Optimización de Redes: QoS, Algoritmos de Cola (FIFO, WFQ, LLQ) y Modelos de Servicio (IntServ, DiffServ)

Fundamentos de la Calidad de Servicio (QoS)

La calidad de la transmisión de la red se ve afectada por el ancho de banda de los enlaces entre el origen y el destino, las fuentes de *latencia* (demora) a medida que los paquetes se enrutan al destino, y la *fluctuación* (*jitter*) o variación en la latencia de los paquetes recibidos. Sin mecanismos de QoS establecidos, los paquetes se procesan en el orden en que se reciben. Cuando se produce congestión, los paquetes sensibles al tiempo se descartarán con la misma frecuencia que los paquetes que no lo son.

Factores que Afectan la Calidad de la Experiencia (QoE)

Para los paquetes de datos, dos factores clave afectan la Calidad de la Experiencia (QoE) para los usuarios finales:

• ¿Los datos provienen de una aplicación interactiva?
• ¿La misión de los datos es crítica?

Algoritmos de Puesta en Cola (Queuing)

Los cuatro algoritmos de puesta en cola discutidos en este capítulo son los siguientes:

First in First Out (FIFO)

Los paquetes se envían en el orden en que se reciben.

Weighted Fair Queuing (WFQ)

Los paquetes se clasifican en diferentes flujos en función de la información del encabezado, incluido el valor de ToS (Tipo de Servicio).

Colas Justas Ponderadas Basadas en la Clase (CBWFQ)

Los paquetes se asignan a las clases definidas por el usuario en función de las coincidencias con criterios tales como protocolos, ACL e interfaces de entrada. El administrador de la red puede asignar ancho de banda, peso y límite máximo de paquetes a cada clase.

Colas de Latencia Baja (LLQ)

Los datos sensibles al retraso, como la voz, se agregan a una cola de prioridad para que puedan enviarse primero (antes de los paquetes en otras colas).

Modelos de Calidad de Servicio (QoS)

Los tres modelos de puesta en cola discutidos en el capítulo son los siguientes:

Mejor Esfuerzo (*Best Effort*)

Este es el modelo de cola predeterminado para las interfaces. Todos los paquetes son tratados de la misma manera. No hay QoS.

Servicios Integrados (IntServ)

IntServ proporciona una forma de entregar la QoS integral que requieren las aplicaciones en tiempo real, administrando explícitamente los recursos de red para proporcionar QoS a flujos de paquetes de usuario específicos, a veces llamados *microflujos*.

Servicios Diferenciados (DiffServ)

DiffServ utiliza un enfoque de QoS flexible que depende de los dispositivos de red configurados para dar servicio a múltiples clases de tráfico, cada una con requisitos de QoS variables. Aunque no hay garantía estricta de QoS, el modelo DiffServ es más rentable y escalable que IntServ.

Herramientas Esenciales de QoS

Las herramientas de QoS incluyen lo siguiente:

Clasificación y Marcado

La clasificación determina la clase de tráfico a la que pertenecen los paquetes o tramas. Marcar significa que se agrega un valor al encabezado del paquete. Los dispositivos que reciben el paquete miran este campo para ver si coincide con una política definida.

Evitar la Congestión

Las herramientas para evitar la congestión monitorean las cargas de tráfico de la red en un esfuerzo por anticipar y prevenir la congestión. A medida que las colas se llenan hasta el límite máximo, se descarta un pequeño porcentaje de paquetes. Una vez que se supera el umbral máximo, se descartan todos los paquetes.

Conformación (*Shaping*) y Vigilancia (*Policing*)

La Conformación (*Shaping*) conserva el exceso de paquetes en una cola y luego programa el exceso para una transmisión posterior en incrementos de tiempo. El *Shaping* se usa en el tráfico saliente.

La Vigilancia (*Policing*) descarta o señala el exceso de tráfico. La vigilancia a menudo se aplica al tráfico entrante.