PDF de programación - Calidad de Servicio (QoS) en redes

Programa de doctorado Informática Industrial 2009-2010
Programa de doctorado Informática Industrial 2009-2010
Departamento de Tecnología Electrónica – Universidad de Sevilla
Departamento de Tecnología Electrónica – Universidad de Sevilla

Calidad de Servicio (QoS) en redes
Calidad de Servicio (QoS) en redes

Dra. María del Carmen Romero Ternero ([email protected])
Dra. María del Carmen Romero Ternero ([email protected])
http://www.dte.us.es/personal/mcromero
http://www.dte.us.es/personal/mcromero

Definición QoS
Definición QoS
Definición QoS
Definición QoS

ITU E.800: “Efecto global de las
ITU E.800: “Efecto global de las
prestaciones de un servicio que
prestaciones de un servicio que
prestaciones de un servicio que
prestaciones de un servicio que
determinan el grado de satisfacción de
determinan el grado de satisfacción de
un usuario al utilizar dicho servicio.”
”
”
un usuario al utilizar dicho servicio.”

di h
di h

tili
tili

i
i

i
i

i
i

l
l

IETF RFC 2386: “Conjunto de requisitos
IETF RFC 2386: “Conjunto de requisitos
del servicio que debe cumplir la red en
del servicio que debe cumplir la red en
del servicio que debe cumplir la red en
del servicio que debe cumplir la red en
el transporte de un flujo.”
el transporte de un flujo.”

UsosUsosUsosUsos

Concepto de QoS tradicional
Concepto de QoS tradicional

Planificación de redes control de congestión
Planificación de redes control de congestión
Planificación de redes, control de congestión,
Planificación de redes, control de congestión,

ingeniería de tráfico…
ingeniería de tráfico…

QoS en servicios que evolucionan hacia
QoS en servicios que evolucionan hacia
QoS en servicios que evolucionan hacia
QoS en servicios que evolucionan hacia

nuevos modelos y arquitecturas de provisión
nuevos modelos y arquitecturas de provisión
Redes de sensores
Redes de sensores
Redes de sensores
Redes de sensores
Móviles
Móviles
Web
Web
Web
Web
P2P . . .
P2P . . .
Garantía de prestaciones al usuario
Garantía de prestaciones al usuario
Garantía de prestaciones al usuario
Garantía de prestaciones al usuario

Modelo conceptual
Modelo conceptual
Modelo conceptual
Modelo conceptual

Fuente: Encarna Pastor
Fuente: Encarna Pastor
Dpto. Ingeniería de Sistemas Telemáticos
ETS Ingenieros Telecomunicación
Univ. Politécnica de Madrid

Diseño de interredes IP
Diseño de interredes IP
Diseño de interredes IP
Diseño de interredes IP

l d
l d

B j
B j

Control de la congestión
Control de la congestión
Bajo nivel de retardo
t d
t d
Bajo nivel de retardo
Alto rendimiento
Alto rendimiento
QoS
QoS
t
t
Proporcionar un servicio justo
Proporcionar un servicio justo

P
P

i
i

i
i

j
j

i
i

i
i

Diseño de interredes IP
Diseño de interredes IP
Diseño de interredes IP
Diseño de interredes IP

l d
l d

B j
B j

Control de la congestión
Control de la congestión
Bajo nivel de retardo
t d
t d
Bajo nivel de retardo
Alto rendimiento
Alto rendimiento
QoS
QoS
t
t
Proporcionar un servicio justo
Proporcionar un servicio justo

P
P

i
i

i
i

j
j

i
i

i
i

Tráfico elástico y no elástico
Tráfico elástico y no elástico

Tráfico elástico y no elástico
Tráfico elástico y no elástico
Tráfico elástico y no elástico
Tráfico elástico y no elástico

Elástico:
Elástico:

Se ajusta a variaciones de retardo y rendimiento
Se ajusta a variaciones de retardo y rendimiento
Se ajusta a variaciones de retardo y rendimiento
Se ajusta a variaciones de retardo y rendimiento

de la red
de la red

po de t á co p op o de as edes
po de t á co p op o de as edes

Tipo de tráfico propio de las redes IP
Tipo de tráfico propio de las redes IP
Ejs: FTP, SMTP,TELNET
Ejs: FTP, SMTP,TELNET

No elástico:
No elástico:
No elástico:
No elástico:

No se adapta a las variaciones de retardo y
No se adapta a las variaciones de retardo y

rendimiento de la red
rendimiento de la red
rendimiento de la red
rendimiento de la red

