PDF de programación - Calidad de servicio en redes IP

Imágen de pdf Calidad de servicio en redes IP

Calidad de servicio en redes IPgráfica de visualizaciones

Publicado el 31 de Marzo del 2020
508 visualizaciones desde el 31 de Marzo del 2020
82,7 KB
12 paginas
Creado hace 20a (13/03/2000)
CALIDAD DE SERVICIO EN REDES IP

CALIDAD DE SERVICIO EN REDES IP

1210

Sobre los problemas de calidad de servicio en la redes IP; los umbrales de QoS definidos, las

herramientas disponibles para hacerlo posible y protocolos necesarios para servicios de tiempo-real.



1- CALIDAD DE SERVICIO QoS (Quality of Service)

1.1- LOS PROBLEMAS

Se entiende por calidad de servicio la posibilidad de asegurar una tasa de datos en la red (ancho de banda), un retardo y una
variación de retardo (jitter) acotados a valores contratados con el cliente. En las redes Frame Relay o ATM la calidad de
servicio se garantiza mediante un contrato de CIR (Commitated Information Rate) con el usuario. Para disponer de una
calidad de servicio aceptable en redes soportadas en protocolo IP se han diseñado herramientas a medida como ser los
protocolos de tiempo-real RTP y de reservación RSVP. Por otro lado, un problema evidente es que cuando se soporta un
servicio de voz sobre IP (VoIP) por ejemplo, los paquetes son cortos y el encabezado es largo comparativamente. En este
caso se requiere un encabezado reducido y un proceso de fragmentación e intercalado LFI. Mediante QoS (Quality os
Service) se tiende a preservar los datos con estas características.

Los servicios tradicionales de la red Internet (SMTP o FTP) disponen de una calidad denominada "best effort"; es decir que
la red ofrece el mejor esfuerzo posible para satisfacer los retardos mínimos; lo cual no es mucho pero es suficiente para
servicios que no requieren tiempo-real como el web. Para servicios del tipo "real-time" (voz y vídeo) se requiere una latencia
mínima.

LATENCIA-JITTER. Se denomina latencia a la suma de los retardos en la red. Los retardos están constituidos por el
retardo de propagación y el de transmisión (dependiente del tamaño del paquete), el retardo por el procesamiento "store-and-
forward" (debido a que los switch o router emiten el paquete luego de haber sido recibido completamente en una memoria
buffer) y el retardo de procesamiento (necesario para reconocimiento de encabezado, errores, direcciones, etc). Un tiempo de
latencia variable se define como jitter (fluctuación de retardo) sobre los datos de recepción.

La solución al jitter es guardar los datos en memorias buffer, lo cual introduce un retardo aun mayor. Se han implementado
diversas formas de buffer garantizados mediante software:
-Cola prioritaria: donde el administrador de la red define varios niveles (hasta 4) de prioridad de tráfico.
-Cola definida: donde el administrador reserva un ancho de banda para cada tipo de protocolo específico.
-Cola ponderada: mediante un algoritmo se identifica cada tipo de tráfico priorizando el de bajo ancho de banda. Esto
permite estabilizar la red en los momentos de congestión.

1.2- VARIANTES DE SERVICIOS.

Los servicios de datos y multimediales tienen distintos requerimientos de calidad referido a latencia y jitter. Para satisfacer
los requerimientos de calidad se acude al manejo de las colas de paquetes, la reservación de ancho de banda y la gestión del
tráfico. Para obtener estos objetivos en diversos ámbitos se han definido variantes de servicios.

En La Tabla 01 se encuentran las siguientes variantes de servicios: clase de servicio en redes LAN, tipo de servicio sobre
protocolo IP y calidad de servicio sobre redes IP. Por otro lado se han definido las características de la calidad de servicio
que se entregan en la misma Tabla: servicio garantizado (mediante reservación de nacho de banda), diferenciado (mediante
prioridad de tráfico) y el "mejor esfuerzo".


1210-(1)

CALIDAD DE SERVICIO EN REDES IP


-CoS

.IEEE 802.1p

.IEEE 802.1Q
.IEEE 802.3x

.IEEE 802.1D

-ToS

-QoS



Guaranteed

Differentiared

Best-effort.

Tabla 01. Calidad de servicio: variantes y clasificación.

