtes de paquets, en remettant ces bits à des valeurs qui correspondent aux niveaux de service. Lorsque tous les équipements de routage du domaine sont configurés pour associer les bits de priorité à des niveaux de service spécifiques, les paquets avec les mêmes points de code voyageant à travers le domaine reçoivent le même niveau de service du point d’entrée au point de sortie. Pour que le CoS fonctionne dans ce cas, le mappage entre les points de code et les niveaux de service doit être identique sur tous les équipements de routage du domaine.
Les applications CoS de Junos OS prennent en charge la gamme de mécanismes suivants :
Services différenciés (DiffServ) : l’application CoS prend en charge DiffServ, qui utilise un point de code de services différencié (DSCP) 6 bits dans le champ des services différenciés de l’en-tête de paquet IPv4 et IPv6. Pour IPv6, DSCP est appelé classe de trafic. La configuration utilise des valeurs DSCP pour déterminer la classe de transfert associée à chaque paquet. Le trafic IPv4 peut également utiliser les bits de priorité IP 3 bits pour classer le trafic.
Mappage coS de couche 2 à couche 3 : l’application CoS prend en charge le mappage des en-têtes de paquets de couche 2 (IEEE 802.1p) vers la classe de transfert des équipements de routage et les valeurs de perte de priorité.
Le mappage des CoS de couche 2 à couche 3 consiste à définir la classe de transfert et la priorité de perte en fonction des informations de l’en-tête de couche 2. Le résultat consiste à mapper la classe de transfert et la priorité de perte à un marquage spécifique à la couche 2. Vous pouvez marquer les en-têtes de couche 2 et de couche 3 simultanément.
EXP MPLS : prend en charge la configuration du mappage des paramètres de bit expérimentaux (EXP) MPLS vers les classes de transfert d’équipements de routage, et vice versa.
Marquage d’étiquette externe VPN : prend en charge le paramétrage des bits EXP d’étiquette externe, également appelés bits CoS, basé sur le mappage EXP MPLS.
Normes CoS
Les normes relatives aux capacités de classe de service (CoS) de Junos OS sont définies dans les RFC suivantes :
RFC 2474, Définition du champ de services différenciés dans les en-têtes IPv4 et IPv6
RFC 2597, Groupe PHB de transfert assuré
RFC 2598, PhB de transfert accéléré
RFC 2698, Marqueur trois couleurs à deux débits