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Universidad Tecnológica de Cancún Alumno:  Euan Jiménez Jorge Antonio Grupo: ITIC21

Asignatura: Redes convergentes.

Trabajo: Calidad en el Servicio (Qos)

Profesor: MTI. Ismael Silva Dzib.

Contenido Introducción ........................................................................................................................................ 3 1.

Modelos de Qos: Best-Effort, IntServ, DiffServ. .......................................................................... 4

2.

Descripción de DiffServ QoS. ...................................................................................................... 4

3.

Clasificación y Marcado de Tráfico.............................................................................................. 5

4.

Mecanismos de QoS para administrar y evitar la congestión de la red. ..................................... 6 Técnicas para evitar la congestión .................................................................................................. 7

Conclusión ........................................................................................................................................... 7 Bibliografía .......................................................................................................................................... 8

Calidad de Servicio (QoS) Introducción Cuando nos referimos a calidad en el servicio no es otra cosa más que a la habilidad de la red, de ofrecer prioridad a unos determinados tipos de tráfico, sobre diferentes tecnologías, incluyendo: Frame Relay, Asynchronous Transfer Mode (ATM), LANs y líneas dedicadas. QOS lo definen 4 parámetros: ancho de banda, retraso temporal, variación de retraso (o jitter) y probabilidad de error (o pérdida de paquetes o fiabilidad) además está directamente relacionado con el tamaño de colas y la congestión de la red, con la velocidad de conmutación y ancho de banda de los enlaces Provee de mejores y más predecibles servicios a la red mediante:  Soporte de ancho de banda dedicado.  Mejorando la características de pérdida de paquetes.  Evitando y manejando la congestión de la red.  Organizando el tráfico.  Introduciendo prioridades de tráfico a lo largo de la red. Para conocer la calidad de servicio, numerosas iniciativas como IP Performance Metrics (IPPM) e IP FlowInformation Export (IPFIX) definen métricas y arquitecturas que permiten a todas las partes implicadas llegar a un acuerdo sobre el nivel de calidad de servicio proporcionado y medir su cumplimiento. Sería muy fácil dar Calidad de Servicio si las redes nunca se congestionaran. Para ello habría que sobredimensionar todos los enlaces, cosa no siempre posible o deseable. Para dar QoS con congestión es preciso tener mecanismos que permitan dar un trato distinto al tráfico preferente y cumplir el SLA (Service Level Agreement). El SLA suele ser estático y definido en el momento de negociación del contrato con el proveedor de servicio o ISP (Internet Service Provider).

Actualmente se dispone de diferentes técnicas para estandarizar y lograr los requerimientos de QoS de las aplicaciones en tiempo real, tales como IntServ, DiffServ y MPLS; las cuales han sido estudiadas para determinar sus ventajas y desventajas. Por su parte, el protocolo IPv4 cuenta con el campo Tipo de Servicio (ToS) para que los paquetes con diferentes opciones de ToS se puedan manejar con diversos niveles de servicio dentro de la red. Debido a que no ha sido clara la definición de este campo, se ha dificultado la construcción de mecanismos de control consistentes y su estandarización, lo que ha conducido a que el ToS no sea ampliamente utilizado. Algunos de los problemas asociados con la QoS en IPV4 son: IPv4 proporciona un modelo fijo y limitado para la diferenciación del tráfico, el campo de prioridades solo permite codificar prioridades relativas; el campo Tipo de Servicio es demasiado pequeño y no ha sido adoptado. 1. Modelos de Qos: Best-Effort, IntServ, DiffServ. Existen tres diferentes niveles de servicio Mejor esfuerzo (Best-effort), servicio diferenciado (DiffServ) y servicio integrado (IntServ). 1. Mejor esfuerzo (best-effort) Este modelo de calidad de servicios se realiza cuando la red hace todo lo posible para entregar el paquete a su destino, pero no hay garantía de que esto ocurra. Este es el modelo utilizado por las aplicaciones de FTP y HTTP. 2. Servicios integrados (IntServ) El modelo de Servicios integrados provee a las aplicaciones de un nivel garantizado de servicio, negociando parámetros de red extremo a extremo. La aplicación solicita el nivel de servicio necesario con el fin de operar apropiadamente y se basa en la QoS para que se reserven los recursos de red necesarios antes de que la aplicación comience a operar. 3. Servicio diferenciados (DiffServ) Este incluye un conjunto de herramientas de clasificación y de mecanismos de cola que proveen a ciertas aplicaciones o protocolos con determinadas prioridades sobre el resto del tráfico en la red. 2. Descripción de DiffServ QoS. Las redes IP reparten paquetes con un tipo de servicio conocido como “best effort” (BE), lo cual equivale a “lo más posible, lo antes posible”. Los paquetes con este tipo de servicio

