Fundamentos de Sistemas Multimídia

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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Infra-estrutura de Telecomunicações 
para Aplicações Multimídia 
Distribuídas
Profa. Débora Christina Muchaluat Saade
deborams@telecom.uff.br
InfraInfra--estruturaestrutura dede Telecomunicações Telecomunicações 
para Aplicações Multimídia para Aplicações Multimídia 
DistribuídasDistribuídas
Profa. Débora Christina Muchaluat Saade
deborams@telecom.uff.br
Departamento de Engenharia de Telecomunicações Departamento de Engenharia de Telecomunicações -- UFFUFF
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
InfraInfra--estrutura de Telecomunicaçõesestrutura de Telecomunicações
� Comunicação Multicast
� Provisão de Qualidade de Serviço – QoS
� Garantia de QoS
• Mecanismos de escalonamento e policiamento
� QoS em Redes IP
• Serviços Integrados e Diferenciados
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Comunicação MulticastComunicação Multicast
� Comunicação de grupo 
• corresponde à troca de dados de diferentes mídias entre 
múltiplas entidades. 
• unidades de dados idênticas de um ou mais transmissores 
devem ser transmitidas para um grupo de receptores.
� Casos particulares
• Unicast pode ser definido como um caso particular de 
multicast, onde existe apenas um transmissor e um receptor, 
caracterizando assim uma comunicação ponto-a-ponto.
• Transmissão por difusão (broadcast) é um outro caso 
particular, quando temos uma transmissão para todos os 
participantes do sistema
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Serviço MulticastServiço Multicast
Transmissor não precisa ser membro do grupo (grupo aberto <> grupo fechado)
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Comunicação MulticastComunicação Multicast
� A arquitetura genérica de um serviço de multicast pode 
ser dividida em duas partes: 
• gerenciamento de grupo
– gerenciamento de grupo diz respeito a todas as ações 
relacionadas a composição do grupo
• manipulação de informações sobre os seus participantes e o 
controle sobre a entrada e saída de participantes ao grupo. 
• construção de uma infra-estrutura de distribuição. 
– relacionada à forma de coordenação de recursos de forma a 
tentar minimizar as replicações desnecessárias de mensagens.
• Protocolos de roteamento são responsáveis por grande parte 
desse trabalho
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Gerenciamento de grupoGerenciamento de grupo
� Um grupo é definido como um subconjunto de 
usuários para o qual é possível a transmissão de 
mensagens
• várias entidades são representadas por nome e 
endereço únicos
– Endereço multicast
� A existência de um grupo é independente de 
haver troca de informação
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Gerenciamento de GruposGerenciamento de Grupos
� Distribuído:
• Informações e controle dos grupos estão distribuídos pelo 
sistemas de comunicação
– Ex.: IGMP – IP Multicast
� Centralizado:
• Existe a figura de um gerenciador de grupo centralizado, 
que controla todas as atividades de gerenciamento do grupo
– Ex.: MARS – IPOA
� Primitivas:
• Criação - Create
• Destruição - Destroy
• Adesão - Join
• Abandono - Leave 
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Transmissão MulticastTransmissão Multicast
� Resolução de Endereços 
� Construção da infra-estrutura de distribuição e 
roteamento
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Transmissão MulticastTransmissão Multicast
� Resolução de Endereços 
• Realiza o mapeamento entre um endereço de nível N para 
um ou mais endereços de nível N-1
– Mapeamento direto
– Protocolo de resolução
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Exemplo de Resolução de EndereçosExemplo de Resolução de Endereços
� Mapeamento Direto
• Ex.: tradução de endereço IP multicast (Classe D) 
para endereço MAC (Ethernet)
� Endereço MAC multicast
� Começa com 01:00:5E
� Últimos 23 bits do endereço IP são mapeados no endereço MAC
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Mapeamento IP multicast => MACMapeamento IP multicast => MAC
� 32 endereços IP multicast diferentes mapeiam 
para o mesmo endereço MAC multicast
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Transmissão MulticastTransmissão Multicast
� Construção da infra-estrutura de distribuição e 
roteamento
• Definição de um caminho através de entidades 
intermediárias, formando árvore de distribuição. 
