9. Conceptos de QoS

9. Conceptos de QoS

1. 9.1 Calidad de las transmisiones de red

   • Priorización del tráfico
     • La congestión ocurre cuando se agregan varias líneas de comunicación en un solo dispositivo, como un enrutador, y luego gran parte de esos datos se colocan en unas pocas interfaces de salida o en una interfaz más lenta
   • Ancho de banda, congestión, retraso y fluctuación
     • El ancho de banda de la red es la medida de la cantidad de bits que se pueden transmitir en un segundo, es decir, bits por segundo (bps).
   • Pérdida de paquetes
     • La pérdida de paquetes es una causa muy común de problemas de calidad de voz en una red IP. En una red diseñada adecuadamente, la pérdida de paquetes debe ser cercana a cero.

2. 9.5 Técnicas de implementación de QoS

   • Límites de confianza
     • Los terminales confiables tienen las capacidades y la inteligencia para marcar el tráfico de aplicaciones con las CoS de capa 2 apropiadas y/o los valores de DSCP de la Capa 3
     • Los terminales seguros pueden hacer que el tráfico se marque en el switch de la capa 2.
     • El tráfico también puede marcarse en los switches/routers de la capa 3.
   • Pautas de directivas deQoS
     • Habilite la puesta en cola en todos los dispositivos de la ruta entre el origen y el destino.
     • Clasifique y marque el tráfico lo más cerca posible de la fuente.
     • Forma y policía los flujos de tráfico lo más cerca posible de sus fuentes.
   • Modelado y regulación
     • El modelado del tráfico conserva los paquetes en exceso en una cola y luego programa el exceso para la transmisión posterior en incrementos de tiempo.
       • El modelado implica la existencia de una cola y de memoria suficiente para almacenar en búfer los paquetes retardados, mientras que la vigilancia no hace esto.
       • El modelado es un concepto saliente; los paquetes que salen de una interfaz se almacenan en cola y pueden modelarse
   • Prevención de congestión
     • El algoritmo WRED permite evitar la congestión en las interfaces de red al brindar administración del búfer y permitir que el tráfico TCP disminuya antes de que se agoten los buffers.
   • Bits selectores de clase
     • Como los primeros 3 bits más significativos del campo DSCP indican la clase,
   • Valores DSCP
     • Best-Effort (BE)
     • Reenvío acelerado (EF)
     • Reenvío asegurado (AF)
   • Tipo de servicio y campo de clase de tráfico
     • llevan el marcado de paquetes según lo asignado por las herramientas de clasificación de QoS. Luego se hace referencia al campo mediante dispositivos receptores que reenvían los paquetes en función de la política de QoS asignada apropiada.
   • Marcación en la capa 3
     • IPv4 e IPv6 especifican un campo de 8 bits en sus encabezados de paquetes para marcar los paquetes.
   • Marcación en la capa 2
     • 802.1Q es el estándar IEEE que admite etiquetado VLAN en la capa 2 de las redes Ethernet. Cuando se implementa 802.1Q, se agregan dos campos a la trama de Ethernet.
   • Herramientas de la QoS
     • Herramientas de clasificación y marcación
       • Las sesiones, o flujos, se analizan para determinar qué clase de tráfico a los que pertenecen
     • Herramientas para evitar la congestión
       • Las clases de tráfico son porciones asignadas de recursos de red, como definido por la directiva QoS.
     • Herramientas de administración de congestión
       • Las clases de tráfico son porciones asignadas de recursos de red, como definido por la directiva QoS.
   • Evitar la pérdida de paquetes
     • La pérdida de paquetes es generalmente el resultado de la congestión en una interfaz.

