CALIDAD DE SERVICIOS QoS

CALIDAD DE SERVICIOS QoS

1. Que es calidad de servicio y sus características principales.

Calidad de servicio (QoS, Quality of Service) se refiere a la capacidad de una red de proporcionar servicio preferencial al tráfico de la red seleccionado. El objetivo principal de QoS es proporcionar prioridad, incluyendo ancho de banda dedicado, latencia, fluctuaciones controladas y menor pérdida de paquetes.

Al crear las políticas de QoS para una organización, es importante enfocarse en el tipo de tráfico que necesita tratamiento preferencial. Los diseñadores de red deben considerar de qué manera los problemas de QoS afectan no sólo a los dispositivos de una red, sino también a las aplicaciones que utilizan la red.

Los usuarios perciben la calidad del servicio según dos criterios:

• La velocidad con la que la red reacciona a sus solicitudes

• La disponibilidad de las aplicaciones que desean usar

QoS permite controlar estos aspectos para los flujos de tráfico dentro de la infraestructura de la red y para las aplicaciones que utilizan la red.

Algunos de los dispositivos Cisco, como los routers, cuentan con mecanismos de QoS incorporados.

2. Características de los modelos QoS.

Best-Effort

Este modelo es el más sencillo. Es un modelo simple de servicio, en el cual, una aplicación envía información cuando ella lo desea, en cualquier cantidad, sin ningún permiso requerido y sin informar previamente a la red. Es decir, simplemente este modelo quiere decir que no se aplica calidad en el servicio al tráfico. Además, este modelo no asegura tasa de transferencia, retraso o fiabilidad. Por último, utiliza el modelo de cola FIFO (First In First Out) para sus transmisiones.

Decimos que una red o un proveedor ofrece calidad en el servicio cuando se garantiza el valor de uno o varios de los parámetros que definen esta calidad. Si el proveedor no se compromete en ningún parámetro decimos que lo que ofrece es un servicio “best-effort”. TCP/IP fue diseñado para dar un servicio best-effort también. Existen aplicaciones que no pueden funcionan en redes congestionadas con best-effort, por ejemplo, la videoconferencia o VoIP.

Beneficios:

• El modelo tiene una escalabilidad prácticamente ilimitada. La única manera de llegar a los límites de escalabilidad es llegar a los límites de ancho de banda, en cuyo caso todo el tráfico se ve igualmente afectado.

• No es necesario emplear mecanismos de QoS especial para utilizar el modelo best-effort. Ademas de que es el más fácil y rápido de implementar.

Desventajas:

• No hay garantías de entrega. Los paquetes llegarán siempre que puedan y en cualquier orden posible, si es que llegan todos.

• No hay paquetes que tengan un trato preferencial. Los datos importantes se tratan del mismo modo casual que el e-mail se trata.

IntServ (Integrated Services)

Este modelo se basa en la idea de reserva de recursos en la red por flujos. Un flujo es una cadena de paquetes que fluyen por la red desde una aplicación en una computadora origen hasta una aplicación en una computadora destino. Para cada flujo entrante se definen los recursos (ancho de banda, retardo, etc.) que serán necesarios para este flujo. La reserva de recursos debe establecerse previamente en cada uno de los routers que forman parte del camino entre el origen y el destino. Cada nodo en el camino indica si puede asegurar la reserva y mantiene una tabla con el estado de la reserva por flujo.

La principal limitación de este modelo es la gran cantidad de información que debe almacenar cada nodo, provocando que la solución no sea aplicable en situaciones con gran cantidad de flujos entre usuarios finales.

Además la señalización de extremo a extremo, IntServ requiere de varias funciones, a fin de estar disponibles en los routers y switches a lo largo de la ruta de red. Estas funciones son las siguientes:

 Control de acceso: Control de acceso determina si un nuevo flujo solicitado por los usuarios o los sistemas se puede conceder con la calidad de servicio requerido, sin afectar las reservas existentes a fin de garantizar QoS de extremo a extremo. Control de acceso garantiza que los recursos estén disponibles antes de permitir una reservación.

 Clasificación: Supone el uso de un descriptor de tráfico para categorizar un paquete dentro de un grupo específico, para definir ese paquete y hacer posible el manejo de QoS en la red. La clasificación es fundamental para las técnicas de políticas que los paquetes utilizan antes de seleccionar los diferentes tipos de servicio QoS.