• árvore de multicast (ou canal de comunicação multicast) é 
definida por uma comunicação 1 x n entre uma entidade 
origem e n destinos.
� Um protocolo de roteamento multicast é responsável pela 
construção de árvores de distribuição multicast e por 
habilitar a transmissão de dados multicast
• Ex.: RPB, TRPB, RPM, DVMRP, MOSPF, PIM, CBT
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MBONEMBONE
� Multicast Backbone - Backbone Multicast da 
Internet
� conjunto interconectado de subredes e roteadores 
que suportam a entrega de tráfego IP Multicast.
� O objetivo do MBone é construir um testbed de 
IP multicast para habilitar o desenvolvimento de 
aplicações multicast sem esperar pelo 
desenvolvimento de roteadores com capacidade 
de multicast na Internet.
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Multicast backBONE (MBONE)Multicast backBONE (MBONE)
� MBONE é formado por roteadores multicast 
configurados para enviar multicast IP sobre IP
� Topologicamente, MBONE é uma inter-rede virtual 
composta de ilhas com capacidade interna de roteamento 
multicast conectadas a outras ilhas por meio de enlaces 
ponto-a-ponto virtuais chamados túneis
� Túneis são definidos individualmente para cada grupo 
(ou conjunto de grupos), e de maneira estática
HEADER IP Dados IP
Dados IP MulticastHeader IPMulticast
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MBONEMBONE
� Os túneis permitem tráfego multicast através de algumas 
partes da Internet sem capacidade de multicast. 
� Pacotes de IP Multicast “entunelados” são encapsulados 
como IP-sobre-IP de modo que eles parecem pacotes IP 
unicast normais para os roteadores. 
� O encapsulamento é adicionado na entrada de um túnel, 
e retirado na saída. 
� A maioria dos roteadores MBone atualmente usam o 
protocolo de roteamento multicast DVMRP (Distance 
Vector Multicast Routing Protocol), embora algumas 
porções do MBone executem OSPF Multicast (MOSPF) 
ou Multicast Independente de Protocolo (PIM).
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Multicast backBONE (MBONE)Multicast backBONE (MBONE)
GG
GG
GG
InterInter--rederede
IP D IP D 
IP EIP EIP BIP B
IP A IP A 
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
HH
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Multicast backBONE (MBONE)Multicast backBONE (MBONE)
InterInter--rederede
IlhaIlha 22
HH
HH
HH
HH
HH
HH
Ilha Ilha 11
túnel
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MM
BB
OO
NN
E E 
BRBR
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Aplicações MBONEAplicações MBONE
� Visual Audio Tool (vat)
� Network Video (nv)
� Network Voice Terminal (nevot) 
� INRIA Videoconferencing System (ivs) para 
programas de áudio e vídeo
� InPerson da Silicon Graphics
� ShowMe da Sun Microsystems
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Qualidade de ServiçoQualidade de Serviço
� QoS pode ser definida como o conjunto das 
características (qualitativas e quantitativas) de 
processamento e comunicação suportadas por um 
serviço, que permite a provisão da funcionalidade 
desejada por usuários do ambiente. 
• Essa funcionalidade pode ser entendida como a capacidade 
de processamento e comunicação para os dadosde uma 
determinada mídia, por exemplo.
� Qualidade de Serviço (QoS) é um requisito da(s) 
aplicação(ões) para a qual exige-se que determinados 
parâmetros (retardos, vazão, perdas, ...) estejam dentro 
de limites bem definidos (valor mínimo, valor máximo).
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Qualidade de ServiçoQualidade de Serviço
� Objetivo:
• Garantia de QoS fim-a-fim
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Fases de Provisão de QoSFases de Provisão de QoS
� Pode-se definir um modelo genérico de operação, 
para fornecedores com serviços de QoS, dividido 
nas seguintes fases:
• Iniciação do fornecedor de serviços;
• Requisição de serviços;
• Estabelecimento de contratos de serviço;
• Manutenção de contratos de serviço e
• Término de contratos de serviço.