3. 9.4 Modelos de QoS

   • Servicios diferenciados
     • Especifica un mecanismo simple y escalable para clasificar y gestionar el tráfico de red.
       • Beneficios: Gran escalabilidad Proporciona distintos niveles de calidad
       • Desventajas: Sin garantía absoluta de la calidad del servicio Requiere un conjunto de mecanismos complejos para trabajar en conjunto en la red
   • Servicios integrados
     • Ofrece la QoS de extremo a extremo que necesita las aplicaciones en tiempo real. IntServ administra explícitamente los recursos de red para proporcionar QoS a flujos o flujos individuales
       • Beneficios: Control de admisión de políticas por solicitud Señalización de números de puerto dinámicos
       • Desventaja: Uso intensivo de recursos debido al requisito de arquitectura con estado para señalización continua.
   • Servicio mínimo
     • l modelo de mejor esfuerzo trata todos los paquetes de red de la misma manera, por lo que un mensaje de voz de emergencia se trata de la misma manera que se trata una fotografía digital adjunta a un correo electrónico
       • Beneficios: Este modelo es el más escalable, No se requieren mecanismos de QoS especiales, Es el modelo más fácil y rápido de implementar.
       • Desventajas: No hay garantías de entrega, Ningún paquete tiene trato preferencial, Los datos críticos se tratan del mismo modo que el correo electrónico informal.
   • Selección de un modelo adecuado de política de la QoS
     • Modelo de mejor esfuerzo
       • Esto no es realmente una implementación ya que QoS no está configurado explícitamente.
     • Servicios integrados (IntServ)
       • IntServ proporciona paquetes QoS a IP muy altos con entrega garantizada.
     • Servicios diferenciados (DiffServ)
       • DiffServ proporciona alta escalabilidad y flexibilidad en la implementación de QoS.

4. 9.3 Algoritmo de formación de colas

   • Mecanismo de cola de baja latencia (LLQ)
     • La función de cola de baja latencia (LLQ) trae cola de prioridad estricta (PQ) a CBWFQ
       • La estricta PQ permite que los paquetes sensibles al retraso, como la voz, se envíen antes que los paquetes en otras colas.
       • LLQ proporciona una puesta en cola de prioridad estricta para CBWFQ,
   • Mecanismo de cola de espera equitativo y ponderado basado en clases (CBWFQ)
     • Amplía la funcionalidad estándar WFQ para proporcionar soporte para las clases de tráfico definidas por el usuario.
   • Primero en la entrada
     • las colas Primero en entrar, primero en salir (FIFO), también conocidas como colas por orden de llegada, almacenamientos intermedios y paquetes de reenvío en el orden de llegada.
   • Colas justas ponderadas (WFQ)
     • es un método de programación automatizado que proporciona una asignación justa de ancho de banda a todo el tráfico de red.
       • Limitaciones
         • La WFQ no se utiliza con los túneles y el cifrado porque estas funciones modifican la información de contenido de paquete requerida por la WFQ para la clasificación.

5. 9.2 Características de tráfico

   • Tendencias en el tráfico de red
     • recientemente, el tráfico de video se ha vuelto cada vez más importante para las comunicaciones y las operaciones empresariales. Según el Índice de redes visuales de Cisco (VNI), el tráfico de video representó el 70% de todo el tráfico en 2017.
   • Voz
     • El tráfico de voz es predecible y uniforme,la voz es muy sensible a los retrasos y a los paquetes descartados, los paquetes de voz deben recibir una prioridad más alta que otros tipos de tráfico, La voz puede tolerar una cierta cantidad de latencia, fluctuación y pérdida sin efectos aparentes.
       • Caracteristicas del trafico de voz: Fluida Favorable Sensible a las caídas Sensible al retraso Prioridad UDP
   • Video
     • El tráfico de video tiende a ser imprevisible, inconsistente y a transmitirse por ráfagas, en comparación con el tráfico de voz
       • Características del tráfico de video: Con ráfagas Voraz Sensible a las caídas Sensible al retraso Prioridad UDP
   • Datos
     • La mayoría de las aplicaciones utilizan TCP o UDP. El tráfico de datos puede ser fluido o puede tener estallidos.
       • Características del tráfico de datos: Fluido o con ráfagas Benigno/voraz Insensible a las caídas Insensible al retraso Retransmisiones de TCP