QOS EM SISTEMAS

DISTRIBUÍDOS

Jimena Torres Tomás

6516080

Leonardo Almeida Bonetti

6445612

Rafael Ribeiro Saccomann

6445348

Raphael Geanfrancesco

6526437

SUMÁRIO

Introdução

Cenário Atual e Problemas com QoS

Arquiteturas QoS IntServ – Serviços Integrados DiffServ – Serviços Diferenciados

SLA – Service Level Agreements

QoS nas diferentes camadas de um SD Aplicação Middleware Sistema Operacional Rede

Conclusões

DEFINIÇÃO

“Qualidade de Serviço é o efeito coletivo provocado pelas características de desempenho de um serviço, determinando o grau de satisfação do usuário, ou seja, a QoS pode ser definida como o conjunto de características de um sistema necessário para atingir uma determinada funcionalidade”

Definição da recomendação I.350 do ITU-T

INTRODUÇÃO Essas características de qualidade podem

ser mensuráveis e medidas de acordo certos parâmetros;

Para que essas atividades possam ser mensuráveis, elas devem ser definidas pelo cliente na fase de construção do serviço;

Contrato em que a empresa apresenta ao clientes ou usuários uma especificação dos valores mínimos e máximos para os serviços prestados;

A empresa servidora necessita garantir o nível de qualidade do serviço desejado;

INTRODUÇÃO Os primeiros Sistemas Distribuídos foram

projetados sem prever a necessidade de QoS;

Métodos de comunicação funcionavam num regime “best effort”, como por exemplo o regime de comunicação utilizado na Internet;

“Best Effort” - envia um fluxo de dados, ao mesmo tempo que a largura de banda é partilhada com todos os fluxos de dados, ou seja, as transmissões são concorrentes entre si.

INTRODUÇÃO Principais problemas do “Best Effort” do

ponto de vista emissor/receptor:

Pacotes descartados (dropped packets)

Atraso (delay)

Entrega desordenada (out-of-order)

Erros

CENÁRIO ATUAL DOS SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Clientes primam pela qualidade dos serviços

Aplicativos específicos necessitam de diferenciais especiais

Sistemas com muitos elementos heterogêneos

Demanda de desempenho

Segurança

Etc.

CENÁRIO ATUAL DOS SISTEMAS DISTRIBUÍDOS Aplicações atuais exigem requisitos de

qualidade, por exemplo:

Aplicações multimídia: requerem alta banda, suportam perdas

VoIP (Voice over Internet Protocol): pouca banda, temporização rígida

FTP (File Transfer Protocol): requerem banda, não suporta perdas

Comércio eletrônico: requer alta confiabilidade e disponibilidade

QOS EM SISTEMAS DISTRIBUIDOS O gerenciamento de QoS não é uma tarefa trivial;

Faz-se necessária a cooperação de todos as camadas que formam um sistema distribuído;

Deve se adequar de acordo a aplicação desejada;

O gerenciamento de QoS não é capaz de criar aquilo que não existe;

QoS administra os elementos existentes segundo a demanda das aplicações;

QoS deve garantir que as aplicações menos “exigentes” não sejam anuladas pelas aplicações mais “nobres”

ARQUITETURAS QOS

Dois tipo de Arquitetura QoS na

Internet:Serviços Integrados(IntServ): os

recursos da rede são atribuídos as aplicações e submetidas a politica de gerenciamento de largura da banda -> reserva de banda.

Serviços Diferenciados(DiffServ): o tráfego na rede é classificado de acordo com suas características de demanda e recebe os recursos segundo a política de gerenciamento vigente -> prioridades.

SERVIÇOS INTEGRADOS – INTSERV

Reserva de recursos;

Encontra um caminho até o receptor que satisfaça sua demanda QoS, reservando recursos ao longo do mesmo;

Protocolo RSVP – reserva os caminhos e recursos.Consegue atingir a maior QoS possível na

Internet.

SERVIÇOS INTEGRADOS – INTSERV

IntServ define duas classes de serviço:Serviço Garantido:

Fornece um limite superior rígido para atraso fim-a-fim e garante largura de banda.

Serviço de Carga Controlada: Serviço equivalente ao modelo de best-effort em redes pouco utilizadas, com praticamente nenhum atraso e perda; melhor serviço que o usual.

SERVIÇOS INTEGRADOS – INTSERV

Protocolo RSVP:

SERVIÇOS INTEGRADOS – INTSERV

Desvantagens do protocolo RSVP: Os roteadores intermediários precisam

Dar suporte ao RSVP

Manter as informações de estado

Fazer o escalonamento e enfileiramento para cada fluxo

Sobrecarga nos roteadores

IntServ é melhor usado em rede local

SERVIÇOS DIFERENCIADOS – DIFFSERV Baseia-se na agregação de fluxos em

poucas classes de serviço. Classificação de pacotes – DS. Prioridades relativas -> garantia de

que o tráfego de uma aplicação receberá tratamento melhor que qualquer outra com prioridade inferior.

