Modelo extendido de QoS sobre IPv6

Tesis (Maestría en Redes de Datos) - Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Informática, 2015.

1. Introducción -- 1.1. Motivación y Objetivo General -- 1.2. Esquema del Trabajo -- 2. Estudio general del protocolo IPv6 -- 2.1. Direcciones IPv6 -- 2.1.1. Notación de direcciones -- 2.1.2. Alcances y tipos de direcciones IPv6 -- 2.1.2.1. Loopback Address (::1/128) -- 2.1.2.2. Sin especificar, Any Address (::/0) -- 2.1.2.3. Direcciones de enlace local (Link-local) -- 2.1.2.4. Direcciones locales privadas de sitio (Site-local) -- 2.1.2.5. Direcciones locales únicas (Unique Local) -- 2.1.2.6. Direcciones globales unicast/basadas en provider -- 2.1.2.7. Direcciones multicast y anycast -- 2.1.2.8. IPv4 mapeado en IPv6 (0:0:0:0:0:ffff:a.b.c.d/96) -- 2.1.2.9. IPv4 compatible IPv6 (0::a.b.c.d/96) -- 2.1.3. Tiempo de vida de las direcciones IPv6 . -- 2.2. Estructura del datagrama IPv6 -- 2.2.1. Campos del encabezado IPv6 -- 2.2.1.1. Campo versión -- 2.2.1.2. Campo clase de tráfico -- 2.2.1.3. Campo etiqueta de flujo (Flow Label) -- 2.2.1.4. Tamaño de los datos/carga (Payload) -- 2.2.1.5. Próximo encabezado -- 2.2.1.6. Límite de saltos -- 2.2.1.7. Direcciones -- 2.3. Encapsulamiento de IPv6 -- 2.3.1. Point-to-Point -- 2.3.2. Ethernet/IEEE 802 -- 2.3.2.1. Ethernet II -- 2.3.2.2. Redes wireless IEEE 802.11 -- 2.4. Internet Control Message Protocol v6 (ICMPv6) -- 2.5. Ejemplos con IPv6 -- 3. Introducción a QoS & ISA -- (Integrated Services) -- 3.1. Introducción -- 3.2. Como trabaja ISA, sus pasos -- 3.3. Componentes del modelo ISA -- 3.3.1. Parámetros de QoS -- 3.3.2. Policing vs Shaping -- 3.3.3. RSVP (Resource Reservation Protocol) -- 3.3.3.1. Operación de RSVP -- 3.3.4. Mensajes RSVP -- 3.3.4.1. Identificador de sesión -- 3.3.4.2. RSVP Path Message -- 3.3.4.3. RSVP Reservation Message -- 3.3.4.4. RSVP Error Message -- 3.3.4.5. RSVP Confirmation Message -- 3.3.4.6. RSVP Teardown Message -- 3.3.4.7. Soft State (Estados Dúctiles) -- 3.3.5. Control de Admisión -- 3.3.6. Clasificación de Paquetes -- 3.3.7. Encolado y planificación de paquetes -- 3.4. Modelos de Servicio ISA -- 3.4.1. Modelo Guaranteed Service -- 3.4.2. Modelo Controlled-load Service -- 3.5. IntServ en IPv6 -- 3.6. Ejemplo con IntServ -- 3.7. Conclusiones sobre IntServ -- 4. Estrategias de encolado -- 4.1. Introducción -- 4.2. Breve introducción a la teoría de colas -- 4.3. Colas en el router -- 4.4. Disciplinas de encolado -- 4.4.1. Encolado FIFO/FCFS -- 4.4.2. Priority Queueing (PQ) -- 4.4.3. Fair Queueing (FQ) -- 4.4.4. Fair Queueing Estoc´astico (SFQ) . -- 4.4.5. Weighted Fair Queueing (WFQ) -- 4.4.6. Class Based / Weighted Round Robin Queueing -- 4.4.7. Deficit Weighted Round Robin (DWRR) -- 4.4.8. Class-Based Weighted Fair Queueing (CBWFQ) -- 4.4.9. LLQ -- 4.5. Técnicas para descarte de datagramas -- 4.5.1. Técnica de descarte Tail Drop -- 4.5.2. Técnica de descarte Drop-from-Front -- 4.5.3. Técnica de descarte RED -- 4.5.4. Técnica de descarte WRED -- 4.5.5. Weighted Tail Drop (WTD) -- 4.5.6. Otras implementaciones -- 4.6. Ejemplos con disciplinas de encolado -- 5. DiffServ (Differentiated Services) -- 5.1. Introducción -- 5.2. DiffServ vs. IntServ -- 5.2.1. C´omo trabaja DiffServ -- 5.3. Componentes del modelo DiffServ -- 5.3.1. Nodos de Borde/Edge -- 5.3.1.1. Medición -- 5.3.1.2. Marcado/Marking -- 5.3.1.3. Acondicionamiento/Conditioning -- 5.3.2. Nodos Internos/Core -- 5.3.3. Bandwidth Broker -- 5.4. Proceso de marcado en DiffServ -- 5.4.1. IP Precedence/Precedencia IP -- 5.4.2. Flags de optimización IP/IP Optimize Flags -- 5.4.3. Nueva especificación del ToS -- 5.4.4. Especificación de DSCP, re-definición de ToS -- 5.4.4.1. Class Selector Code Point -- 5.4.4.2. Valores IANA DSCP -- 5.4.5. Proceso de Marcado de DSCP -- 5.5. Relación entre DiffServ y SLA -- 5.5.1. Encolado y planificación de datagramas -- 5.6. Clases Estándares de DiffServ -- 5.6.1. Default PHB (Best-Effort) -- 5.6.2. Assured Forwarding (AF) PHB -- 5.6.2.1. Recomendaciones de Implementación de AF -- 5.6.3. Expedited