Progetto e realizzazione di un modulo software per la simulazione dell'architettura di rete DS-TE in ambiente NS2

1.1 La qualità del servizio nelle reti IP La rete Internet è stata inizialmente progettata seguendo un approccio di tipo Best Effort, rivelandosi quindi priva della capacità di fornire agli utenti garanzie di qualità del servizio (QoS). Il modello si è dimostrato valido finché non si è verificata, di pari passo col rapido sviluppo della rete, la richiesta di garanzie stringenti in termini di banda, ritardo e jitter da parte di nuove classi di applicazioni. La prima proposta in ambito di qualità del servizio è stata l’architettura IntServ (Integrated Services), che presenta le seguenti caratteristiche: » sono state definite, oltre alla classe Best Effort tipica delle reti IP, due ulteriori classi di servizio: 1. Guaranteed Service: garantisce un limite superiore al ritardo end-to-end e l’assenza di perdita di pacchetti 2. Controlled Load Service: non fornisce particolari garanzie prestazionali, se non migliori di quelle fornite dal servizio Best Effort » vengono riservate risorse per ogni singolo flusso dati e vengono quindi mantenute informazioni di stato sul flusso in ogni nodo attraversato » per l’allocazione delle risorse, IntServ si basa sul protocollo di segnalazione denominato Resource ReSerVation Protocol (RSVP). La garanzia di banda a livello di micro-flusso si è tuttavia rivelata un punto debole di tale architettura che, per tale ragione, ha incontrato poco successo. Il singolo trattamento di ogni flusso dati comporta infatti una notevole complessità, che diviene insormontabile se si pensa a reti di grandi dimensioni. I router della rete infatti, dovendo mantenere memoria di uno “stato di prenotazione” della banda trasmissiva per ogni micro-flusso, al crescere delle dimensioni della rete si troverebbero a gestire una quantità enorme di informazioni di stato, con conseguente spreco di memoria e degradazioni prestazionali. In altre parole, il modello IntServ è considerato non scalabile e dunque non applicabile a reti di grandi dimensioni. Per superare i problemi relativi alla scalabilità, si è passati ad un altro tipo di approccio che ha portato allo sviluppo dell’architettura DiffServ (Differentiated Services). Il modello DiffServ è in grado di garantire una QoS comunemente detta “better than Best-Effort”; esso cioè può essere considerato una soluzione di compromesso tra i due estremi del “solo Best-Effort” e della garanzia di QoS a livello di micro-flusso, alla base dell’architettura IntServ. Il modello DiffServ riserva infatti al flusso dati dell’applicazione un trattamento specifico (in termini di ritardo nelle code e perdita di pacchetti) nei nodi della rete in base alla classe di servizio a cui appartiene. Tuttavia non può essere ancora considerato un modello completo per la gestione della QoS, in quanto non si rivela in grado di offrire ai dati dell’applicazione di interesse l’allocazione garantita di una certa quantità di risorse trasmissive a livello end-to-end. Un’ultima tecnologia, sviluppata dall’IETF (Internet Engineering Task Force), che non rappresenta tuttavia un meccanismo di garanzia di QoS, bensì un “supporto” dei modelli precedentemente citati (IntServ e DiffServ), è l’architettura MPLS (Multi Protocol Label Switching). Essa riveste comunque un importante ruolo nella gestione della QoS nelle reti IP, offrendo, tramite il setup di LSP (Label Switched Path) espliciti, la possibilità di instradare il traffico su percorsi poco carichi (con benefici sia a livello di ritardo sperimentato dai pacchetti sia a livello di perdita dei pacchetti). MPLS è quindi una tecnologia in grado di fornire supporto per la gestione della QoS a livello end-to-end. Da queste considerazioni introduttive si può quindi dedurre che l’integrazione di DiffServ e MPLS in un’unica architettura consente di soddisfare tutti i requisiti per la completa gestione della QoS nella rete Internet