RSVP (Resource Reservation Protocol)

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RSVP (Resource Reservation Protocol)

• Seminario de Redes de Alta Velocidad
• Junio 2006
• Tomás Urra Baumgartner

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Introducción

• QoS en Internet
• 2 Enfoques
• Servicios Diferenciados.
• Servicios Integrados.
• Servicios Diferenciados
• Diferenciar cada paquete para dar mejor trato.
• Servicios Integrados
• Disponer de una sola red que transporte tráfico
  best effort y flujos con requisitos de Qos.
• Basado en la reserva de recursos para flujos de
  datos individuales.

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Introducción

• Principio
• Establecer circuito virtual de principio a fin,
  con garantía de recursos establecidas.
• Existe una fase inicial, donde se establece el
  circuito virtual, y se reservan los recursos.

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Introducción

• Componentes de los Servicios Integrados
• Caracterización de tráfico y estimación de
  recursos requeridos.
• Protocolo de control de admisión para encontrar
  ruta que satisfaga los requerimientos de
  recursos.
• Una correcta clasificación de paquetes y
  planificación para cumplir con las reservas
  especificadas.
• Conformación de tráfico y policiamiento para que
  no se sobrepasen las reservas efectuadas.
• Protocolo de Reserva (RSVP) para establecer
  efectivamente las reservas sobre las rutas
  seleccionadas.

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Introducción RSVP

• RSVP fue diseñado para ser el protocolo de
  señalización que activa la reserva de recursos de
  los Servicios Integrados en los routers y hosts.
• RSVP pretende proporcionar QoS estableciendo una
  reserva de recursos para un flujo determinado.
• Es un diálogo entre emisor, receptor y elementos
  de red con el fín de reservar recursos para una
  aplicación.

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Objetivos RSVP

• Que los receptores puedan realizar reservas
  específicas según sus necesidades.
• Especificar los recursos requeridos para cada
  flujo de datos.
• Tratar los cambios en las rutas entre un emisor y
  un receptor de manera independiente al protocolo
  de encaminamiento.

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Características del RSVP

• Permite la reserva de recursos para mensajes
  Unicast y Multicast.

• No es un protocolo de encaminamiento, sino que
  está pensado para trabajar conjuntamente con
  éstos.
• Los protocolos de encaminamiento determinan
  dónde se envían los paquetes mientras que RSVP se
  preocupa por la QoS de los paquetes envíados de
  acuerdo con el encaminamiento.

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Características del RSVP

• Es un protocolo símplex petición de recursos
  sólo en una dirección, diferencia entre emisor y
  receptor.
• El intercambio entre dos sistemas finales
  requiere de reservas diferenciadas en ambas
  direcciones.
• La reserva es orientada al receptor.
• Se crean estados de reserva de recursos (soft
  state) en cado nodo por donde transitan los
  flujos de datos. El mantenimiento del estado de
  la reserva se realiza periódicamente por los
  usuarios finales.
• Permite diferentes tipos de reservas.
• Protocolo transparente para los routers no RSVP.

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Características del RSVP
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Quién utiliza RSVP?

• Un Host (extremo) para solicitar la QoS a una
  red para un flujo de datos o una aplicación
  particular.
• Un Router para repartir peticiones de QoS a
  todos los routers vecinos del camino por donde
  pasa el flujo de datos.

Router

• Una petición de recursos implicará generalmente
  una reserva de éstos en todos los nodos
  del camino del flujo de datos.

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Mecanismo de Funcionamiento

• Mensajes de Path (generados por el emisor)
• Describe carácteristicas del tráfico del
  usuario.
• Indica rutas por donde se debe solicitar
  reservas de recursos.
• Mensajes de Resv (generados por el receptor)
• Solicitan las de reserva de recursos.
• Crean el estado de la reserva (soft state)en
  los routers.

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Mecanismo de Funcionamiento
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Conceptos RSVP

• Sesión RSVP es un flujo de datos para el que se
  ha requerido reserva de recursos, identificado
  por su destino y por un protocolo de transporte
  particular. Sus componentes son
• Dirección IP destino dirección IP destino de los
  paquetes (unicast o multicast)
• Identificador del protocolo IP transporte.
• Puerto destino (opcional).
• Descriptor de flujo se llama así a una petición
  de reserva realizada por un sistema final. Está
  compuesto de
• Flowspec especifica la calidad de servicio
  deseada. Incluye
• Dos parámetros numéricos Rspec, que define
  espicifaciones de reserva requerida(Reserve) y
  Tspec, que describe el flujo de datos del emisor
  (Traffic)
• Especificación de filtro(filter spec) Define los
  paquetes de datos que reciben la QoS especificada
  en el flowspecs.

