on ict fp7 wp architecture - irmosproject.eu · implementation proposal added (ch. ... mpls multi...

57
Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures ICT FP7214777 WP 7 Intelligent Networking D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0 Scheduled Delivery: 30/11/2009 Actual Delivery: 30/11/2009 Version 1.0 Project cofunded by the European Commission within the 7 th Framework Programme Dissemination Level PU Public X PP Restricted to other programme participants (including the Commission) RE Restricted to a group specified by the consortium (including the Commission) CO Confidential, only for members of the consortium (including the Commission)

Upload: dinhbao

Post on 29-Apr-2018

219 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

     

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures 

 ICT FP7‐214777 

 WP 7 Intelligent Networking 

 D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture 

 IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0 

  

Scheduled Delivery:   30/11/2009   Actual Delivery:  30/11/2009   Version   1.0    

Project co‐funded by the European Commission within the 7th Framework Programme Dissemination Level 

PU  Public  X PP  Restricted to other programme participants (including the Commission)   RE  Restricted to a group specified by the consortium (including the Commission)   

CO Confidential,  only  for  members  of  the  consortium  (including  the Commission) 

 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 2/57 

 

 R esponsible Partner: Alcatel‐Lucent Deutschland AG (ALUD) 

Revision history:  Date  Editor  Status  Version  Changes 07.08.2008  Karsten 

Oberle Draft  0.01  Initial Release 

17.09.2008  Karsten Oberle 

Draft  0.02  Input on performance metrics 

08.12.2008  Karsten Oberle 

Draft  0.1  Update of ToC and all sections 

13.03.2009  Thomas Voith  Draft  0.2  Integration of TID, ALUD input Indicating  the  scope  of  doc  and relation to other D’s Adaption to new IRMOS template 

20.4.2009  Thomas Voith  Draft  0.3  Input from TID (ch. 4.6) Work assignments added 

25.5.2009  Thomas Voith  Draft  0.4  Input  from  GA  meeting  in  Sestri Levante New  chapter  6.1,  clock synchronization  

26.6.2009  Thomas Voith  Draft  0.5  Input from TID included Implementation proposal added (ch. 9.2) 

5.10.2009  Thomas Voith  Draft  0.6  Work assignments included Partner inputs included Annex deletion candidate deleted. Monitoring example added Order changed in ch. 6 to bottom up (IXB towards FS) 

9.10.2009  Thomas Voith  Draft  0.7  RK, USTUTT input Some comments has been addressed 

26.10.2009  Thomas Voith  Draft  0.8  Input ALUD 

28.10.2009  Thomas Voith  Draft  0.9  Ch.  1­7  ready  for  WP7  internal review Chapter 8 is not ready 

2.11.2009  Thomas Voith  Draft  0.10  Addressing comments an input from WP7 internal review 

4.11.2009  Thomas Voith  Draft  0.11  Includes  all  WP7  input  for  last tuning 

4.11.2009  Thomas Voith  Draft  0.12  Version for internal QA review 

24.11.2009  Thomas Voith  Draft  0.13  Updated version for reviewers check 

27.11.2009  Thomas Voith  Draft  0.14  Clean version for QA check 

30.11.2009  Thomas Voith  Final  1.0  Final Version  for  submission  to  the EC 

 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 Authors Thomas Voith, Markus Bauer, Manuel Stein, Karsten Oberle  (ALUD), Roland Kübert, Sören erger, Yuri Grosman (USTUTT), Ralf Einhorn (DTO), Tor Neple (SINTEF), Eduardo Oliveros, osé Luis Urien (TID)  

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 3/57 

BJ 

), Tommaso Cucinotta (SSSA) Internal Reviewers ndividual reviewers: Kleopatra Konstanteli (NTUAonsolidating reviewer: Malcolm Muggeridge (XY) IC Copyright This  report  is  ©  by  ALUD  and  other  members  of  the  IRMOS  Consortium  2008‐2009.  Its uplication  is  allowed  only  in  the  integral  form  for  anyone's  personal  use  and  for  the urposes of research or education. dp Acknowledgements The  research  leading  to  these  results  has  received  funding  from  the  EC  Seventh  Framework Programme FP7/2007‐2011 under grant agreement n° 214777  More information Tfhe most  recent  version of  this document  and  all other public deliverables of  IRMOS  can be ound at http://www.irmosproject.eu 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 4/57 

Glossary of Acronyms Acronym  Definition ASC  Application Service Component   (IRMOS) A‐SLA  Application – SLA (IRMOS) ATCA  Advanced Telecommunications Computing Architecture BE  Best effort CLI  Command Line Interface CORBA  Common Object Request Broker Architecture CFQ  Completely Fair Queuing CRC  Cyclic Redundancy Check D  Deliverable Diffserv  Differentiated Services (IETF) DM  Deployment Manager   (IRMOS) EC  European Commission EE  Execution Environment   (IRMOS) FBB  Functional Building Block FS  Framework Services   (IRMOS) FSC  Framework Service Component   (IRMOS) GPS  Global Positioning System GT4  Globus Toolkit Version 4 HRP  Hypothetical Reference Path (ITU‐T) HW  Hardware IEEE  Institute of Electrical and Electronics Engineers IETF  Internet Engineering Task Force IGP  Interior Gateway Protocol Intserv  Integrated Services (IETF) IP  Internet Protocol IPDV  IP Packet Delay Variation IPER  IP Packet Error Ratio IPLR  IP Packet Loss Ratio IPTD  IP Packet Transfer Delay IRMOS  Interactive  Real‐time  Multimedia  Applications  on  Service  Oriented 

Infrastructures ISONI  Intelligent Service Oriented Network Infrastructure ITU‐T  International  Telecommunication  Union  ‐  Telecommunication 

Standardization Sector IMXB  ISONI Exchange Box   (IRMOS) LAN  Local Area Network M  Monitoring MPLS  Multi Protocol Label Switching MTU  Maximal Transfer Unit NE  Network Elements 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 5/57 

NTP  Network Time Protocol OS  Operating System OSI  Open Systems Interconnection (Reference Model) OSPF  Open Shortest Path First (IETF) OWAMP  One‐way Active Measurement Protocol OWD  One Way Delay OWLR  One Way Loss Rate PH  Physical Host   (IRMOS) PM  Path Manager   (IRMOS) QoS  Quality of Service RED  Random Early Detection RM  Resource Manger   (IRMOS) RPC  Remote Procedure Call RSVP  ReSerVation Protocol (IETF) RTCP  RTP Control Protocol RTP  Real‐time Transport Protocol RX  Receiver  SaaS  Software as a Service SBM  Subnet Bandwidth Management SC  Service Component   (IRMOS) SDH  Synchronous Digital Hierarchy SLA  Service Level Agreement SNMP  Simple Network Management Protocol SOAP  Simple Object Access Protocol SONET  Synchronous optical networking TCP  Transmission Control Protocol T‐SLA  Technical‐ SLA  (IRMOS) TTL  Time To Live TWAMP  Two‐way Active Measurement Protocol TX  Transmitter UDP  User Datagram Protocol UTC  Universal Time Coordinated VL  Virtual Link   (IRMOS) VMU  Virtual Machine Unit   (IRMOS) VoIP  Voice over IP VSN  Virtual Service Network   (IRMOS) VSND  Virtual Service Network Description   (IRMOS) WE  Workflow Enactor   (IRMOS) WFQ  Weighted Fair Queuing WP  Work Package WSRF  Web Services Resource Framework XML  Extensible Markup Language  

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 6/57 

6.3.2. Intra‐node measurement architecture...................................................................... 47. Outage detection (network) .................................................................................................... 48

7. Conclusion................................................................................................................................................. 50

Table of Contents  1. Executive Summary..................................................................................................................................9

2. Introduction ............................................................................................................................................. 11

3. 2.1. Objectives......................................................................................................................................... 11

Use cases and requirements.............................................................................................................. 13

3.1

. VSN monitoring............................................................................................................................. 13

4. 3.2. Technical SLA request – SLA violation................................................................................ 14

4.1 Transport network supervision....................................................................................................... 16

. IP Networks and QoS .................................................................................................................. 16

4.1.1. Best Effort Networks......................................................................................................... 17

4.1.2. QoS protocols ....................................................................................................................... 18

4.2. MPLS .................................................................................................................................................. 19

4.2.1. MPLS Network Reliance and Recovery ..................................................................... 19

4.3. SDH/SONET .................................................................................................................................... 204.44.5

. Typical values for networks .................................................................................................... 21

. Detection of service outages in the transport network ............................................... 22

4.5.1. Failure management with access to the network................................................. 22

5. 4.5.2. Failure management without access to the network.......................................... 23

5.1 Performance measurements ............................................................................................................. 24

. Measurement methodology..................................................................................................... 24

5.1.1. Inter‐node measurements .............................................................................................. 26

5.1.2. Intra‐node measurements .............................................................................................. 27

5.2. MTU size ........................................................................................................................................... 28

5.3. Packet Loss...................................................................................................................................... 325.45.5

. Bandwidth ....................................................................................................................................... 33

. Delay .................................................................................................................................................. 34

5.5.1. OWD versus RTT................................................................................................................. 34

5.5.2. One Way Delay..................................................................................................................... 34

5.5.3. Result ....................................................................................................................................... 36

5.6

. Delay Variation (Jitter)............................................................................................................... 37

6. 5.7. Synchronizing clocks .................................................................................................................. 38

6.1 ISONI path supervision framework ............................................................................................... 40

. Affected ISONI Components .................................................................................................... 41

6.1.1. Clock synchronization architecture............................................................................ 41

6.1.2. IXB ............................................................................................................................................. 42

6.1.3. Path Manager Node............................................................................................................ 43

6.1.4. Deployment Manager........................................................................................................ 43

6.2 6.1.5. ISONI SLA‐Manager ........................................................................................................... 43

. Measurement configuration .................................................................................................... 45

6.2.1. Inter‐node measurement ................................................................................................ 45

6.3 6.2.2. Intra‐node measurement ................................................................................................ 46

. Measurement reference architecture.................................................................................. 46

6.3.1. Inter‐node measurement architecture...................................................................... 46

6.4

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 8. An  A.

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 7/57 

References................................................................................................................................................. 51

nex Monitoring example ............................................................................................................... 53A.1. Monitoring XML Schema ........................................................................................................... 53A.2. Dust busting example ................................................................................................................. 55

 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 8/57 

List of Figures  Figure 1 VSN specific monitoring ............................................................................................................. 14

Figure 2 SLA violation notification........................................................................................................... 15

Figure 3 Notification of failure in a LSP to ISONI ............................................................................... 23

Figure 4 Inter‐Node IXB measurements ................................................................................................ 26

ts .........................................

Figure 5 Intra‐Node IXB measuremen ....................................................... 27

Figure 6 Intra‐Node “star like” outage measurements.................................................................... 28

Figure 7 Formula of delay segments k with average delays µ....................................................... 37

Figure 8 Formula of jitter (variation σ).................................................................................................. 38

Figure 9 NTP stratum architecture for ISONI...................................................................................... 39

...............................................................

Figure 10 Measurement reporting ............................................ 40

Figure 11 ISONI monitoring message flow........................................................................................... 41

Figure 12 ISONI clock architecture .......................................................................................................... 42

Figure 13 Inter‐node measurements (example) ................................................................................ 45

Figure 14 Inter‐node measurement (abstract view)........................................................................ 46

Figure 15 G.800 series unified model ..................................................................................................... 47

Figure 16 Intra‐node Measurements (abstract view)...................................................................... 48Figure 17 Outage measurement detailed (abstract view) ............................................................. 49Figure 18 Monitoring XML Shema............................................................................................................ 53  

List of Tables  Table 1 Bandwidth management algorithms ...................................................................................... 17

Table 2 SDH data rates .................................................................................................................................. 20

Table 3 Examples of typical delay contribution by router role ................................................... 21

Table 4 Y.1541 examples.............................................................................................................................. 22

Table 5 ISONI encapsulated IPv4 packet – not encrypted ............................................................. 30

Table 6 ISONI encapsulated IPv4 packet –encrypted ...................................................................... 31able 7 Delay examples................................................................................................................................. 35able 8 Availability examples..................................................................................................................... 44 TT 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

e 9/57 © ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  pag

violation.  As presented in 

1. Executive Summary This  document  describes  the  initial  version  of  the  Path  Supervision  architecture.  The Path  Supervision  is  part  of  the  overall  IRMOS  Intelligent  Service  Oriented  Network Infrastructure (ISONI) Path Manager functional entity as being described in more detail in D7.2.1 [31], D7.3.1 [32] and ISONI Whitepaper [33]. The deliverable at hand, which is the initial version of the Path Supervision architecture, serves as input to the first IRMOS proof  of  concept  demonstrator  at  the  end  of  project  year  2.  The  outcome  of  this deliverable  will  be  consumed  first  inside  the  WP  on  Intelligent  Networking  and delivered as part of  the  integrated ISONI proof of concept with  limited functionality at project  month  22  (11/2009)  for  integration  into  the  IRMOS  proof  of  concept demonstrator. A follow up deliverable of the Path Supervision architecture is scheduled for  project  month  28  (05/2010)  which  will  enhance  the  architecture  in  terms  of unctionality and level of detail and make use of results and feedback achieved from the ffirst prototype tests.  This  task  and  therefore  this  deliverable  D7.4.1  describes  the  development  of  path supervision  architecture  that  allows  the  supervision  of  individual  links  and  analyzes heir  performance  in  order  to  optimize  the  network  resource  usage  and  to  trigger tcounter measures in case of misbehavior or failure.  Due  to  the  importance  and  dependency  on  work  carried  within  WP5  (Framework Services) on topics  like monitoring, we decided to focus in this  initial path supervision architecture  on  topics  that  are  relevant  to  the  overall  architecture  and  the  interfaces between  work  packages.  For  this  reason,  this  document  covers  mainly  two  major aspects  of  the  Path  Supervision  architecture,  namely  the  network  monitoring  of eployed  executed  Virtual  Service  Networks  (VSN)  and  the  network  infrastructure dhealth supervision, detecting outages and degradation of available transport resources.   The  first  aspect  deals with measurement  of  the  individual  Virtual  Links  (VLs)  during application service execution phase, whose continuously monitored values are provided to  the  IRMOS  framework  services.  A  challenge  herein  is  to  allow  individual easurement of  the VLs with minimum  intrusive  influence  to  them while keeping  the m

scalability of the platform high.  The  second  aspect  deals  with  detection  of  network  outages  and  degradation.  A  VSN deployment is accompanied by a service level agreement between Framework Services and  ISONI  domain  namely  T‐SLA  as  introduced  in  D7.2.1  [31].  Network  outages  or degradation  may  cause  T‐SLA  violations.  A  T‐SLA  is  violated,  if  the  given  guarantees especially in respect to network QoS cannot be sustained. Research has been undertaken o  assist  the  automated  SLA  negotiation  in  sense  of  dealing  with  errors  namely  SLA t

