Paket Ağlarında QoS Mekanizmaları
Paket Ağlarında Üç Tür QoS Mekanizması vardır.
- Kontrol Düzlemi Mekanizmaları
- Veri Düzlemi Mekanizmaları
- Ödüşümleri
Kontrol Düzlemi Mekanizmaları
Bu tür mekanizmalar arasında QoS politikası yönetimi, sinyalizasyon ve giriş kontrolü yer alır. QoS politikası yönetimi, QoS hizmetlerinin çeşitli düzey ve türlerinin tanımlanması ve sağlanmasının yanı sıra hangi kullanıcı ve uygulamanın hangi QoS’yi alacağını yönetmekle ilgilidir. Şekilde, IETF tarafından açıklandığı gibi, QoS politikalarını yönetmek için kullanılabilecek genelleştirilmiş bir politika yönetimi sistemi gösterilmektedir.
Sistemin bileşenleri şunlardır
(1) genellikle kullanıcı adı, uygulamalar ve bunların yetkili olduğu ağ kaynakları gibi politika verilerini içeren bir dizin olan bir politika deposu.
(2) üst düzey politika verilerini bireysel ağ düğümleri için özel yapılandırma bilgilerine dönüştüren politika karar noktaları (PDP).
(3) PDP tarafından alınan kararlara göre hareket eden veri yolu düğümleri olan politika uygulama noktaları (PEP).
(4) veri deposu, PDP ve PEP arasındaki iletişim için protokoller. Bu protokollerin örnekleri arasında, veri kaynağı ile PDP arasındaki iletişim için LDAP (hafif dizin erişim protokolü) [30] ve PDP ile PEP arasındaki iletişim için COPS (ortak açık protokol hizmetleri) yer alır. Sinyalleme, bir kullanıcının QoS gereksinimlerini bir ağa nasıl ilettiğiyle ilgilidir. Sinyal mekanizmaları statik veya dinamik olabilir. Statik durumda PDP, politika verilerindeki üst düzey politika bilgilerini alır ve politikaları uygulayan her PEP’e iletilen yapılandırma bilgilerini oluşturur. Politika verileri genellikle kullanıcı ile ağ sağlayıcı arasındaki hizmet düzeyi anlaşmalarına (SLA) dayalı olarak oluşturulur. Dinamik durumda, QoS gereksinimleri, veri akışından hemen önce gerektiği şekilde kullanıcı veya uygulama tarafından sinyalize edilir. RSVP (kaynak rezervasyon protokolü) bu tür sinyalleşme için kullanılan bir protokoldür.
Belirli bir QoS talebi PEP’e ulaştığında, onay için PDP’yi kontrol eder ve kabul edilirse, talep edilen QoS’yi sunmak için gerekli kaynakları tahsis eder. Diğer önemli kontrol düzlemi işlevi olan giriş kontrolü, bir ağın yeni trafiğe girişi kontrol etme yeteneğidir.
kaynak kullanılabilirliğine dayanmaktadır. Yeni trafiğin ağa kabul edilmesini sağlamak için, yalnızca bu tür bir kabulün mevcut trafiğin performansını tehlikeye atmaması durumunda giriş kontrolü gereklidir. Giriş kontrolü, her düğümde atlama bazında, yalnızca giriş uç düğümünde veya uçtan uca ağ koşulları hakkında bilgi sahibi olan merkezi bir sistem tarafından yapılabilir.
Veri Düzlemi Mekanizmaları
Bu yöntemler, gelen paketleri çeşitli kuyruklara sınıflandırarak ve her kuyruğa uygun kaynakları tahsis ederek üzerinde anlaşılan QoS’yi zorlar. Sınıflandırma, gelen paketlerin başlıkları incelenerek yapılır; kaynak tahsisi, her kuyruktaki paketleri depolamak ve iletmek için uygun planlama algoritmaları ve arabellek yönetimi teknikleri kullanılarak yapılır. Bu kuyrukların nasıl tanımlandığı konusunda temel olarak iki farklı yaklaşım vardır. Akış başına işleme olarak adlandırılan ilk yaklaşım, her bir oturum veya akış için ayrı bir kuyruğa sahip olmaktır. Bu durumda belirli bir oturuma veya akışa ait paketlerin benzersiz şekilde tanımlanması gerekir.
IP trafiği için bu genellikle IP başlığındaki beş alandır: kaynak ve hedef IP adresleri, kaynak ve hedef bağlantı noktası adresleri ve aktarım katmanı protokol alanları. IETF tarafından tanımlanan IntServ yöntemleri, IP paketlerinin akış başına işlenmesini kullanır. Son kullanıcı açısından bakıldığında, belirli bir oturuma diğer oturumlardan bağımsız olarak kaynaklar verildiğinden, akış başına işleme, deneyimlenen kaliteyi artırma eğilimindedir. Bununla birlikte, akış yönetimi, her ağ düğümünün bireysel oturumların durumunu tutmasını ve bağımsız işleme uygulamasını gerektirir; bu, özellikle ağın çekirdeğinde akış sayısı çok arttığında çok zor veya pratik olmaz.
İkinci yaklaşım ise paketleri birkaç farklı genel sınıfa ayırmak ve her sınıfı farklı bir kuyruğa koymaktır. Buradaki kuyruklar birden fazla oturumdan veya akıştan gelen paketlerden oluşacağından bu yaklaşıma toplu işleme adı verilir. Burada yine paketin hangi toplam sınıfa ait olduğunu belirlemek için paket başlığındaki bir tür tanımlama kullanılır. DiffServ ve 802.1p, sırasıyla IP ve Ethernet paketleri için toplu trafik işleme mekanizmalarının örnekleridir. Toplu işleme, ağ düğümleri üzerindeki durum bakımı ve işleme yükünü azaltır ve akış başına yöntemlere göre çok daha ölçeklenebilirdir. Ancak kullanıcı deneyiminin kalitesi, başkalarından gelen trafikten etkilendiğinden bir miktar ödün verilebilir.
Ödünleşmeler
Hem kontrol düzlemi hem de veri düzlemi mekanizmaları ödünleşimleri içerir. Her iki durumda da daha yüksek karmaşıklık, daha iyi QoS garantileri sağlayabilir. Örneğin kontrol düzleminde, kullanıcı gereksinimleri ağa daha ayrıntılı olarak iletirse, kabul-kontrol kararları ve kaynak tahsisi verimliliği geliştirilebilir. Ancak bu, sinyal yükünü artırır. İnce taneli QoS gereksinimlerinin uygulanması, planlama ve ara bellek yönetimi gibi veri düzlemi mekanizmalarının karmaşıklığını artırır. Ağ tasarımcılarının anlamlı QoS sunarken gereksiz karmaşıklığı azaltmaya çalışmaları gerekir.