Calidad de Servicios en Redes IP (página 2)

Los objetivos de QoS en IP son proveer métodos para la optimización del ancho de banda y los tiempos de throughput, junto a la minimización en la pérdida de paquetes. Para ello se formulan diferentes estrategias:

• QoS en los Nodos de red. Una posibilidad es optimizar los nodos (routers, switches, etc.) por medio de técnicas de encolamiento en las interfaces.

• Señalización de QoS. Esto se puede lograr mediante el intercambio de información entre los nodos, de tal modo que se reserve ancho de banda para las aplicaciones individuales

• Manejo de Políticas QoS. Esto comprende un complejo procedimiento que involucra múltiples capas y requiere el monitoreo y control de todos los elementos de la red mediante reglas y políticas, desde una plataforma de gestión centralizada.

Servicios Integrados

La metodología IntServ incorpora la provisión de QoS entre extremos de la red IP para determinados flujos de información. Un Flujo es una secuencia de paquetes IP desde un único transmisor destinado a un único receptor. Para realizar la configuración de IntServ se usa el protocolo de señalización RSVP.

IntServ define tres grandes clases de servicios, que una aplicación puede requerir: los servicios garantizados proveen condiciones seguras en comunicaciones de extremo a extremo. De carga controlada, provee la misma calidad de servicios que el flujo recibiría si la red aliviada pero asegurando que el servicio se conservaría aún cuando la red estuviera sobrecargada. Servicios de mejor esfuerzo donde no se garantiza ningún servicio.

Las ventajas de IntServ son:

• La simplicidad conceptual, que facilita que toda la red mantenga una política de red integrada.

• La posibilidad de crear reglas de QoS para flujos discretos, generación de llamada de voz, control de admisión de llamadas (CAC), lo que permite conocer a los nodos extremos sobre la disponibilidad de ancho de banda.

Las desventajas:

• Todos los elementos deben mantener el estado e intercambiar mensajes de señalización por cada flujo. Se necesitan mensajes periódicos de refrescos para mantener la sesión, lo que aumenta el tráfico en la red y es susceptible a perdidas de paquetes. Todos los nodos intermedios deben tener RSVP en sus funciones.

• Se necesita de nuevo software tanto en el envío de paquetes y en el control de todos los routers a lo largo del camino de la red concerniente.[1,3]

Protocolo de Reserva de Recursos RSVP

Es el encargado del control de todo el sistema de envío de paquetes entre el emisor y el receptor (y los nodos intermedios) para poder implementar una calidad de servicio. Opera sobre IP y reserva recursos en cada nodo de la ruta. Una sesión RSVP consta de una dirección de destino, un identificador del protocolo IP y un puerto de destino.

Cada emisor que utiliza RSVP intenta reservar recursos a lo largo de todo el camino hasta el receptor, pero sólo se le reservarán si en los nodos intermedios es el solicitante más prioritario. Cuando se ha conseguido la reserva y es confirmada, se procede al envío de datos. Para realizar reservas es necesario que haya una autorización y que haya recursos para atenderla.

RSVP puede ser utilizado tanto por hosts como por routers para pedir o entregar niveles específicos de calidad de servicio (QoS) para los flujos de datos de las aplicaciones. RSVP define como deben hacer las reservas las aplicaciones y como liberar los recursos reservados una vez que han terminado. Las operaciones RSVP generalmente dan como resultado una reserva de recursos en cada nodo a lo largo de un camino.

Ventajas de RSVP

La ventaja de este mecanismo para los usuarios es que los recursos están estrictamente garantizados.

Desventaja de RSVP

Introduce una sobrecarga, que las redes amplias, como internet podrían volverse impracticables, debido a que existen muchos dispositivos de diferentes clases y fabricantes. [4]

Servicios Diferenciados

En esta arquitectura, los paquetes son clasificados y marcados para recibir un trato particular en cuanto al envío en cada salto. Sofisticada clasificación, marcado, política y operaciones de acondicionamiento necesitan sólo ser implementadas en los bordes de la red y no en los hosts. [3]

DiffServ ofrece diferentes niveles de servicios de red, habilitando escalabilidad diferenciada de servicios de internet, ni necesidad de mantener estados ni señalización por cada flujo de datos en cada nodo de red.

DiffServ es orientado a la no reservación, por lo tanto no establece ningún canal virtual sobre red. Divide la red en un borde y un núcleo. En el borde se analizan los paquetes para determinar de dónde y hacia dónde se dirige el tráfico, cuales son los servicios y aplicaciones involucradas y dividiendo en una clase particular de flujo. En el Borde los paquetes son marcados utilizando un campo especial en el encabezado IP. En el Núcleo los nodos utilizan para determinar la prioridad en el reenvío d los paquetes y su descarte. Los servicios diferenciados son definidos por PHB: reenvío expeditivo, suministra un servicio de prioridad estricta. Reenvío asegurado, servicio garantizado para cierto nivel de tráfico, no garantizando tráficos excedentes. Sectores de clase, puntos de código que pueden ser usados para compatibilidad con el modelo. Mejor esfuerzo, no da garantías de transporte. [1]

Comportamientos en cada salto

Un per-hop behavior (PHB) es una descripción observada externamente del comportamiento de envío de un nodo DS aplicada a un comportamiento agrega DS en particular.