tienen la misma expectativa de tratamiento a medida que transita la red. Se caracteriza porque la complejidad se encuentra en los “host” de las puntas, siendo “tontos” los routers del núcleo de la red. Sólo miran el header, buscan en la tabla de ruteo y definen el next hop. Si llegase a ocurrir congestión, se retardan o descartan los paquetes. Esto hace muy escalable la red. Es suficiente para aplicaciones como mail, ftp y websurfing, pero no para otras aplicaciones que no toleran retardos variables o pérdida de datos, como es el caso de servicios de voz y video en tiempo real. Hay una convergencia de servicios no tradicionales: telefonía, radio, televisión, video conferencia, etc. Los cuales tienen otras exigencias. Una solución se podría pensar es agregar más ancho de banda, pero esto no es suficiente, ya que el tráfico es típicamente en ráfagas, produciendo congestiones temporales y retardos y pérdidas. Por lo tanto la clave está en dotar a Internet de una mayor “inteligencia”, por medio de mecanismos para obtener QoS. El objetivo de la calidad de servicio en una red es cuantificar el tratamiento que un paquete debe esperar a medida que circula por la red. El objetivo de una QoS diferenciada, es el dar a ciertos paquetes un mejor trato y a otros un peor trato. 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 o en los hosts. Esta arquitectura logra escalabilidad al implementar un complejas funciones de clasificación y condicionamiento sólo en los nodos del borde de la red, y aplicando conductas por salto a los agregados del tráfico que han sido apropiadamente marcados usando el campo DS en las cabeceras de IPv4 o IPv6. Es mantenida una distinción entre:    

El servicio provisto a un agregado de tráfico, Las funciones de condicionamiento y los comportamientos por salto, usados para realizar los servicios El valor del campo DS, usado para marcar paquetes para seleccionar el comportamiento en cada salto, y los mecanismos de implementación particulares del nodo que realizan un comportamiento por salto. Esta arquitectura sólo provee servicio diferenciado en una dirección del flujo de tráfico y es por ende asimétrica.

3. Clasificación y Marcado de Tráfico. Clasificación: se paran el tráfico entre el router en diferente clases/grupos para asignarles distintas prioridades. 

Para implementar la clasificación se utilizaran listas de acceso, las cuales están divididas en dos o Listas de acceso estáticas o Listas de acceso dinámicas

Marcado: establecimiento de un valor de precedencia (campos ToS) del paquete IP cunado cumple una condición definida por un ACL. 

Para implementar la clasificación se realizaran router-maps. o Para esto se deberá definir por medio de un route-map o Seguido se ara la asignación de route-map a una interfaz del router o Por último se consultara los route-maps definidos con: show route-map

4. Mecanismos de QoS para administrar y evitar la congestión de la red. La administración de la congestión es un término que abarca diferentes tipos de estrategias de encolamiento para manejar situaciones donde la demanda de ancho de banda de las aplicaciones excede el ancho de banda total que puede proporcionar la red. 

