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Voz sobre IP

Q O S

Calidad de Servicio

Capítulo 4

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QOS se refiere a la capacidad de una red de proporcionar el mejor servicio para un tráfico de red seleccionado sobre diferentes tecnologías.

Las principales metas del QOS incluyen:

Ancho de banda dedicado

Jitter controlado

Latencia (requerida para los tráficos de tiempo real e interactivos)

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Arquitectura básica del QOSLa arquitectura básica introduce las tres piezas fundamentales para la implementación del QOS:

QOS dentro de un elemento simple de red (por ejemplo almacenamiento, planeamiento de tareas y herramientas de tráfico)

Técnicas de señalización del QOS para la coordinación de la calidad de servicio end to end de los elementos de red

Funciones de gestión, políticas y tasación para controlar y administrar el tráfico end to end a través de la red

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Host

ClienteRed

conectada

Red conectada

SeñalizaciónQOS

Gestión, políticas y tasación

QOS en los nodos

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Niveles QOS End to End

Los niveles de servicio se refieren a las capacidades actuales de calidad de servicio End to End, es decir la habilidad de una red de suministrar el servicio necesitado por el tráfico de red especificado de extremo a extremo (End to End).

Los tres niveles básicos que pueden ser proporcionados a través de una red heterogénea son:

Servicio mejor esfuerzo

Servicio diferenciado

Servicio garantizado

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La decisión del tipo de servicio depende de los siguientes factores:

La aplicación o el problema que el cliente intenta resolver La velocidad que el cliente puede realmente alcanzar con su

infraestructura El costo de la implementación

Mejor esfuerzo(IP, IPX, Apple Talk)

Diferenciado(Clase Primera, Business,

Coach)

Garantizado(Ancho de Banda, Demora,

Jitter)

Mejor esfuerzo

Garantizado

Diferenciado

Conectividad IP

Parte del tráfico es más importante que el resto

Ciertas aplicaciones requierenrecursos específicos de la red

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ISA: Arquitectura de Servicios IntegradosFue diseñada para proveer una serie de extensiones al modelo de entrega de información, basado en el mejor esfuerzo, actualmente en uso en las redes basadas en IP.

Componentes del modelo ISA

Requerimientos de QOS Requerimientos de compartición de recursos Permiso de eliminación de paquetes Provisión para la información de uso recibida Protocolo de reserva de recursos

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Requerimientos de QOS• Tráfico Elástico (no a tiempo real)

Tráfico que puede adaptarse, en grandes rasgos, a cambios en el retardo y/o rendimiento a través de una internet y aún

responder a las necesidades de sus aplicaciones.

- Tráfico tradicional en TCP/IP- Transporte TCP o UDP- Esperan la llegada de los paquetes, antes de que la aplicación los procese- Control de tráfico adaptativo- Tipos de aplicaciones elásticas:

Ráfagas interactivas (ej. Telnet) Transferencia de bloques (ej. FTP y SMTP)

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• Tráfico Inelástico (a tiempo real)

Tráfico que no puede fácilmente, o a veces no puede totalmente, adaptarse a cambios en el retardo y/o rendimiento a través de una internet.

Requerimientos básicos:

Mínimo rendimiento Máximo retardo permitido Máximo jitter permitido (variación de retardo) Máxima pérdida de información

Requerimientos adicionales: Medios necesarios para dar trato preferencial a

aplicaciones con exigencias mayores Se debe seguir soportando el tráfico elástico

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Control del TráficoEl modelo ISA, define cuatro mecanismos que componen las funciones del control de tráfico a nivel de capa 3 y superiores:

Agente deRuteo

Agente deEstablecimiento

de Recursos

Agente deGestión

Control de Admisión

Tabla de Ruteo

Base de Datos de Control de Tráfico

ClasificadorProgramador de

PaquetesCola(s) de

Salida

Implementación del Modelo ISA

en un router

Implementación del Modelo ISA

en un router

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Requerimientos para la Compartición de Recursos

La asignación de recursos está basada en una modalidad de flujo por flujo

Muchos flujos comparten los recursos disponibles en la red El ancho de banda total es compartido por distintos tipos de

tráfico: Diferentes protocolos de red (IP, IPX, SNA)

Diferentes servicios bajo el mismo protocolo (Telnet, FTP, SMTP)

Diferentes flujos de tráfico clasificados por emisor

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RSVP

Resource reSerVation Protocol

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IntroducciónObjetivo de una Internet Futura

Entregar los datos desde el origen a uno o más destinatarios con la Calidad de Servicio (QOS) deseada (rendimiento, retardo, variación de retardo)

