Архитектура системы с предоставлением DS

В отличие от интегрированных услуг, дифференцированные услуги предоставляют долговременные гарантии QoS, в том смысле, что соответствующие параметры на маршрутизаторах не сбрасываются спустя некоторое время. Это означает, что приложениям, использующим DS, не нужно резервировать параметры QoS для определенных пакетов данных. Весь трафик, который передается через сети, поддерживающие DS, будет использовать заранее назначенные ему параметры QoS. Но при этом все пакеты данных должны быть отмечены определенным полем, которое должно быть интерпретировано маршрутизаторами в сети.

Как было отмечено, рабочая группа IETF DS предложила переопределить структуру поля TOS IPv4 и структуру поля класса трафика в IPv6 и маркировать эти поля как поле байта DS. Содержимое байта DS заменяет содержимое поля TOS в протоколе IPv4. Это описано в документе RFC 1349.

Шесть битов поля DS используются в качестве кодов, определяющих вид предоставляемых дифференцированных услуг (Differentiated Services CodePoint, DSCP). Они предназначены для того, чтобы пакет с полем DS мог на каждом узле получить необходимый класс обслуживания.

Каждое сетевое устройство, предоставляющее DS, должно иметь информацию о том, как обрабатывать пакеты с различными байтами DS. В технических требованиях DS эта информация называется «Режим на переходе» (Рег-Нор Behavior, РНВ). Различные значения кода DSCP в байте DS используются для того, чтобы выбрать необходимый режим РНВ для каждого пакета в каждом узле. Для предоставления предсказуемых услуг набор режимов РНВ должен поддерживаться всеми маршрутизаторами в сети с дифференцированными услугами. Режим РНВ может быть представлен набором определенных функций и параметров, используемых маршрутизатором для предоставления именно тех услуг, которые определены для него режимом РНВ. Режим РНВ может быть представлен множеством отдельных очередей с установленными приоритетами, определенными параметрами очередей и алгоритмов сброса пакетов на основании их приоритетов или «веса».

DS могут предоставлять только те маршрутизаторы, которые способны планировать очереди, упорядочивать выходные пакеты по приоритетам и управлять размерами очередей для предотвращения перегрузки в сети. Традиционная организация очереди по принципу FIFO в обычных маршрутизаторах Internet не способна обеспечить DS и может привести к возникновению проблем в сети. Способы обработки пакета внутри маршрутизатора зависят от возможностей самого маршрутизатора, его специфической конфигурации и от содержимого байтов DS в пакете IP. Например, если пакет IP поступает на маршрутизатор с восемью различными очередями, которые имеют различные приоритеты, байт DS может использоваться для выбора очереди, отвечающей за маршрутизацию этого пакета.

В качестве другого примера можно рассмотреть маршрутизатор, который имеет единственную очередь со множественными приоритетами для различных пакетов данных. В этом случае байт DS используется для того, чтобы выбрать приоритет для пакетов в очереди. Ноль в байте DS означает наибольшую вероятность прохождения этого пакета, а семь – наименьшую вероятность прохождения. Другая возможная реализация – организация четырех очередей с двумя уровнями приоритетов в каждой.

Для того чтобы гарантировать эквивалентное поведение каждого маршрутизатора в определенном режиме, в технических требованиях необходимо однозначно определить все режимы РЫВ при предоставлении DS. В противном случае возможна ситуация, когда одно и то же значение байта DS вызывает разное поведение у разных маршрутизаторов одного домена DS. Кроме того, в технических требованиях DS должны быть определены некоторые уникальные значения режима РНВ, предназначенные для предоставления определенных дополнительных услуг. Все маршрутизаторы в одном домене DS должны знать, какие пакеты и с каким режимом РНВ они могут принять.

Значение режима РНВ по умолчанию должно быть доступно для всех узлов, поддерживающих предоставление DS. Когда нет никаких других соглашений, принимается, что все пакеты принадлежат этому сервисному уровню. Рабочая группа IETF рекомендует использовать значение DSCP, равное 000000 в байте DS, для режима РНВ по умолчанию.

Другой режим РНВ, который предложен для стандартизации, – это срочное отправление (Expedited Forwarding, EF). Этот режим отвечает за высокоприоритетный трафик, который необходимо использовать для управления сетью, например, трафик обновления маршрутизации. Для EF РНВ рекомендуется значение 101100 в поле DSCP байта DS.

Рабочая группа IETF определяет домен с предоставлением дифференцированных услуг (домен DS) как связный фрагмент Internet, в котором совместимый набор дифференцированных услуг управляется скоординированно. Это могут быть различные административные домены или автономные системы, различные трастовые (доверительные) области, области с различными сетевыми технологиями и т. д. Домен DS имеет в своем составе различные граничные устройства, которые используются для объединения различных доменов DS друг с другом. Эти граничные устройства соединены с внутренними устройствами, которые используются только внутри доменов (рис. 14.3).

Домен DS обычно состоит из одной или нескольких сетей, находящихся под единым административным управлением. Это может быть, например, общая интрасеть или сеть одного провайдера услуг. Администрация домена DS отвечает за резервирование необходимых ресурсов, способных поддержать заключенные соглашения SLA, которые предлагаются доменом. Сетевые администраторы должны производить измерения для того, чтобы контролировать наличие в домене DS ресурсов, достаточных, чтобы удовлетворить все согласованные запросы на предоставление QpS.