La Section Biomédicale

A arquitetura “Serviços Diferenciados” (Differentiated Services) [15,29] encontra-se em fase de desenvolvimento, com muitos trabalhos relacionados ainda em fase de padronização pela IETF (Internet Engineering Task Force), e foi desenvolvida, primordialmente, para suprir a deficiência do serviço IntServ em redes WANs de grande porte, como também permitir tarifações diferenciadas por tipo de serviço oferecido, por parte dos ISPs. A idéia central dessa arquitetura é agregar os fluxos provenientes das aplicações (normalmente sub-redesLANs, FrameRelays ouISDNs) interligadas aos seus roteadores de

borda (Edge Rouíer- ER) cm classes de tráfego pré-definidas. Dessa forma, minimiza~se o processamento nos roteadores da rede, uma vez que as informações deixam de ser manuseadaspor fluxo simples e passam aser tratadaspor agregados de fluxos.

Assim, conforme ilustra a figura 3.2, o tráfego ao chegar ao ER é classificado e se necessário moldado e, então, é atribuído ao mesmo uma “classe de tratamento de encaminhamento agregado” (AF, EF, BE,..., analisados mais adiante), mediante ainserção de um código (codepoinf) no campo DS (original TOS do IPv4 e Trqffic Cíass do IPv6 renomeado para DS no DiffServ) do cabeçalhodopacoteIP[14], No núcleo da rede DiffServ, os roteadores encaminharão os pacotes (agregados de fluxos) com base na classe de tratamento de encaminhamento, denominada de_{PHB (PerHop Behavior),que vem indicada} no campo DS do cabeçalho de cada pacote. Desse modo, níveis diferenciados de

classes de serviço podem ser implementados.

Hosts

Diferentemente do IntServ, o DiffServ armazena nosroteadores somente informações deestadopor classe deserviço ao invés deporfluxo e, como há somente um número limitado de classes, definido pelo campo DS, a quantidade de informações de estado armazenadas é mínima. E, ainda, o trabalhodos roteadores, no núcleo da rede, é simplificado

uma vez que estes se limitam a executar as tarefas de classificação e envio definidas

nos PHBs, deixando as demais tarefas, como: classificação sofisticada, marcação (indicação do PHB

DS), policiamento e moldagem, para serem executadas pelos ERs. Estas características conferemàarquitetura DiffiServmaior simplicidade de implementaçãoe escalabilidade.

Uma aplicação importante do modelo DiffiServ refere-se às redes dos ISPs. E, neste cenário, há a necessidade de se estabelecer, entre o usuário e o ISP, um acordo quanto ao nível do serviço que será oferecido (contrato de tráfego), a fim de que o usuário receba o serviço com a qualidade desejada e o provedor possa monitorar o usuário quanto a extrapolação desse acordo. O referido acordo é denominado de SLA (Service Levei

Agreemeni). Este conceito também se aplica na interligação de ISPs, inclusive com outras arquiteturas em uso. Em ambos os casos, os ERs de entrada da rede DiffiServ (ingress ER) devem proceder a: classificação, policiamento e possível moldagem, do tráfego a eles enviados, baseados nos respectivos SLAs.

Em [23] é apresentada uma arquitetura, a qual define as classes de QoS “serviço assegurado” e “serviço prêmio” em complemento ao serviço de melhor esforço (Assurecl Service - AS, Premium Service - PS e Best Effort - BE, respectivamente). A primeira se destina às aplicações quenecessitam de retardogjitterpequenos, enquanto a segunda às que precisam de maior confiabilidade que aoferecidapela última.

Analogamente, o grupo de trabalho “DiffiServ WG” da IETF, define duas classes de serviço (PHBs) em complemento ao BE.

-> Assured Forwarding - AF

Definido em [20], essa classe de serviço oferece alta probabilidade de entrega aos pacotes que estejam de acordo com o contrato de tráfego, denominados pacotes em conformidade, e ainda admite que o tráfego em excesso, relacionado aos pacotes não em conformidade, possa também ser entregue, porém com baixa probabilidade. Os ERs marcam de forma diferenciada essesdois tiposdetráfego, através do campo DS (existe proposta para

se ter mais do que dois níveis de prioridade de descarte), de forma que em situações de congestionamento na redeos pacotes de baixa prioridade são descartados prioritariamente. O AF suporta tráfegos em rajadas e esses podem ser multiplexados estatisticamente de forma análoga à categoria de serviço VBR do ATM.

• ExpeditedForwarding -EF

Definido em [21], essa classede serviço garante valores pequenosde retardo, jiller, e perda de pacotes, bem como banda passante e QoS fim-a-fim dentro do domínio DiffServ. Para ousuário, este serviço se comporta como se fosse uma conexão ponto-a-ponto ou uma VPN (Virtual Private NetWork), similarao serviço CBR do ATM. Desse modo, consegue-se oferecer QoS sobre uma rede IP compartilhada (normalmente rede DiffServ pública) e, consequentemente, reduz-se significativamente ocustoparao usuário.

Em função do DiffServ serapropriado a redes WANs backbones, nas quais se nota o crescente emprego do ATM, éimportante quese faça uma análise do mapeamento entre essas duas tecnologias. Em princípio esta tarefa não é simples, por exemplo, enquanto o ATM possui apenas dois níveis de prioridades de descarte, especificados pelo bit CLP (Cell Loss

Priority) e, váriasfilas para cada categoria de serviço, o serviço DiffServ AF, por exemplo, pode trabalhar com múltiplos níveis de prioridade e classes. O mapeamento é realizado mediante a translação dos PHBs nas categorias de serviço ATM. Em [2,53] são realizados estudos queabordamesseassunto com maiores detalhes.