[33] and [24], the ISONI consists of a modular management middleware layer  controlling a 2‐level hierarchical  ISONI Domain  resource  structure. The network related middleware management is described in [30],[31],[32] amongst others. 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

  Special attention was required to create measurement and monitoring functions that fit to the existing management middleware by sustaining the node level autonomy. Another requirement  was  to  make  measurement  as  less  intrusively  as  possible  by  avoiding mpact on deployed VLs and minimizing the measurement network resource overhead. he latter is important for having a scalable solution. 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 10/57 

iT 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 11/57 

during application service execution phase.   The framework needs to cover measurements of performance parameters of VL, such as delay,  jitter, bandwidth etc, for internal ISONI usage, e.g. supervision of the framework and failure detection, load balancing etc., but also this data is required to deliver parts of 

2. Introduction This document follows the set of specifications already provided in the work package on Intelligent  Networking  on  the  key  functional  building  block  (FBB)  of  ISONI  regarding Networking, called Path Manager.  The first three deliverables defining the architecture and  functionality of  the Path Manager have been provided as D7.1.1  [30], D7.2.1  [31], nd  D7.3.1 a [32].  This  deliverable  is  complementing  the  Path  Manager  architecture specifying network measurements and supervision.  The  document  starts  with  an  overview  of  use  cases  and  requirements  in  chapter  3 regarding  the needs of  the  ISONI customer  in  IRMOS,  the Framework Services  (FS),  in terms  of monitoring  data  to  be  provided  for  SLA  supervision  of  different  networking technology  from  Internet  Protocol  (IP)  and  Multiprotocol  Label  Switching  (MPLS)  to ptical  networking  (SDH),  as  example  of  technologies  that  provide  growing  levels  of oguarantee and predictability.  Chapter 4  continues with  an overview of  existing  transport networks  and  supervision available  today  in  those networks. As  ISONI  is built upon existing  transport networks, e also make use of lower layer network supervision in e.g. SDH or MPLS networks as w

any research on this deep network level is out of scope for IRMOS.  Regarding  performance  supervision  and monitoring  chapter  5  gives  an  insight  on  the arameters to be measured and supervised and respective types of measurement to be pperformed.  Chapter 6 presents the ISONI path supervision framework developed in the deliverable at hand. It is shown where in the ISONI architecture those measurements are performed, hich  functional  building  blocks  are  affected  and  the  impact  on  ISONI  architecture  in his respect. wt 

2.1. Objectives he scope of the work carried out is to enhance two main aspects of the Path Manager rchiteTa 

cture  

•   and  individual Network  monitoring  ,  i.e.  health  supervision  of  networks  linkssupervision of virtual links on performance 

• SLA violation reporting as a result of network health supervision  The first aspect deals with a major research topic in this deliverable, which is seamless easurement and monitoring of  the performance of  the  individual Virtual Links  (VLs) m

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 the data towards the customer, which is the FS. The FS itself can use this data inside its own monitoring framework to detect A‐SLA (the SLA contract with the IRMOS platform customer  –  the  application  provider)  violations  or  resource  shortage  (which  might equire  a  T‐SLA  re‐negotiation),  or  even  for  the  purpose  of  offline  processes  such  as 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 12/57 

rbenchmarking.   The framework must be designed and developed in a way that the measurement  itself does  not  cause  degradation,  i.e.,  having  a  scalable,  minimal  intrusive  and  resource optimized solution. Monitoring in ISONI refers to continuous reporting about infrastructure resource usage of  an  executed  application  service,  which  covers  usage  reports  of  computing,  storage and  networking  resources.  Regarding  monitoring  this  document  is  focused  on  the etwork  level.  The  counterpart  of  monitoring  in  respect  to  computing  and  storage nresources is described in D6.1.2/3.  Circumstances which may  lead  to  ISONI T‐SLA violations are prolonged  infrastructure resource outages or degradations of impacted parts (ASC or VL) of a running application (i.e.  deployed  and  running  VSN).  Regarding  ISONI  T‐SLA  violation  this  document  is ocused on network T‐SLA violation reporting in relation to network. The counterpart of ‐SLA violation in respect to computing and storage resources is described in D6.1.2/3. fT 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

 ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 13/57 ©

 

3. Use cases and requirements In  general,  from an outside view,  ISONI  is  requested  to  satisfy  the demands of  IRMOS customers  expressed  to  the  FS.  These  customers’  requests  have  been  adapted  to  the ISONI  by  the  FS  (which  has  translated  the  application  requirements  to  the  low‐level nfrastructure requirements). To make the monitoring of the A‐SLA by the FS and IRMOS icustomers possible, ISONI provides feedback mechanisms.  First, it is required that the FS or customer gets feedback about whether the requested esources  are  sufficient  or  not.  The  application  is  given  to  Infrastructure  Provider rnamely ISONI as a VSN, for which ISONI provides individual VSN monitoring.  Second,  it  is  required  that  –  via  FS  –  the  customer  gets  notification  of  when  the guarantees  specified via  the T‐SLA could not be kept during  the application execution phase, leading to a  T‐SLA violation. 

3.1. VSN monitoring Once an application is deployed and executed,  the Monitoring service of  the  IRMOS FS gathers information both about low‐level performance monitored data coming from the Infrastructure Provider through its own monitoring service, and information about high‐level  performance  monitored  data  coming  from  the  Application  Service  Components (ASC)  that  are  being  executed  (overall  view  described  in  D4.2.1  [26]).  As  depicted  in Figure 1, the high‐level performance monitored data is gathered for each deployed VSN by a Monitoring service instance (M), which is deployed as part of a FSC inside each VSN. The  Workflow  Enactor  instance  (WE)  is  responsible  to  configure,  start  and  stop  the service.  The  incurred  high‐level  performance  monitored  data  is  reported  by  the 

t  for  ISONI.  The  low‐level onitoring Service. 

application  as  shown  in  Figure  1,  which  is  transparenperformThe mo

ance monitored data is delivered by the ISONI to the FS M

• nitored low‐level data in respect to networking are: Average of used bandwidth measured over a time interval 

• Delay and Jitter average per interval of the Virtual Links (VL) in case of real‐time  The monitoring data  is sent continuously to  the FS Monitoring Service. Due to  the  fact hat the FS Monitoring Service has to store the monitored data anyway, ISONI does not tneed to store any individually prepared VSN monitoring reports on its own.   The  fol ng Service have been ag

lowing  interface requirements  in conjunctions with FS Monitori

• reed: 

• The smallest monitoring time interval has been specified to 1 sec Report intervals of a VSN can be specified as multiple of 1 sec 

• ll  values  are ISONI will  send monitoring  reports  continuously  and  as  soon  as  apresent 

ISONI does not to store VSN individual reported data for later usage • 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 14/57 

 

 

FSCFSMonitoring Service

ISONI domain

Node Node Node

VMUVMU

VSN

VMUVMU

IXB Node IXB Node IXB Node

IXB PH IXBPH IXBPH IXBPH IXBPH IXBPH IXBPH

Transport network

SC

SC

SC

FSC

ASCwrapper

VMUVMU VMUVMUVMUVMU

ISONI Gateway

WEM

VSNFSC

FSCFSCWEM

ApplicationMonitoring(high-level)

ResourceMonitoring(low-level)

D7.4.1

measuredvalues

ISONIMonitoring

Architecture

SC: Service ComponentFSC: Framework SCASC: Application SCM: MonitoringWE: Workflow Enactor

VMU: Virtual Machine UnitIXB: ISONI eXchange BoxPH: Physical Host

  

Figure 1 VSN specific monitoring 

3.2. Technical SLA request – SLA violation Messages  exchanged  during  the  SLA  negotiation  phase  regarding  a  T‐SLA  contain  the Virtual Service Network (VSN)  that  is part of  the agreement  [31]. This  is necessary so that,  in  the  first phase,  ISONI can check resource availability and,  in  the second phase, ISONI  can  finalize  the  provisioning  of  resources  and  acknowledge  the  booking  of  the VSN.  The  specification  of  monitoring  data  is  implicitly  given  in  the  VSN  description: SONI will monitor all components of a given VSN that have QoS requirements and it will Inot monitor any other components.  The whole VSN description is passed to the Deployment Manager, which provisions the computational  resources,  storage and  links  and  configures monitoring on  components with Quality of Service requirements. Monitoring data is passed outward from the ISONI from the Deployment Manager to the FS Monitoring Service and is not relevant for the ISONI SLA Manager, as the perpetual flow of monitoring data is neither analyzed by nor known to the ISONI SLA Manager. Furthermore, even though monitoring data may show slight aberrations in regard to the QoS guarantees given to the customer covered by an A‐SLA,  these  deviations  have  to  be  analyzed by  the  Framework  Services  (FS)  and  can then  be  reported  to  ISONI,  so  that,  for  example,  compensating  actions  can  be undertaken. 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 15/57 

 

VSN ID

VSN ID

VSN ID

FSISONI

SLA Manager

Subscription

T‐SLAViolationoccurs

Violation information

Notification

DM instance

Figure 2 SLA violation notification  T‐SLA  violations,  in  contrast  to  the  abovementioned  slips  against QoS  guarantees,  are considered by  ISONI  to be bad‐case events. This means  that  they are expected  to  take longer  than  the maximum allowed outage  time of  the T‐SLA  contract,  they  are  severe utages,  and  will  also  be  an  indication  that  ISONI‐internal  fault  management  is ohappening.  The process of violation reporting  is  shown  in  Figure 2. The Framework Services  (FS) can subscribe to be notified when T‐SLA violations occur at the SLA Manager. Once an outage or degradation is detected by the Deployment Manager instance responsible for a given  VSN,  it  is  reported  to  the  SLA Manager.  The  SLA Manager  analyzes  the  outage information  and  may  trigger  a  T‐SLA  violation,  which  is  then  sent  to  FS  as  it  has previously subscribed for violations. An outage might not entail a violation; consider, for example, the case of a link outage where the link availability is, for example, 95%. If the combined outage time is or will not be longer than 5%, there is no need to report an T‐LA violation. Obviously, T‐SLA violations can and will only be reported once the T‐SLA as been signed and the VSN is running. 

his  document  covers  the  detection  o

T‐SLA e a

Sh Tr

f  network  degradation  and  network  outages eported towards the ISONI SLA manager.  The detection of EE degradation and outages s covered by D6.1.2 and 3.  

has b en signed  nd the VSN is running.  This  document  covers  the  detection  of  network  degradation  and  network  outages eported towards the ISONI SLA manager.  The detection of EE degradation and outages s covered by D6.1.2 and 3.  i  

i  

r

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 16/57 

4. Transport network supervision This  section  provides  an  overview  of  the  current  available  technologies  for  transport networks and the mechanisms to detect service degradation and outage in the network. The technologies covered include: IP networks, MPLS and SDH/SONET. These transport etwork technologies are not technologically alternative; in fact it would be feasible to ave IP using MPLS over SDH, for example.  nh 

4.1.  Networks and QoS IP  is  a  connectionless  technology  and  does  not  guarantee  bandwidth.  It  does  not inherently  support  the preferential  treatment of data  traffic,  so other mechanisms are equired  to  make  network  components  aware  of  applications  and  their  various 

IP

rperformance requirements.  Standard  IP‐based  networks,  a.k.a.,  Internet,  provide  "best  effort"  data  delivery  by default. As more hosts are connected, network service demands eventually exceed capacity, but service is not denied. Instead it degrades gracefully. Although the resulting variability in delivery  delays  (jitter)  and  packet  loss  does  not  adversely  affect  typical  Internet applications,  like  e‐mail,  file  transfer  and  www,  other  applications  cannot  adapt  to nconsistent  service  levels.  Delivery  delays  cause  problems  for  applications with  real‐itime requirements, such as those that deliver multimedia.  Sufficient  bandwidth  is  a  necessary  first  step  for  accommodating  these  real‐time applications,  but  it  is  still  not  enough  to  avoid  jitter  during  traffic  bursts.  Even  on  a relatively  unloaded  IP  network,  delivery  delays  can  vary  enough  to  continue  to adversely  affect  real‐time  applications.  To  provide  some  level  of  quantitative  or qualitative determinism, IP services must be supplemented. This requires adding some "smarts"  to  the net  to distinguish  traffic with  strict  timing  requirements  from  the one that can tolerate delay, jitter and loss. That is what Quality of Service (QoS) protocols are esigned  to  do.  The  goal  of  a  QoS  aware  protocol  is  to  provide  some  level  of 

e. dpredictability and control beyond the current IP "best‐effort" servic The  challenge  of  IP QoS  technologies  is  to  provide  differentiated  delivery  services  for individual or aggregates  flows without breaking  the network “end‐to‐end” principle  in the  process,  which  dictates  that  the  complexity  remains  in  the  end‐hosts,  so  that  the etwork can remain relatively simple and scalable. One ambition of the IRMOS project is nto create a scalable application unaware resource infrastructure approach.  The next table shows different bandwidth management algorithms and protocols, their elative  QoS  levels,  and  whether  they  are  activated  by  network  elements  (Net),  by pplications (App), or both ra 

