Servicio de calidad

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Una breve descripcion de como las redes dependen de una buena calidad de servicio con respecto a las topologías, protocolos y algoritmos

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Servicio de calidad

  1. 1. CAPA DE RED QoS Quality of Service
  2. 2. Calidad del Servicio <ul><li>Las secciones previas se diseñaron para reducir la congestión y mejorar el rendimiento de la red. Pero con el crecimiento de las redes multimedia surge el de mejorar la calidad de servicio a través del diseño de redes y protocolos. </li></ul><ul><li>El enfoque que se mostrará es de ajustar la calidad de servicio de acuerdo a las necesidades de las aplicaciones. </li></ul>QoS Quality of Service
  3. 3. 1. REQUERIMIENTOS <ul><li>Un flujo es un conjunto de paquetes que van de un origen a un destino. </li></ul><ul><li>Una red orientada a la conexión, todos los paquetes que pertenezcan a un flujo siguen la misma ruta, mientras que una red no orientada a conexión siguen diferentes rutas. </li></ul><ul><li>Un flujo requiere de cuatro parámetros para la calidad de servicio como son: confiabilidad, retardo, fluctuación y ancho de banda. </li></ul>QoS Quality of Service
  4. 4. 1. REQUERIMIENTOS QoS Quality of Service Aplicación Confiabilidad Retardo Fluctuación Ancho de banda Correo electrónico Alta Bajo Baja Bajo Transferencia de archivos Alta Bajo Baja Medio Acceso a Web Alta Medio Baja Medio Inicio de sesión remoto Alta Medio Media Bajo Audio bajo demanda Baja Bajo Alta Medio Video bajo demanda Baja Bajo Alta Alto Telefonía Baja Alto Alta Bajo Videoconferencia Baja Alto Alta Alto
  5. 5. 1. REQUERIMIENTOS <ul><li>Las Redes ATM clasifican los flujos en cuatro categorías amplias con respecto a sus demandas de QoS. </li></ul><ul><li>Tasa de bits constante (Ej. telefonía) </li></ul><ul><li>Tasa de bits variable en tiempo real (Ej. Videoconferencia comprimida) </li></ul><ul><li>Tasa de bits variable no constante (Ej. Ver película a través del Internet) </li></ul><ul><li>Tasa de bits disponible (Ej. Transferencia de archivos) </li></ul>QoS Quality of Service
  6. 6. 2. TÉCNICAS <ul><li>Se han desarrollado una variedad de técnicas, con soluciones prácticas que con frecuencia se combinan múltiples técnicas. </li></ul>QoS Quality of Service
  7. 7. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.1 Sobreaprovisionamiento </li></ul><ul><li>La suficiente capacidad de enrutar, espacio en búfer y ancho de banda como para que los paquetes fluyan con facilidad. La desventaja es el costo. </li></ul><ul><li>En cierta medida el sistema telefónico aplica esta técnica debida que tiene mucha capacidad disponible, por lo que se puede satisfacer a la demanda. </li></ul>QoS Quality of Service
  8. 8. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.2 Almacenamiento en búfer </li></ul><ul><li>Los flujos se pueden almacenar en el búfer del lado del receptor antes de ser entregados. Almacenarlos no afecta la confiabilidad o el ancho de banda, e incrementa el retardo, pero atenúa la fluctuación. Para el video o audio bajo demanda, la demanda, la fluctuación es el problema principal, por lo tanto, esta técnica es muy útil. </li></ul>QoS Quality of Service
  9. 9. 2. TÉCNICAS QoS Quality of Service 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 El paquete sale del origen El paquete llega al búfer El paquete se elimina del búfer Tiempo en el búfer Hueco en la reproducción Tiempo (seg) 0 5 10 15 20
  10. 10. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.3 Modelado de tráfico </li></ul><ul><li>El envío no uniforme es común si el servidor esta manejando muchos flujos al mismo tiempo, y también permite otras acciones, como avance rápido y rebobinado, autenticación de usuario, etc. Además el almacenamiento en el búfer no siempre es posible, por ejemplo en la videoconferencia. </li></ul><ul><li>Si el servidor y los host en general transmitieran a una tasa uniforme, la calidad del servicio se mejoraría. </li></ul><ul><li>EL modelado de tráfico consiste en regular la tasa promedio (y las ráfagas) de la transmisión de los datos. En contraste los protocolos de ventana corrediza limitan la cantidad de datos con respecto a la transmisión, no la tasa a la que envían. </li></ul>QoS Quality of Service
