Differentiated Services (DiffServ)

Le principali critiche volte al modello Integrated Services hanno soprattutto evidenziato che è un modello poco scalabile su reti di grosse dimensioni, il livello di granularità delle informazioni^3.5 è probabilmente troppo elevato, inoltre è richiesto un forte intervento anche sull'architettura di base della rete, ogni router deve supportare il protocollo RSVP. Questi motivi hanno spinto a valutare modelli alternativi che fossero più facilmente scalabili.

Differentiated Services [13], prende in considerazione un numero ben definito di servizi, indipendentemente dalle applicazioni in gioco, si affida ad un insieme limitato ed efficiente di meccanismi di instradamento, evita di memorizzare informazioni di stato per ogni singolo flusso richiedente garanzie di qualità del servizio. Il funzionamento è molto semplice, il traffico in ingresso alla rete subisce un processo di ``condizionamento'', in corrispondenza delle cosiddette zone di frontiera, i flussi vengono in pratica assegnati a dei macro-flussi identificati tramite un semplice campo dell'header denominato DS byte. Nel caso di IPv4 [14], ad esempio il DS in realtà va a sovrascrivere l'inutilizzato campo TOS. Ad ogni DS è associata una diversa strategia di instradamento che determina il modo in cui i pacchetti vengono gestiti all'interno della rete (Per-Hop Behaviour, PHB). Si noti che non c'è nessun protocollo di segnalazione o informazione sullo stato, ogni router deve mantenere esclusivamente le informazioni per il management dei diversi PHB che sono in numero finito e indipendenti dal numero di microflussi aggregati, il numero di informazioni da mantenere sono in definitiva proporzionali al numero di classi di servizio e non al numero di flussi d'applicazione.

Elementi funzionali dell'architettura DiffServ

Anche per realizzare il servizio DiffServ occorrono delle forme di controllo di ammissione e politiche di amministrazione del traffico (policing).

Possiamo individuare i seguenti elementi funzionali.

1. Packet Classifier: si occupa di classificare i vari pacchetti in base alle informazioni contenute in una parte dell'header, si individuano quindi quella porzione del traffico che può ricevere un servizio differenziato assegnandogli un PHB. I classificatori possono funzionare sulla base dell'analisi del solo campo DS (Behaviour Aggregate), oppure sulla base di più campi dell'header (MultiField), ad esempio valutando congiuntamente il campo DS con gli indirizzi sorgente e destinazione.
2. Traffic Conditioner: è la parte vitale del sistema, il suo obiettivo è di applicare le specifiche di condizione sui pacchetti preventivamente classificati, il conditioner consiste di un o più di questi elementi:
   1. Meter: misura il traffico dei pacchetti, suddividendoli in ``in-profile'' e ``out-profile''
   2. Marker: per i pacchetti in-profile seleziona, se necessario, un nuovo codice DS, o pacchetti out-profile, invece, vengono bollati mediante un apposito codice.
   3. Shaper: si occupa dei pacchetti out-profile, scegliendo di ritardarne la trasmissione per farli rientrare in-profile.
   4. Dropper/Policier: effettua il policing dei flussi, inoltre si occupa di rigettare i pacchetti out-profile in caso di congestione.

Figure: Elementi funzionali dell'architettura DiffServ

In figura sono mostrati gli elementi funzionali introdotti ed il modo in cui interagiscono tra di loro. Si noti che le sofisticate operazioni di classificazione, marcatura, policing e shaping sono necessarie solo ai confini della rete, all'interno della rete i router hanno solo bisogno di conoscere il DS.

Le classi di servizio

Si può effettuare una prima distinzione in classi.

1. Default service (DE): è la modalità di spedizione best effort tradizionale utilizzata in Internet. Tale servizio viene indicato resettando tutti i bit del campo DS.
2. Premium service: per applicazioni che richiedono un servizio caratterizzato da priorità più elevate.

Il premium service è composto a sua volta da due classi.

• Expedited service: per applicazioni che richiedono un servizio caratterizzato da un basso delay e jitter.
• Assured service: per applicazioni che richiedono una maggiore garanzia di raggiungibilità rispetto al servizio best-effort in caso di congestione. Se il traffico assured risulta in-profile ha una scarsa probabilità di essere ritardato. Questo servizio viene realizzato attraverso una accurata gestione dei buffer dei router. In pratica è analogo al servizio controlled load fornito da IntServ.

Footnotes

... informazioni^3.5

I router devono mantenere il path state per ogni singolo flusso.