[1]: 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  age 17/57 

Table 1 Bandwidth management algorithms 

QoS  Net  App  Description  Price Most  x    Leased Lines: Provisioned resources end‐to‐end (e.g. private, 

low‐traffic network) High 

x  x  RSVP (Resource reSerVation Protocol) (IntServ Guaranteed) Service (provides feedback to application) 

x  x  RSVP  (IntServ  Controlled)  Load  Servic 

e  (provides  feedback to application)

x    Multi‐Protocol Label Switching (MPLS) x  x  Differentiated  (DiffServ)  applied  at  network  core  ingress 

appropriate  to RSVP  reservation  service  level  for  that  flow. Prioritization  using  Subnet  Bandwidth  Manager  (SBM) applied on the LAN would also fit this category. 

x  x  Diffserv  or  SBM  applied  on  per‐flow  basis  by  source application 

x    Diffserv applied at network core ingress 

 

x    Fair  queuing  appliRED) 

ed  by  network  elements  (e.g.  CFQ, WFQ, 

Least      Best Effort Service  Low  We see that at the bottom of the QoS assurance is Best Effort Service and at the top end re  dedicated  private  lines.  MPLS mechanisms  are  located  in  the middle.  As  one  can magine, prices go in the opposite direction: the better, the more expensive. ai 

4.1.1. Best Effort Networks A  Best  Effort  Internet  or  general‐purpose  TCP/IP  Networks  is  the most  basic  option. This  type of network does not provide any guarantees  that data  is delivered or  that a ser is given a guaranteed quality of service level or a certain priority. Thus users obtain uunspecified variable bit rate and delivery time, depending on the current traffic load.  It  is by  far  the cheaper option, and although QoS  is not guaranteed,  it may work quite well  for most  applications  including  those with  basic  real  time  requirements  that  are tolerant to sporadic or intermittent degradations in the quality levels of parameters like jitter,  latency  and packet  loss,  provided  that  the network  is  loaded  at  a  relatively  low level.  Most  of  the  current  offer  of  services  over  Internet  provides  best  effort  QoS, ncluding soft real  time services  like VoIP (e.g. Skype), video services  like youtube and i

p

almost all the SaaS and cloud computing services [39].  One  first  level  for  QoS  is  the  guaranteed  delivery  of  packets.  This  can  be  assured  by connection‐oriented  protocols  like  TCP  or  by  application  layer  protocols  in  case  that UDP  transport  is  used.  But  this  is  insufficient  for  applications  with  timeliness requirements where  it  is  not  enough  to  guarantee  the  arrival  of  packets  but  also  the arrival on time is required.  

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 owever, not all  the Internet  is strictly best‐effort as modern IP routers support some echanisms to provide some levels of QoS under certain circumstances to certain data lows, based on, for example, the IntServ or DiffServ protocols. For end‐to‐end transport 

© ALUD and other partners of the IRMOS

• Subnet Bandwidth Management (SBM): Enables categorization and prioritization at  Layer  2  (the  data‐link  layer  in  the OSI model)  on  shared  and  switched  IEEE 802 networks. 

 IRMOS can use several types of transports, depending on the QoS requirements imposed by  applications  and  customers  as  described  in  D7.3.1 

 consortium 2008‐2009  page 18/57 

Hmflayer reservation of resources, the resource reservation protocol (RSVP) may be used.  

4.1.2. QoS protocols There is more than one way to characterize Quality of Service (QoS). Generally speaking, QoS is    o some  lmo  sothers)

the ability of a network element (e.g. an application, a host or a router) t provide evel  of  assurance  for  consistent  network  data  delivery.  Some  applications  are 

re tringent about  their QoS  requirements  than others,  and  for  this  reason  (among  we have two basic types of QoS available: Resource  reservation  (Integrated  Services):  network  resources  are  allocated according  to  an  application's  QoS  request  (inside  a  T‐SLA),  and  subject  to bandwidth management policy. Prioritization (Differentiated Services): network traffic is classified and network resources are allocated according  to bandwidth management policy criteria. To achieve QoS, network elements give preferential treatment to packets identified 

  The  taggreg

as having more priority.

se ypes of QoS guarantees can be applied to individual application "flows" or to flow ates, hence there are two other ways to characterize types of QoS: Per  Flow:  A  "flow"  is  defined  as  an  individual,  uni‐directional,  data  stream between two applications (sender and receiver), uniquely identified by a 5‐tuple (transport  protocol,  source  address,  source  port  number,  destination  address, and destination port number). 

• Per Aggregate: An aggregate is simply two or more flows. Typically the flows will have  something  in  common  (e.g.  any  one  or more  of  the  5‐tuple  parameters,  a label or a priority number, or perhaps some authentication information). 

 Applicafor  dof QoS,

tions, network topology and policy dictate which type of QoS is most appropriate in ividual flows or aggregates. To ensure the requirements for these different types 

 there are a number of different QoS protocols and algorithms: ReSerVation Protocol (RSVP): Provides the signalling to enable network resource reservation (otherwise known as Integrated Services). Although typically used on a per‐flow basis, RSVP is also used to reserve resources for aggregates. 

• Differentiated Services (DiffServ): Provides a coarse and simple way to categorize and prioritize network traffic flow aggregates. Multi  Protocol  Label  Switching  (MPLS):  Provides  bandwidth  management  for aggregates  via  network  routing  control  according  to  labels  encapsulated  in packet headers. 

[32].  The  ISONI  QoS  overlay 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 19/57 

also  ensure  that  the  selected  path  is  pre‐qualified  to  sustain  the  traffic  loads  while maintaining  QoS  conditions.  If  traffic  loads  become  a  problem,  MPLS must  be  able  to offload lower‐priority traffic to other links.  

adaptation  (IQOA)  layer  adapts  the  different  QoS  protocols  and  algorithms  and  cares about reservation protocols, if required. 

4.2. MPLS  Multi  Protocol  Label  Switching  (MPLS),  developed  by  the  IETF  [3],  is  a  data‐carrying mechanism that belongs to the family of packet‐switched networks. MPLS operates at an OSI Model  layer  that  is  generally  considered  to  lay  between  traditional  definitions  of Layer 2 (Data Link Layer) and Layer 3 (Network Layer), and thus is often referred to as a Layer 2.5" protocol. It was designed to provide a unified data‐carrying service for both ircuit‐based  clients  and  packet‐switching  clients  which  provide  a  datagram  service odel.  It  can be used  to  carry many different  kinds of  traffic,  including  IP packets,  as 

"cmwell as native ATM, SONET, and Ethernet frames.  

4.2.1. MPLS Network Reliance and Recovery PLS has been primarily implemented in the core of the IP network. An MPLS recovery 

lity as it did before the Mmust ensure that traffic can continue to flow with the same quafailure.of e a There 

 The standard for MPLS networks is to detect a problem and switch over to a path qu l quality within 60ms [4]. 

are two primary methods used to detect network failures: Heartbeat detection (or polling): This method, used in fast switching, detects and recovers  from  errors  more  rapidly,  but  uses  more  network  resources.  Each 

  g rdevice advertises that it is alive to a network mana er at a p escribed interval of time. If the heartbeat is missed, the path, link, or node is declared as failed, and a switchover is performed. In order to achieve a 50ms switchover, the heartbeats would need to occur about every 10ms. Error  messaging:  This  method  requires  far  less  network  resources,  but  is  a slower  method.  When  a  device  on  the  network  detects  an  error,  it  sends  a message to its neighbours to redirect traffic to a path or router that  is working.  Most  routing  protocols  use  adaptations  of  this  method.  The  advantage  of  the 

 error message is that network overhead is low.  The disadvantage is that it takes time to send the error‐and‐redirect message to the network components, and in certain cases the messages may never arrive. 

 MPLS  could  rely  on  the  layer‐1  or  layer‐2  protocols  to  perform  error  detection  and orrection.  MPLS could run on a protected SONET ring, or it could use ATM and Frame cRelay  fault‐management  programs  for  link  and  path  protection.  In  addition  to  the protection MPLS networks could experience via SONET, ATM or Frame Relay, IP has its recovery mechanism in routing protocols, such as OSPF or IGP.  he MPLS failure‐recovery protocol must not only perform rapid switching, but it must T

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 he failure recovery method that has received much favourable press lately is RSVP‐TE. he  soft‐state  operations  of  RSVP‐TE make  it  very  suitable  for  failure  recovery.    One eason is that the polling (reservation/path) functions are already in place for signalling.  

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 20/57 

TTrIf RSVP TE is already used for a signalling protocol, it makes a logical selection to protect 

  at  155.52 b a ra

ble 2 SDH data rates

MPLS tunnels [8].  

4.3. SDH/SONET ynchronous optical networking (SONET) and Synchronous Digital Hierarchy (SDH), are 

l Stwo  closely  related multiplexing protocols  for  transferring multiple digita bit  streams using  lasers or  light‐emitting diodes (LEDs) over the same optical  fiber. Both SDH and SONET are widely used today: SONET in the U.S. and Canada and SDH in the rest of the world. 

DH  is  a  transport  protocol  originally  defined  by  ETSI.  The  structure  of  the  protocol llows different frame rates for the encapsulated data, and the basic unit of  framing in DH  is  a  STM‐1  (Synchronous  Tr l  ‐  1), which  operates

 SaS ansport Module  leveMbit/s. The following ta le shows the different dat tes supported by SDH.  

Ta  

SDH level and Frame Format 

Payload bandwidth (kbit/s) 

Line Rate (kbit/s) 

STM‐1  150,336  155,520 STM‐4  601,344  622,080 STM‐16  2,405,376  2,488,320 STM‐64  9,621,504  9,953,280 STM‐256  38,486,016  39,813,120 STM‐1024  153,944,064  159,252,240  SDH/SONET equipments are usually managed using SNMP, CORBA or XML.  Due to  andwidth all the time SDH/SONET is treated by ISONI a ct connected with SDH/SONET can benefit from its  e

its guarantee of having a fixed bne. ISONI nodes dire

ovs a leased li

ctirhead  information,  which  provides  for  a  v

ariety  of  management  and  other fun o

arm and in‐service supervision of 

ns such as: Alarm Indication Signals  

• Pointer Adjustment Information • Path Status • Remote Defect, Error, and Failure Indications • Automatic Protection Switching Control • Synchronisation Status Message 

fMuch o  this overhead information is involved with althe particular SDH sections.  

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

.4. Typical values for networks 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 21/57 

the  much  more ent inter‐regional calls of  km or less, the delays 

would be approximately 150 m

xampl pical delay contribution by rout  

4There  are  base  values  that  are  dependant  on  the  type  of  transport,  e.g.  transmission delay on fiber, independently of the QoS provisioned. Packets with higher priorities can expect final values close to the theoretical limits, whereas packets with lower priorities will have a worse performance in case of congestion or they can even be discarded.  IP packet transfer performance parameters, such as IP Packet Transfer Delay (IPTD), IP acket Delay Variation  (IPDV),  IP  Packet  Error Ratio  (IPER)  and  IP  Packet  Loss Ratio P(IPLR)  are  defined  in  ITU‐T  Rec.  Y.1540.  On  the  other  hand,  ITU‐T  Rec.  Y.1541[12] specifies six network Quality of Service (QoS) classes based on various IP applications, such  as  Voice  over  Internet  Protocol  (VoIP), multimedia  conferencing  and  interactive data  transfer.  End‐to‐end  IP  performance  objectives  for  the  above  IP  packet  transfer parameters are defined for every QoS class in this Recommendation.  or many intra‐regional (e.g., within Africa, Europe, North America) routes in the range Fof  5000  km  or  less,  users  of  VoIP  connections  are  likely  to  experience  mouth‐to‐ear delays <150 ms. This is assuming VoIP reference terminals with a total of 50 ms mean delay (10 ms packets),  so  for  the network part,  the calculation shows that  the 100 ms objective of Y.1541 Class 0 can be met with a well‐engineered access network (with a T1 or E1 rate or larger as Y.1541 requires) and with as many as 12 network routers.   For  inter‐regional  routes  covered  terrestrially,  even  those  traversing  the 27500 km of the  ITU's  traditional worst‐case Hypothetical  Reference  Connection,  a  VoIP mouth‐to‐ar path is likely to see a delay of just over 300 ms (assuming a contribution from VoIP erminals  of  80  ms  delay),  so  a  well‐engineered  network  with  20  or  fewer  network outers should add about 225 ms (as per Appendix III/Y.1541). Of course, it is extremely nlikely  that  the

etru   worst  case  of  27500  km  will  be  encountered.  For frequ , for example, 10000  corresponding 

s.  

Table 3 E es of ty er role

Role  Average total delay (sum of queuing and processing) 

Delay variation 

Access Gateway  10 ms  16 ms Internetworking Gateway  3 ms  3 ms Distribution  3 ms  3 ms Core  2 ms  3 ms  These  values  are  for  packets  with  high

is kind o

est  priorities, of equipment. Trse) 

that  is, uced by th able  III. 4 

r role (

these 3/Y.15

values  are  the 41  lists Class minimum delays  introd

delay contribution by route much w 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 22/57 

Table 4 Y.1541 examples 

Distance  Average Delay (OWD)  Max Delay Variation Cmlass 0 ax distance  4070 km. 

100 ms  62 ms 

Class 1 (longer distances)    12000 km 

150 ms  83 ms  max distanceClass 4  max distance 27500 km 

884 ms  ‐‐‐ 

 

4.5. Detection  of  service  outages  in  the  transport network 

As mentioned previously IP, MPLS and SDH are technologies that work at different levels of the communication stack (considering the OSI Model, IP is layer 3, SDH is layer 1 and MPLS  is  located  in  the  so  called  “layer 2.5”).  Therefore,  it  is  possible  to have  IP using MPLS over  a  SDH  transport  network,  and  for  this  reason  the  alarms  and notifications received from the network could occur at different levels.  For  ISONI  to detect a problem  in  the  transport network we are going  to  consider  two management  scenarios:  In  the  first  one  the  Network  Elements  (NEs)  of  the  transport network are reachable and it is possible to receive alarms and notifications directly from the  NEs  or  through  the  Operations  Systems;  in  the  second  scenario  the  elements  of ISONI do not have access to management information of the NEs, because the Network Provider does not provide these interfaces to ISONI or because these interfaces are not supported by ISONI. 