  11. 11. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.3 Modelado de tráfico </li></ul><ul><li>Cuando se establece una conexión, el usuario y la subred establecen un acuerdo de un cierto patrón de tráfico denominado acuerdo de nivel de servicio. Es decir que entre los dos se transmitirán los paquetes de acuerdo al contrato por lo que se reducirá la congestión pero tales acuerdos no se cumplen, cuando se tratan de transferencia de archivos, pero si para los datos en tiempo real como de audio y video. </li></ul><ul><li>¿Cómo se puede saber si el cliente o la empresa están cumpliendo? </li></ul><ul><li>Se lo realiza a través de la supervisión del flujo de un tráfico que se lo conoce como supervisión de tráfico . Este es más fácil en las subredes de circuitos virtuales que en los de datagramas. </li></ul>QoS Quality of Service
  12. 12. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.4 Algoritmo de cubeta con goteo </li></ul><ul><li>Cada host está conectado a una red mediante una interfaz que contiene una cubeta con goteo, o cola interna infinita. </li></ul><ul><li>Si llega un paquete cuando la cola esta llena, este se descarta. En otras palabras, si uno mas procesos del host tratan de enviar paquetes cuando la cola ya tiene la cantidad máxima de paquetes, dicho paquete se descarta sin mas. </li></ul>QoS Quality of Service
  13. 13. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.4 Algoritmo de cubeta con goteo </li></ul><ul><li>Cuando un flujo de paquetes es continuo se aplica cuando el tamaño de los mismos son iguales, mientras que al ser el tamaño de los paquetes variable se debería aplicar el flujo de modo fijo es decir permitir un número fijo de bytes por pulso. </li></ul><ul><li>Ejemplo: Si la regla es de 1024 bytes por pulso, solo puede recibirse por pulso paquetes de 1024 bytes, dos de 512 bytes, cuatro de 256 bytes, etc. </li></ul>QoS Quality of Service
  14. 14. 2. TÉCNICAS El algoritmo de cubeta con goteo impone un patrón de salida rígido a la tasa promedio, sin importar la cantidad de ráfagas que tenga el tráfico. QoS Quality of Service 25 MB/seg durante 40 mseg Tiempo (mseg) 0 500 2 MB/seg durante 500 mseg Tiempo (mseg) 0 500
  15. 15. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.5 Algoritmo de cubeta con tokens </li></ul><ul><li>En aplicaciones es mejor permitir que la salida se acelere un poco cuando llegan ráfagas grandes, por lo que se necesita un algoritmo más flexible. </li></ul><ul><li>El algoritmo ofrece una forma diferente de modelado de tráfico que el anterior. </li></ul>QoS Quality of Service
  16. 16. 2. TÉCNICAS QoS Quality of Service DIFERENCIAS Algoritmo de cubeta con goteo Algoritmo de cubeta con tokens No permite que los host inactivos acumulen permisos para enviar posteriormente ráfagas grandes Este algoritmo si permite hasta el tamaño máximo de la cubeta. Este descarta los paquetes cuando la cubeta está llena Este descarta tokens cuando la cubeta se llena Estos algoritmos sirven para regular el tráfico entre los enrutadores Este permite regular al host cuando la regla dice que debe hacerlo, que si se lo hiciera con el enrutador esto daría lugar a la perdida de los datos
  17. 17. 2. TÉCNICAS <ul><li>La implementación es: </li></ul><ul><li>El contador se incrementa en uno cada ∆T y se decrementa en uno cada vez que se envía el paquete. </li></ul><ul><li>Un problema potencial con el algoritmo de cubeta con tokens es que permite ráfagas largas, aunque puede regularse el intervalo máximo de ráfagas mediante una selección cuidadosa de p y M . </li></ul>QoS Quality of Service
  18. 18. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.6 Reservación de recursos </li></ul><ul><li>Regular la forma de tráfico ofrecido es un buen inicio para garantizar la calidad del servicio. </li></ul><ul><li>Una vez que se tiene una ruta específica para un flujo, es posible reservar recursos a lo largo de esa ruta para asegura que la capacidad necesaria esté disponible. </li></ul><ul><li>Se pueden reservar tres tipos de recursos: </li></ul><ul><li>Ancho de banda </li></ul><ul><li>Espacio de búfer </li></ul><ul><li>Ciclos de CPU </li></ul>QoS Quality of Service
  19. 19. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.7 Control de admisión </li></ul><ul><li>La decisión de aceptar o rechazar un flujo no se trata simplemente de compara los recursos antes mencionados sino que. </li></ul><ul><li>Algunas aplicaciones solo conocerían el ancho de bando y los otro dos no. </li></ul><ul><li>Algunas aplicaciones son mucho más tolerantes con el incumplimiento ocasional de plazos </li></ul><ul><li>Algunas aplicaciones estarán dispuestas a negociar el flujo y otras no. </li></ul>QoS Quality of Service