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Iniciação do fornecedor de serviçosIniciação do fornecedor de serviços
� Definição da infra-estrutura que dará suporte 
aos serviços oferecidos
• Definição do estado interno do sistema
� Inclui informações sobre os recursos disponíveis 
no sistema
• Estaticamente compartilhado (dedicado)
– Dispositivos de E/S
• Dinamicamente compartilhado
– Processador, memória, enlaces de rede
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Requisição de serviçosRequisição de serviços
� Uma requisição se dá através da:
• Caracterização do Tráfego
– Caracterização de carga a ser produzida ou consumida pelos 
usuários (Ex.: taxa de pico)
• Especificação da QoS desejada (retardo de trânsito máximo)
– Deve ser compatível com o nível de abstração do usuário
• Mapeamento de QoS
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Especificação da QoSEspecificação da QoS
� Contém informações relativas ao nível de serviço 
desejado pelo usuário. Exemplos:
• Melhor esforço (best effort)
– Fornecedor não dá nenhuma garantia de que a QoS será mantida 
dentro dos limites
• Garantido
– Manutenção da QoS dentro dos limites deverá ser garantida de 
qualquer forma. Usuário só será aceito se a QoS desejada puder 
ser mantida.
• Probabilístico
– Fornecedor deve periodicamente monitorar o serviço, 
interrompendo-o caso a QoS não possa ser mantida dentro dos 
limites com a probabilidade especificada
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Estabelecimento de contratos de serviçoEstabelecimento de contratos de serviço
� Contrato de Serviço = Service Level Agreement (SLA)
� A orquestração dos recursos determina os recursos 
necessários em cada um dos subsistemas escolhidos.
� Ao receber uma nova requisição de serviço, o fornecedor 
determina se o ambiente tem recursos suficientes para 
manter a QoS desejada pelo usuário. 
• Os mecanismos de controle de admissão de fluxos são os 
responsáveis por esses testes, que levam em conta, além do 
estado interno atual do fornecedor, a caracterização da 
carga e a especificação da QoS informadas pelos usuários 
durante a requisição de serviços.
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Estabelecimento de contratos de serviçoEstabelecimento de contratos de serviço
� Se o ambiente tiver recursos suficientes, o fornecedor 
admitirá o fluxo do usuário e fará a alocação dos 
recursos necessários para servi-lo 
� Senão, ele poderá:
• rejeitar o fluxo do usuário
• ou lhe sugerir uma outra especificação de QoS factível de 
ser satisfeita. 
� Nesse último caso, se o usuário aceitar a nova proposta, 
seu fluxo é admitido, senão é rejeitado, podendo o 
usuário tentar requisitar o serviço novamente em outra 
oportunidade. 
• Estes ciclos de requisição e resposta entre os usuários e o 
fornecedor são providos pelos mecanismos de negociação da 
QoS.
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Estabelecimento de contratos de serviçoEstabelecimento de contratos de serviço
� SLA pode ser:
• Estático: 
– reserva de recursos e configuração do provedor são feitas manualmente 
pelo administrador
• Dinâmico: 
– uso de um protocolo de sinalização específico
� A provisão de serviços no modo dinâmico pode ser feita de forma:
• Centralizada
– Existência de um negociador de recursos ou Bandwith Broker (BB)
– Exemplo de protocolo de sinalização - COPS
• Distribuída 
– cada estação e roteador presente no provedor é dotado de um 
negociador próprio, responsável pelas decisões locais de reserva de 
recursos
– Exemplo de protocolo de sinalização - RSVP
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Manutenção de contratos de serviçoManutenção de contratos de serviço
� Dentre os mecanismos presentes nessa fase, estão incluídos os de
• escalonamento de recursos
– Compartilhamento dinâmico de recursos entre diversos fluxos de dados 
presentes em um ambiente, de maneira tal que a QoS negociada para 
cada fluxo possa ser mantida, e que a utilização dos recursos seja a 
mais otimizada possível.