Marcação dos pacotes é feita nos pontos de ingresso na rede

DiffServ é mais escalável e apropriado que o IntServ para a Internet

SERVIÇOS DIFERENCIADOS – DIFFSERV

DiffServ define duas classes de serviço:Encaminhamento Expresso:

Garantias de QoS absoluta, com baixos valores de perda, atraso e jitter;

Indicado para aplicações de telefonia sobre IP, videoconferência e para a criação de linhas dedicadas em redes privadas virtuais(VPN);

Não há a necessidade de manter informação alguma nos roteadores;

Sempre garante a banda contratada durante o envio dos pacotes.

SERVIÇOS DIFERENCIADOS – DIFFSERV

Encaminhamento Garantido:

Aplicações que demandem da rede um serviço mais confiável que aquele de melhor esforço.

Sem todas as garantias de QoS dadas pelo encaminhamento expresso.

Divisão do tráfego em N classes, cada uma com alguns níveis de precedência de descarte(M).

Ordem de descarte: best-effort -> encaminhamento garantido (segundo classe e precedência de descarte)

SLA – SERVICE LEVEL AGREEMENTS

Contrato no qual é definido o nível da prestação de serviço que uma empresa fornecerá a outra;

Início na década de 80, utilizado por operadoras de telefonia;

Aumento das terceirizações no mercado, em especial nas áreas de TI e Telecomunicações;

Necessita-se de garantias dos níveis de serviço Acordos de Nível de Serviço(SLA).

SLA – SERVICE LEVEL AGREEMENTS

São definidos em um SLA: Serviços providos

As métricas associadas a esses services

Níveis de serviço aceitáveis e inaceitáveis

Responsabilidades dos provedores de serviço e clientes

Ações a serem tomadas em circunstâncias específicas

Parâmetros objetivos e mensuráveis Provedor pode atender aos níveis estipulados

SLA – SERVICE LEVEL AGREEMENTS

Um exemplo típico de SLA para uma aplicação de voz sobre IP (VoIP - Voice over IP) com algumas centenas de canais voz simultâneos numa rede IP WAN:

Vazão ≥ 2 Mbps;

Atraso ≤ 250 mseg

Disponibilidade ≥ 99,5%

CAMADAS DE GERENCIAMENTO DE UM SISTEMA DISTRIBUÍDO

Gerenciamento da Aplicação

Gerenciamento do Middleware

Gerenciamento do Sistema

Operacional

Gerenciamento da Rede

QOS NAS CAMADAS DE GERENCIAMENTO Cada camada possui pontos próprios

que precisam ser gerenciados de forma a garantir qualidade de serviço ao usuário. Cada uma requer um gerenciamento específico e possui seus próprios parâmetros de qualidade de serviço.

PARÂMETROS APLICADOS NA CAMADA DE APLICAÇÃO

Tempo de resposta;

Disponibilidade;

Segurança.

PARÂMETROS APLICADOS NA CAMADA DE MIDDLEWARE

Mobilidade;

Replicação;

Concorrência.

PARÂMETROS APLICADOS NA CAMADA DE SISTEMA OPERACIONAL

Chamadas de sistema;

Algoritmo de escalonamento;

Utilização de interrupções de

hardware;

Utilização de interrupções de

software.

PARÂMETROS APLICADOS NA CAMADA DE REDE

Débito; 

Flutuação;

Latência, prazo ou tempo de

resposta;

Perda de pacote; 

Desequencing.

CONCLUSÕES Cada vez mais importante no mercado de TI;

Os usuários primam cada vez mais por QoS;

definição dos requisitos de QoS é complicada;

Complexidade na implementação em sistemas já prontos;

Em sistemas distribuídos, sua relevância aumenta ainda mais – várias máquinas;

O esforço e investimento gastos acabam sendo compensados pela qualidade final do sistema;

REFERÊNCIAS http://ti.crinfo.com.br/?p=86

IEC, Service-Level Management, disponível em www.iec.org, 2007.

Pré-Projeto do Trabalho de Conclusão de Curso - Caroline Albuquerque Dantas Silva

Coulouris, Dollimore e Kindberg, Distributed Systems – Concepts and Design, cap. 17, Addison- Wesley Publishing Comp., 4ª edição, 2005

Mário Antonio Meireles Teixeira, Suporte a Serviços Diferenciados em Servidores Web: modelos e algoritmos, Tese de doutorado, USP São Carlos, 2004