Mecanismos y Herramientas de QoS

Published on March 2017 | Categories: Documents | Downloads: 38 | Comments: 0 | Views: 403
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Mecanismos y Herramientas de QoS

En esta unidad se van a exponer las características y el funcionamiento de los principales
mecanismos y/o herramientas utilizadas para la obtención de calidad de servicio tanto en los
nodos de la red, como las técnicas de coordinación de QoS extremo a extremo entre los citados
nodos.
1. CAC
2. Conformado del tráfico
3. Clasificacion y marcado de paquetes
4. Mecanismos de Prioridad y Gestión
5. Protocolos de Señalizacion
6. Eficiencia del enlace
7. Herramientas Control de Congestion
8. Herramientas Prevencion de Congestión

1. CONTROL DE ADMISIÓN (CAC)

El control de admisión determina si una petición de conexión puede ser llevada a cabo por la red.
Las principales consideraciones tras esta decisión son: la carga del tráfico actual, la QoS que se
puede lograr, el perfil de tráfico pedido, la QoS solicitada, el precio y otras consideraciones de
política.

2. CONFORMADO DEL TRÁFICO (Traffic Shaping)

Estudiemos el algoritmo de conformado genérico (Generic traffic Shaping o GTS) propuesto por
Cisco, así como la aplicación del conformado del tráfico en IP, ATM y Frame Relay.

2.1 GTS (Generic Traffic Shaping o Conformado del tráfico genérico): Controlando el flujo
del tráfico de salida
GTS es un mecanismo de control del flujo del tráfico en un interfaz determinado. Reduce la circulación
de salida para evitar la congestión obligando a determinado tráfico a una tasa de bit particular mientras
se encolan las ráfagas del citado tráfico. Así, el tráfico adherido a una topología puede ser tratado para
configurarlo según los requisitos del tráfico saliente, eliminando los cuellos de botella en topologías con
tasa de datos desiguales.

Figura 1. GTS. EL conformado del tráfico se realiza por la base del interfaz.

GTS se aplica sobre cada base del interfaz, puede usar las listas de acceso para seleccionar el tráfico
para formar y trabaja con una variedad de tecnologías de capa 2, incluyendo Frame Relay, ATM, SMDS
y Ethernet.
En un subinterfaz Frame Relay, GTS puede ser utilizado para adaptarse dinámicamente al ancho de
banda disponible, integrando señales BCN. También puede configurarse en una tarjeta de interfaz ATM
para responder a la señalización RSVP sobre los circuitos virtuales permanentes configurados
estáticamente.
2.2 CONFORMADO EN FRAME RELAY : FRTS (Frame Relay Traffic Shaping) : Gestión del
tráfico Frame Relay
FRTS proporciona parámetros útiles para la gestión de la congestión. Incluye CIR, FECN, BECN y el bit
DE. Las características de FRTS sobre Frame Relay hacen que este soporte capacidades adicionales
que mejoren la escalabilidad y actuación de estas redes, aumentando el número de circuitos virtuales y
mejorando el tiempo de respuesta.
Permite configurar los valores de la tasa de tráfico, el CIR u otro valor, así como la prioridad y el
encolamiento, dando un mayor control sobre el flujo de tráfico en cada circuito virtual individual.

Combinando, además, CQ con FRTS se permite el tratamiento de múltiples tipos de tráfico, como IP,
SNA e IPS, garantizando un ancho de banda para cada tipo.
FRTS puede eliminar los cuellos de botella en las redes Frame Relay con conexiones de gran
velocidad en los puntos centrales y conexiones de baja velocidad en los extremos. El administrador
podría configurar la tasa de tráfico entre los distintos puntos de la red.
2.3 CONFORMADO EN REDES IP
En redes IP con QoS, es necesario especificar el perfil de tráfico para una conexión para decidir
cómo asignar los distintos recursos de la red. El conformado o condicionado del tráfico asegura
que el tráfico entrante en un extremo o en un nodo central se adhiere al citado perfil. Típicamente
este mecanismo se usa para reducir las grandes ráfagas de tráfico entrantes. Esto implica la toma
de decisión entre los beneficios que puede dar el conformado (por ejemplo las pérdidas de
cadenas de la red) y el retardo que forma.
2.4 CONFORMADO DEL TRÁFICO EN ATM
Traffic shaping es un mecanismo que altera las características de tráfico del flujo de celdas de
una conexión para alcanzar una mejor eficiencia en la red mientras se mantienen los objetivos
QoS o con la finalidad de asegurar que el flujo de celdas sea conforme con los parámetros de
tráfico de acuerdo con la configuración del algoritmo leaky bucket del contrato de tráfico. El traffic
shaping puede ser empleado en ATM, por ejemplo, para reducir la velocidad pico, limitar la
longitud de la ráfaga por medio del espaciamiento adecuado de las celdas en el tiempo. El uso y
ubicación de esta función es específica de la red.