3.5 MPLS (MULTIPROTOCOLLABEL SWITCHING)

O MPLS também éuma tecnologia recente, que se encontra em fase de padronização pela IETF [17] e, teve como origem o protocolo proprietário, Tag Switching, desenvolvido pela empresa CISCO, o qual inicialmente foi idealizado, sobretudo, para melhorar o desempenho do roteamentonaInternet (nas WANs). Entretanto, como aeficiência global das

redes, empregando esse protocolo, vem apresentando resultados expressivos, a padronização deum protocologenérico e aberto se fez necessária afim de que se mantenha no futuro, entre os diversos fabricantes, a interoperabilidade.

O MPLS tem como característica intrínsica o fato de poder operar com múltiplos protocolos tanto na camada de rede como na camada de enlace, definindo-o como um protocolo de encapsulamento (opera entre as camadas 2 e 3 do modelo OSI da ISO) Entretanto, ouso mais expressivo do mesmo tem sido com o protocoloIP na camadade rede e o ATM nas camadas inferiores (como rede de transporte). O MPLS integra essas duas tecnologias de forma muito eficaz, combinando a flexibilidade de roteamento do IP com a eficiência das técnicas de comutação decélulas do ATM.

Com o MPLS, o roteamento IP tradicional é modificado de modo que os roteadores não necessitem processar os valores de suas respectivas tabelas de roteamento, para cada pacote quechega, a fim de encontrar o endereço de envio. De fato, para cada valor na tabela de rotas é associado um único rótulo (labei), o qual designa a rotadesaída. Dessa forma, cada pacote carregaum rótulo eo encaminhamento é realizadocom base nesse rótulo. Se oMPLS trabalharsobre o ATM, então o rótulopodeser implementado pelos campos VCI/VPI

Os roteadores que implementam o MPLS são chamados de LSR (Label-Swilched

Router) e os caminhos virtuais estabelecidos para envio de dados são chamados de LSP

(Label-Swilched Path). O protocolo utilizado para distribuição de rótulosno estabelecimento dos LSPsé o LDP (LabeiDistríbuíionProtocol), embora o protocolo de sinalização “RSVP estendido” ou a técnicapiggybackitig também possam ser usados [17].

No estabelecimento dos LSPs, os LSRs negociam a semântica dos rótulos que será utilizada com os seus respectivos parceiros(peers), a qual se refere à forma como os pacotes devem ser tratados em relação aos seus rótulos. O estabelecimento dos LSPs pode ser implementado de forma conlrol-driven (realizado pelo mecanismo de controle de tráfego

análogo à forma como ocorre a atualização de rotas) ou dcita-driven (realizado mediante a

demanda de fluxo). A determinação de uma LSP pode ocorrer por meio do roteamento IP

(hop-by-hop), ou valendo-se da técnica de rota explicita (Explicit Roíite).

A rota explícita é uma ferramenta muito poderosa que pode ser utilizada pela “Engenharia de Tráfego” (na escolha de rotas menos sobrecarregadas) no sentido de se obter melhoria significativa no desempenho da rede. Essa técnica quando implementada com o datagrama IP puro não oferece resultados expressivos devido ao overhecid excessivo no processamento dos endereços IP em cada roteador. O MPLS, porém, não apresenta essa deficiência, uma vez que a especificação da rota explicita só precisa ser realizada no momento da atribuição dos rótulos, realizada pelo ingress LSR (LSR da borda de entrada da rede). Portanto, o MPLS facilita a implementação da abordagem ER e, por conseguinte, o trabalho da Engenharia de Tráfego.

Figura 3.3- Roteamento no MPLS.

O funcionamentodo MPLS podeser observado na figura 3.3. Ao entrar na rede MPLS (domínio MPLS) o ingress LSR classifica, roteiae insere o cabeçalho MPLS aos pacotes. Os LSRs dentro da rede, ao receberem um pacote com rótulo, verificam em suas respectivas tabelas de rótulos a correspondência com o rótulo do pacote e, em seguida, encaminham os pacotes. Dessa forma, o tempo gasto no roteamento diminui sensivelmente quando comparado

com o tradicionalroteamento IP (com tabelas de roteamento),pela mesma razão mencionada anteriormente. Oscampos labei e COS do cabeçalho de cada pacote, dentro da rede MPLS, determinam o encaminhamento, a classificação e os serviços de QoS que os pacotes receberão. No egressLSR (LSR da bordadesaída) da redeMPLS o cabeçalho anteriormente inserido é retirado. Utilizando-se esse procedimento obtém-se maior simplicidade no núcleo da rede MPLS.

Resumindoas principais vantagens do MPLS, tem-se: » Escalabilidadee suporte à QoS

• Funçãode roteamento simplificada (redução de overhead e latência nos roteadores)

o Suporte àEngenharia de Tráfego eroteamentobaseadoem QoS • Eficiente mecanismo de tunelamento

• Independência quanto aoprotocolo de rede (IP, IPX, Appletalk,...)

Por oferecer possibilidade de agregação de fluxos associados a classes de QoS diferenciadas, denominadas FEC (JForward Equivalence Class), o MPLS pode ser considerado uma tecnologia de serviços diferenciados.

Em relação ao ATM, pode-se dizer que o MPLS utiliza o mesmo conceito de circuito virtual, com reserva de banda passante bem como retardo ejitter pequenos. Em função dessa característica, quando oMPLS é implementado sobreo ATMomesmo dispensao uso de um protocolo de controleextra para o estabelecimento de VCCs (ex., o PNNI no ATM), mediante o fato de que essa tarefa é executada pelo próprio protocolo MPLS na montagem de seus LSPs. Assim, o uso do MPLS sobre o ATM oferece simplificação de implementação em relaçãoao ATM puro.