Necesita optimizar: rendimiento, retardo, jitter
Necesita optimizar: rendimiento, retardo, jitter
(fluctuación del retardo), pérdida de paquetes
(fluctuación del retardo), pérdida de paquetes
(
(

p q
p q

), p
), p

Ejs: aplicaciones en tiempo real
Ejs: aplicaciones en tiempo real

Medidas de QoS
Medidas de QoS
Medidas de QoS
Medidas de QoS

Requisitos para una
Requisitos para una

p
p

q
q

comunicación en tiempo real
comunicación en tiempo real

Bajo jitter
Bajo jitter
Baja latencia
Baja latencia
Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNR
Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNR
Capacidad de adaptación dinámica a condiciones de tráfico y
Capacidad de adaptación dinámica a condiciones de tráfico y

red cambiantes
red cambiantes
red cambiantes
red cambiantes

Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de
Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de

conexiones
conexiones

Requisitos modestos para los buffers dentro de una red
Requisitos modestos para los buffers dentro de una red
Utilización de la capacidad de manera altamente efectiva
Utilización de la capacidad de manera altamente efectiva
Baja redundancia de bits de cabecera por paquete
Baja redundancia de bits de cabecera por paquete
Baja redundancia de bits de cabecera por paquete
Baja redundancia de bits de cabecera por paquete
Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la
Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la

red y en el sistema final
red y en el sistema final

Arquitecturas de Servicios
Arquitecturas de Servicios
Arquitecturas de Servicios
Arquitecturas de Servicios

Servicios integrados o IntServ (Integrated Services)
Servicios integrados o IntServ (Integrated Services)

RFC 1633
RFC 1633
Se implementa dentro de un dominio
Se implementa dentro de un dominio
El proveedor de SI:
El proveedor de SI:

it
it

Li
Li

l d
l d

Limita la demanda a la capacidad de la red
d
d
Limita la demanda a la capacidad de la red
Reserva recursos dentro del dominio para ofrecer QoS a partes de la
Reserva recursos dentro del dominio para ofrecer QoS a partes de la

id d d l
id d d l

d
d

l
l

demanda
demanda

Complicada de implementar
Complicada de implementar

li d d i
li d d i

C
C

t
t

l
l

Servicios diferenciados o DiffServ (Differentiated
Servicios diferenciados o DiffServ (Differentiated

Services) RFC 2475
Services) RFC 2475
Services) RFC 2475
Services) RFC 2475
Marca el tráfico y lo distingue, ofreciendo distinta QoS para
Marca el tráfico y lo distingue, ofreciendo distinta QoS para

cada tipo
cada tipo

Fácil de implementar
Fácil de implementar

Arquitectura de Servicios
Arquitectura de Servicios

q
q

Integrados (ISA)
Integrados (ISA)

Compartir la capacidad disponible cuando congestión
Compartir la capacidad disponible cuando congestión
Herramientas tradicionales best effort:
Herramientas tradicionales best effort:

Algoritmo de encaminamiento
Algoritmo de encaminamiento
Descarte de paquetes (drop)
Descarte de paquetes (drop)

i
i

ISA define flujo: corriente discernible de paquetes IP
ISA define flujo: corriente discernible de paquetes IP
relacionados que resulta de la actividad única de un
relacionados que resulta de la actividad única de un
Q S
Q S
usuario y requiere una misma QoS
usuario y requiere una misma QoS
Es unidireccional
Es unidireccional
Puede haber más de un receptor (multidifusión)
Puede haber más de un receptor (multidifusión)
Puede haber más de un receptor (multidifusión)
Puede haber más de un receptor (multidifusión)
Identificado por direcciones IP origen y destino, puertos y
Identificado por direcciones IP origen y destino, puertos y

i
i

i
i

tipo de protocolo
tipo de protocolo

Arquitectura de Servicios
Arquitectura de Servicios

Integrados (ISA) (II)
Integrados (ISA) (II)

Funciones para gestionar congestión y dar QoS:
Funciones para gestionar congestión y dar QoS:

Control de admisión (RSVP)
Control de admisión (RSVP)
Algoritmo de encaminamiento (otros parámetros además del retardo)
Algoritmo de encaminamiento (otros parámetros además del retardo)
Algoritmo de encaminamiento (otros parámetros además del retardo)
Algoritmo de encaminamiento (otros parámetros además del retardo)
Disciplina de colas (equitativo, compartición de procesador, equitativo de
Disciplina de colas (equitativo, compartición de procesador, equitativo de

ciclos de bits, equitativo ponderado…)
ciclos de bits, equitativo ponderado…)

Política de descarte (detección temprana aleatoria o RED)
Política de descarte (detección temprana aleatoria o RED)
Política de descarte (detección temprana aleatoria o RED)
Política de descarte (detección temprana aleatoria o RED)

Arqui