Mecanismos y Herramientas de QoS
En esta esta unida unidad d se van a expon exponer er las caract caracterí erísti sticas cas y el funcio funcionam namie iento nto de los los princi principal pales es mecanism mecanismos os y/o herramie herramientas ntas utilizada utilizadas s para la obtención obtención de calidad calidad de servicio servicio tanto en los nodos de la red, como las técnicas de coordinación de QoS extremo a extremo entre los citados nodos. . !"! #. !onformado del tr$fico %. !lasificacion y marcado de pa&uetes '. (ecanismos de )rioridad y *estión +. )rotocolos de Sealizacion -. Eficiencia del enlace . erramientas !ontrol de !on0estion 1. erramientas )revencion de !on0estión
1. CONTROL DE ADMISIÓN (CAC) El control de admisión determina si una petición de conexión puede ser llevada a cabo por la red. 2as principales consideraciones tras esta decisión son3 la car0a del tr$fico actual, la QoS &ue se puede lo0rar, el perfil de tr$fico pedido, la QoS solicitada, el precio y otras consideraciones de política.
2. CONFORMADO DEL TRÁFICO (Traffic Shaping) Estudiemos el al0oritmo de conformado 0enérico 4*eneric traffic Shapin0 o *5S6 propuesto por !isco, así como la aplicación del conformado del tr$fico en 7), "5( y 8rame 9elay.
2.1 GTS (Generic Traffic Shaping o Conformado del tráfico genérico): Controlando el flujo del tráfico de salida *5S es un mecanismo de control del flu:o del tr$fico en un interfaz determinado. 9educe la circulación de salida para evitar la con0estión obli0ando a determinado tr$fico a una tasa de bit particular mientras se encolan las r$fa0as del citado tr$fico. "sí, el tr$fico adherido a una topolo0ía puede ser tratado para confi0urarlo se0;n los re&uisitos del tr$fico saliente, eliminando los cuellos de botella en topolo0ías con tasa de datos desi0uales.
8i0ura . *5S. E2 conformado del tr$fico se realiza por la base del interfaz.
*5S se aplica sobre cada base del interfaz, puede usar las listas de acceso para seleccionar el tr$fico para formar y traba:a con una variedad de tecnolo0ías de capa #, incluyendo 8rame 9elay, "5(, S(. 5ambién puede confi0urarse en una tar:eta de interfaz "5( para responder a la sealización 9S?) sobre los circuitos virtuales permanentes confi0urados est$ticamente.
2.2 C!"#$%& '! "#%$' #'% : "#TS ("rame #ela* Traffic Shaping) : Gesti+n del tráfico "rame #ela* 895S proporciona par$metros ;tiles para la 0estión de la con0estión. 7ncluye !79, 8E!>, =E!> y el bit
!ombinando, adem$s, !Q con 895S se permite el tratamiento de m;ltiples tipos de tr$fico, como 7), S>" e 7)S, 0arantizando un ancho de banda para cada tipo. 895S puede eliminar los cuellos de botella en las redes 8rame 9elay con conexiones de 0ran velocidad en los puntos centrales y conexiones de ba:a velocidad en los extremos. El administrador podría confi0urar la tasa de tr$fico entre los distintos puntos de la red.
2., C!"#$%& '! #'&'S - En redes 7) con QoS, es necesario especificar el perfil de tr$fico para una conexión para decidir cómo asi0nar los distintos recursos de la red. El conformado o condicionado del tr$fico ase0ura &ue el tr$fico entrante en un extremo o en un nodo central se adhiere al citado perfil. 5ípicamente este mecanismo se usa para reducir las 0randes r$fa0as de tr$fico entrantes. Esto implica la toma de decisión entre los beneficios &ue puede dar el conformado 4por e:emplo las pérdidas de cadenas de la red6 y el retardo &ue forma.
2./ C!"#$%& &' T#0"-C '! %T$ Traffic shaping es un mecanismo &ue altera las características de tr$fico del flu:o de celdas de una conexión para alcanzar una me:or eficiencia en la red mientras se mantienen los ob:etivos QoS o con la finalidad de ase0urar &ue el flu:o de celdas sea conforme con los par$metros de tr$fico de acuerdo con la confi0uración del al0oritmo lea* ucet del contrato de tr$fico. El traffic shapin0 puede ser empleado en "5(, por e:emplo, para reducir la velocidad pico, limitar la lon0itud de la r$fa0a por medio del espaciamiento adecuado de las celdas en el tiempo. El uso y ubicación de esta función es específica de la red.
. CLASIFICACIÓN ! MARCADO DE "A#$ETES )ara proporcionar la QoS solicitada es crítico clasificar los pa&uetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS. Esto se puede conse0uir mediante marcas en los pa&uetes, sum$ndolos a un tratamiento particular de obtención de QoS en la red 4por e:emplo una alta/ba:a prioridad o una pérdida/retraso de prioridad6 como resultado de una monitorización del tr$fico o de una discriminación del mismo. "sí, en 7) el marcar los pa&uetes se realiza utilizando el byte 5ipo de Servicio 45oS6 e la cabecera para 7) v' y el byte !lase de 5r$fico 4!S6 para 7pv-. 9ealizar una clasificación de pa&uetes eficiente y consistente es, por tanto, una herramienta &ue est$ en constante investi0ación.
