Multimedia Networking Quality of Service

  Multimedia Networking

  

Quality of Service

• Isu:
• – Aplikasi media adalah intensif-bandwith
• – Membutuhkan delay dan jitter yang rendah
• – Network harus menyediakan QoS untuk kinerja baik

Requirements untuk QoS

• • Lihat model sederhana untuk melihat pengaruh

  sharing dan congestion
• – Dua “flows” sharing link antara R1 dan R2

Skenario 1

• Aplikasi audio dan FTP share link
• – Audio: 1 Mbps (membutuhkan delay rendah)
• – FTP: sebanyak mungkin (tidak ada time constraint)
• Priority scheduling:
• – Selalu forward paket audio sebelum FTP

Klasifikasi Paket

• • Lebih general dibanding menandai satu class

  paket adalah klasifikasi paket
• – Klasifikasi berdasarkan pada siapa yang mengirim jenis paket

  

Skenario 2

• • Jika audio memiliki prioritas lebih tinggi dari FTP, dapat

  menyebabkan kesulitan FTP dengan mengirim 1.5 Mbps

• – Mungkin karena malicious atau erroneous
• Flows harus diisolasi satu sama lain

• – Malicious flow tidak dapat menurunkan service lainnya

  “Memungkinkan menerapkan derajat isolasi antar traffic flows, maka satu flow tidak dirugikan oleh misbehavinf flow lainnya.”

  Isolasi dan Kebijakan

• Prinsip 2 QoS:

Skenario 3

• Alokasi ketat sumber daya untuk flow
• – Tidak membolehkan penggunakan bandwith yang tidak terpakai
• – Jika audio dipause, FTP tidak dapat menggunakan bandwidth
• Prinsip 3 QoS 3:

  Skenario 4

• • Bagaimana jika dua aplikasi dengan prioritas yang

  sama overload kapasitas link?

• – Misal, dua aplikasi audio membutuhkan 2 Mbps

  • Keduanya masih dapat berbagi link meskipun

  dengan 0.75 Mbps

  

Admisi Call

• Tidak dapat menggunakan bandwith

  lebih dari yang ada

  QoS Requirements

  

Mekanisme Scheduling dan Policing

• Scheduling:
• – FIFO
• – Priority Queuing

  Scheduling: FIFO

• First-In-First-Out
• – Packets diforward sesuai urutan kedatangan
• Discard policy (when buffer is full and packet

  arrives):

Scheduling: Priority Queuing

• Antrian berbeda untuk class berbeda
• – Kalsifikasi menentukan paket masuk antrian yg mana
>Transmit paket dari class prioritas tertinggi dgn non- empty queue
• Preemptive dan non- preemptive

  Contoh Antrian Prioritas

• Non- preemptive

Round Robin

• Tidak seperti antrian prioritas, perlakuan equal untuk tiap class yang berbeda
• Transmit class 1, kemudian class 2, kemudian class 1, …
• Tetap berjalan, dengan cepat ke class berikutnya jika salah

  / (Ów _k ) throughput (rata-rata)

  Scheduling: WFQ

• Weighted Fair Queuing • Generalisasi abstraksi Round Robin – Memberi weight w _i untuk tiap class
• – Tiap class mendapat R * w _i

Paketisasi

• Problem dalam algoritma scheduling?
• Bagaimana flow mengeksploitasi

  scheduling dan mendapatkan bandwidth

  lebih banyak dari flow lain yang memiliki

  

Policing

• • Bagaimana menentukan rate dimana flow

  diperbolehkan dikirim?
• – Average rate: interval penting

  

Leaky Bucket

• Transmit jika token paket untuk paket tersedia

• • Rate r menentukan average, bucket size b membatasi

  burst

Leaky Bucket + WFQ

• Rate maksimum untuk interval t adalah rt+b
• Burst maksimum adalah b
• Dengan WFQ: tiap flow is dikontrol oleh leaky bucket dengan r dan b _{i i}

Delay Bound

• Delay maksimum untuk paket dalam flow i:
• – Diteruskan lewat leaky bucket
• Tidak ada delay jika dikirim pada rate yang ditentukan
• – b packets didepannya (packet adalah burst terakhir)

  Arsitektur QoS

• Pendekatan 1: Integrated Services

• – Penerapan QoS pada tiap hop dalam

  network

Integrated Services

• Reservasi resource ditiap router pada path
• – Butuj per-flow state (=> “virtual circuit” J)
• – Butuh call setup
• – Setiap router menerapkan spesifikasi QoS

  Call Setup (1)

• Session menyatakan requirement QoS-nya
• – R- spec: spesifikasi QoS
• – T- spec: spesifikasi traffic

• • Protokol signaling membawa R- spec dan T- spec

  Call Setup (2)

  

IntServ Traffic Classes

• Guaranteed QoS:
• – Batas tetap queuing delay pada routers
• – Untuk aplikasi hard real-time dengan

  

Differentiated Services

• Problem dengan IntServ:
• – Skalabilitas: membutuhkan per-flow state ditiap router
• – Service classes sedikit: tidak ada prioritas eksplisit
• Differentiated Services:

  DiffServ Network DiffServ Edge (1)

• • Fungsi edge pada router-DS “pertama” dalam path (atau

  pada host)
• – Klasifikasi – Traffic Conditioning • Klasifikasi:

DiffServ Edge (2)

• Traffic Conditioning:
• – Node edge mungkin mendelay dan membuang paket
• Untuk beberapa classes, rate yang diberikan terbatas
• – Traffic dimonitor dan ditentukan jika tidak disyaratkan

  DiffServ Core (1)

• Per-Hop Behavior:
• – Kinerja berbeda, dapat diukur
• – PHB tidak menentukan mekanisme
• Contoh:

  Ringkasan Multimedia Networking

• Aplikasi
• – Bandwidth-intense, delay-sensitive
• QoS perlu
• – Harus ditambahkan pada Internet yang ada