• monitorização de fluxos
– registro da carga efetivamente gerada pelos usuários e da QoS 
realmente oferecida pelo fornecedor.
– Policiamento dos fluxos
• sintonização da QoS
– manutenção da orquestração de recursos definida durante a negociação 
da QoS, sem que haja a necessidade de interrupção (isto é, 
renegociação) do fornecimento do serviço.
• ajustes ou uso de recursos alternativos
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Término de contratos de serviçoTérmino de contratos de serviço
� O cliente deve informar ao provedor a sua 
intenção em finalizar o contrato estabelecido. 
� O provedor inicia o procedimento de liberação 
dos recursos que haviam sido reservados nos 
vários subsistemas envolvidos com o 
fornecimento do serviço correspondente. 
� Nos casos em que o próprio contrato especifica o 
período em que o serviço será fornecido, os 
procedimentos de finalização podem ser 
automatizados.
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Parametrização de ServiçosParametrização de Serviços
� Informações sobre o comportamento dos fluxos 
dos usuários e da infra-estrutura existente no 
ambiente podem ser estruturadas através do uso 
de parâmetros de caracterização do serviço.
• Parâmetros de desempenho do fornecedor
– retardo de transmissão instantâneo
• Parâmetros de caracterização de carga
– vazão máxima
• Parâmetros de especificação da QoS
– retardo de transmissão máximo
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Parâmetros de QoSParâmetros de QoS
� Parâmetros mais comuns:
• Vazão (banda)
• retardo (latência)
– Retardo de propagação
– Velocidade de transmissão
– Tempo de processamento nos equipamentos
• Jitter
• Taxa de perdas, taxa de erros
• Disponibilidade
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jitterjitter
� Variação de retardo
� Efeito do jitter
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Enlace de 1,5 Mbps
Fila de interface
de saída de R1
GarantiaGarantia dede QoSQoS
� Modelo simples usado como exemplo:
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Princípios para GarantiasPrincípios para Garantias de de QoSQoS
� Considere uma aplicação de áudio a 1 Mbps e uma aplicação FTP 
compartilhando um enlace de 1.5 Mbps. 
• rajadas de tráfego FTP podem congestionar o roteador e fazer com que 
pacotes de aúdio sejam perdidos. 
• deseja-se dar prioridade ao aúdio sobre o FTP
� PRINCÍPIO 1: Marcação dos pacotes é necessária para o roteador 
distingüir entre diferentes classes; assim como novas regras de
roteamento para tratar os pacotes de forma diferenciada
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Princípios para GarantiasPrincípios para Garantias de de QoSQoS
� Considere uma aplicação de áudio a 1 Mbps e uma aplicação FTP 
de alta prioridade compartilhando um enlace de 1.5 Mbps.• Pacotes FTP têm prioridade sobre os de áudio 
� PRINCÍPIO 1 (modificado): Classificação dos pacotes é necessária 
para o roteador distingüir entre diferentes classes; assim como novas
regras de roteamento para tratar os pacotes de forma diferenciada
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Princípios para GarantiaPrincípios para Garantia de de QoSQoS
� Considere uma aplicação de áudio mal comportada e uma aplicação FTP
compartilhando um enlace de 1.5 Mbps.