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Control deTráfico
Encaminador Se encarga de las labores de
encaminamiento, decide cuál es el siguiente salto
para cada uno de las direcciones destino y cada
flujo en particular.

Control de tráfico Mecanismos que implementan la
QoS para un flujo determinado.
Control de Admisión Se encarga de decidir si
existen recursos disponibles para un flujo,
teniendo en cuenta la QoS que este solicita.
Emisor
RSVP
Clasificador Estructura en clases de servicio
los paquetes entrantes.Una clase puede ser un
solo flujo o un conjunto de flujos con los mismos
requerimientos de QoS.
Policy Control
Admision Control
Planificador Gestiona una o más colas de
servicio para cada puerto de salida, determinando
el orden en que los paquetes son distribuidos por
las mismas y el orden en que serán transmitidos.
También se encarga de seleccionar los paquetes a
descartar en caso de que sea necesario.
Policiamiento Se encarga de comprobar los
permisos administrativos de los usuarios cuando
realizan las reservas. Gestiona las políticas de
control.
Packet Scheduler
Packet Classifier
Receptor
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Establecimiento de Conexión
La solicitud es aceptada. Los paquetes son
enviados al clasificador de paquetes para
obtener las especificaciones de reservación de
recursos y QoS requerida
Emisor
PATH
PATH
RESV OK
Router
PATH
RESV OK
Router
RESV OK
Receptor
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Funcionamieno RSVP
El Nodo evalúa el mensaje PATH ADSPEC Si el
nodo no implementa el servicio QoS ? Break
bit1. SENDER_TSPEC parámetros flujo de datos
del emisor Se asigna a PATH_MTU ? min(MTU) del
nodo
La aplicación solicita una sesión RSVP.
Mensaje Path en receptor. Se interpretan los
parámetros de ADSPEC y SENDER_TSPEC
La aplicación entrega a RSVP el Rspec (define la
QoS deseada, Reserve) y se ajusta el
parámetro Tspec(M) (describe el flujo de datos,
Traffic) con el tamaño mínimo de paquete aceptado
en los routers a lo largo del camino
min(PATH_MTU).
SENDER_TSPEC. Es un objeto RSVP que se genera
haciendo uso del parámetro Tspec. Contiene los
parámetros del flujo de datos del emisor. ADSPEC.
Es un objeto RSVP que contiene información de
control de tráfico. El parámetro PATH_MTU. Este
parámetro se utiliza para determinar el tamaño
máximo del paquete a manejar.
Mensaje Resv al emisor. Incluye el objeto RSVP
denominado FLOWSPEC(QoS) que se estructura a
partir de la información del flowspec, el
SENDER_TSPEC y el ADSPEC.
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Funcionamiento RSVP

• Cuando un receptor origina una petición de
  reserva también puede solicitar un mensaje de
  confirmación, para indicar que su petición de
  reserva, probablemente se habrá instalado a la
  red.
• Una petición de reserva se propaga por la red
  hasta que encuentra un punto en el que existe una
  reserva igual o superior.
• En este punto la petición se concentra con la
  existente, no propagándose más.

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Funcionamiento RSVP

• SOFTSTATE
• El estado de la reserva (soft state) se crea y
  periódicamente se refresca por mensajes Path y
  Resv.
• El estado se elimina si antes de un timeout no
  se recibe un mensaje de refresco. También puede
  eliminarse por un mensaje Teardown.
• Cuando una ruta varía, el siguiente mensaje
  Path, incluirá esta variación en la ruta, y el
  próximo mensaje Resv, establecerá el nuevo estado
  de reserva.
• El estado del RSVP es dinámico, permitiendo
  cambiar en cualquier momento la QoS deseada.

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Funcionamiento RSVP

• TEARDOWN
• Estos mensajes eliminan el estado path o el
  estado de reserva inmediatamente.
• Dos tipos
• Path Tear va hacia todos los receptores desde el
  punto de inicio eliminando el estado del path
• Resv Tear va hacia los emisores desde el punto
  de inicio eliminando el estado de reserva

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Funcionamiento RSVP

• Los puede generar
• una aplicación en un extremo al finalizar.
• un nodo (router) como resultado de un timeout.
• Una vez iniciado se ha de propagar por los nodos
  paso a paso.
• Si un nodo no recibe un mensaje teardown porque
  lo ha perdido, después de un timeout iniciará un
  nuevo mensaje teardown.