Comportamiento de envío es un concepto general en este concepto.

Útiles distinciones de comportamiento son principalmente observadas cuando múltiples agregados de comportamiento compiten por recursos de buffer y ancho de banda en un nodo. El PHB es el medio por el cual un nodo aloja recursos a los agregados de comportamiento.

Se trata de dividir los paquetes en distintas clases que requerirán distintos servicios. Los 4 básicos son:

• PHB por defecto: Es el menos riguroso y equivale a enviar si se puede y si no, descartar.

• PHB selector de clase: Si no hay congestión, se asegura el envío y si la hay, no.

• PHB de reenvío explícito: Se garantiza un ancho de banda, se asegura que no hay pérdidas, poca latencia y variación de retardo (para videoconferencia, etc.).

• PHB de reenvío asegurado: Se garantiza que no hay pérdida de paquetes. [3]

Ventajas de los servicios diferenciados:

• Escalabilidad, no necesita mantener estados, ni información de flujos.

• Desempeño: los paquetes solos son inspeccionados una sola vez cuando se produce la clasificación.

• Interoperabilidad, todos los dispositivos funcionan en protocolo IP.

• Flexibilidad, los nodos tienen la libertad de implementar cualquier procedimiento de QoS siempre que cumpla con el PHB.

La principal desventaja:

• Los servicios no están estrictamente garantizados, ya que al no reservar el ancho de banda entre extremos cualquier nodo mal configurado y que no soporte el PHB propuesto puede descartar flujos de clase establecidas. [1]

Calidad de servicios aplicados a VoIP

VoIP tiene características en su desempeño y por lo tanto necesita servicios de prioridad explicita. La deficiencia de las redes IP que afectan la voz son la pérdida de paquetes, la fluctuación de fase y retraso de manejo. Lo más común para resolver este problema es reproducir el paquete anterior, incrementando la atenuación en cada repetición. Por norma se acepta una pérdida de paquetes del 1%. La latencia el VoIP se caracteriza por el tiempo que tarde la voz en salir de la boca del transmisor hasta llegar al oído del receptor. [1]

Eco

El eco siempre existirá en telefonía y es causado por reflexiones de la señal de voz. En general se pueden mencionar dos tipos de ecos. El primero denominado "eco directo" es deseable para quien habla y consiste en una pequeña realimentación de la voz propia de quien habla en su auricular otorgando una sensación de naturalidad al usuario. El segundo tipo "eco del auricular" es indeseable, puesto que la voz de la persona con quien se habla se detecta en forma doble. El eco siempre estará presente y se hará perceptible a contar de un retardo mayor que 25 [ms], que sobrepasando los 50 [ms], llega a considerarse molesto para la mayoría de los usuarios. Se puede aminorar el eco reduciendo la potencia de transmisión de las señales de voz.

Existen tres tipos de retraso:

• Retraso de señalización

• Propagación

• Manejo

IP VPN

Las IP VPN basada en MPLS brinda una de las soluciones de red como: rendimiento y mayor versatilidad; le ofrece auténtico alcance global, conectividad escalable, mayor seguridad, calidad de servicio garantizada, opciones de acceso múltiple y opciones de facturación flexibles.

VPN IP proporciona funciones de calidad de servicio (QoS), acceso a Internet gestionado y conectividad para usuarios remotos, que le permitirán garantizar unos niveles de rendimiento óptimos independientemente del lugar donde se encuentre. Este servicio se ofrece en distintas modalidades

VPN MPLS generación permite transportar diferentes tipos de tráfico IP, incluyendo tráfico de voz y datos, con calidad de servicio (QoS) y garantía.

Conclusiones

En este trabajo se han estudiado los conceptos de QoS sobre redes IP, en la mismas se incluyen el uso integración de servicios y los servicios diferenciados. A medida de que pasa el tiempo las aplicaciones demandan más recursos de red con calidad de servicios. IP tendrá que adoptar nuevos mecanismos de calidad de servicios para cumplir con los requerimientos de las aplicaciones fututas.

Bibliografía

[1] [Calidad de Servicio en Redes IP.pdf] [Autor: Gustavo Mercado, Hector Raimondo y Javier Días]

[2] [Guía de administración del sistema: servicios IP, Oracle] http://docs.sun.com/app/docs/doc/820-2981/ipqos-intro-52?l=es&a=view [2010]

[3] [Autor: Adrian Delfino y Sebastián Rivero] http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/perfredes/trabajos/trabajos_2003/diffserv/Trabajo%20Final.pdf [2003]

[4][Protocolo de Reserva Recursos, Wikipedia] http://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_reserva_de_recursos [18 de Octubre de 2010]

Autor:

Maribel Saldaña

Yamiscelly Aguilar