• aúdio envia pacotes numa taxa superior a 1 Mbps anteriormente assumida; 
• Tráfego FTP não será atendido
� PRINCÍPIO 2: fornecer proteção (isolamento) para uma classe em relação às 
demais 
� Exige mecanismos de policiamento para assegurar que as fontes atendem 
aos seus requisitos de banda passante. Classificação e policiamento 
precisam ser feitos nas bordas da rede (sistema final ou roteador de
borda):
classificação de pacotes e policiamento
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� Alternativa à marcação e policiamento: alocar uma 
porção da taxa de transmissão a cada fluxo de aplicação; 
pode produzir um uso ineficiente da banda se um dos
fluxos não usa toda a sua alocação
� PRINCÍPIO 3: Embora fornecendo isolamento, é necessário 
usar os recursos da forma mais eficiente possível
Princípios para GarantiaPrincípios para Garantia de de QoSQoS
marcação de pacotes
enlace lógico de 1 Mbps
enlace lógico de 0,5 Mbps
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� Considere duas aplicações de áudio a 1 Mbps
� Não deve ser aceito tráfego além da capacidade do enlace 
� PRINCÍPIO 4: É necessário um Controle de Admissão; a
aplicação declara a necessidade do seu fluxo, a rede pode 
aceitar ou bloquear a chamada se a necessidade não 
puder ser satisfeita 
Princípios para GarantiaPrincípios para Garantia de de QoSQoS
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Resumo Resumo 
QoS para aplicações em redes
cl
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MecanismosMecanismos dede EscalonamentoEscalonamento
� Escalonamento: a escolha do próximo pacote 
para transmissão num enlace pode ser feita de
acordo com várias regras:
• FIFO
• Filas com Prioridade
• Round Robin
• Weighted Fair Queuing (fila justa ponderada)
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MecanismosMecanismos dede EscalonamentoEscalonamento
� FIFO (first-in-first-out) ou FCFS (first-come-first-
served): na ordem de chegada na fila
• pacotes que chegam são enfileirados no buffer ou, caso o 
buffer esteja cheio, são descartados, ou uma política de
descarte é usada para determinar qual pacote descartar entre 
aquele que chega e aqueles que já estão na fila
chegadas partidas 
enlace
(servidor)
fila
(área de espera)
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MecanismosMecanismos dede EscalonamentoEscalonamento
� Filas com Prioridade: classes têm diferentes prioridades; 
classes podem depender de marcação explícita ou de
outras informações no cabeçalho, tais como, o endereço
de origem ou de destino, número de portas, etc.
� Transmite um pacote da prioridade mais alta que esteja 
presente na fila
� Exemplo de versão não-preemptiva 
chegadas
classificação
fila de baixa prioridade
(área de espera)
fila de alta prioridade
(área de espera)
partidas 
partidas 
chegadas
pacotes
no
servidor
tempo
tempoenlace
(servidor)
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MecanismosMecanismos dede EscalonamentoEscalonamento
� Round Robin: percorre as classes presentes na fila,
servindo um pacote de cada classe que tem pelo menos
um representante na fila
chegadas 
pacote em 
serviço
partidas 
tempo
tempo
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
� Weighted Fair Queuing (fila justa ponderada): é
uma forma generalizada de Round Robin na qual
se tenta prover a cada classe um volume
diferenciado de serviço num dado período de 
tempo
MecanismosMecanismos dede EscalonamentoEscalonamento
classificador
de chegadas
partidas 
enlace
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
MecanismosMecanismos dede PoliciamentoPoliciamento
� Três critérios: 
• Taxa Média 
– Limite da taxa média por intervalo de tempo
– o aspecto crucial é o tamanho do intervalo de tempo (100 
pacotes por segundo ou 6000 pacotes por minuto??) 
– Período relativamente longo
• Taxa de Pico
– ex. 6000 pacotes por minuto na média e 1500 pacotes por 
segundo de pico
• Tamanho da Rajada
– número máximo de pacotes enviados consecutivamente, isto é, 
num curto período de tempo
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
� Mecanismo Leaky Bucket / Token Bucket (balde
de permissões), oferece um meio de limitar a
entrada dentro de um tamanho de rajada e uma 
taxa média especificados. 
MecanismosMecanismos dede PoliciamentoPoliciamento
pacotes espera
token para a 
rede
balde pode conter 
até b tokens 
r tokens/seg
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
� Balde pode armazenar b tokens; tokens são gerados numa 
taxa de r token/seg exceto se o balde está cheio.
� Num intervalo de tempo t, o número de pacotes que são 
admitidos é menor ou igual a (rt + b).
� Token bucket e 
WFQ podem ser 
combinados para 
prover um limite
superior ao retardo.
MecanismosMecanismos dede PoliciamentoPoliciamento
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
� Token bucket e WFQ podem ser combinados para prover um limite
superior ao retardo.