4.5.1. Failure management with access to the network The notification of failures could be done by receiving asynchronous push notifications from network equipments or periodically asking the equipment making use of a request‐response protocol.   The  technologies and protocols, equipment  from different vendors may provide have different interfaces to for failure management. Among the possibilities that exist are: Command‐line Interface (CLI), CORBA, XML (with SOAP or XML‐RPC). But SNMP  is  the  best  supported management  interface  today  and  for  this  reason we will ase our description on this protocol. 

epending  on  the  transport  network  it  could  be  possible  to  receive  multiple otifications  from

b Dnc

  different  elements  in  the  network  and  from  different  layers  in  the ommunication stack caused by a single failure. It is the role of the Management Systems to manage and analyse  this  information to  identify  the primary  cause of  the error and decide  if  that  error  is  going  to  influence  the  reliability  and  performance  of  the  ISONI communications.  

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 23/57 

 ISONI Node

ISONI Node

ISONI Node

ISONI Node

P1 P3 P5

MPLS core network

P2 P4

PE3

PE4

PE2

PE1

CE CE

CECE

Fault!

Management system

Path Manager 12

23

Issues SNMP notifications

 Figure 3 Notification of failure in a LSP to ISONI 

 Considering  a MPLS  network  as  depicted  in 

 

Figure  3,  if  an  error  occurs  in  one  Label Switched  Path  (LSP)  (1),  the  error will  be  notified  to  the Management  System  of  the network operator (2) (using, for instance, SNMP TRAP linkDown), the error notification ould be forwarded to the Path Manager (3) that will react to this error by performing cthe corresponding actions, like propagating it to the SLA Manager.  The Management  System  has  to  take  into  account  that  some  network  failures will  be recovered automatically by the transport network by changing dynamically the routing olicies in the network in a transparent way and it would not be necessary to perform ny action at ISONI level. pa 

4.5.2. Failure management without access to the network In case there is no possibility of accessing the internal management operation system of the network some actions that are situated at the edge of the  leased network could be performed to ensure  that  the  links are working correctly, and detect possible outages. One  option  is  to  send  test  signals  that  are  collaborating  on  active  links.  The  most commonly  used  test  signals  are  pseudo‐random  bit  patterns  of  different  length 

  l end depending  on  the  bit  rate  of  the ink  [18].  A  tester  at  the  receiving  reads  the incoming pattern. Packet errors may be reported to control the performance of the links. Another  option  is  to  use  passive  probes  at  the  edges  of  the  network  to  control  the incoming traffic.  In case of  lack of  traffic  this event could be reported, but  there  is not certainty that in fact there is a problem in the link. Depending on the traffic in the link it could  be  impossible  to measure  some  parameters  using  passive  tests.  For  example  if traffic  does  not  include  sequence  numbers  or  timestamps  it  could  be  impossible  to detect  packet  losses  or  jitter.  In  addition,  to measure  parameters  like  the  end‐to‐end delay it would be necessary to receive specific traffic (for example RTCP packets). 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 24/57 

5. Performance measurements 5.1. Measurement methodology In  ance  metrics  have  been  specified  (In 

several  IETF  meetings  criteria  IP  perform

• relation to RFC2330 ‐ Framework for IP Performance Metrics): The metrics must be concrete and well‐defined 

• A methodology  for  a  metric  should  have  the  property  that  it  is  repeatable:  if  the s umethodology  is  u ed  multiple  times  nder  identical  conditions,  the  same 

measurements should result in the same measurement results • The  metrics  must  exhibit  no  bias  for  IP  clouds  implemented  with  identical 

technology • The metrics must  exhibit well‐understood and  fair bias  for  IP  clouds  implemented 

with non‐identical technology  The metrics must be useful to users and providers in understanding the performance •they experience or provide 

 or  a  given  set  of  well‐defined  metrics,  a  number  of  distinct  measurement ethodolo  

Fm 

gies may exist.  A partial list includes: 

• Direct measurement  of  a  performance metric  using  injected  test  traffic.    Example: measureme o   tnt  f he  round‐trip  delay  of  an  IP  packet  of  a  given  size  over  a  given route at a given time. 

• Projection  of  a  metric  from  lower‐level  measurements.    Example:  given  accurate measurements  of  propagation  delay  and  bandwidth  for  each  step  along  a  path, projection of the complete delay for the path for an IP packet of a given size. 

• Estimation  of  a  constituent metric  from  a  set  of more  aggregated measurements.  Example:  given  accurate  measurements  of  delay  for  a  given  one‐hop  path  for  IP packets of different sizes, estimation of propagation delay for the link of that one‐hop path. 

• Estimation of a given metric at one time from a set of related metrics at other times.  Example:  given  an  accurate measurement  of  flow  capacity  at  a  past  time,  together with a set of accurate delay measurements for that past time and the current time, and  given  a  model  of  flow  dynamics,  estimate  the  flow  capacity  that  would  be observed at the current time. 

 Units:  When a quantity is quantitatively specified, we term the quantity a metric. Each metric will  be  defined  in  terms  of  standard  units  of  measurement.  The  international  metric system will be used (meters, seconds...). Appropriate related units based on thousands or thousandths of acceptable units are acceptable (e.g. km or ms, but not cm). The unit of information  is  the  bit. When metric  prefixes  are  used with  bits  or with  combinations including bits, those prefixes will have their metric meaning (related to decimal 1000), 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 nd  not  the  meaning  conventional  with  computer  storage  (related  to  decimal  1024). hen a time is given, it will be expressed in UTC. 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 25/57 

aW Methodology: Metrics are specified but measurement methodologies are not formally standardized.  A  methodology  for  a  metric  should  have  the  property  that  it  is  repeatable:  if  the methodology  is  used  multiple  times  under  identical  conditions,  it  should  result  in consistent  measurements.  In  practice,  as  conditions  usually  change  over  time,  it  is enough  to  ask  for  “continuity”,  to  describe  a  property  of  a  given  methodology:  a ethodology for a given metric exhibits continuity if, for small variations in conditions, m

it results in small variations in the resulting measurements.  Network measurement methods can broadly be classified into passive methods that rely on data collected at e.g. routers, and active methods based on observations of actively‐injected probe packets. Network operators use active measurements because  they are easy to conduct, have low overhead and, in contrast to passive data collection methods, measure exactly what normal data packets experience. One of the main disadvantages of active measurements is their limited accuracy due to the need to be non‐intrusive, thus eaving the measured systems uninfluenced by the observation, fundamentally affecting laccuracy [38].  ISONI uses passive measurement techniques as well as active measurement techniques.   Active techniques, in which traffic is injected into the network. (The overall link can be haracterized  and  they  are not  aware  of  application protocols.)  This  is  also  known  as cintrusive measurements.  Passive  techniques,  in which  existing  traffic  is  recorded  and  analyzed.  They  deal with onnections (pair of IP addresses and ports) and they can distinguish between different 

scprotocol streams.  This is also known as non‐intrusive measurement .  For  active  monitoring,  it  is  clear  that  as  the  number  of  resource  pairs  increases,  the injected  traffic  incurs  a  significant  disruption  in  the  network,  so  usually  such measurements are performed sequentially, measuring one or a  few paths at a  time.  In ontrast,  a  passive  monitoring  approach  can  provide  an  instant  estimation  across cdifferent paths, independently of their number.  ISONI follows the strategy of doing passive monitoring rather than active monitoring. If ctive monitoring is unavoidable then ISONI prefers to do representative measurement a(e.g. just one per network path) to be minimal intrusive as possible.  To  minimize  the  monitoring  measurement  pairs  the  monitoring  is  done  on  different hierarchical  levels  if  feasible. Measurements  segmented  on  intra‐node  and  inter‐node ortions would reduce the intrusive impact on the inter‐node paths as elaborated in the ext chapters.   pn 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

 ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 26/57 

5.1.1. Inter‐node measurements igure  4FI 

  depicts  the  inter‐node measurement  showing  the  vertical  and  the  horizontal XB measurements.  

IXB Node IXB Node

VM

U

IXB PH IXB PH IXB PH IXB PH

IXB Node

IXB PH IXB PH

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

IXBNode – PathID: “Vertical measurement”

IXBNode – IXBNode: Peer to peer measurement

ISP y

ISP x

ISONIPaths (Domain level view)

 Figure 4 Inter­Node IXB measurements 

 or  horizontal  IXBF N  to  IXBN  (inter‐node)  measurements  the  amounts  of  node 

irs are calculated as follows: measurement pa For leased lines: The number of measurement relations becomes linear with the number of leased lines. 

 endpoints. A measurement relation denotes a pair of measurementNRrelationstMeasuremen  = sLeasedLine

Number of measurement results that will be generated sLeasedLineNNtsMeasuremenofNumber ⋅= 2  

The formula considers just one measurement pair per leased lines, which is the case for xclusive  connections  without  any  cross  traffic.  On  each  end  of  the  ISONI  path 

ated. emeasurement results are gener or LAN‐like connected nodes:F  he measurement relations for PathIDs belonging to the same network would be: T 

( )[ ] QoSclassesPathIDs

PathIDs NN

NRrelationstMeasuremen ⋅

⋅−=

!2!2!

 

©

 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 F or each measurement relation pair, each end generates measurement results 

( )[ ]  

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 27/57 

QoSclassesPathIDsN − !2

 N

PathIDs NNtsMeasuremenofNumber ⋅=!N

QoS  classes  represent  the  number  of  assigned  QoS  classes  per  interface  (PathID espectively).  Nr PathID  represent  the  number  of  inter‐node  interfaces  (PathIDs).  R represents the number of reporting related measurements.  For vertical measurement each physical  interface to a network will be supervised. The kind of outages that can be detected depends on the provided notification features of the related  transport  network.  It  may  happen  that  no  notification  in  respect  to  network outage or degradation is supported. The possibilities here may be minimal. 

5.1.2. Intra‐node measurements 

Node internal connectivity

Node internal connectivity

Node internal connectivity

Node internal connectivity

IXB Node IXB Node

VMU

IXB PH IXB PH IXB PH IXB PH

VMU

VMU

VM

U

VMU

VMU

VMU

VMU

VMU

VMU

VMU

VM

U

IXBPH/Node – LAN : “Vertical measurement” IXBint – IXBint: Peer to peer measurement (node internal)

IXB PH

VMU

VM

U

VMU

 Figure 5  ntra­Node IXB  surements 

 The  node  internal  measurement  (as  depicted  in 

I mea

Figure  5)  depends  on  the  internal onnectivity architecture of the node. This is hidden for the domain level. In principle all cinter‐node measurements can also be applied within a node.   The  amount  of  outage  measurements  follows  the  same  formulas  as  for  inter‐node measurement  in  case  of  full  meshed  peer2peer  like  outage  supervision.  Intra‐node onnectivity  needs  to  be  supervised  for  outages  permanently.  A  star  like  outage easurement as shown in 

cFigure 6 reduces the amount of outage measurements.  m

  

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

Node internal connectivity

Node internal connectivity

Node internal connectivity

Node internal connectivity

IXB Node IXB Node

VM

U

IXB PH IXB PH IXB PH IXB PH

VM

U

VM

U

VMU

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VM

U

VMU

IXB PH

VM

U

VMU

VM

UOutage

measurement

Outagemeasurement

Outagemeasurement

Outagemeasurement

IXBPH/Node – outage measurements “star like” 

 Figure 6 Intra­Node “star like” outage measurements 

  he  following  chapters  will  elaborate  for  each  required  monitoring  parameter  the ccurate measurement methods. Ta 

5.2. MTU size The Maximum Transmission Unit (MTU) of a network interface specifies the maximum IP  data  packet  size,  which  can  be  transferred  without  any  fragmentation.  Networks based  on  Ethernet  transport  the  IP  packets  via  Ethernet  frames.  As  specified  in  IEEE 02.3 the standard MTU size for Ethernet is 1500 Bytes. Additional overheads caused by 8tunnelling, encryption, and authentication may reduce the MTU size.  osts  residing  in  the  internet may  send  packets  that  are  too  large  for  part  of  a  given 

comes unusable.  Hpath.  If this is not handled correctly the service provided be

here a T 

re two possible methods to address them correctly: 

• Permitting Packet fragmentation ‐ used mostly by older systems • Path MTU discovery [7] ‐ asking for ICMP notification when fragmentation would 

be needed  sually modern servers disable  fragmentation and  try  to use path MTU discovery, but U

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 28/57 

sometimes the ICMP notifications are blocked.   In former days Ethernet has been specified for using 1500 byte frame sizes. To maintain backward  compatibility,  Fast‐Ethernet  used  the  same  size,  and  today  usual  gigabit Ethernet devices also use 1500 byte frames. So any combination of 10/100/1000 Mbps Ethernet devices can handle frames without any fragmentation or reassembly.  

