Entwicklungen für QoS auf OSI-Schicht 3 und 4

 In diesem Abschnitt sollen Lösungsansätze vorgestellt werden, mit denen mehrere Dienstgüten auf OSI-Schicht 3 und 4 angefordert und bereitgestellt werden können.

Maßgeblichen Anteil an diesen Entwicklungen hat dabei die Internet Engineering Task Force (IETF), eine Interessengemeinschaft von Personen und Institutionen, die sich mit der Weiterentwicklung des Internets befassen. Die IETF teilt ihre Aufgaben in Arbeitsgruppen auf, die wohl wichtigsten Arbeitsgruppen, die sich mit der Dienstgüte auf OSI-Schicht 3 und 4 beschäftigen, sind:

• Differentiated Services (DiffServ)
• Integrated Services (IntServ)
• Resource ReSerVation Protocol (RSVP)

Die Methode, Traffic Control genannt, mit der verschiedene Dienstgüten in einem Packet Switching Network erzeugt werden, kann auf folgende Funktionsweise aus Abbildung zurückgeführt werden.

 

Abbildung:   Traffic Control

Die wesentlichen Elemente des Traffic Control sind der Classifier, die Classes, der Scheduler und das Traffic Policing.

Der Classifier hat die Aufgabe, die eingehenden PDUs in Klassen einzuteilen. In eine Klasse kommen die PDUs, die eine bestimmte Dienstgüte erhalten sollen. Nach den Kriterien, die für die Einteilung dienen, lassen sich zwei Typen von Classifiern unterscheiden:

• Behavior Aggregate (BA) Classifier
  Die IP-Pakete werden nach dem DSCP im Header klassifiziert (siehe Abschnitt ).
• Multi-Field (MF) Classifier
  Dieser Classifier verwendet mehrere Header-Felder, wie zum Beispiel Quell-, Zieladresse, Protokoll ID, Quell- und Zielport, um Nachrichten zu klassifizieren (siehe Abschnitt ).

In den Klassen werden Queues für das Zwischenspeichern von PDUs benutzt. Der Scheduler wählt die PDUs für den Weitertransport aus den Queues nach einer bestimmten Strategie aus. Die Auswahlstrategie beeinflußt zum Beispiel die Transportverzögerung der PDUs, da sie die Wartezeit dieser in den Queues mitbestimmt. Ein weiteres Beispiel für einen Dienstgüteparameter auf den der Scheduler Einfluß nimmt, ist die Bandbreite für den Verkehr einer Klasse. Die Queues und der Scheduler sind hauptsächlich für das Auflösen von kurzfristigen Staus (Congestion) zuständig. Kurzfristige Staus entstehen, wenn über einen relativ kurzen Zeitraum mehr PDUs weitergeleitet werden müssen als möglich ist.

Langfristige Staus können für die einzelnen Klassen mit dem Traffic Policing vermieden oder beschränkt werden. Langfristige Staus treten auf, wenn über einen längeren Zeitraum oder sogar ständig mehr PDUs an einem Knoten im Netz ankommen als weitergeleitet werden können. Die Folge ist, daß die Queues für das Zwischenspeichern der PDUs überlaufen oder nicht mehr geleert werden können. Eine Methode langfristige Staus zu beseitigen ist es PDUs zu verwerfen (Dropping), dies beeinflußt den Dienstgüteparameter Verlust (Loss). Das Traffic Policing kann dafür sorgen, daß die Datenmenge, die ins Netz gelangt, und somit an den Knoten eintrifft, kontrolliert wird. Die Kontrolle der Datenmenge kann zur Staukontrolle dienen.

Ein erster Ansatz, PDUs unterschiedliche Behandlung zukommen zu lassen, ist IP Precedence.