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Estilos de Reserva

• Estilo de reserva es un conjunto de opciones que
  incluyen una petición de reserva. Las opciones
  son
• Relativa al tratamiento de reservas para
  diferentes emisores en la misma sesión
• Distinc establece una reserva diferente para
  cada emisor
• Shared hace una única reserva compartida para
  todos los paquetes de los emisores
  seleccionados
• Relativa a la selección de los emisores
• Explicit puede ser una lista explícita de todos
  los emisores seleccionados (en este caso, cada
  filter spec se apareja con un emisor)
• Wildcard o comodin puede ser una wildcard que
  seleccione todos los emisores de una sesión (no
  se necesita filter spec).

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Estilos de Reserva

• Determinan como los Routers intermedios deben
  agrupar las solicitudes de reserva de los
  receptores en el mismo grupo multicast.
• Hay 3 estilos de Reservas
• 1. Wildcard Todos los receptores comparten una
  reserva, cuyo tamaño es el mayor de las
  solicitudes de recursos de los receptores. Todos
  los emisores peden usar recursos reservados.
• 2. Fixed-Filter Sólo el emisor o emisores
  especificados en este tipo de reserva, pueden
  usar los recursos reservados.
• 3. Shared Explicit Se crea una reserva única
  compartida por los emisores seleccionados.

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Errores en RSVP

• Dos mensajes de error
• ResvErr
• se genera cuando existe un error al solicitar la
  reserva en un nodo.
• se envía hacia al receptor(es)
• PathErr
• se genera cuando existe un error en la creación
  de un Path
• se envía hacia al emisor del Path, indicando
• tipo de error
• IP del nodo que ha detectado el error

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Confirmación de Reserva

• Para solicitar una confirmación de la petición de
  reserva el receptor incluye en el mensaje Resv
  un objeto con su dirección IP.
• Si se acepta la petición se envía un mensaje
  ResvConf inmediatamente
• En este caso ResvConf es una confirmación
  extremo a extremo.

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Redes No RSVP

• RSVP tiene que suministrar funcionamiento
  correcto para dos nodos que están interconectados
  por una red arbitraria o por routers no RSVP.
• Una red intermedia no RSVP no puede realizar la
  reserva de recursos.
• Cuando un mensaje Path pasa por una red no RSVP
  lleva hacia al siguiente nodo RSVP la dirección
  IP del último nodo RSVP antes de cruzar la zona
  no RSVP.

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Redes No RSVP
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Msg_Type tipo de mensaje 1Path 2Resv 3Path_Err
4Resv_Err 5PathTear 6ResvTear 7RescConf
Formatos de los mensajes
Vers versión del protocolo
Suma de verificacion, si 0...0 no existe checksum
Flags no definido
tipo de objeto
Formato de la cabecera
valor definido desde que el mensaje fue enviado
RSVP length longitud total del mensaje
incluyendo cabecera común y objetos
Identifica la clase del objeto Flowspec
define la QoS deseada en un
Resv. Adspec trae datos OPWA en
un Path. Resv_Conf lleva la dirección
IP del receptor que
solicita una confirmación. En
ResvConf o Resv
longitud total del objeto en bytes
Formato de los objetos
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Resumen

• RSVP es un protocolo de control de red que le
  permite a las aplicaciones de Internet obtener
  diferentes calidades de servicio (QoS) para sus
  flujos de datos.
• RSVP no es un protocolo de enrutamiento, trabaja
  en conjunto con ellos.
• Es un protocolo símplex petición de recursos
  sólo en una dirección, diferencia entre emisor y
  receptor. El intercambio entre dos sistemas
  finales requiere de reservas diferenciadas en
  ambas direcciones.
• Protocolo transparente para los routers no RSVP.

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Bibliografía

• RFC 2205 Resource ReserVation Protocol --
  Funtional Specification.
• RFC 2210 The Use os RSVP with IETF Integrated
  Services.
• RFC 2211 Specification of the Controlled-Load
  Network Element Service.
• RFC 2212 Specification of Guaranteed Quality of
  Service.
• RFC 2215 General Characterization Parameters
  for Integrated Service Network Elements
• http//www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/
  ito_doc/rsvp.htm
• Presentación Christian Bravo, Servicios
  Integrados y RSVP