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

  Many GE device manufacturers have created proprietary implementations extending the frame size to about 9000 Bytes called Jumbo frames, but they did not become part of the official IEEE 802.3 Ethernet standard. Jumbo packets help to increase the throughput for data traffic, but it impacts other jitter sensitive traffic. A  larger MTU size is not feasible 

b     B

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 29/57 

since Ethernet uses a 32  it CRC, which looses its effectiveness above about 12000  ytes [19]. Jumbo  frames  increase  the  jitter  on  Ethernet  links  which  strongly  influences  jitter ensitive  traffic.  If  Jumbo  frames  are  needed  for  high  throughput  data  traffic,  it  is srecommended to separate this data traffic from jitter sensitive traffic.  The MTU size is configured by default from ISONI to a value that allows traversing the IXB  network  without  any  fragmentation.  On  standard  equipment  ISONI  takes  care  of using the correct MTU size, which will be a value smaller than the usual 1500 Bytes due o ISONI encapsulation overhead. There is no need to specify MTU size requirements in tthe VSND.   This may cause fragmentation on public external traffic, which may deliver packets that o not fit in the smaller MTU size of ISONI encapsulated VLs. As an example d Table 5 and Table 6 depict the IPv4 packets structure for the unencrypted and encrypted cases.  In this case ISONI may use special equipment allowing bigger MTU sizes, which would 

ffic without fragmentation.  So the oduced by ISONI encapsulation. 

allow encapsulation of incoming consumer public traacket size will be increased just by the overhead intrpA standard‐sized frame is specified in IEEE 802.3 [9].  ISONI so far just does not support Jumbo packets (9000 Bytes), since it would increase the  jitter on  links with mixed QoS  traffic.  It  is  recommended  that when  Jumbo  frames need  to  be  supported,  the  data  traffic  with  Jumbo  frames  is  separated  from  jitter ensitive traffic. How this separation can be done using ISONI QoS classes is described in 7.3.1 

sD 

[32]. 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 30/57 

Table 5 ISONI encapsulated IPv4 packet – not encrypted  

0                                                              31

Version  IH thLeng   TOS  Total length Iden tion tifica Flags  Fragment offset 

TTL  Protocol= GRE  Header checksum Source IP address 

Desti dress nation IP adC  R  K  S  s  Recur Flags  Ver  Protocol Type 

GRE Key Version  IHLength  TOS  Total length Iden tion tifica Flags  Fragment offset 

TTL  Protocol  Header checksum Source IP address 

Destina ddress tion IP a 

 Payload 

MTU size =   Bytes 1472 Table 5  and Table 6  indicate 2  examples  of  encapsulated  IPv4 packets  as used within ISONI domain. The tunnelling overhead introduced by ISONI encapsulation  is 28 Bytes (20 Bytes  additional  IP  header  plus  8 Byte GRE overhead using GRE key  option).  The sable  MTU  size  from  application  is  1472  Bytes.  To  avoid  fragmentation  for  public utraffic, the packet size must be enlarged by 28 Bytes between POP and related IXBs.  or security reasons, the VL traversing insecure transport networks has to be encrypted, hich results in a smaller MTU size than in unencrypted case. 

Fw 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 31/57 

Table 6 ISONI encapsulated IPv4 packet –encrypted  

0                                                              31

Version  IH thLeng   TOS  Total length Iden tion tifica Flags  Fragment offset 

TTL  Protocol= GRE  Header checksum Source IP address 

De s stination IP addresESP:              Security Parameter Index (SPI) 

S q ence numbere u                                                                                                                                  

Version  IH thLeng   TOS  Total length Iden tion tifica Flags  Fragment offset 

TTL  Protocol= GRE  Header checksum Source IP address 

Desti dress nation IP adC  R  K  S  s  Recur Flags  Ver  Protocol Type 

GRE Key Version  IHLength  TOS  Total length Identification  Flags  Fragment offset 

TTL  Protocol  Header checksum Source IP address 

Destination IP address  

Payload  

Padding  Padding Length  Next Header Authentication Data (variable) 

MTU size = 1416 Bytes  A  special  challenge  of  ISONI  is  the  support  of  VMU migration  to  other  PHs  or Nodes.  Especially for inter‐node migration scenarios, the related MTU size could be less than in intra‐node case due to encryption overhead or dedicated transport network restrictions. During an ongoing  live migration  the MTU size cannot be changed, which may  lead  to fragmentation or service unavailability, if the MTU size on new network path is smaller than on the original one. A good approach is to assign to all VMU network interfaces the same MTU size covering the security overheads in general, regardless of using intra‐ or nter‐node network paths. Doing so ISONI is well prepared for any possible occurrence iof live migration.  Jumbo  frames  are  not  required  so  far  in  IRMOS.  Following  the  recommendation eparating  high  throughput  traffic  (with  Jumbo  frames)  from  jitter  sensitive  traffic, SONI is well prepared to do so by introducing an additional high throughput QoS class. sI 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 32/57 

enough pause.  ISONI may supervise the health of the node by watching the network interfaces on the sending  side,  for  dropped  packets,  and  respectively  on  receiving  side,  for  malformed packets. But this information cannot be used to determine the loss rate for a virtual link of  a  dedicated  VSN.  This  information  may  be  considered  to  determine  node  internal problems  like  HW  degradation  or  outages.  Measurements  from  inside  the  VMUs watching  TCP  connection  are  not  feasible  for  ISONI  and  it  does  not  cover  the  entire traffic.  Flow  based measurement  in  general  do  not  scale.  These  mechanisms  are  also 

5.3. Packet Loss   to  be  lost  in  transit  from  a  source  to  a Packet  loss  is  the  probability  of  a  packet

destinaThere a

tion.  re two main reasons for packet loss: 

•  Congestion: Due  to queue overflows of buffers  in network nodes, which  lead topacket drops. 

• Errors:    Due  to  corruption,  leading  to  parts  of  the  packet  being  modified  in‐transit. When this is detected by a link‐layer checksum at the  receiving end, the packet is discarded. 

 For  real‐time applications such as conversational audio/video,  it usually doesn't make much sense to retransmit lost packets, because the retransmitted copy would arrive too late (affecting jitter). The result of packet loss is usually degradation in sound or image quality, but the impact on the performance will depend deeply on the codec in use. Some odern  audio/video  codec provide  a  good  level  of  robustness  to  loss, while  the most m

effective image compression methods are usually very sensitive to loss.  To measure the end to end packet one way loss rate (OWLR) along a particular path, it is ecessary to know how many packets were sent  from the source and how many were 

 the one‐way loss rate can be derived as: nreceived at the destination. From these values OWLR = 1 ‐ (packets‐received/packets‐sent)  From  the  standpoint  of  a  single  endpoint,  both  of  these  variables  cannot  be  observed directly. The source endpoint can measure how many packets  it has sent  to  the  target endpoint,  but  it  cannot  know  how  many  of  those  packets  are  successfully  received. Similarly,  the source endpoint can observe the number of packets  it has received from the  target endpoint, but  it  cannot know how many more packets were originally  sent. Therefore  continuous  loss  rate  tracking  requires  additional  information  added  to  the ata  stream  (an  intrusive measurement).  Such  an  intrusive method  is  not  feasible  for dvirtual link individual measurements.  There are some passive approaches to measure OWLR: 

•   s wSting:  a TCP‐based Network Mea urement Tool,  hich  is based on  tracking  the repeated (lost) packets of the TCP stack [21] 

• ‘Passive  end‐to‐end  packet  loss  estimation  for  GRID  traffic  monitoring’  [22] counts packets on a per flow basis waiting until flows are expired or make a long 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 unsuitable  for  a  segment  based  (portions  intra‐node  and  inter‐node)  loss  rate measurements. Segment based would mean without terminating the flows. But this is in contradiction  to  required  terminating  for  measurement  (e.g.  watching  TCP  stack).  In ddition  ISONI  needs  to monitor  continuously,  so waiting  for  expired  flows  is  not  an 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 33/57 

aadequate mechanism.  s  a  result,  the  two passive OWL measurement  approaches as describe  above are not A

feasible for ISONI.   The continuous end to end OWLR measurement is not possible on the IP layer without intrusive  monitoring.  To  reduce  the  impact  on  virtual  link  traffic,  this  OWLR determination is done just  for each ISONI  inter‐node path by assuming that the OWLR loss rate of an inter‐node path can be projected to the related virtual links. This has to be done separately for the individual QoS classes, if VL is over QoS aware networks. A QoS ndividual measurement is not needed for direct connection like leased lines, SDH/Sonet ilinks.  Within a node the loss rate is caused by dropped packets of the network scheduler, the RX/TX  interface  queues  or  switching/routing  elements.  Due  to  the  fact  that  all  inter‐VMU  traffic  is  policed  and  the  node  is  well  provisioned,  loss  rate  as  part  of  VSN monitoring within  a  node may  be  regarded  as  negligible.  In  contradiction  a  loss  rate monitoring in general between the subsystems of an ISONI node is a needed instrument for  detection  of  HW  degradation  or  outages.  These measurements  will  be  performed nrelated  to  a  specific  VSN  .  The  mapping  of  failing  HW  to  an  impacted  VSN  is  the uresponsibility of the  PMN’s  and is described in chapter 6.1.3.  

ored  per  deployed  VSN  in  general,  thus  it  is  not As  a  result,  packet  loss  is  not  monitreporte eOption

d as part of monitoring r port to FS.  s for intra‐node measurement: 

• Intra‐node  packet  loss  is  regarded  to  be  known  and  negligible,  which  is utage = loss supplemented by general health supervision for covering outages (o

• node path rate of 100 %).  Intra‐node packet loss is measured for each possible intra‐

• Intra‐node packet loss is measured for each VL up to IXBN  Inter‐node packet loss depends on used transport network and may not be negligible. If possible the loss rate will be measured for each available ISONI path and when a certain hreshold  is  exceeded  degradation  will  be  reported  via  the  related  DMs  to  the  SLA anager, which may raise a SLA violation. 

tM 

5.4. Bandwidth Bandwidth  is defined as  the amount of data that can be carried  in a given time period over  a network.  It  is  often  also  labeled  as  bandwidth  capacity  or  available  bandwidth expressed in amount of information per time (e.g. bit/s, kbit/s, Bytes/s …). 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 Bandwidth  test  can  be  used  for  measuring  the  maximum  capacity  of  a  computer etwork, but during test the bandwidth is consumed by the bandwidth test and cannot 

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 34/57 

rc.) or destination (Dst.) hosts or intermediate router. 

• Processing delay or Forwarding delay – the time network nodes take to process the packet.  Time  spent  in  tasks  like  reading  forwarding‐relevant  information  from  the packet,  computing  the  "forwarding  decision"  based  on  routing  tables  and  other 

nbe used in conjunction with deployed VL using the same network path.   Instead  ISONI  measures  the  used  bandwidth  of  each  VL  calculated  based  on  sent  IP packets. But this is not the same as the throughput experienced by an application, since the  termination  above  IP  layer  is  the  responsibility  of  the VMU and  is  not  part  of  the upervision of ISONI. As an example, ISONI does not know about repeated lost packets of sTCP connections.  As a result, ISONI measures the used bandwidth of each VLs continuously up to IP layer. ISONI  does  not  measure  any  throughput  of  higher  layers  like  TCP  or  SCTP.  It  is  the esponsibility of the FS to map the application requirements in terms of throughput to he link bandwidth. rt 

5.5. Delay 5.5.1. OWD versus RTT  Round‐Trip Time (RTT): In today's Internet, the path from a source to a destination may be different than the path from the destination back to the source ("asymmetric paths"), such  that  different  sequences  of  routers  are  used  for  the  forward  and  reverse  paths.  Therefore  round‐trip measurements actually measure  the performance of  two distinct paths  together.  Even  when  the  two  paths  are  symmetric,  they  may  have  radically different performance characteristics due to asymmetric queuing. In most cases the RTT is determined by sending an ICMP Echo Request probe from one side to the other. The other  side  responds,  sending  back  an  ICMP  Echo  Response.  But  ICMP  traffic  is  often handled  differently  than  normal  production  traffic  (TCP  or  UDP),  hence  performance measurements based on ICMP may not reflect the performance of real production traffic. Moreover,  the performance of  certain  applications  is  solely based on  the delay  in  one irection. The transfer of files through TCP depends on the transmission of actual data ackets rather than the short acknowledgement packets.  dp 

5.5.2. One Way Delay One Way Delay (OWD): Time it takes for a packet to reach its destination.  There are several types of delay times to be taken into account and the resulting delay is he sum of all of them. The overall delay consists of two main components: node delays tand link delays.  ode delay takes into account the kinds of delay experienced by a packet in a network lement, e.g. source (SNe 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALU um 2008‐2009  page 35/57 D and other partners of the IRMOS consorti

information,  and  to  actually  forward  the  packet  towards  the  destination,  which involves copying the packet to a different interface inside the node, rewriting parts of it (such as the IP TTL and any media‐specific headers) and possibly other processing such as fragmentation, accounting, or checking access control lists. It depends on the router architecture, CPU resources, availability of dedicated hardware, etc. 

• Queuing delay – the time the packet sits in routing queues waiting for availability of the output  link.  It depends mainly on  the amount of  competing  traffic  towards  the 

d the priority of the packet itself. output link, the queuing buffer size an

t the same time link dela A 

y is the sum of: 

• Transmission delay,  or  Serialization  delay,  is  the  time  it  takes  for  a  packet  to  be serialized  into  link  transmission units  (typically bits).  It  is  the packet  size  (in bits) divided by the link's capacity (in bits per second).  

• Propagation delay ‐ time it takes for the signal to propagate through the medium it is  being  transmitted  through.  On  simple  links,  this  is  the  link's  physical  length divided by the propagation speed. For instance, information transmitted via radio or through copper cables will travel at a speed close to c, the speed of light in vacuum, ~300000 km/s). The prevalent medium for long‐distance digital transmission is now light in optical fibres, where the propagation speed is about 2/3 c, i.e. 200000 km/s. Table 7 shows some examples. 

 Table 7 Delay examples 

Some examples  

Shortest Distance (km)  Propagation Delay in Fiber (ms) 

Madrid‐Stuttgart  1377  7 Oslo‐Athens  2608  13 Paris‐New York  5838  29 London‐Auckland  18353  92  In  practice,  propagation  delays  between  these  cities  are  significantly  much  higher because real cables do not go in straight line between the cities and they are divided in everal  segments  traversing  intermediate  equipment.  ITU‐T  G.826  specifies  the sphysical‐to‐'air‐route'‐distance ratio of 1.25 in this respect.  To  be  able  to  measure  the  delay  between  Source  (Src)  and  Destination  (Dst)  in  one direction,  the measurement on both sides must accurately know the current  time. The big challenge is the accurate clock synchronization of Src and Dst measurement systems. GPS systems afford one way to achieve synchronization  to within several  tens of µsec. Ordinary  application  of  NTP  may  allow  synchronization  within  several  msec.  A ombination  of  some  GPS‐based  NTP  servers  and  a  conservatively  designed  and cdeployed set of other NTP servers should yield good results.   The one way delay measurement follows the following sequence: 

• In principle,  it  is enough that both clocks are synchronized,  that  is  that  the  two clocks agree on what time it is, although it is desirable that they are also accurate, that is that the two clocks agree with UTC. 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 36/57 

5.5.3. Result For the ISONI inter‐node network path the measured delay values are mainly obtained by OWD measurements.  RTT measurements  are  just  done,  if  OWD measurements  are not  possible  e.g.  due  to  un‐synchronized  clocks.  This  may  occur  for  external  service 

• At the Src host, select Src and Dst IP addresses, and form a test packet with these addresses.  Any  'padding'  portion  of  the  packet  needed  only  to  make  the  test packet a given size should be filled with randomized bits to avoid a situation in which  the  measured  delay  is  lower  than  it  would  otherwise  be  due  to compression techniques along the path. 