  20. 20. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.7 Control de admisión </li></ul>Ejemplo de especificación de flujo QoS Quality of Service Parámetro Unidad Tasa de la cubeta con tokens Bytes/seg Tamaño de la cubeta con tokens Bytes Tasa pico de datos Bytes/seg Tamaño mínimo de paquetes Bytes Tamaño máximo de paquetes Bytes
  21. 21. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.8 Enrutamiento proporcional </li></ul><ul><li>La mayoría de los algoritmos de enrutamiento tratan de encontrar la mejor ruta para cada destino y enviar a través de ella todo el tráfico a ese destino. </li></ul><ul><li>Una método que se propuesto para un QoS es dividir el tráfico en diferentes rutas, y estos trafico pueden ser iguales o diferentes en cuanto a tamaños </li></ul>QoS Quality of Service
  22. 22. 2. TÉCNICAS <ul><li>2.9 Calendarización de paquetes </li></ul><ul><li>Si un enrutador maneja multiples flujos, existe le peligro de que un flujo acapare mucha de su capacidad y limite a los otros flujos. </li></ul><ul><li>Para esto se desarrollaron algoritmos de programación como son el encolamiento justo. La esencia de este es que los enrutadores tienen colas separadas para cada línea de salida, una por flujo. </li></ul><ul><li>Este fue mejorado y se lo llamo ( round robin ) exploración circular byte por byte. Y los paquetes se ordenan conforme al tiempo de terminación. </li></ul>QoS Quality of Service
  23. 23. 3. SERVICIOS INTEGRADOS <ul><li>3.1 RSVP – Protocolos de reservación de recursos </li></ul><ul><li>Este protocolo se utiliza para marcar las reservas; para le envió de datos se utilizan otros protocolos. Este permite que varios emisores transmitan a múltiples grupos de receptores, y así estos permitan cambiar libremente, optimiza el ancho de banda y elimina la congestión. </li></ul>QoS Quality of Service
  24. 24. 3. SERVICIOS INTEGRADOS <ul><li>3.1 RSVP – Protocolos de reservación de recursos </li></ul><ul><li>Este protocolo usa enrutamiento de multidifusión con arboles de expansión. Se tiene información multidifundida al grupo periódicamente para indicarle a los enrutadores a lo largo del árbol que mantengan ciertas estructuras de datos en sus memorias. </li></ul><ul><li>En cada salto el enrutador nota la reservación y aparta el ancho de banda necesario. </li></ul>QoS Quality of Service
  25. 25. 3. SERVICIOS INTEGRADOS QoS Quality of Service 1 2 3 4 5 Emisores Receptores RED
  26. 26. 3. SERVICIOS INTEGRADOS QoS Quality of Service 1 2 3 4 5 Emisores Receptores RED El host 3 solicita un canal al host 1 y un segundo canal al host 2
  27. 27. Servicios Diferenciados <ul><li>Método que se conoce como calidad de servicio basada en clase. </li></ul><ul><li>Un conjunto de enrutadores que forman un dominio administrativo puede ofrecer los DS. La administración define un conjunto de clases de servicios con reglas de conjunto correspondiente. </li></ul><ul><li>Los paquetes del cliente que entran en el dominio podrían contener un campo Tipo de servicio, con un mejor servicio proporcionado a algunas clases. </li></ul>QoS Quality of Service
  28. 28. Reenvío expedito o acelerado <ul><li>Clase más simple. </li></ul><ul><li>Disponibles dos clases de servicios: </li></ul><ul><ul><li>Regular </li></ul></ul><ul><ul><li>Expedita </li></ul></ul><ul><li>Los paquetes expeditos deben tener la capacidad de transitar la subred como si no hubieran otros paquetes. </li></ul><ul><li>Programar los enrutadores para que tengan dos colas de salida, por cada línea de salida, una para los paquetes expeditos y una para los regulares. </li></ul>QoS Quality of Service
  29. 29. Reenvío asegurado <ul><li>Es un esquema un poco más elaborado. </li></ul><ul><li>Paso 1: clasificar los paquetes en una de cuatro clases de prioridades. </li></ul><ul><li>Paso 2: marcar los paquetes de acuerdo con su clase, se necesita un campo de encabezado. </li></ul><ul><li>Paso 3: pasar los paquetes a través de un filtro modelador/eliminador que podría retardar o descartar algunos de ellos para dar una forma aceptable a los cuatro flujos. </li></ul>QoS Quality of Service
  30. 30. Conmutación de etiquetas y MPLS <ul><li>Conmutación.- utiliza una etiqueta que se toma de un paquete como índice en una tabla de reenvío. </li></ul><ul><li>MPLS.- Conmutación de etiquetas multiprotocolo. Encabezado que tiene cuatro campos. </li></ul><ul><ul><li>Etiqueta </li></ul></ul><ul><ul><li>QoS </li></ul></ul><ul><ul><li>S </li></ul></ul><ul><ul><li>TTL </li></ul></ul>QoS Quality of Service

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