 Politicas: Toma la acción, incluido el posible descarte de paquetes, cuando el tráfico no se ajusta a sus características especificadas. Las politicas son definidas por los parámetros de velocidad y promedio, así como por las acciones en el perfil y fuera del tráfico de perfil.

 De cola: La cola acomoda la congestión temporal, en una interfaz de un dispositivo de red mediante el almacenamiento de los paquetes excesivos, hasta que se tenga el acceso al ancho de banda disponible.

 Programación: Un componente de calidad de servicio, el programador de calidad de servicio, negocia solicitudes simultáneas de acceso a la red y determina que la cola es la prioridad principal. IntServ utiliza la programación de round robin. La programación de Round Robin es un enfoque de tiempo compartido en el que el programador le da una porción de tiempo breve para cada puesto de trabajo antes de pasar a la siguiente tarea. De esta manera, todas las tareas se ejecutan, poco a poco, de forma controlada. La programación de paquetes debe de cumplir con la reservación de colas y la programación de paquetes para su transmisión.

Beneficios:

• IntServ apoya el control de admisión que permite que le permite a una red rechazar o rebajar nuevas sesiones RSVP si una de las interfaces en el camino ha llegado al límite (esto es, si todo el ancho de banda que puede ser reservado es reservado).

• RSVP señales de peticiones de QoS para cada flujo individual. En la solicitud, se envía el usuario autorizado (objeto de la autorización) y la política de tráfico necesarios (objeto de la política). La red puede ofrecer garantías a estos flujos individuales.

• RSVP informa a los dispositivos de red de los parámetros de flujo (las direcciones IP y números de puerto). Algunas aplicaciones utilizan números de puertos dinámicos, tales como las aplicaciones basadas en H.323, lo que puede ser difícil para los dispositivos de red a reconocer. La Red de aplicaciones basada en el reconocimiento (NBAR) es un mecanismo que complementa RSVP para las aplicaciones que utilice los números de puertos dinámicos.

Desventajas:

• No es continua, porque la señalización de la arquitectura de RSVP con estado que se suma a la sobrecarga de ancho de banda. RSVP sigue la señalización para toda la duración del flujo. Si los cambios de red, o los vínculos de enrutamiento y la convergencia no se produce, la red puede no ser capaz de soportar la reservación.

• El flujo de enfoque no es escalable para implementaciones de gran tamaño, como la Internet pública, porque en el RSVP se lleva registro de cada flujo individual. Esta circunstancia hace la señalización de extremo a extremo difícil. Una posible solución es combinar IntServ con los elementos del modelo DiffServ para proporcionar la escalabilidad necesaria.

DiffServ (Differentiated Services)

Differentiated Services es un protocolo de QoS propuesto por IETF [RFC 2475 y RFC 2474] que permite distinguir diferentes clases de servicio marcando los paquetes. Consiste en un método para marcar o etiquetar paquetes, permitiendo a los routers modificar su comportamiento de envío. Cada tipo de etiqueta representa un determinado tipo de QoS y el tráfico con la misma etiqueta se trata de la misma forma.

DiffServ fue desarrollada en respuesta a la necesidad de métodos toscos pero simples de proveer diferentes niveles de servicio para el tráfico de internet y para soportar diferentes tipos de aplicaciones y negocios específicos.

Los conceptos clave de DiffServ se pueden resumir de la siguiente forma:

 Toma ventaja de las propiedades escalables de las herramientas QoS basadas en clases para diferencias entre tipos de paquetes, con la meta de “diferenciar servicios en Internet”.

 En una red simple, los paquetes deberían ser marcados al ingreso a un punto dentro de la red, con otros dispositivos realizando elecciones QoS basados en el campo marcado.

 El campo marcado estará en el encabezado IP y no en el encabezado de la capa de enlace de datos, ya que el encabezado IP permanece a lo largo de toda la red.

 Entre redes, los paquetes pueden ser reclasificados y remarcados al ingresar dentro de otra red.

 Para facilitar el marcado, el encabezado IP ha sido redefinido al incluir un campo de 6 bits llamado DSCP, el cual permite 64 clasificaciones diferentes.

 Aparte de las estrategias generales de QoS, DiffServ realmente provee dos características claves adicionales: el campo DSCP y algunas sugerencias de cómo usar este campo.

Beneficios:

• Altamente escalable

• Muchos niveles de calidad posible

Desventajas:

• No hay garantía absoluta de servicio

• Requiere un conjunto de mecanismos complejos

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