3. CLASIFICACIÓN Y MARCADO DE PAQUETES
Para proporcionar la QoS solicitada es crítico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de
diversos tipos de QoS. Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes, sumándolos a un
tratamiento particular de obtención de QoS en la red (por ejemplo una alta/baja prioridad o una
pérdida/retraso de prioridad) como resultado de una monitorización del tráfico o de una discriminación
del mismo.
Así, en IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para
IP v4 y el byte Clase de Tráfico (CS) para Ipv6.
Realizar una clasificación de paquetes eficiente y consistente es, por tanto, una herramienta que está
en constante investigación.

4. MECANISMOS DE PRIORIDAD Y GESTIÓN
Para satisfacer las necesidades de QoS de las diferentes conexiones, los nodos necesitan aplicar
mecanismos de prioridad y gestión.
La prioridad hace referencia normalmente a la capacidad de proporcionar diferentes tratamientos al
retardo. Los nodos también implementan diferentes técnicas, por ejemplo para que se sufran menos
pérdidas con los paquetes de mayor prioridad.

5. PROTOCOLOS DE SEÑALIZACIÓN
Para obtener la QoS requerida por una red, los sistemas extremos necesitan indicárselo a la red,
para ello se usan los protocolos de señalización. Esto ha sido fundamental para redes orientadas
a conexión (ATM). Sin embargo, para otros tipos de redes (como IP) esto es prácticamente nuevo.
Un ejemplo de protocolo de señalización, como ya vimos, es RSVP, LDP e IP Precedence . Su
escalabilidad y las capacidades de la señalización es un tema que ha estado y estará bajo
estudio. Hay que pensar en la señalización de QoS como una forma que tiene la red de
comunicarse. Proporciona una manera de que cada elemento de a red pueda pedir algo a un
vecino.
La verdadera QoS extremo a extremo requiere que cada elemento en el camino del tráfico por la
red, entreguen su parte de QoS y todo ello debe ser coordinado mediante técnicas de
señalización. Es ahí donde está el desafío, el encontrar un protocolo robusto que pueda operar
extremo a extremo sobre redes heterogéneas. La figura siguiente muestra diferentes soluciones y
cómo/dónde se aplican.

Figura 2. Algunas soluciones de señalización de QoS se aplican solo en algunos puntos de la
infraestructura.

6 . EFICIENCIA DEL ENLACE
Existen algunos mecanismos que mediante el encolado y el conformado del tráfico proporcionan
eficiencia y predicción, tales como:


LFI (Fragmenting and Interleaving IP Traffic): Fragmentando y separando el tráfico IP.



RTP Header Compression (Real Time Protocol Header Compression): Comprensión de la
cabecera del protocolo de transporte de tiempo real.

7. HERRAMIENTAS DE CONTROL DE CONGESTIÓN

Los elementos de red unidireccionales deben poder manejar grandes tasas de tráfico de llegada, para
ello usan algoritmos de encolamiento que clasifiquen el tráfico y aplicar después algún método de
priorización para su expedición.
Algunos algoritmos de gestión de colas de espera son los siguientes:


FIFO (First-in, First-out): Primero en entrar, primero en salir de la cola.



PQ (Priority Queuing): Prioridad encolamiento.



CQ (Custom Queuing): Por costumbre.



WFQ (Weighted fair queuing): Por peso.

8. HERRAMIENTAS DE PREVENCIÓN DE CONGESTIÓN

Las técnicas de prevención de congestión supervisan las cargas de tráfico de la red en un esfuerzo por
anticiparse y evitar la congestión de los comunes cuellos de botella de la red, como opuesto a técnicas
que operan para controlar la congestión de la red después de que esta ocurre.
8.1 RED (Random Early Detection o detección temprana aleatroria): Evitar congestión.
Los algoritmos de detección temprana al azar son diseñados para evitar la congestión entre redes
antes de que esta se vuelva un problema. RED supervisa la carga de tráfico en diferentes puntos de la
red y descarta paquetes de forma estocástica si aumenta el nivel de congestión. El resultado es que la

fuente detecta esta situación, retardando su transmisión. RED se ha diseñado para trabajar en entornos
TCP e IP principalmente.
8.2 WRED (Weighted Random Early Detection o detección temprana aleatoria pesada) :
Cooperación con tecnologías de señalización QoS
WRED combina las capacidades de RED con IP Precedence. Esta combinación mantiene tráfico
preferencial que maneja como paquetes de prioridad más altos. Puede selectivamente desechar el
tráfico de menor prioridad cuando el interfaz empieza a congestionarse y proporciona características de
gestión distintas para las diferentes clases de servicio. Pero WRED también permite RSVP, ofreciendo
servicios integrados de QoS de carga controlada.

Figura 3..WRED proporciona un método que descarta estocásticamente paquetes si la congestión aumente.

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