PLNOG 13: Sebastian Pasternacki: Standard 802.11e, a usługi multimedialne w sieciach...
30
Źródło: http://www.johnconnell.co.uk/images/ingemannwireless.jpg
description
Sebastian Pasternacki – Inżynier sieciowy i systemowy z 15 letnim doświadczeniem na rynku IT. Od połowy 2011 pracuje w Cisco Systems Polska, początkowo w Technicznej Organizacji Partnerskiej zajmując się wsparciem, rozwojem i edukacją techniczną partnerów Cisco Systems z całej Polski, od połowy 2013 roku jako konsultant systemowy w dziale Enterprise Networks skupiający się na rozwiązaniach i usługach oferowanych przez routery, a od maja 2014 jako Architekt Rozwiązań Sieciowych. Poprzednio zdobywał doświadczenie w Polsce i Irlandii pracując jako inżynier i konsultant sieciowy dla firm integracyjnych takich jak British Telecom, PlanNet21 i NextiraOne. Specjalizuje się w rozwiązaniach Enterprise z zakresu Routing & Switching, Security oraz Mobility. Posiadacz wielu certyfikatów branżowych, w tym poczwórny CCIE #17541 R&S/SEC/SP/Wireless oraz CCDE #2012::9. Prywatnie entuzjasta rocka i metalu oraz pikantnej orientalnej kuchni, fan przerzucania żelastwa na siłowni oraz ostatnio miłośnik sztuki przemawiania publicznego. Temat prezentacji: Standard 802.11e, a usługi multimedialne w sieciach bezprzewodowych Język prezentacji: Polski Abstrakt: Sieci bezprzewodowe są powszechnie używaną metodą dostępu do sieci, a wraz z mnogością używanych aplikacji i ich wymaganiami, rośnie nacisk na gwarancję jakości transmisji, zwłaszcza dla usług multimedialnych. Czy zastanawialiście się kiedyś w jaki sposób i jakimi mechanizmami można zapewnić oczekiwaną jakość usługi? Odpowiedź leży w standardzie 802.11e i mechanizmach, które wraz z tym standardem mogą, a często powinny być zaimplementowane. Ta sesja to wycieczka ścieżką wytyczoną poprzez mechanizmy kontroli dostępu do medium transmisyjnego, klasyfikację i oznaczanie różnych typów ruchu, zwieńczona istotną tematyką oszczędności energii.
Transcript of PLNOG 13: Sebastian Pasternacki: Standard 802.11e, a usługi multimedialne w sieciach...
Źródło: http://www.johnconnell.co.uk/images/ingemann-‐wireless.jpg
Standard 802.11e / WMM Usługi multimedialne w sieciach bezprzewodowych
Sebastian Pasternacki CCIE#17541 RS/SEC/SP/WLAN CCDE #2012::9
Cisco Systems
Agenda
○ QoS w WLAN – pierwsza opowieść Gandalfa
○ Mroczny świat – Mordor panuje przed 2005
○ 802.11e – Mordor pokonany(?)
Nie będzie o… RF, L1, aplikacjach, konfiguracji
My precious… ;)
Kontrola jakości usług – QoS a WLAN
○ Multimedia
○ QoS End-‐to-‐End
○ Aplikacje krytyczne ○ inne
Właściwie te same powody co w LAN…
Standardy IEEE 802.11
802.11k based measurement • Klient mierzy środowisko radiowe
w imieniu AP i aby rozwiązać problemy z wydajnością
• AP podsumowuje dane dla klientów, aby mogli wybrać BSS Po
miary
Zarzą
dzan
ie
Przejścia
Wyd
ajno
ść
802.11r based transition • Umożliwienie klientowi szybkiego
przejścia do nowego AP w ramach tej samej domeny mobilnej, poprzez ponowne użycie kluczy 802.1x
• Przejście w ciągu 50ms
802.11v based management • AP rekomenduje klientowi zmianę
BSS i przejście do innego punktu dostępowego w oparciu o obciążenie i topologię sieci
802.11e based performance • Wykorzystanie WMM-‐AC (bazując
na 802.11e), aby zredukować zatory • Wymaganie spełnienia wymagań w
opóźnieniu, jitter, stracie pojedynczych oraz bloków pakietów
Wi-‐Fi Alliance CERTIFIED
Voice Enterprise
WiFi Alliance a multimedia
Podłączenie do sieci w pigułce Distributed Coordination Function (DCF)
○ CSMA/CA Carrier Sense Clear Channel Assessment (CCA) Network Allocation Vector (NAV) ACK frames
○ Dostęp do medium transmisyjnego Inter-‐Frame Spacing Zależne od fizycznej implementacji
Random Backoff Contention Window Zakres zależny od standardu 802.11
Liczy się czas między ramkami Inter frame spacing
○ SIFS Przed/po otrzymaniu ACK Po CTS Przy fragmentacji
○ PIFS – Używany w trybie PCF (implementacje?)
