IPv6 ağlarında gerçek zamanlı uygulamalara ait paketlerin hedef ağ parametrelerine göre önceliklendirilmesi

Abstract

İnternet mimarisinin ilk oluşmaya başladığı yıllarda ilk ve önemli amaç, verilerin paket anahtarlamalı ağlar üzerinden iletilmesiydi. Günümüzde internet teknolojisinin gelişmesiyle VOIP, IPTV ve video konferans gibi gerçek zamanlı uygulamalar arttıkça bu mimari yetersiz gelmeye başlamış ve servislerin ihtiyaç duyduğu QoS desteği için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Ancak bu geliştirilen servislerin çoğu sadece tanımlı oldukları ağ içerisinde bu desteği kısmen verebilmiş uçtan-uca bir destek sağlayamamıştır. Ses ve video gibi gerçek zamanlı servisler zaman duyarlı oldukları için bu servislerin kalitesini etkileyen en önemli faktör gecikmedir. Gecikme değerlerinin iyileştirilmesi servis kalitesini arttıracaktır. IPv6 ise başlığında bulundurmuş olduğu Akış Etiketi alanı ile yeni bir yaklaşım getirmiştir. Ancak, bu alanın kullanımıyla ilgili kesin kurallar tanımlanmamıştır. Bu alanın kullanımı ile ilgili sadece yaklaşımlar mevcuttur. Bu çalışma, ses ile video servislerin ve kullanıcıların ihtiyaç duyduğu uçta-uca servis kalitesinin sağlanması amacı ile gerçek zamanlı uygulamalara ait hedef ağın yönlendirme protokol metrik değerini bir önceliklendirme parametresi olarak kullanarak bir önceliklendirme modeli önermektedir. Önceliklendirme değerinin uçtan-uca taşınması için IPv6 Akış Etiketi alanı kullanılmıştır. Bunun için Akış Etiketi alanının yeni bir kullanım önerisi yapılmıştır ve öncelik tabanlı bir tampon bellek ve kuyruk modeli önerilmiştir. Tasarlanan önceliklendirme modeli dört farklı senaryo üzerinde uygulanmış ve gerçek zamanlı uygulamalara ait veri paketlerinin gecikme değerleri üzerinde 13ms ile 40ms arasında bir iyileştirme gözlenmiştir. Bu değerler de %9,92 ile %35,13 arasında bir iyileştirme oranına karşılık gelmektedir.

The first and most important goal in the years when internet architecture started to occur was to transmit the data over packet-switched networks. As real-time applications such as VOIP, IPTV and video conferencing increase with the development of internet technology today, this architecture has become insufficient and various methods have been developed for QoS support those services need. However, most of these developed services were only able to provide this support only partially in the network in which they were defined. These technologies could not provide end-to-end support. Since real-time services are time sensitive, the most important factor affecting the quality of these services is delay. Improving delay values will increase service quality. IPv6, on the other hand, has brought a new approach with its Flow Label field. However, the exact rules for the use of this area are not defined. There are only approaches to the use of this area. This study proposes a prioritization model by using the routing protocol metric value of the destination network of the real-time applications as a prioritization parameter to provide end-to-end service quality required by the services and users. The IPv6 Flow Label field is used to move the prioritization value from end to end. For this, a new usage suggestion of the Flow Label field has been made and a priority-based buffer and queue model has been proposed. The designed prioritization model has been applied on four different scenarios and improvement of 13ms to 40ms has been observed on the delay values of data packets of real-time applications. These values also correspond to an improvement rate between 9.92% and 35.13%.