VARIANTES EN CAPA 2, 3 y 4
-(Class of Service). CoS se logra mediante 3 bits que se ingresan en un campo adicional de 4 Bytes
(etiqueta denominada Tag o Label) dentro del protocolo MAC. Estos 3 bits permiten definir prioridades
desde 0 (máxima) a 7 (mínima) y ajustar un umbral en el buffer de entrada y salida del switch LAN para
la descarga de paquetes. Para más detalles ver el servicio VLAN que es soportado por esta versión de
funcionamiento para servicios de capa 2. Se ocupa la IEEE 802.x en los siguientes standard.
-Determina el uso de un Tag en el encabezado de MAC con 3 bits de precedencia. Se define el
protocolo para registración de CoS GARP (Generic Attribute Registration Protocol). Las aplicaciones
específicas del GARP son la registración de direcciones multicast GMRP (Multicast GARP) y de
usuarios VLAN con protocolo GVRP (LAN GARP).
-Servicio VLAN para realizar enlaces troncales punto-a-punto en una red de switch.
-Este standard examina el control de flujo en enlaces Ethernet del tipo full-dúplex. Se aplica en enlaces
punto-a-punto (Fast y Gigabit Ethernet). Si existe congestión se emite hacia atrás un paquete llamado
"pause frame" que detiene la emisión por un período de tiempo determinado. Una trama denominada
"time-to-wait zero" permite reiniciar la emisión de paquetes.
-Define el protocolo STP (Spanning-Tree Protocol). Se diseñó para permitir que en una red de bridge y
switch de muchos componentes se formen enlaces cerrados para protección de caminos. Se intercambia
información de la topología de la red que permiten construir el árbol. De esta forma se crean puertas
redundantes en el cableado, el protocolo STP deshabilita automáticamente una de ellas y la habilita en
caso de falla de la otra. Cada puerto tiene una ponderación en costo (el administrador de la red puede
modificar el costo para dar preferencia a cierta puerta).
-(Type of Service). Es sinónimo de CoS en la capa 3. Sobre el protocolo IP se define el ToS con 3 bits
(del segundo byte del encabezado IP) para asignar prioridades. Se denomina señal de precedencia.
-(Quality of Service). En redes IP se define la tasa de acceso contratada CAR (Committed Access Rate)
en forma similar al CIR de Frame Relay y ATM. La calidad QoS se ve garantizada mediante protocolos
de reservación RSVP y de tiempo real RTP que se describen en este mismo capítulo.

CLASIFICACION DE LA QoS
-El servicio garantizado es utilizado para requerir un retardo máximo extremo-a-extremo. Se trata de un
servicio análogo al CBR (Constant Bit Rate) en ATM. Se puede aplicar un concepto de reservación de
tasa de bit (utiliza RSVP) o el método Leaky-bucket. Al usuario se le reserva un ancho de banda dentro
de la red para su uso exclusivo aún en momentos de congestión. Se lo conoce como Hard QoS.
-El servicio diferenciado utiliza la capacidad de particionar el tráfico en la red con múltiples prioridades
o ToS (Type of Service). Se dispone de 3 bits de precedencia para diferenciar las aplicaciones sensibles
a la congestión (se brindan mediante el encabezado del protocolo IPv4). Es por lo tanto un Soft QoS. El
control de aplicación es del tipo leaky-bucket. Se puede soportar la función CAR permite un
management del ancho de banda (política de tráfico). La primer línea de defensa frente a la congestión
es el uso de buffer de datos; lo cual implica el armado de una cola de espera y el retardo
correspondiente dependiendo de la prioridad asignada en dicha cola.
-Este es un servicio por default que no tiene en cuenta las modificaciones por la QoS. Se trata de una
memoria buffer del tipo FIFO. Por ejemplo, el software Microsoft NetMeeting para aplicaciones
multimediales utiliza la norma H.323 (E.164); trabaja sobre redes LAN y redes corporativas. Esta
norma no tiene previsto garantizar la calidad de servicio QoS.


1.3- CACHING.

Existen 3 armas que utiliza el router para mejorar la eficiencia de la red reduciendo el tráfico que circula por la misma:
-el manejo de nombres y direcciones mediante DNS,
-los servicios proxis (se entiende por proxi a un elemento de la red que actúa en representación de otro) y
-el cache local.

Un servidor proxy es confundido con un servidor cache; sin embargo hay diferencias. Un proxy es un intermediario entre el
usuario (localizado detrás del firewall) y la Internet. El proxy no necesariamente incluye una memoria cache. El Cache está
localizado junto al router y se lo utiliza para reducir la carga de tráfico hacia la Internet.

Un Cache es un block de memoria para mantener a mano los datos requeridos frecuentemente por varios procesos. Cuando
un proceso requiere información primero consulta el cache, si la información se encuentra allí se produce una mejora de la
performance de funcionamiento reduciendo el retardo de procesamiento. Si no se la encuentra en el cache se buscará en otras
alternativas de memoria y luego se lo encontrará disponible en el cache para una próxima oportunidad.


1210-(2)

CALIDAD DE SERVICIO EN REDES IP

Una ventaja adicional de ciertos cache es la posibilidad de reducir el dialogo para transferencia de información. Por ejemplo
una consulta web lleva una sesión de innumerable cantidad de objetos que son transferidos mediante un HTTP Get-Request.
Puede reducirse la cantidad de paquetes transferidos mediante una sesión en paralelo de objetos.

Algunos tipos de memoria cache son:
-Cache del procesador: es parte del procesador y es de más fácil acceso que la memoria RAM y a una velocidad mayor.
-Disco cache: pertenece a la memoria RAM y contiene información del disco. En algunos casos se mueve en forma
anticipada la información desde el disco al cache en la RAM.
-Cache cliente-servidor: se trata de un banco de memoria ubicado en el cliente para agilizar el movimiento de datos.
-Cache remoto: permite reducir los retardos cuando se accede a in
  • Links de descarga
http://lwp-l.com/pdf17467

Comentarios de: Calidad de servicio en redes IP (0)


No hay comentarios
 

Comentar...

Nombre
Correo (no se visualiza en la web)
Valoración
Comentarios
Es necesario revisar y aceptar las políticas de privacidad