Forwarding (EF) PHB -- 5.6.3.1. Recomendaciones de Implementación de EF -- 5.7. Mapeando DiffServ a Capa de Enlace -- 5.8. Ejemplo con DiffServ -- 5.9. Conclusiones sobre DiffServ -- 6. Análisis de propuestas de utilización del Flow Label -- 6.1. Protocolo de Internet, versión 6 (IPv6) -- 6.2. Nuevas posibilidades ofrecidas por IPv6 -- 6.3. RSVP y Servicios Integrados (ISA) con el Flow Label de IPv6 -- 6.4. Una propuesta para la Especificación del Flow Label de IPv6 -- 6.5. Un modelo para el uso en DiffServ de la etiqueta de especificación del -- FL IPv6 -- 6.6. Una propuesta para la Especificación del Flow Label de IPv6 -- 6.7. Una especificación modificada para el uso del Flow Label en IPv6 con -- el fin de proveer una eficiente QoS usando una propuesta híbrida -- 6.8. Un enfoque radical para proveer QoS sobre Internet usando el campo -- Flow Label de 20 bits -- 6.9. Especificación del Flow Label de IPv6 -- 6.10. Usando el campo Flow Label de 20 bits del encabezado IPv6 para -- indicar la QoS deseable para servicios en Internet -- 6.11. Comparación del rendimiento de la QoS en IPv6 entre los modelos de -- IntServ, DiffServ -- 6.12. Clasificación de paquetes IPv6 basada en el Flow Label, dirección origen y destino -- 6.13. Proveyendo QoS de extremo a extremo usando el Flow Label de IPv6 -- 6.14. Provisión de QoS en IPv6 de extremo a extremo en redes heterogéneas -- 6.15. Provisión de QoS en IPv6 de extremo a extremo en redes heterogéneas -- usando agregación del Flow Label -- 6.16. Estudio de casos de uso propuestos para el Flow Label de IPv6 -- 6.17. Justificación de la Actualización de la especificación de IPv6 Flow Label -- 6.18. Especificación del Flow Label de IPv6 (nueva versión) -- 6.19. Usando el Flow Label de IPv6 para balance de carga en “granjas” de -- servidores -- 6.20. Conclusiones de los documentos analizados -- 7. Flow Label en práctica -- 7.1. Introducción -- 7.2. Análisis de lineamientos de IETF para implementaciónn -- 7.2.1. RFC-2133: Basic Socket Interface Extensions for IPv6 (Obsoleta) -- 7.2.2. RFC-2553: Basic Socket Interface Extensions for IPv6 (Obsoleta) -- 7.2.3. RFC-3493: Basic Socket Interface Extensions for IPv6 -- 7.2.4. Draft de Socket API para asignar el Flow Label -- 7.3. Análisis de soporte en Sistemas Operativos -- 7.3.1. Soporte de Flow Label en GNU/Linux -- 7.3.2. Manejo de congestión por TCP en GNU/Linux -- 7.4. Herramientas desarrolladas -- 7.4.1. Herramienta de marcado de FL -- 7.4.2. Herramienta de comparación de FL -- 8. Implementación usando el Flow Label para QoS -- 8.1. Primer propuesta del uso del campo Flow Label para marcar QoS en -- GNU/Linux -- 8.1.1. Tests realizados, primer propuesta -- 8.1.1.1. Tests Individuales a 10Mbps -- 8.1.1.2. Tests combinados a 10Mbps sin QoS -- 8.1.1.3. Tests combinados a 10Mbps con QoS -- 8.1.1.4. Tests a 10Mbps con QoS, otro ejemplo -- 8.1.2. Conclusiones del primer modelo -- 8.2. Propuesta del uso del campo Flow Label para algoritmos de Control -- de Congestión -- 8.2.1. Tests realizados, segunda propuesta -- 8.2.1.1. Tests combinados a 10Mbps sin QoS para diferenciar CC -- 8.2.1.2. Tests combinados a 10Mbps con QoS -- 8.2.2. Conclusiones del segundo modelo -- 9. Conclusiones -- A. Ejemplos de uso ICMPv6 -- A.1. ICMPv6, descubrimiento de vecinos -- A.2. ICMPv6, proceso de auto-configuración sin estado -- A.2.1. Configuración manual/estática -- A.2.2. ICMPv6 Duplicate Address Detection y Router Discovery -- B. Ejemplo con IntServ y RSVP -- C. Ejemplos con disciplinas de encolado -- C.1. Ejemplo de WFQ -- C.2. Ejemplo de PRIO en cisco -- C.3. Ejemplo de CBWFQ/LLQ en cisco -- C.4. Ejemplo de CBWFQ sobre IPv6 en cisco -- C.5. Ejemplo de PRIO en GNU/Linux -- C.6. Ejemplo de HTB/CBQ en GNU/Linux -- C.7. Ejemplo de Ring Buffers -- C.7.1. Ejemplo de Ring Buffers en Cisco -- D. Ejemplos con DiffServ -- D.1. Ejemplo DiffServ sobre cisco IPv4 -- D.2. Ejemplo DiffServ sobre GNU/Linux IPv4 -- D.3. Ejemplo DiffServ con ToS sobre GNU/Linux IPv6 -- D.4. Ejemplo DiffServ con DSCP sobre GNU/Linux IPv6 -- Bibliografía