• Src host, place a timestamp in the prepared test packet and send it towards Dst, which should be ready to receive the packet. 

• If the packet arrives within a reasonable period of time, take a timestamp as soon t

 

as possible upon the receipt of the packet.  By subtracting the two times amps, an estimate of one‐way delay can be computed. 

• If  the  delay  between  Src's  timestamp  and  the  actual  sending  of  the  packet  is known,  then  the  estimate  could  be  adjusted  by  subtracting  this  amount.  This subtraction  will  give  the  propagation  delay.  Also  applicable  to  the  destination (delay between Dst’s timestamp and actual receipt). 

 Uncertainty in a measurement of one‐way delay is related, in part, to uncertainties in the locks  of  the  Src  and  Dst  hosts.  Synchronization  is  the  most  important  issue.  Also cresolution and skew of both clocks is important.  What it is really measured is host time (time between when a Src grabs a timestamp just rior  to  sending  the  test  packet  and  when  Dst  grabs  a  timestamp  just  after  having preceived the test packet) >= wire time.  For  minimizing  delay  measurement  effects  coming  from  periodic  traffic  behaviours Pseudo‐random Poisson process are used, when sending test packets.  E xamp yles for dela  measurement protocols: 

• RFC  4656:  A  One‐way  Active  Measurement  Protocol  (OWAMP).  OWAMP measures unidirectional characteristics such as one‐way delay and one‐way loss.  High‐precision measurement  of  these  one‐way  IP  performance metrics  became possible with wider availability of  good  time sources  (such as  GPS and CDMA).  OWAMP enables the interoperability of these measurements. 

• Draft (last version: draft‐ietf‐ippm‐twamp‐09, expires Jan’09): A Two‐way Active Measurement  Protocol  (TWAMP).  OWAMP  can  be  used  bi‐directionally  to measure  one‐way  metrics  in  both  directions  between  two  network  elements.  However,  it  does  not  accommodate  round‐trip  or  two‐way  measurements.  TWAMP is based on the OWAMP and adds two‐way or round‐trip measurement capabilities. 

 

 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 omponents  EASC, which  do  not  belong  to  the  ISONI  domain  embodying  an  essential cpart of the application.  Delay measurements  can be  segmented  into different parts. The Path Manager  knows the  node  internal  path  for which  a  certain  delay  is  associated.  The manufacturer  of  a ode  determines, whether  the  intra‐node  values  needs  to  be measured  or  just  a  pre‐ndetermined value is assumed here.  The  inter‐node delay  is measured peer2peer between  IXBN  for each path representing the connectivity among ISONI Nodes.     egment  based  delays  measurements  can  simply  be  added  by  summing  the  average elay value of each measurement segment k as in: Sd 

∑=

=n

kkµµ

Figure 7 Formula of delay segments k wit  average delays µ  hereas µW

h

k represents the average delay on segment k. and n represents the number of egments. s  

5.6. Delay Variation (Jitter) The  variation  in  packet  delay  is  sometimes  called  "jitter".  This  term,  however,  causes confusion  because  it  is  used  in  different  ways  by  different  groups  of  people.  The meaning we use here has to do with a metric that describes the  level of disturbance of packet arrival times with respect to an "ideal" pattern, typically the pattern in which the ackets were sent. Such disturbances can be caused by competing traffic (i.e. queuing), 

 

por by contention on processing resources in the network  Delay variation is an  issue for real‐time applications such as audio/video conferencing systems. They usually employ a  jitter buffer  to eliminate  the effects of delay variation. Jitter  is  usually  introduced  in  network  nodes  (routers),  as  an  effect  of  queuing  or contention  for  forwarding  resources,  especially  on  CPU‐based  router  architectures. ome  types  of  links  can  also  introduce  jitter,  for  example  through  collision  avoidance S

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 37/57 

synchronized clock as discussed for the Delay metric.  In contrast the RFC 3393 

(shared Ethernet) or link‐level retransmission (802.11 wireless LANs).  IP Packet Delay Variation Metric  for  IPPM (RFC 3393)  [5].  It  is based on "A One‐Way‐elay  metric  for  IPPM",  RFC  2679 D [6].  In  this  case  the  jitter  measurement  requires 

[5] defines an IP Delay Variation Metric (IPDV), which does not require  synchronized  clocks. Given  a pair  of packets within  a  stream of  packets  going 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 from measurement  point MP1  to measurement  point MP2,  the  IPDV  is  the  difference between  the  one‐way‐delay  of  the  selected  packets  between  those  two  points.  This articular metric only compares the delays experienced by packets of equal size, on the pgrounds that delay is naturally dependent on packet size, because of serialization delay.  ISONI  normally will  perform  IP  Packet Delay Variation Metrics  based  on OWD,  if  it  is available.  Otherwise  ISONI  will  rely  on  RFC  3393  [5]  defined  metrics.  Similar  to  the delay the jitter measurements are segmented into different parts k and can be calculated as follows: 

∑=

=n

kk

1²σσ 

Figure 8 Form la of jitter (variation σ)   he jitter is expressed as variation ‘σ’. ‘k’ indicates the segment portions and ‘n’ the total T

u

amount of segments.  The Path Manager knows the node internal path for which a certain jitter is associated. The  manufacturer  of  a  node  determines  whether  the  intra‐node  values  needs  to  be measured or just a pre‐determined value is assumed here. Using pre‐determined values 

i nis  possible,  since  the  cross‐traff c  inside  a  node  is  ma aged  and  well  known.  A manufacture must balance pros and cons trading exactness for intrusiveness. The  inter‐node  jitter  is measured peer2peer between  IXBN  for  each path  representing the connectivity among ISONI Nodes.     

5.7. Synchronizing clocks he  one way measurements  need  to  have  synchronized  clocks.  Deviating  time  clocks Tbetween Src and Dst distort the measured values.  NTP is the standard protocol for distributing accurate time around the Internet to hosts and is specified by several RFCs as outcome of IETF NTP Working Group work [35]. NTP uses a hierarchical, layered system of levels of clock sources. Each level of this hierarchy is called stratum. Stratum 0 is the highest level and is usually a caesium atom clock or a Global  Positioning  System  (GPS)  that  receives  time  from  satellites.  The  stratum  level defines  the distance  from the reference clock.  It defines  the  “distance”  from the origin lock source and is not an indication of accuracy. (i.e. a  "stratum 3" time sources could 

r c

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 38/57 

be more accurate than anothe "stratum 2" time source)  The  accuracy  of  next  level  time  synchronization  of  system  clock  depends  on  the uncertainty introduced by processing on the stratum server itself and the delay distance o the time server. In respect to the latter one the most accurate time offsets come from onstellations with the minimum network delay to a given server tc 

[36] .  

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 Currently  the most  widely  used  NTP  reference  clock  source  is  the  Global  Positioning ystem (GPS). The GPS timing signal can be received world‐wide but needs an antenna 

 Swith direct “view” to the sky.  There  are  also  a  number  of  national  time  radio  transmissions  that  can  be  used  to synchronise a host, which provide about 1 ‐ 20 milliseconds accuracy. As an example for Europe, the DCF‐77 time and frequency signal is transmitted from Frankfurt, Germany. CF‐77 continuously broadcasts time information at 77.5 kHz. The transmission covers D

Germany and much of Central and North Western Europe.   The  following values  are  from a  stratum 1  server of TimeTools Limited  [37]  for West Midlands  UK:  The  NTPs5000  MSF\DCF‐77  (Rugby\Frankfurt)  radio  ntp  server  is ypically accurate to 1.4 msec. The NTP s5100 and NTP s5500 GPS and dual NTP time tservers are typically accurate to 50 µsec.  GPS is a more accurate timing signal than radio. GPS timing receivers provide a typical ccuracy of 100 nsec, but this is reduced by timing latencies in the time server operating asystem. Radio time signals have a typical accuracy of approximately 1 msec [34].   ISONI  will  do  one  way  delay  and  Jitter  measurements  in  1  msec  resolution.  This resolution requires a minimum factor 10 better synchronised clock accuracy of the Src nd Dst measurement points. This can be just provided by using GPS, since national time aradio transmissions are too weak.  To be able to allow measurement in regions of milliseconds the accuracy of time offsets between the measuring points must be smaller than 1 msec (assuming factor 10 more accurate then the smallest interested precision of decimal place). So it is recommended that  each  ISONI  node  has  its  own  stratum  0  (GPS  based)  reference  clock  providing  a stratum 1 reference clock service to its PHs as shown in Figure 9. This ensures accuracy f time clocks among ISONI nodes in a sizeable factor better than the required resolution f measurements in milliseconds. oo 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 39/57 

DCF-77receiver

GPSreceiver

atomclock Stratum 0

Stratum 1

Stratum 2

GPSreceiver

NTP server

host host host host

NTP stratum hierarchy ISONI stratum hierarchy

~100nsec

<< 1 msec

50µsec

Clock accuracy

 

 Figure 9 NTP stratum architecture for ISONI 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 40/57 

6. ISONI path supervision framew rk This  chapter  describes  the  influence  on  the  supervision  framework  of  the  ISONI architecture.  It  expands  the  framework with  the monitoring  functionality.  It will  show ow the monitoring values will travel from the Physical Host to the monitoring interface 

  o

hfor the Framework services.  he ISONI supervision is also used for outage reporting in case of serious problems and ailures, which results in T‐SLA violations reported to the FS. Tf 

Nodelevel

Domainlevel

ISONI

VMU

IXB PH

IXB Node

Deployment Manager

Transport network

VMU

NodeMeasurement

Deployment ManagerISONI SLA Manager

VSNMonitoring

T-SLA violationreporting

Access link supervision Access link supervision

NodeMeasurement

VSNMonitoring

IXB PH

IXB Node

PathManagerDomain

Measurem

entR

eporting

Resource

Availability

Reporting

Outage/

ThresholdR

eporting

 Figure 10 Measurement reporting 

 Figure  10  shows  an  illustration  of  the  different measurement  and  aggregation  layers. Like th ded in 3 layers e other parts of the framework the monitoring architecture is divi

1. Host Level   This layer collects all low level information from the real devices. 

2. Node Level   The Node  level  collects  all measurement  data  from  the host  level  and  combine them to a Node specific measurement package. 

3. Domain Level   The  Domain  level  aggregates  all measurement  data  from  different  Node  levels and generates a data  set  that matches  the specifications of  the monitoring data for  a  deployed  VSN.  It  reports  the  VSN  related measured  data  to  the  FS  via  a platform interface. 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

  Each of those layers requires an additional interface that will described in section 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 41/57 

6.1

6.1. Affected ISONI Components During  the  VSN  lifetime  the  monitoring  data  traverse  different  entities  of  the  ISONI architecture.  Each  of  them  has  to  be  aware  of  these  data  and  therefore  needs  to  be enhanced  by  adding  the  monitoring  functionality.  The  data  will  be  captured  at  the owest  level on  the PHs and will be delivered  through  the  ISONI Gateway  towards  the lFramework Services. Figure 11 shows an abstract overview of the dataflow.  It starts with the low level measurement of the IXB which passes fine granular datasets to the PMN.  The PMN maps the data to the corresponding Virtual Link (VL). Finally the Deployment Manager on the Domain level collects and combines those data for the final elivering  to  the  ISONI  Gateway.  The  ISONI  SLA‐Manager  takes  a  special  role  in  this rocess because it only gets informed in case of an outage. dp 

 

  

Figure 11 ISONI monitoring message flow 

6.1.1. Clock synchronization architecture Each ISONI Node needs to have its own Stratum 0 clock. Redundant clocks per node are recommended as shown in Figure 12 as a possible solution to be carrier grade. It shows he  case  that  the  GPS  stratum  0  clock  is  distributed  via  node  internal  NTP  server owards inside the node located physical hosts.  tt 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

RMOS consortium 2008‐2009  page 42/57 

GPSreceiver

PrimaryNTP server

PH PH PH

SecondaryNTP server

GPSreceiver

IXBN

~100nsec

<< 1 msec

50µsec

ISONI Node A

Clock accuracy

IXBPHIXBPH IXBPH

GPSreceiver

PrimaryNTP server

PH PH PH

SecondaryNTP server

GPSreceiver

IXBN

~100nsec

<< 1 msec

50µsec

ISONI Node B

Clock accuracy

IXBPHIXBPH IXBPH

 

© ALUD and other partners of the I

Figure 12 ISONI clock architecture  ll  the modules responsible  for measurement creation must have  synchronized clocks ith an accuracy << 1 msec. 

