Linux Advanced Routing & Traffic Control HOWTO

14.3. DSMARK.

Esteve Camps

<[e-mail]>

Этот текст — отрывки из моих тезисов Поддержка QoS в Linux, сентябрь 2000 года.

Исходные документы:

• Draft-almesberger-wajhak-diffserv-linux-01.txt

• Примеры, прилагаемые к дистрибутиву iproute2

• White Paper-QoS protocols and architectures и IP QoS Frequently Asked Questions.

Автор главы: Esteve Camps <[e-mail]>.

14.3.1. Введение.

Прежде всего, было бы неплохо, если бы вы предварительно ознакомились с RFC, посвященными данной теме (RFC2474, RFC2475, RFC2597 и RFC2598) по адресам: IETF DiffServ working Group и домашняя страничка проекта diffserv.

14.3.2. Что такое Dsmark и с чем его "едят"?

Dsmark– — это дисциплина организации очереди, которая предлагает возможности, необходимые в "Differentiated Services" (известной также, как DiffServ, или просто — DS). DiffServ — фактически одна из двух архитектур QoS (вторая называется "Integrated Services"), которая базируется на значении поля DS в заголовке IP-пакетов.

Одним из первых решений в IP, которое предлагало некоторый уровень QoS, был "Type of Service" (Тип Обслуживания) — поле TOS в IP-заголовке. Изменяя это поле, можно было выбрать высокую/низкую пропускную способность, минимальную задержку или высокую надежность. Но это решение не обеспечивало достаточной гибкости, которую требовали вновь появляющиеся услуги (например, приложения реального времени, интерактивные приложения и т.п.). С появлением новых требований, появились и новые архитектуры. Одна из них — DiffServ, которая подменяет первые шесть битов ToS в пакете IPv4 или октет "класс трафика" в пакете IPv6, полем, с названием DS, в котором можно указать до 64 классов трафика.

14.3.3. Основные принципы.

Differentiated Services (Дифференцированное Обслуживание) ориентирован на группы. Имеется ввиду, что эта технология ничего не знает о потоках, она ориентирована на группы, а применяемые правила зависят от того, к какой группе направляется пакет.

Сеть маршрутизаторов с поддержкой механизмов DiffServ называют "облаком DiffServ" (или "доменом DiffServ"). Классификация, формирование и установка меток (под установкой меток понимается установка значений в поле DS) происходит на входе в "облако". Внутри домена метка определяет — какой уровень QoS должен применяться к трафику внутренними маршрутизаторами сети.

Самым большим преимуществом модели DiffServ является то, что она действует на границе "облака". После того как данные пересекли границу, внутренним маршрутизаторам можно не заниматься поддержанием информации о статусе QoS и полностью сосредоточиться на своей основной функции — маршрутизации.

Фактически, внутри своих локальных доменов, вы можете диктовать любую политику обслуживания, но при соединении с другими DS-доменами вы должны следовать Соглашению об Уровне Обслуживания (SLA).

К этому моменту у вас наверняка возникла масса вопросов. Diffsrv — это много больше, чем я смог сказать. Вы должны понять, что я не в состоянии в 50 строках изложить содержимое трех RFC. :-)

14.3.4. Как работать с Dsmark.

Как уже было определено выше, в случае с DiffServ, пограничные и внутренние узлы различаются между собой. Это два важных пункта на пути трафика. Оба типа узлов выполняют классификацию трафика. Результат классификации может использоваться для различной DS-обработки, прежде чем пакет уйдет в сеть. Код diffserv представляет пакет в виде структуры sk_buff, в которой имеется поле skb->tc_index. В данном поле сохраняется результат начальной классификации, который может использоваться для различной интерпретации DS на пограничных и внутренних маршрутизаторах.

Значение skb->tc_index изначально устанавливается дисциплиной DSMARK qdisc для каждого входящего пакета, в соответствии с полем DS в IP-заголовке. Кроме того, классификатор cls_tcindex считывает, целиком или частично, значение skb->tcindex и использует его для выбора нужного класса.

Для начала рассмотрим команду DSMARK qdisc и ее параметры:

… dsmark indices INDICES [ default_index DEFAULT_INDEX ] [ set_tc_index ]

Каково назначение этих параметров?

• indices: размер таблицы пар маска-значение. Максимальное значение 2^n, где n >= 0.

• Default_index: индекс в таблице, принимаемый по-умолчанию, если классификатор не находит ни одного совпадения.

• Set_tc_index: инструкция, которая считывает значение поля DS и записывает его в skb->tc_index.

14.3.5. Как работает SCH_DSMARK.

Эта дисциплина выполняет следующие шаги:

• Если вставлена инструкция set_tc_index, то считывается поле DS и сохраняется в skb->tc_index.

• Вызывается классификатор. Он возвращает идентификатор класса, который будет сохранен в skb->tc_index. Если такой класс не найден, то используется класс по-умолчанию из параметра default_index. Если ни set_tc_index, ни default_index не объявлены, то результат может оказаться непредсказуемым.

• После этого управление передается внутренней qdisc, где вы можете повторно использовать результаты фильтрации. Идентификатор класса, возвращаемый внутренней qdisc, запоминается в skb->tc_index. Это значение будет использоваться в качестве индекса таблицы маска-значение. Конечный результат, который будет связан с пакетом, получается из выражения:

New_Ds_field = (Old_DS_field & mask) | value

• Таким образом, конечный результат получается в результате объединения по "И" ds_field и маски, и затем объединения по "ИЛИ" с параметром value. Следующая диаграмма иллюстрирует этот процесс: 

 skb->ihp->tos
–  - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - >
 | | ^
 | -- Если объявлена инструкция set_tc_index, | | <-----Значение поля
 | то значение DS переписывается в skb->tc_index | |O DS может измениться
 | A| |R
 +-|-+ +------+ +---+-+ внутренняя +-+ +---N|-----|----+
 | | | | tc |--->| | |--> . . . -->| | | D| | |