� R = taxa de transmissão no enlace
� R x wi / (∑∑∑∑wj) = taxa da fila i
� Retardo máximo da fila i = bi / (R x wi / (∑∑∑∑wj))
MecanismosMecanismos dede PoliciamentoPoliciamento
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Qualidade de Serviço na InternetQualidade de Serviço na Internet
� Situação atual
• Internet de hoje fornece um serviço do tipo melhor esforço
– tráfego é tratado tão rápido quanto possível
– não há garantias temporais ou limites de erro
� Clientes exigem mais
• Internet é hoje uma infra-estrutura comercial
– fornecimento de qualidade de serviço está sendo considerada 
cada vez mais um requisito essencial
– qualidade + serviço = capacidade para diferenciar entre tráfego 
ou tipos de serviço, de forma que o sistema possa tratar uma ou 
mais classes de tráfego diferentemente de outras
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Qualidade de Serviço na InternetQualidade de Serviço na Internet
� Trabalhos da IETF relacionados com garantias de QoS
• IETF tem proposto vários modelos de serviço e mecanismos 
para satisfazer a necessidade de QoS na Internet
– proporcionando um melhor controle sobre o tráfego na Internet
• na forma de priorização de certas aplicações (com certas 
restrições temporais) em detrimento do restante (tráfego 
essencialmente melhor esforço)
• Entre estes trabalhos estão:
– IntServ - modelo de Serviços Integrados
– DiffServ - modelo de Serviços Diferenciados
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços IntegradosServiços Integrados
� Serviços Integrados (IntServ)
• IntServ é baseado na reserva de recursos
– aplicações devem primeiro configurar caminhos e reservar 
recursos antes dos dados serem transmitidos
– Circuito Virtual!!
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços Integrados (IntServ)Serviços Integrados (IntServ)
� Serviços Integrados (IntServ)
• alta granularidade na reserva de recursos, realizada 
por fluxos individuais.• Roteadores devem ser capazes de reservar recursos 
para fornecerem QoS especial para fluxos de 
pacotes específicos do usuário
– estados específicos dos fluxos devem ser mantidos 
pelos roteadores
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços Integrados (IntServ)Serviços Integrados (IntServ)
� Identificação de um fluxo
• versão 4 do IP (IPv4), pela concatenação dos seguintes 
campos, presentes no cabeçalho dos pacotes: 
– endereços IP de origem e destino, tipo do protocolo de 
transporte e portas de origem e destino. 
– Acrescenta-se a esses campos o identificador da sessão de QoS. 
• versão 6 do protocolo IP (IPv6) introduziu o campo flow 
label, identificando os fluxos de forma mais eficiente, pela 
simples leitura do endereço do transmissor juntamente com 
o campo flow label.
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
AdmissãoAdmissão dede ChamadasChamadas
� A sessão deve primeiramente caracterizar o tráfego que 
ela enviará através da rede e solicitar seus requisitos
• T-spec: define as características de tráfego
• R-spec: define a QoS sendo solicitada
� Um protocolo de sinalização transporta a R-spec e a T-
spec aos roteadores onde a reserva deve ser pedida
• RSVP – Resource reSerVation Protocol
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
AdmissãoAdmissão dede ChamadasChamadas
� Roteadores realizam o controle de admissão com 
base nas suas R-spec e T-spec e com base nos 
recursos correntemente alocados nos roteadores 
para outras chamadas.
1. Pedido: especifica 
- tráfego (Tspec) 
- garantia (Rspec)
2. Elemento considera
- recursos não reservados
- recursos solicitados
3. Resposta: o pedido pode
ou não ser atendido
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços Integrados (IntServ)Serviços Integrados (IntServ)
� Classes de Serviço Propostas
• Serviço Melhor Esforço
• Serviço Garantido
– projetada para aplicações de tempo real críticas que são muito sensíveis 
ao retardo e a sua variação
– garantia de retardo máximo fim-a-fim, sem perda de pacotes
– Caracterização do tráfego (Tspec) + especificação da QoS (Rspec)
• Serviço de Carga Controlada
– projetada para as aplicações IP de hoje que se comportam bem quando
a rede não está carregada
– Retardo baixo, próximo ao oferecido por um serviço de melhor-esforço 
em uma infra-estrutura de rede controlada (sem congestionamento).