Aw 

6.1.2. IXB The IX nerating the  low level measurements. This in

Bs (IXBN and IXBPH) are responsible  for ge

• cludes: Delay (segmented inter‐node, intra‐node) 

• Jitter (segmented inter‐node, intra‐node) • Bandwidth for each VL means related to individual VSN  

he  measurements  may  be  integrated  into  the  IXBs  itself  or  done  by  collocated  SW Tmodules.  The  inter‐node  measurements  are  done  for  all  configured  ISONI  paths  of  the  ISONI omain.  It  is  based on  the  same  information, which  is  used  for  the  correlation matrix dused on PMD as described in D7.2.1 [31].   In the case of the intra‐node measurements, these are established according to the node structure  and  intra‐node  specials. A  very  simple node may  just  report  fixed values by aking  estimations  from  another  time  according  to  the  performance  measurement 

o   p  mmeth dology (cha ter ).   nd  finally,  the  VL  related  measurements  and  bandwidth  usage  measurements 

5.1

Arespectively are established in conjunction with the deployment of a VL.   Each of the time interval reports are provided with an accurate time stamp. Inter‐node measurement  is  reported  to  the  PMN  using  the  ISONI  path  as  reference.  Intra‐node measurement is reported to the PMN using internal node references, if not fixed values are assumed as discussed above. And VL related bandwidth measurement is reported to the PMN using the VL as reference. 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

  

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 43/57 

6.1.3. ath Manager Node The PM

PN  is responsible  for collecting all  the network related measured data generated 

ithin the node. PMw N has to correlate the measured data of intra‐node connections and yments.  has to identify and map the data to corresponding individual VSN deplo

 The PMNs reports the measured values to the VSN corresponding DMs.  Any detected outages impact the availability report to the PMD by removing the related raction  of  failing  network  resources.  The  consequence  is  that  for  the  next  VSN eployment the outage is considered as decreased availability of network resources. fd 

6.1.4. Deployment Manager During VSN Instantiation process the DM factory instantiates a VSN specific DM instance for  the  requested  VSN.  This  request  namely  VSND  contains  the  monitoring  report ranularity  (multiple  of  1  sec)  and  enabling/disabling  monitoring  configuration  in grespect to each VL.  After the successful deployment of the VSN, this DM instance is responsible for the VSN over  the  lifetime  of  the  T‐SLA.  It  receives  the measured  data  from  all  involved  ISONI nodes  for  this  VSN  and  correlates  them.  Depending  on  the  monitoring  granularity requirements in the VSND the measured values are summed up for larger time intervals. After  the processing  is  completed  for  certain  time  slices,  a XML  formatted monitoring report is sent via ISONI Gateway to the FS. An example for network monitoring is given n i Annex A, whereas the data measuring for the computation and storage is described in D6.1.2 [28].   n addition the DM is also responsible to inform the SLA Manager about degradation and utages.  Io 

6.1.5. ISONI SLA‐Manager The  ISONI  SLA Manager  is  the  connection  point  to  components  from  the  Framework Services  and  the  component  inside  ISONI  that  is  treating  SLA‐specific  issues.  Outages and long‐term degradations that are identified by the Deployment Manager are reported to the SLA Manager, which in turn reports the violations to the Monitoring Service of the Framework  Services  depending  on  the  SLA  contract.  Not  all  outages  or  degradation leads  directly  to  an  SLA‐violation,  since  a  contract  usually  does  not  ensure  100% availability.  For  example  99,999  %  availability  would  allow  up  to  about  5  Minutes outage per year. The five‐nines are usually required from carrier grade systems, means e.g. HW of an ISONI node. Table 8 gives some examples of availabilities. But such a high availably  is not granted  for application services.  ISONI can give certain availability per VSN components, which means ISONI SC or VL. The availability of the entire application service depends on the amount of VSN elements and their VSN topology. Depending on 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 he availability given by  ISONI domain operator, an SLA violation  is  then raised, when he outage budget of the granted availability has been exceeded.  

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 44/57 

tt 

Table 8 Availability examples 

Availability %  Outage per year  Outage per month  Outage per day 95%  438 hours 36.5 hours 12 Minutes 98%  175.2 hours 14.6 hours 6 Minutes 99%  87.6 hours 7.3 hours 2.4 Minutes 

99.5%  43.8 hours 3.65 hours 36 Seconds 99.8%  17.52 hours 1.46 hours 14.4 Seconds 99.9%  8.76 hours 43.8 Minutes 7.2 Seconds 99.95%  4.38 hours 21.9 Minutes 3.6 Seconds 99.99%  52.56 Minutes 4.38 Minutes 0.72 Seconds 99.999%  5.256 Minutes 0.438 Minutes 0.072 Seconds 99.9999%  0.526 Minutes 0.0438 Minutes 0.0072 Seconds 

 Typical for HW in telecom environment are system availability of five‐nines (99.999%). Assuming  that  ISONI  nodes  ensure  five‐nine  carrier  grade  availability,  then  an application  distributed  over  several  nodes  cannot  reach  the  five  nines  anymore. Discussing availability is not in the scope of this document. It shall be just noticed, that an SLA violation  is  first  reported  to FS, when  the guaranteed availability of  the  entire VSN  cannot  be met.  This means  that  application  service  without  any  SLA  availability guarantees would not cause any SLA violation due to outages or degradations. 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 45/57 

6.2. Measurement configuration 6.2.1. Inter‐node measurement Inter‐node delay  and  jitter measurements  are performed permanently  independent of any  VSN  deployments.  Inter‐node measurements  are  based  on  the  same  information, which is used by IXB to setup VL connectivity between nods. As described in D7.2.1 this is  done  via  using  ISONI  path  configuration  as  used  in  correlation  matrix  on  Path Manager  Domain  level.  The  correlation matrix  represents  the  inter‐node  connectivity considering the allowed QoS classes for an ISONI path. Depending on the used transport network delay  and  jitter measurements  have  to  be  done per  each  possible  ISONI QoS class on this path as indicated in Figure 13 or by just one delay and jitter measurement per  ISONI  path.  Leased  lines  for  example  do  not  need  ISONI  QoS  class  individual measurements,  since  after  serialisation,  the  delay  and  jitter  will  not  alter  during ransfer.  Just  in  cases whereas  the  transport network would cause different delay and itter for different ISONI QoS class traffic it has to be measured individually. tj 

A B

CD

A1

A2

A3B1

B2

C2C1D1

D2

JitterDelayJitterDelayJitterDelayISONI paths

YYYYYYA3D1

YYNNNNA2D2

YYNNNNA2C2

NNYYYYA1B2

QoS class 3QoS class 2QoS class 1Node A

JitterDelayJitterDelayJitterDelayISONI paths

YYYYYYA3D1

YYNNNNA2D2

YYNNNNA2C2

NNYYYYA1B2

QoS class 3QoS class 2QoS class 1Node A

JitterDelayJitterDelayJitterDelayISONI paths

NNYYYYB2A1

YYYYYYB1C1

QoS class 3QoS class 2QoS class 1Node B

JitterDelayJitterDelayJitterDelayISONI paths

NNYYYYB2A1

YYYYYYB1C1

QoS class 3QoS class 2QoS class 1Node B

JitterDelayJitterDelayJitterDelayISONI paths

YYNNNNC2D2

YYNNNNC2A2

YYYYYYC1B1

QoS class 3QoS class 2QoS class 1Node C

JitterDelayJitterDelayJitterDelayISONI paths

YYNNNNC2D2

YYNNNNC2A2

YYYYYYC1B1

QoS class 3QoS class 2QoS class 1Node C

JitterDelayJitterDelayJitterDelayISONI paths

YYNNNND2C2

YYNNNND2A2

YYYYYYD1A3

QoS class 3QoS class 2QoS class 1Node D

JitterDelayJitterDelayJitterDelayISONI paths

YYNNNND2C2

YYNNNND2A2

YYYYYYD1A3

QoS class 3QoS class 2QoS class 1Node D

QoS‐C:1,2,3

QoS‐C:1,2

QoS‐C:3

QoS‐C:3

QoS‐C:1,2,3

Y: Yes - measuredN: No - Not measured

 Figure 13 Inter­node measurements (example) 

 Figure 13 shows an ISONI node infrastructure example consisting of 4 ISONI nodes A‐D.  Each of the nodes has some inter‐node interfaces (namely PathIDs) declared as Ax, Bx, Cx, Dx  . Each node holds an  ISONI path matrix  indicating which network path needs  to be measured. The  tables  indicate whether an  inter‐node measurement  is done  (Y) or not N). Affiliated to the PathIDs of an ISONI Path are the addresses needed for inter‐node easurements.  

(m 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

 ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 46/57 

6.2.2. Intra‐node measurement Intra‐node measurement  depends  on  structure  of  the  node  internally.  An  ISONI  node consisting of ATCA systems may organise the intra‐node measurements differently from an  ISONI node  consisting  of  individual  systems.  ISONI  architecture  leaves  it  up  to  the ISONI  node manufacturer,  how  all  the  node‐internal measurement  and  supervision  is realized. It is required that an ISONI node will provide diagnostically conclusive values for bandwidth, delay and jitter for intra‐node VL connections. 

6.3. Measurement reference architecture 6.3.1. Inter‐node measurement architecture Figure 14 visualises the abstract inter‐node measurement architecture model following the ITU‐T G.800 syntax [13]. G.800 syntax has been specified for having a more generally applicable  model  for  transport  (infrastructure)  networks  covering  connectionless, connection‐oriented and circuit switched network modes means a unified architecture model. (Figure 15 introduces some symbols, for detail refer the standard G.800 series) It consists of inter‐node OWD and OWJ bi‐directional measurements injecting at the ISONI path multiplexing level (means intrusive measurement). Besides that, it shows the VMU related  bandwidth  measurement.  Abstract  model  is  independent  of  realization  or mplementation, but it pose as a good guideline for implementation and as a model for perational maintenance of an ISONI domain. io 

©

Inter-NodemeasurementOWD, OWJ

Inter-Nodemeasurement

OWD, OWJ

ISONI QoS Overlay Adaption

Inter-nodeConnectivity

(tunnels)

Intra-node

IXB Node

IXB PH IXB PH

IXB Node

IXB PH IXB PH

ISONI path= (x,y)

AP AP

ISONI inter-node connectivity

VMU VMU VMUVMU VMU

Virtual Link (VL)

VMU

PathID=x PathID=y

OW

D,

OW

J

OW

D,

OW

J

VMU relatedmeasurementUsed outgoing

bandwidth per VL

 

  

Figure 14 Inter­node measurement (abstract view) 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 47/57 

AP

CP

server layer connection

server trail

TCP

Adaptation functionSource function examples:•bit scrambling•encoding•framing•encapsulation•bit‐rate adaptation•multiplexing, inverse multiplexing•…Sink function examples:•Descrambling, decoding, deframing, decapsulation•bit‐rate adaptation•demultiplexing•timing recovery•…

Source   Sink            bi‐directional

Trail Termination functionssource termination function:•generates error check code •…sink termination function:•detects misconnections•detects loss of signal, loss of framing•detects code violations and/or bit errors•monitors performance•…

CP: Connection PointAP: Access PointTCP: Termination Connection Point

 

 Figure 15 G.800 series unified model 

6.3.2. Intra‐node measurement architecture If a node has to continuously make intra‐node measurements, it has to take the intrusive traffic  overhead  into  account,  which  reduces  the  available  bandwidth  in  the  node.  Figure 16 visualises the abstract inter‐node measurement architecture model following the  ITU‐T  G.800  [13]  syntax.  It  consists  of  intra‐node  OWD  and  OWJ  bi‐directional easurements  injecting  at  the  node  internal  path multiplexing  level  (means  intrusive easurement).  

mm  

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 48/57 

Intra-Nodemeasurement-Delay- Jitter

Intra-Nodemeasurement

-Delay- Jitter

Intra-nodeConnectivity

IXB PH IXB PH

AP AP

ISONI intra-node connectivity

VMU VMU VMU

Virtual Link (VL)

VMU VMU VMUVMU related

measurementUsed outgoing

bandwidth per VL

 

 Figure 16 Intra­node Measurements (abstract view) 

6.4. Outage detection (network) Figure  17  visualises  the  abstract  health  supervision  architecture model  following  the TU‐T  G.800 Ir 

[13]  syntax.  It  consists  of  outage  detections  of  each  trail  termination epresented as a triangle (G.800 syntax).  

Virtual IP

GRETunnel

Virtualized VMU network interface

IPIntra-node

and

Transport interface Supervision

-Loss of signal-Loss of framing-AIS, RDI signals-Dark fiber- …

Physical

Ethernet

IXB PHVMU IXB Node

ISONI path= (x,y)

Virtual Link

Protection switch(optional)

Intra-node measurementOutage detectionIXBPH - IXBN

Inter-node measurementOutage detectionIXBN - IXBN

optional

 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 49/57 

Figure 17 Outage measurement detailed (abstract view)  

s  to  be  supervised  using  an  outage  hierarchy  to  be  able  to Each  topology  level  needlocalizeThe ou

 the outage and to hide also node internals. 

•  paths tages are detected: Between ISONI Nodes by considering all possible network

• Between IXBs inside a node (between all IXBPH and IXBN)  The  ISONI  network  outage  detection  supervises  the  network  inter‐node  connectivity among IXBs within an ISONI domain. Any network outage or degradation is notified by Resource Availability Reporting  to  the  PMD.  The  outage  detection  is  supplemented  by “vertical”  outage  recognition  from  lower  layers  of  the  transport  interface  wherever applicable (trail termination – represented as triangle in the model ‐ Figure 17). Outage etection between VMUs peer2peer is so far not required. This is up to the application dlevel inside the VMU, which means that it is transparent for ISONI.  If  for  aescalat

ny  reason  a  VL  of  a  deployed  running  VSN  is  impacted,  then  the  following ion procedure will be triggered: 

• For VL with pre‐configured spare path, the traffic will be switched to spare path. (node internal mechanism) 

• For longer outages, the related DMs of the impacted VL are informed. Then it  is up  to  the  DMs  to  initiate  further  recovery/failover  processes  as  described  in D6.2.1. [29]. 