○ DIFS – używany w trybie DCF DIFS = 1*SIFS + (2*Slot Time)
Losowość w służbie WLAN Random Backoff Contention Window
○ Definiuje jak długo stacja musi dodatkowo czekać przed transmisją Wybierz losową wartość początkową – żegnajcie kolizje
Od 0 do CWmin
Podnieś wartość w przypadku kolizji Podwojenie do CWmax
○ Contention Window (CW) – ilość slotów
• 802.11b – CWmin 31, CWmax 1023 • 802.11g – CWmin 31, CWmax 1023 (z 802.11b) • 802.11g – CWmin 15, CWmax 1023 • 802.11a – CWmin 15, CWmax 1023 • 802.11n – CWmin 15, CWmax 1023
Proces dostępu do medium
Source: 802.11 Wireless LAN Fundamentals, page 28
DCF w akcji
802.11e/WMM w pigułce
○ Gwarantuje zachowanie informacji QoS w sieci
○ Kontrola zgodności z polityką QoS poprzez kontrolę
wartości 802.11e UP / 802.1p oraz IP DSCP
○ Czym jest WMM? – Podzbiór specyfikacji 802.11e zdefiniowany przez Wi-‐Fi Alliance – Dodatek do definicji warstwy MAC 802.11 – Pozwala na użycie Diff-‐Serv poprzez grupowanie w 8 tzw. user priorities oraz utworzenie 4 kolejek zwanych Access Categories – Umożliwia dodanie skuteczniejszej opcji power safe
802.11e/WMM komponenty
○ HCF / EDCA (Enhanced Distributed Channel Access)
○ Co dodaje WMM? – Ramki uplink oznaczane 802.1d CoS – Priorytet dostępu dla ruchu uplink – Admission Control Mandatory (ACM) – kontrola kategorii dostępu – Contention-‐free packet bursting w ramach czasu TXOP Limit (Transmission control:
Transmission Opportunity)
○ Co zmienia WMM? – 4 kategorie (AC) per stacja (STA) – AIFS (Arbitrated IFS) dla każdej kategori AC w zamian za DIFS – Definicja Random Backoff Contention Window min/max dla każdej kategorii AC
STA i kategorie AC
Kolizje obsługiwane wewnętrznie
Background TXOP 0
Best-‐effort TXOP 0
Video TXOP 3008
Voice TXOP 1504
Aplikacje
TXOP przydzielany do kategorii o najwyższym priorytecie
802.11e/WMM kategorie AC
Kategoria Dostępu (AC) Opis 802.1d Tag
WMM Voice Priority Najwyższy priorytet (Multiple
Calls, Low Latency & Toll Voice Quality)
7, 6
WMM Video Priority Ruch Video, Voice Control i inny niż Data 5, 4
WMM Best Effort Priority Wsteczna kompatybilność dla
urządzeń i aplikacji bez wsparcia QoS
0, 3
WMM Background Priority
Ruch o niskim priorytecie (File Transfers, Printing) 2, 1
802.11e/WMM a QoS IP
802.1p/D UP – typy ruchu DSCP UP 11e UP
Voice (Expedited Forwarding) 46 (EF) 6 Video 34 (AF41) 5 Voice Control 26 (AF31) 4 Background (Gold) 18 (AF21) 2 Background (Gold) 20 (AF22) 2 Background (Gold) 22 (AF23) 2 Background (Silver) 10 (AF11) 1 Background (Silver) 12 (AF12) 1 Background (Silver) 14 (AF13) 1 Best Effort 0 (BE) 0, 3 Background 2 1
Tuning czasu oczekiwania z AIFSN
○ Arbitration Interframe Space Number (AIFSN) Rozgłaszane w ramkach beacon oraz probe response
• Voice Queue 1 SIFS + 2 * slot time (AIFSN = 2) • Video Queue 1 SIFS + 2 * slot time (AIFSN = 2) • Best Effort Queue 1 SIFS + 3 * slot time (AIFSN = 3) • Background Queue 1 SIFS + 7 * slot time (AIFSN = 7)
AIFS – wartości
EDCA – jak to działa
Wartości CW w EDCA
○ Wyliczenie w oparciu o DCF AC_VO (Voice) CWmin = (aCWmin+1)/4 – 1 CWmax = (aCWmin+1)/2 – 1 AC_VI (Video) CWmin = (aCWmin+1)/2 – 1 CWmax = aCWmin AC_BE (Best Effort) CWmin = aCWmin CWmax = aCWmax AC_BK (Background) CWmin = aCWmin CWmax = aCWmax
○ Wartości EDCA CW – 802.11b Voice Queue CWmin = 7 CWmax = 15 Video Queue CWmin = 15 CWmax = 31 Best Effort Queue CWmin = 31 CWmax = 1023 Background Queue CWmin = 31 CWmax = 1023
○ Wartości EDCA CW – 802.11a/g/n/ac Voice Queue CWmin = 3 CWmax = 7 Video Queue CWmin = 7 CWmax = 15 Best Effort Queue CWmin = 15 CWmax = 1023 Background Queue CWmin = 15 CWmax = 1023
Podróży ciąg dalszy…
○ CAC – Call Admission Control
○ Multicast i Broadcast
○ Oszczędzanie energii (U)APSD – Automatic Power Safe Delivery (PS-‐Poll vs. Null Data)
○ Potwierdzanie blokowe Block Acknowledgement (RIFS)
○ Bez potwierdzenia NoAck