Ambiente Internet

Variable en usuarios, velocidades, etc. Ruteo dinámico responde rápidamente ante fallas y

problemas de congestión Routers Pueden fijar preferencia de ciertos

paquetes basándose en algún elemento QOS (campo TOS en el header IP) y seleccionar la ruta entre diferentes alternativas

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Soft StateReserva de Recursos:

• Permite a los routers decidir anticipadamente si pueden responder a los requerimientos de una transmisión multicast

• Difiere de los sistemas orientados a conexión, debido a que en Internet la reserva es dinámica

Si la ruta cambia, la reserva de recursos debe cambiar

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Soft State

• Información de estados que un router mantiene

• Expira, a menos que sea refrescada en forma regular por la entidad que requirió el estado

Si durante una transmisión la ruta cambia, algunos Soft State espiran y nuevas reservas de recursos deben fijar los Soft State de los nuevos routers que participan en la trayectoria

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RSVP: Resource reSerVation ProtocolProtocolo de señalización usado por los receptores para pedir de la red una calidad de servicio específica, mediante el establecimiento y mantenimiento de una reserva de recursos

Características:

Receptores heterogéneos Reservas dinámicas separadas Requerimientos de recursos realmente necesitados Los receptores pueden elegir la fuente de transmisión Reestablecimiento automático de reserva de recursos Mensajes de pedido de reserva Independencia de protocolos de ruteo

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Objetivos de Diseño

Unicast y Multicast

Simplex

Reserva iniciada por el receptor

Mantenimiento del Soft State en la internet

Provisión de estilos diferentes de reserva

Operación transparente a través de routers no-RSVP

Soporte para IPv4 e IPv6

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Método de Operación

Sesión:

Flujo de datos identificado por su destino y definido por:

Dirección IP de destino

Identificador de Protocolo IP

Port de destino (UDP o TCP)

El router considera una sesión cuando se hizo una reserva y se asignan los recursos mientras dure la sesión

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Descriptor de Flujo:Es el pedido de reserva enviado por el destinatario final y consiste de:

FLOWSPECEspecifica la calidad de servicio deseada y es usada para fijar los parámetros en el programador de paquetes del nodo (Packet Scheduler), es decir que el router transmite los paquetes con ciertas preferencias definidas por Flowspec

FILTERSPEC Define el grupo de paquetes para los cuales se requiere una reserva y una QOS deseada, es decir que todo otro tipo de paquetes se maneja como tráfico best-effort

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Manejo de paquetes de una sesión en un router

FilterspecFilterspec

FlowspecFlowspec QOS delivery

QOS delivery

Best-effortdelivery

Best-effortdelivery

Paquetes que pasan el filtro

Otros paquetesPaquetes de una sesión(dirigidos a un destino)

PACKET SCHEDULER

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Mensajes RSVP

Mensajes Path

Enviados por el emisor hacia el destino de un receptor RSVP

Usados para almacenar información de las rutas en cada nodo

Cuando una estación desea participar como emisor en un grupo de multicast, envía este mensaje a

todos los destinatarios de ese grupo multicast

Durante el camino, cada router y cada destinatario crea un estado del camino que indica cual es el nodo anterior (previous hop) a ser usado por este emisor

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Mensajes Resv

Mensajes de pedido de reserva que un receptor RSVP envía al emisor, una vez que

recibió el mensaje Path de éste

Viajan a lo largo del mismo trayecto de nodo a nodo (hop-by-hop) que atravesaron los

mensajes Path cuando llegaron al receptor

Especifican el QOS deseado y establecen un estado de reserva en cada nodo de ese trayecto

Una vez que el emisor recibe el mensaje Resv en forma satisfactoria, puede enviar sus datos

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Mensajes RSVP

Flujo de tráfico del mensaje RSVP Path

Receptor RSVP Emisor RSVP

Mensaje PathMensaje Path

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Flujo de tráfico del mensaje RSVP Resv

Receptor RSVP Emisor RSVP

Mensaje ResvMensaje Resv

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Flujo de tráfico de los mensajes RSVP

Emisor RSVP Receptor RSVP

1) Join IGMP

2) Path

3) Resv 4) Data

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Flujo de tráfico de los mensajes RSVP Resv en un multicast

64 kbps

64 kbps

64 kbps

128 kbps

192 kbps

Los pedidos de reserva se unen a medida que avanzan

a través del árbol de multicast

Emisor RSVP

Receptores RSVP

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Mensajes RSVP adicionales

Mensajes PathErr / ResvErr

Mensajes PathTear / ResvTear

Mensaje ResvConf