Mapping zwischen Domänen

Dazu erhält dieses Byte im IP-Header per Definition eine neue Bedeutung und wird in diesem Anwendungsfall dann als Differentiated-Service-Byte oder kurz DS-Byte bezeichnet. Die Diffserv-Spezifikation nach RFC 1349 definiert sechs Bits, die dazu dienen, den Differentiated-Services-Code-Point festzulegen. Diese sechs Bits werden genutzt, um verschiedene Service-Klassen zu definieren.

Jede Netzwerkkomponente entscheidet anhand dieser Bits, wie die entsprechenden Pakete zu behandeln sind, und steuert das Per-Hop-Behavior. Die sechs Bits sind nochmals in zwei mal drei Bits unterteilt. Diese Struktur ist in RFC 1349 festgeschrieben, aber letztendlich ist es den Herstellern beziehungsweise den Netzwerkadministratoren freigestellt, wie sie diese Bits genau nutzen.

Eine sinnvolle Diffserv-Anwendung ist daher nur möglich, wenn ein Managementsystem durchgängig die notwendigen Service-Klassen-Zuordnungen steuert.

Die insgesamt 64 Codierungs-Möglichkeiten müssen auf die vorhandenen Hardware-Queues beziehungsweise auf die zur Verfügung stehenden Links abgebildet werden und so dafür sorgen, dass die unterschiedlichen Dienste mit der gewünschten Qualität übertagen werden können. Diese Mechanismen müssen in einer Domäne konsistent arbeiten und zwischen verschiedenen Domänen durch Mapping gesichert werden.

Die Funktionsweise bei der Priorisierung ist im Grunde immer die gleiche. Pakete werden auf den Gateways und Knotenpunkten anhand dieser Unterscheidungsmerkmale in den Headern den Warteschlangen oder Queues unterschiedlicher Priorität zugeordnet. Die Queues höherer Priorität werden dann entsprechend der Policy der jeweiligen Queuing-Mechanismen bevorzugt weiter geleitet. Welches Prinzip dieser Bevorzugung zu Grunde liegt, ist unterschiedlich. In vielen Fällen sollte eine Priorisierung aber nicht ohne eine Festlegung einer gewissen Bandbreite erfolgen.

Bandbreite mit berücksichtigen

Diese könnte beispielsweise so aussehen, dass die Queue mit der höchsten Priorität nur eine bestimmte maximale Bandbreite erhält. Sonst kann es passieren, dass bei einer Überlast ausschließlich hoch eingestufte Pakete transportiert werden, während sich die Pakete in den unteren Queues stauen, bis sie verworfen werden.

Das Festlegen einer minimalen Bandbreite für Pakete niedrigerer Priorität erfüllt den selben Zweck. Moderne Switches verschieben diese Grenzen dynamisch, abhängig vom momentanen Verkehr. Zu beachten ist jedoch, dass bei voller Ausreizung der entsprechenden Bandbreiten und der den Queues zugeordneten Buffern auch Pakete höherer Priorität keine Chance mehr haben, transportiert zu werden und ebenso verfallen können. Hierin liegt ein grundsätzlicher Nachteil der Ethernet-Technologie.

Obwohl eigentlich alle aktuellen Netzwerkgeräte das ToS- beziehungsweise DS-Byte auswerten können, ist diese Funktion in den seltensten Fällen aktiviert und wird höchstens im In-House-Bereich oder anderen abgegrenzten und kontrollierbaren Umgebungen genutzt.

Port-Nummern-Klassifizierung

Da die meisten Applikationen sowie Windows-Betriebssysteme Klassifizierung mit ToS und Diffserv nicht beherrschen erfolgt zumeist eine erste Klassifizierung nach Diensten im Edge-Bereich sinnvoller Weise über die benutzten TCP- oder UDP-Port-Nummern.

Hierbei weist der Edge-Switch anhand der erfolgten Klassifizierung den Paketen die entsprechende Hardware-Queue zu. Optional können die Klassifizierungen dann auch auf ToS- beziehungsweise Diffserv-Werte gemappt werden. Dabei werden die schon vorhandenen Werte überschrieben. Diese generierten ToS- und Diffserv-Werte können dann die Core-Switches weiter verwenden, ohne dass sie erneut ein Mapping durchführen müssten.

Im vorliegenden Vergleichstest wurden zur Festlegung der Prioritäten die jeweiligen UDP-Portnummern gesetzt. Die Klassifizierung der einzelnen Datenströme erfolgte durch den jeweiligen Switch, der die Datenströme empfing.

Prof. Dr. Bernhard G. Stütz

1. Technische Grundlagen Gigabit-Ethernet-Switches: Wettlauf im LAN
2. Verlust von Frames entscheidendes Kriterium
3. Mapping zwischen Domänen