Encaminhamento diferenciado para comunicações em grupo com requisitos de qualidade de serviço

Abstract

A maioria das propostas para encaminhamento multicast com QoS propõem que as rotas sejam calculadas a pedido, sendo necessário que os pedidos explicitem os recursos de que necessitam. Como resultado, neste contexto, o objectivo do encaminhamento com QoS é satisfazer pedidos individuais de requisitos, deixando para os mecanismos de reserva de recursos a responsabilidade de manter os recursos necessários à satisfação desses requisitos depois de ter sido descoberto, pelo processo de encaminhamento com QoS, um caminho exequível. Este tipo de estratégia adequa-se ao modelo DiffServ, mas não parece adequado na presença de redes DiffServ. De acordo com o modelo DiffServ, os diferentes fluxos de tráfego são agregados em classes de serviço e cada fluxo recebe um tratamento específico de acordo com a classe de serviço a que pertence. Deixam de ser dadas garantias por fluxo passando existir apenas diferenciação por classe de serviço. Nestas redes DiffServ devem então ser calculadas rotas por classe de serviço e não por fluxo como até aqui. Esta tese propõe um protocolo de encaminhamento multicast, o MCMRP (Multi Class Multicast Routing Protocol), um novo protocolo que permite a construção de árvores de distribuição de tráfego por classes de serviço. As heurísticas propostas permitem o esta- belecimento de árvores directas, em vez das árvores invertidas usadas habitualmente pelos protocolos de encaminhamento rnulticast tradicionais, relevando a importância das assimetrias das ligações num ambiente que é essencialmente unidireccional. Um dos principais elementos deste protocolo de encaminhamento multicast é o protocolo de encaminhamento unicast subjacente, que terá obrigatoriamente que ser capaz de encontrar uma rota por cada classe de serviço considerada, uma vez que para construir um novo ramo por cada classe de serviço, o MCMRP consulta a tabela de encaminhamento unicast. Para satisfazer esta nova necessidade, foi também concebido e implementado um novo protocolo de encaminhamento unicast por classes de serviço, o CoSLSP (Class of Service Link State Protocol). Ambos os protocolos foram implementados usando o Network Simulator. Os resultados obtidos através das simulações foram analisados e comparados com os de outros protocolos. A principal hipótese subjacente a este trabalho é a de que, nas redes DiffServ, uma estratégia de encaminhamento por classes de serviço pode complementar eficientemente, ao nível do encaminhamento, a diferenciação de tráfego efectuada ao nível dos nós.

Most of current multicast QoS routing proposals are based on the principle that QoS routes must be computed for each request, where requests explicitly express their resource requirements. As a result, with this environment, the goal of QoS routing is to satisfy individual request requirements, resorting to resource reservation mechanisms to maintain those requirements after a feasible path has been found. This type of strategy is suited within the IntServ model but does not seem adequate in presence of DiffServ networks. According to DiffServ model, traffic flows are aggregated into specific classes-of-service and each flow receives a specific treatment accordingly to its class-of-service. There are no per flow guarantees, only per class differentiation. In this environment instead of per flow path computation, per class path calculation should be made, and so, within multicast scenarios, multiple multicast trees must be computed in order to satisfy different QoS requirements of different traffic classes. This thesis proposes MCMRP (Multi Class Multicast Routing Protocol), a new multicast routing protocol enabling per class multicast tree computation. The proposed heuristics enable directed distribution trees establishment, instead of reverse path ones, due to the importance of link asymmetry within an environment which is, essentially, unidirectional. One of the major elements of this multicast routing protocol is the unicast routing protocol in use. Although MCMRP is independent of the underlying unicast routing protocol, it must be a multi-class enabled unicast routing protocol. In other words, the unicast routing protocol must be able to find the unicast routes that can meet the QoS requirements of each Class of Service. III order to build a new tree branch for each Class of Service the multicast routing protocol will search the unicast routing table for the unicast path that is more adequate to satisfy the Q0S requirements of each class. To accomplish this new feature, a new unicast routing protocol called CoSLSP (Class of Service Link State Protocol) is proposed and implemented. Both protocols are implemented and simulated using Network Simulator. A set of simulation results are presented, analyzed and compared. The main assumption behind this work is that a per class path computation can complement, at routing level, the node level differentiation techniques, in the provision of per class differentiated handling.