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FIFO Es el tipo más simple de encolamiento, consiste en un búfer sencillo que retiene los paquetes salientes hasta que la interfaz de transmisión pueda enviarlos. Los paquetes se envían fuera de la interfaz en el mismo orden en el que llegaron al búfer. Cola de prioridad (PQ). Es un sencillo enfoque para ofrecer un tratamiento preferencial a los paquetes identificados. Los paquetes que llegan a la interfaz se separan en cuatro colas: baja, normal, media y alta prioridad. La salida de estas cuatro colas alimenta un búfer de transmisión de la interfaz. Los paquetes siempre se sirven desde las primeras colas de alta prioridad; este mecanismo se ajusta a condiciones donde existe un tráfico importante, pero puede causar la total falta de atención de colas de menor prioridad. Cola personalizada Permite al administrador priorizar el tráfico sin los efectos laterales de inanición de las colas de baja prioridad, especificando el número de paquetes o bytes que deben ser atendidos para cada cola. Se pueden crear hasta 16 colas para categorizar el tráfico, donde cada cola es atendida al estilo Round Robin. CQ ofrece un mecanismo más refinado de encolamiento, pero no asegura una prioridad absoluta como PQ. CQ se utiliza para proveerá tráficos particulares de un ancho de banda garantizado en un punto de posible congestión, asegurando una porción fija del ancho de banda y permitiendo al resto del trafico utilizar los recursos disponibles. Weighted Fair Queuing (WFQ)

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En este mecanismo asigna una ponderación a cada flujo de forma que determina el orden de tránsito en la cola de paquetes. La ponderación se realiza mediante discriminadores disponibles en TCP/IP (dirección de origen y destino, y tipo de protocolo en IP, numero de Socket – puerto de TCP/UDP) y por el ToSen el protocolo IP. WFQ crea una cola separada para cada tipo de tráfico y utiliza un valor predeterminado para la profundidad de la cola. ModifielDeficit Round Robin (MDRR) Cuando se configura MDRR para encolamientos, las colas que no están vacías se atienden una tras otra en forma de Round Robin. Cada vez que una cola es atendida, una cantidad de datos fija es descolada y entonces el algoritmo atiende la siguiente cola.

Técnicas para evitar la congestión Los mecanismos descritos no solucionan el problema de la congestión; estos establecen reglas para que el tráfico más sensible tenga cierta prioridad sobre el resto de tráfico. Por parte, las técnicas para evitar congestión monitorean el flujo de tráfico de la red con el propósito de anticipar y minimizar su efecto. 

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Random Early Detection (RED) Monitorea el tamaño de la cola y cuando esta alcanza un umbral determinado, selecciona aleatoriamente flujos TCP individuales de los cuales descarta paquetes con el objetivo de indicar al emisor que debe disminuir la tasa de envió. Weighted Random Early Detection (WRED) Combina las capacidades del algoritmo RED con la precedencia IP

Conclusión El esquema propuesto, asigna equitativamente los recursos, maneja dinámicamente el ancho de banda y es adaptable al tráfico multimedia del canal. Así mismo, se propuso un control para administrar las peticiones basadas en la relación señal a interferencia requerida para garantizar QoS. Implementar Qos en nuestras empresas nos permiten mejor la calidad del servicio de las tecnologías basadas en tecnología web además de aprovechas las nuevas tecnologías y sea más eficiente las comunicaciones

Bibliografía

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Poyecto europeo Medea+PlaNetS» (en inglés). Consultado el 28 de abril de 2010.

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UPnP Forum (octubre de 2006). «Quality of Service v2.0» (en inglés). Consultado el 28 de abril de 2010.

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http://www.nortelnetworks.com/solutions/collateral/qos_wp.pdf

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http://www.qosforum.com/white-papers/qosprot_v3.pdf

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http://www.qosforum.com/white-papers/Need_for_QoS-v4.pdf