Optimización de QoS en Redes IP: Modelos DiffServ y Mecanismos de Control de Tráfico

Modelos de Internet con QoS

Funciones Necesarias

1. Control del Tráfico: Clasificar y planificar paquetes, gestión de colas, control de admisión, control de uso (policing) y conformado.
2. Señalización: Protocolos de reserva de recursos.

Tipos de Modelos

Modelo DiffServ

• Estandariza PHBs, no servicios (los servicios pueden definirse usando PHB).

Tipos de Servicio DiffServ

1. Cualitativo: Transporte de tráfico con baja latencia y pocas pérdidas.
2. Cuantitativo: Un retardo menor de 50ms, pérdidas bajas. La capacidad que sobra se reparte justamente.

Router DiffServ

Elementos

1. Clasificador: El paquete recibido primero es clasificado por el módulo de clasificación. Los selecciona por los campos de las cabeceras.

Tipos de Clasificación

• Multifield (MF): El ingress de un dominio es el que lleva a cabo la clasificación.
• Behavior Aggregate Classification (BA): Clasificación basada en el campo ToS que contiene el DSCP. Se utiliza en router cores.

2. Marker (Marcador): Añade el valor apropiado de DSCP en el campo DS, así el paquete recibe el servicio que le corresponde.
3. Meter (Medidor): Realiza las tareas del policing en la entrada (descarta, conforma, deja pasar...). También se utiliza para hacer el accounting.
4. Shaper (Conformador): El anterior puede enviar un paquete aquí, este lo retrasa hasta que se ajuste lo acordado.
5. Discard (Descarte):

Los meter + marker + shaper + discard = traffic conditioners. Facilita la creación de una red escalable.

PHB (Per-Hop Behavior)

Es el comportamiento observable externamente de un router en el reenvío de un paquete de una clase.

Expedited Forwarding PHB

Baja latencia, jitter y ancho de banda mínimo garantizado. Servicio objetivo en el dominio: línea dedicada virtual o premium service (un ancho mínimo garantizado, T_observacion=MTU/CIR). Se usa telefonía IP.

Assured Forwarding PHB

Servicio objetivo en el dominio DS: ofrecer distintos niveles de garantía de reenvío. Ejemplo: servicios gold. Marcado provisto por el proveedor o por cliente. 4 clases AF independientes: para cada clase se asigna un min. de ancho de banda y memoria y dentro de cada clase hay tres categorías según prioridad para descarte (en puntos de congestión, en colas RIO con distintos parámetros, en una única cola para evitar reordenar).

Single Rate Three Color Marker (SR-TCM)

SR-TCM usa dos tokens. Los buckets son definidos como C (Conform) y E (Excess). Ambos se llenan de tokens al mismo ritmo. Hay un CBS y EBS. Hay tres posibles estados (en función de los colores). Si EBS=0, la salida del marker tiene dos estados y los paquetes serán marcados en verde o rojo.