%. MECANISMOS DE "RIORIDAD ! &ESTIÓN )ara satisfacer las necesidades de QoS de las diferentes conexiones, los nodos necesitan aplicar mecanismos de prioridad y 0estión. 2a prioridad hace referencia normalmente a la capacidad de proporcionar diferentes tratamientos al retardo. 2os nodos también implementan diferentes técnicas, por e:emplo para &ue se sufran menos pérdidas con los pa&uetes de mayor prioridad.
'. "ROTOCOLOS DE SEALIACIÓN )ara obtener la QoS re&uerida por una red, los sistemas extremos necesitan indic$rselo a la red, para ello se usan los protocolos de sealización. Esto ha sido fundamental para redes orientadas a conexión 4"5(6. Sin embar0o, para otros tipos de redes 4como 7)6 esto es pr$cticamente nuevo. @n e:emplo de protocolo de sealización, como ya vimos, es 9S?), 2<) e 7) )recedence . Su escalabilidad y las capacidades de la sealización es un tema &ue ha estado y estar$ ba:o estudio. ay &ue pensar en la sealización de QoS como una forma &ue tiene la red de comunicarse. )roporciona una manera de &ue cada elemento de a red pueda pedir al0o a un vecino. 2a verdadera QoS extremo a extremo re&uiere &ue cada elemento en el camino del tr$fico por la red, entre0uen su parte de QoS y todo ello debe ser coordinado mediante técnicas de sealización. Es ahí donde est$ el desafío, el encontrar un protocolo robusto &ue pueda operar extremo a extremo sobre redes hetero0éneas. 2a fi0ura si0uiente muestra diferentes soluciones y cómo/dónde se aplican.
8i0ura #. "l0unas soluciones de sealización de QoS se aplican solo en al0unos puntos de la infraestructura.
* . EFICIENCIA DEL ENLACE Existen al0unos mecanismos &ue mediante el encolado y el conformado del tr$fico proporcionan eficiencia y predicción, tales como3
287 48ra0mentin0 and 7nterleavin0 7) 5raffic63 8ra0mentando y separando el tr$fico 7).
95) eader !ompression 49eal 5ime )rotocol eader !ompression63 !omprensión de la cabecera del protocolo de transporte de tiempo real.
+. ,ERRAMIENTAS DE CONTROL DE CON&ESTIÓN 2os elementos de red unidireccionales deben poder mane:ar 0randes tasas de tr$fico de lle0ada, para ello usan al0oritmos de encolamiento &ue clasifi&uen el tr$fico y aplicar después al0;n método de priorización para su expedición. "l0unos al0oritmos de 0estión de colas de espera son los si0uientes3
878A 48irstBin, 8irstBout63 )rimero en entrar, primero en salir de la cola.
)Q 4)riority Queuin063 )rioridad encolamiento.
!Q 4!ustom Queuin063 )or costumbre.
C8Q 4Cei0hted fair &ueuin063 )or peso.
-. ,ERRAMIENTAS DE "REENCIÓN DE CON&ESTIÓN 2as técnicas de prevención de con0estión supervisan las car0as de tr$fico de la red en un esfuerzo por anticiparse y evitar la con0estión de los comunes cuellos de botella de la red, como opuesto a técnicas &ue operan para controlar la con0estión de la red después de &ue esta ocurre.
3.1 #'& (#andom 'arl* &etection o detecci+n temprana aleatroria): '4itar congesti+n. 2os al0oritmos de detección temprana al azar son diseados para evitar la con0estión entre redes antes de &ue esta se vuelva un problema. 9E< supervisa la car0a de tr$fico en diferentes puntos de la red y descarta pa&uetes de forma estoc$stica si aumenta el nivel de con0estión. El resultado es &ue la
fuente detecta esta situación, retardando su transmisión. 9E< se ha diseado para traba:ar en entornos 5!) e 7) principalmente.
3.2 5#'& (5eighted #andom 'arl* &etection o detecci+n temprana aleatoria pesada) : Cooperaci+n con tecnolog6as de se7ali8aci+n 9oS C9E< combina las capacidades de 9E< con 7) )recedence. Esta combinación mantiene tr$fico preferencial &ue mane:a como pa&uetes de prioridad m$s altos. )uede selectivamente desechar el tr$fico de menor prioridad cuando el interfaz empieza a con0estionarse y proporciona características de 0estión distintas para las diferentes clases de servicio. )ero C9E< también permite 9S?), ofreciendo servicios inte0rados de QoS de car0a controlada.
8i0ura %..C9E< proporciona un método &ue descarta estoc$sticamente pa&uetes si la con0estión aumente.