– Caracterização do tráfego (Tspec)
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços Integrados (IntServ)Serviços Integrados (IntServ)
� Problemas da Arquitetura Serviços Integrados
• Montante de informações de estado aumenta 
proporcionalmente ao número de fluxos
– causa uma sobrecarga de armazenamento e processamento 
nos roteadores (arquitetura não é escalável)
• Requisitos nos roteadores são altos
– todos os roteadores devem implementar RSVP, controle de 
admissão, classificação e escalonamento de pacotes
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços Diferenciados (DiffServ)Serviços Diferenciados (DiffServ)
� Origem 
• Surgiu devido as dificuldades de implementar e 
utilizar Serviços Integrados/RSVP
� Princípio
• Agregação de fluxos em classes de serviço
• Pacotes são marcados diferentemente para criar 
várias classes de pacotes
– pacotes de diferentes classes recebem diferentes 
serviços
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços Diferenciados (DiffServ)Serviços Diferenciados (DiffServ)
� Classificação dos pacotes pode ser feita de 2 formas:
• baseada em vários campos do cabeçalho dos pacotes
– endereços de origem e destino, tipo e porta do protocolo de 
transporte, etc
– chamada classificação MF (Multi Field)
• baseada simplesmente, no campo DS, sendo, neste caso, 
denominada de classificação BA (Behavior Aggregate). 
– campo TOS (Type Of Service) do cabeçalho do pacote IPv4 ou 
campo Class do cabeçalho do pacote IPv6 
• setado pelo roteador de entrada do domínio diffserv ou pelo 
usuário
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços Diferenciados (DiffServ)Serviços Diferenciados (DiffServ)
� Roteador de borda 
• Classificação
� Roteador central
• encaminhamento
roteador de borda: classificação,
policiamentoroteador central:envio
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Fundamentos de Sistemas MultimídiaFundamentos de Sistemas Multimídia
Serviços Diferenciados (DiffServ)Serviços Diferenciados (DiffServ)
� O modelo diffserv não padroniza serviços, especificando 
apenas comportamentos de encaminhamento ou PHBs 
(Per Hop Behaviors).
� Um PHB descreve como será realizado o 
encaminhamento dos pacotes pertencentes a uma mesma 
classe em cada roteador:
• EF (Expedited Forwarding) 
– recomendável ao fornecimento de serviços com baixo retardo e 
variação, taxa de erros controlada e largura de banda assegurada.
• AF (Assured Forwarding)
– permite a implementação de serviços com diferentes níveis de 
garantia de QoS, como os serviços probabilísticos, por exemplo.
– Serviços olímpicos
• Ouro, Prata e Bronze
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Serviços Diferenciados (DiffServ)Serviços Diferenciados (DiffServ)
� Diferenças dos Serviços Integrados:
• Há apenas um número limitado de tipos de serviço indicados 
no campo DS
– conjunto de informações de estado é proporcional apenas ao 
número de classes e não proporcional ao número de fluxos
– Serviços Diferenciados é mais escalável do que Serviços 
Integrados 
• Operações de classificação, marcação, policiamento e 
retardo são apenas necessárias nas fronteiras das redes
– funções simples no interior da rede
• Não define classes de serviço, ao invés disso fornece 
componentes funcionais com os quais as classes de serviço 
podem ser construídas
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Serviços Integrados sobre DiferenciadosServiços Integrados sobre Diferenciados
� intserv nas redes de acesso 
• melhor razão utilização dos recursos / custo obtida com a 
reserva por fluxo característica desse modelo
• maior número atual de aplicações adaptadas a algum 
mecanismo de solicitação de serviços intserv, normalmente 
empregando uma das diversas APIs existentes no mercado 
� diffserv nos provedores de backbone
• Razões de escalabilidade