 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 50/57 

7. Conclusion This document has shown the general IRMOS monitoring aspects and outage detection methods  in  relation  to  the  networking  infrastructure  resources.  In  this  first  stage deliverable the main focus has been given to the monitoring architecture and the inter‐node measurements. Intra‐node measurements are node specific and their realization is part of the implementation of such an ISONI node. An ISONI node consisting of ATCA can realize  the measurements  differently  than  an  ISONI  node  consisting  of  individual  PCs connected via a LAN. Special attention has been given to create measurement and monitoring functions that fit the existing management middleware by sustaining the node level autonomy, further attention  has  been  given  to  measurements  causing  as  little  intrusion  as  possible avoiding  impact on deployed VLs and minimizing  the measurement  network  resource overhead by doing measurements in a segmented fashion, this is  important to create a scalable solution. In  respect  to  outage  detection  the  abstract  architecture  has  been  modelled  and  the mpact on  the availability  reporting of  ISONI has been understood. Further details are iintended to be included in the next deliverable.  The  next  stage  deliverable  D7.4.2  (05/2010)  will  add  more  details  about  intra‐node unctions  in  respect  to  monitoring  and  heath  supervision  and  means  for  outage reatment. ft 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD 7  and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 51/5

8. ferences  cs.  University  College  London,  2003 

Re[1] QoS,  Yee‐Ting  Li.  High  Energy  Physi

http://www.hep.ucl.ac.uk/~ytl/qos/index.html 

w tching[2] Multi Protocol Label Switching (MPLS),   

http://en.wikipedia.org/wiki/Multiprotocol_Label_S i  [3] IETF  ulti abe g Working GrM protocol L l Switchin oup,   

http://tools.ietf.org/wg/mpls/     [4] MPLS Network Reliance  and  Recovery,  Rick  Gallaher, 

http://www.convergedigest.com/tutorials/mpls4/page1.htm  n[5] IETF,  RFC3393,  IP  Packet  Delay  Variatio   Metric  for  IP  Performance  Metrics 

(IPPM), C. Demichelis, P. Chimento, November 2002  skas,  [6] IETF,  RFC2679,  A  One‐way Delay Metric  for  IPPM,  S.  Kalidindi, M.  Zekau

bSeptember 1999 

[7] IETF, RFC 1191, Path MTU Discovery,  J. Mogul, S. Deering,Novem er 1990  S)‐based [8] RFC  3469:  Framework  for  Multi‐Protocol  Label  Switching  (MPL

y  

Recover[9] IEEE Std 802.3‐2008, Local and metropolitan area networks (Ethernet)

dia  article, [10] Simple  Network  Management  Protocol,  Wikipehttp://en.wikipedia.org/wiki/Simple_Network_Management_Protocol 

[11] Netfow, Wikipedia article,  http://en.wikipedia.org/wiki/Netflow ce

s [12] ITU‐T Y.1541 (02/2006) Network performance objectives for IP‐based servi[13] ITU‐T G.800(09/2007), Unified functional architecture of transport network

[14] http://www.ecse.rpi.edu/Homepages/shivkuma/teaching/sp2001/ip2001‐Lecture14‐6pp.pdf 

_id=146364&page_number=2. [15] http://www.lightreading.com/document.asp?doc

A Guide to PBT/PBB‐TE 

[16] http://en.wikipedia.org/wiki/Quality_of_service [17] http://www.pipelinepub.com/0607/pdf/NetScout_appnote_MPLS.pdf. 

Monitoring  Performance  in  MPLS  Networks  from  the  Service  Provider Perspective 

[18] A. Farrel,  S. Abeck et al. Network Management, know  it all. Morgan Kaufmann Publishers,2009 

, [19] IBM  redbook:  IBM  System  Storage  N  series:  An  iSCSI  Performance  OverviewAlex Osuna, Gary R Nunn, Toby Creek, 2007, http://ibm.com/redbooks 

[20] ITU‐T Y.1541(02/2006), Network performance objectives for IP‐based services  T e M

[21] Sting:  a  CP‐based N twork  easurement Tool,  Stefan Savage, Department of 

Computer Science and Engineering, University of Washington, Seattl Passive end  p

 A. [22]   end‐to‐ acket  loss  estimation  for  GRID  traffic  monitoring, 

A. Papadogiannakis, Kapravelos, M. Polychronakis, E. P. Markatos  IRMOS D2.3.1

08 [23]  Project,    State of the Art on IRMOS technologies, NTUA and other 

partners, July 20 IRMOS       p[24]   Project D3.1.2 IRMOS Overall  Architecture, NTUA  and other artners, 

February 2009 [25] IRMOS  Project D4.1.1,  Definition  and  implementation  of  the  three  scenarios 

and its real time requirements, TSG (GVG) and other partners, February 2009 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4 ion of Path sion Architecture .1 Initial vers supervi

  IRMOS .1, Int r IR G

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 52/57 

[26]  Project D4.2 e face Definition to the  MOS SOI,  ILABS and other partners, June 2009 

[27] IRMOS  Project  D6.1.1  Formal  description  language  for  application require f  Exe Sments  o cution  Environment,  U TUTT  and  other  partners, November 2008 

IRMOS D6.1.2[28]   Project    Prototype  of  Execution  Environment  (limited  feature set), USTUTT and other partners, planned November 2009 

IRMOS mce, U

[29]  Project D6.2.1 Initial version of Life migration mechanis , Redundancy and Fault Toleran STUTT and other partners, May 2009  

IRMOS  [30]  Project D7.1.1 ISONI addressing schemes, USTUTT and other partners, November 2008 

IRMOS[31]  Project, D7.2.1 Initial version of Path Manager: Architecture, ALUD and other partners, May 2009 

P D  [32] IRMOS  roject,  7.3.1, Initial version of Flow Control Architecture, ALUD and other partners, August 2009 

ber  2008, [33] IRMOS  Project  ISONI  Whitepaper,  ALUD  and  USTUTT,  Septemhttp://www.irmosproject.eu/Publications/  

.uk/support/ntp‐time‐serve[34] r‐accuracy.htmhttp://www.timetools.co  [35] arters/ntp‐charter.htmlhttp://www.ietf.org/html.ch  [36] http://www.ijs.si/time/ [37] http://www.timetools.co.uk [38] http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1236736&coll=GUIDE&dl=GUIDE 

y[39] http://en.wikipedia.org/wiki/Best_effort_deliver   a /[40] Apache Synapse, The Apache Software Foundation, http://syn pse.apache.org ,  

[41] http://www.linuxfoundation.org/en/Net:Netem 42] OASIS  Web  Services  Notification,  Organization  for  the  Advancement  of 

Structured Information Standards [

 

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 53/57 

Annex A. Monitoring example 

A.1. Monitoring XML Schema 

 

 N 

Figure 18 Monitoring XML Shema 

ote: The Long Time Storage QoS monitoring parameter are not yet specified. 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <xs:schema xmlns="http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/Monitoring" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" targetNamespace="http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/Monitoring" elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified"> <xs:element name="ISONI_Domain_Monitoring_Report"> <xs:annotation> <xs:documentation>Monitoring report to IRMOS FS</xs:documentation> </xs:annotation> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="T-SLA_reference" type="xs:string"/> <xs:element name="OWL_VSN_Individual_ID" type="xs:string"/> <xs:element name="Date" type="xs:date"/> <xs:element name="TimeGranularity_sec" type="xs:unsignedInt" default="1"/> <xs:element name="ReportIntervall" maxOccurs="unbounded"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="Timestamp" type="xs:time"/> <xs:element name="VL_report" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="OWL_edge_individual_ID" type="xs:string"/> <xs:element name="Forward"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="Avg_used_Bandwidth_kbps" type="xs:unsignedInt"/>

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 54/57 

<xs:element name="Avg_Delay_msec" type="xs:unsignedInt"/> <xs:element name="Avg_Jitter_msec" type="xs:unsignedInt" minOccurs="0"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="Backward"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="Avg_used_Bandwidth_kbps" type="xs:unsignedInt"/> <xs:element name="Avg_Delay_msec" type="xs:unsignedInt"/> <xs:element name="Avg_Jitter_msec" type="xs:unsignedInt" minOccurs="0"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="SC_report" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="OWL_vertex_individual_ID" type="xs:string"/> <xs:choice> <xs:element name="EE"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="CPU_load"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:decimal"> <xs:minInclusive value="0"/> <xs:maxInclusive value="100"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element> <xs:element name="Phys_RAM"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:decimal"> <xs:minInclusive value="0"/> <xs:maxInclusive value="100"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element> <xs:element name="Used_volatile_storage"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:decimal"> <xs:minInclusive value="0"/> <xs:maxInclusive value="100"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> <xs:element name="LTS"> <xs:complexType> <xs:sequence> <xs:element name="Used_LTS_storage"> <xs:simpleType> <xs:restriction base="xs:decimal"> <xs:minInclusive value="0"/> <xs:maxInclusive value="100"/> </xs:restriction> </xs:simpleType> </xs:element> <xs:any namespace="##other" minOccurs="0"/> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> </xs:choice> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element>

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 55/57 

</xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> </xs:schema>

  

A.2. Dust busting example As an example  the  following monitoring example has been generated based on a dust usting scenario generated during IRMOS project.

?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> >

b <<!-- edited Alcatel-Lucent (T. Voith)--<!-- one monitoring 1sec report--> <ISONI_Domain_Monitoring_Report xmlns="http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/Monitoring"

N_Individual_ID>

mos.rus.uni-OWL_edge_individual_ID>

Bandwidth_kbps>65879</Avg_used_Bandwidth_kbps>

ndividual_ID>http://irmos.rus.uni-L_edge_individual_ID>

Bandwidth_kbps>45246</Avg_used_Bandwidth_kbps>

dividual_ID>http://irmos.rus.uni-ge_individual_ID>

Bandwidth_kbps>46987</Avg_used_Bandwidth_kbps>

ndividual_ID>http://irmos.rus.uni-_individual_ID>

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/Monitoring Isoni_monitoring_report.xsd"> <T-SLA_reference>T-SLA reference</T-SLA_reference> <OWL_VSN_Individual_ID>http://irmos.rus.uni-

</OWL_VSstuttgart.de/DustBustingVSN.owl#DustBustingVSN <Date>2009-07-13</Date>

imeGranularity_sec> <TimeGranularity_sec>1</T <ReportIntervall>

00.0Z</Timestamp> <Timestamp>14:20: <VL_report>

ndividual_ID>http://ir <OWL_edge_istuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Controller2Gateway</ <Forward>

_Bandwidth_kbps>24798</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_used <Avg_Delay_msec>12</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward> <Avg_used_ <Avg_Delay_msec>15</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report> <OWL_edge_istuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Controller2Video</OW <Forward>

_Bandwidth_kbps>45678</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_used <Avg_Delay_msec>15</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward> <Avg_used_ <Avg_Delay_msec>20</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report>

in <OWL_edge_stuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Dust2Storage</OWL_ed <Forward>

d_Bandwidth_kbps>35678</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_use <Avg_Delay_msec>24</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward> <Avg_used_ <Avg_Delay_msec>26</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report> <OWL_edge_istuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Dust2Video</OWL_edge <Forward>

_Bandwidth_kbps>35879</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_used <Avg_Delay_msec>26</Avg_Delay_msec>

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 56/57 

ndividual_ID>http://irmos.rus.uni-OWL_edge_individual_ID>

Bandwidth_kbps>6523</Avg_used_Bandwidth_kbps>

ndividual_ID>http://irmos.rus.uni-L_edge_individual_ID>

</Forward> <Backward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>3467</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>30</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report> <OWL_edge_istuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Gateway2Controller</ <Forward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>35467</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>45</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>56342</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>47</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report> <OWL_edge_individual_ID>http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Gateway2Video</OWL_edge_individual_ID> <Forward>

_Bandwidth_kbps>25768</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_used <Avg_Delay_msec>21</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>645</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>23</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report> <OWL_edge_individual_ID>http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Storage2Dust</OWL_edge_individual_ID> <Forward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>34789</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>23</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward> <Avg_used_ <Avg_Delay_msec>23</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report> <OWL_edge_individual_ID>http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Video2Buster</OWL_edge_individual_ID> <Forward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>98756</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>25</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>76345</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>26</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report> <OWL_edge_istuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Video2Controller</OW <Forward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>2367</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>32</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward> <Avg_used_Bandwidth_kbps>465</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>34</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <VL_report> <OWL_edge_individual_ID>http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/DustBustingVSN.owl#Video2Gateway</OWL_edge_individual_ID> <Forward>

_Bandwidth_kbps>98678</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_used <Avg_Delay_msec>24</Avg_Delay_msec> </Forward> <Backward>

IRMOS IRMOS_WP7_D7_4_1_PU_ALUD_v1_0

Interactive Realtime Multimedia Applications on Service Oriented Infrastructures Created on 30/11/2009

D7.4.1 Initial version of Path supervision Architecture

 

© ALUD and other partners of the IRMOS consortium 2008‐2009  page 57/57 

_individual_ID>http://irmos.rus.uni-/OWL_vertex_individual_ID>

_individual_ID>http://irmos.rus.uni-rtex_individual_ID>

l> ing_Report>

<Avg_used_Bandwidth_kbps>87345</Avg_used_Bandwidth_kbps> <Avg_Delay_msec>26</Avg_Delay_msec> </Backward> </VL_report> <SC_report> <OWL_vertexstuttgart.de/DustBustingVSN.owl#ApplicationController< <EE>

_load>57</CPU_load> <CPU <Phys_RAM>100</Phys_RAM> <Used_volatile_storage>25</Used_volatile_storage> </EE> </SC_report> <SC_report> <OWL_vertex_individual_ID>http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/DustBustingVSN.owl#DustBuster</OWL_vertex_individual_ID> <EE> <CPU_load>62</CPU_load> <Phys_RAM>100</Phys_RAM> <Used_volatile_storage>75</Used_volatile_storage> </EE>

rt> </SC_repo <SC_report> <OWL_vertexstuttgart.de/DustBustingVSN.owl#VideoIngestion</OWL_ve <EE> <CPU_load>88</CPU_load> <Phys_RAM>100</Phys_RAM> <Used_volatile_storage>66</Used_volatile_storage> </EE> </SC_report> <SC_report> <OWL_vertex_individual_ID>http://irmos.rus.uni-stuttgart.de/DustBustingVSN.owl#LongTermStorage</OWL_vertex_individual_ID> <LTS> <Used_LTS_storage>35</Used_LTS_storage> </LTS>

t> </SC_repor < </ReportInterval/ISONI_Domain_Monitor