En redes de Alta velocidad IP con QoS es necesario especificar el perfil de traacutefico para una conexioacuten para decidir coacutemo asignar los distintos recursos de la red
Estas Redes brindan soporte de conectividad a traacutefico con requerimientos de performance muy diferentes VoIP videoconferencias navegacioacuten web transacciones sobre bases de dato etc
Cada uno de estos tipos de traacutefico tiene requerimientos diferentes de ancho de banda condiciones diferentes de delay peacuterdida de paquetes etc
Poder dar respuesta a diferentes requerimientos de performance sobre una misma infraestructura de red supone la implementacioacuten de Calidad de Servicio (QoS)
Todo esto debe ser analizado ya que calidad en redes no es solo marcacioacuten de paquetes y redundancia en canales
CALIDAD EN REDES DE ALTA VELOCIDAD
Calidad de Servicio de las aplicaciones
Aplicacioacuten Fiabilidad Retardo Jitter Ancho de Banda
Correo electroacutenico Alta () Alto Alto Bajo
Transferencia de ficheros Alta () Alto Alto Medio
Acceso Web Alta () Medio Alto Medio
Login remoto Alta () Medio Medio Bajo
Audio bajo demanda Media Alto Medio Medio
Viacutedeo bajo demanda Media Alto Medio Alto
Telefoniacutea Media Bajo Bajo Bajo
Viacutedeoconferencia Media Bajo Bajo Alto
() La fiabilidad alta en estas aplicaciones se consigue automaacuteticamente al utilizar el protocolo de transporte TCP
La congestioacuten y calidad de servicio
bull La Calidad de Servicio no existiriacutean si las redes nunca se saturaran (congestionaran) Para ello habriacutea que sobredimensionar todos los enlaces lo que no es siempre posible o costeable
bull Para ofreceer QoS con saturacioacuten es necesario tener mecanismos que permitan dar un trato distinto al traacutefico preferente y cumplir el SLA (Service Level Agreement) que debe tener una red de alta velocidad
CargaR
end
imie
nto
SinCongestioacuten
CongestioacutenFuerte
CongestioacutenModerada
Efectos de la congestioacuten en el tiempo de servicio y el rendimiento
SinCongestioacuten
CongestioacutenFuerte
CongestioacutenModerada
Tie
mp
o d
e S
ervi
cio
Carga
QoS uacutetil y viable
QoS inuacutetil QoS inviableQoS uacutetil y viable
QoS inuacutetil QoS inviable
Paraacutemetros tiacutepicos de los SLAs Redes de Alta velocidad
Paraacutemetro Significado Ejemplo
Disponibilidad
Tiempo miacutenimo que el operador
asegura que la red estaraacute en funcionamiento
9997
Ancho de Banda
Indica el ancho de banda miacutenimo que el operador
garantiza al usuario dentro de su red
45 Mbs
Peacuterdida de paquetes
Maacuteximo de paquetes perdidos (siempre y cuando
el usuario no exceda el caudal garantizado)
01
Round Trip Delay
El retardo de ida y vuelta medio de los paquetes 80 mseg
Jitter La fluctuacioacuten que se puede producir en el
retardo de ida y vuelta medio
20 mseg
1 Problemas de enrutamiento
2 Problemas de IProuting
3 Problemas de QoS
4 Marcacioacuten de Paquetes
CALIDAD EN REDES DE ALTA VELOCIDAD
Problemas de enrutamiento
100Mbps
100Mbps
100Mbps
155Mbps
Congestioacuten
Delay
Buffer
End-to-end Delay
Delay del enlace
Delay del procesa-miento
Predecible
No predecible
Jitter
Peacuterdida de paquetes
200121
20015163
20015164201894
201898
200151630
20110113
201101120
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
En cada nodo se repite el caacutelculo
Red 1200120
Red 220015160
Red 3201890
Red 420110110
Host BHost BHost A
Host B Datos
Host B Datos
Problema de IP RoutingProblema de IP Routing
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Calidad de Servicio de las aplicaciones
Aplicacioacuten Fiabilidad Retardo Jitter Ancho de Banda
Correo electroacutenico Alta () Alto Alto Bajo
Transferencia de ficheros Alta () Alto Alto Medio
Acceso Web Alta () Medio Alto Medio
Login remoto Alta () Medio Medio Bajo
Audio bajo demanda Media Alto Medio Medio
Viacutedeo bajo demanda Media Alto Medio Alto
Telefoniacutea Media Bajo Bajo Bajo
Viacutedeoconferencia Media Bajo Bajo Alto
() La fiabilidad alta en estas aplicaciones se consigue automaacuteticamente al utilizar el protocolo de transporte TCP
La congestioacuten y calidad de servicio
bull La Calidad de Servicio no existiriacutean si las redes nunca se saturaran (congestionaran) Para ello habriacutea que sobredimensionar todos los enlaces lo que no es siempre posible o costeable
bull Para ofreceer QoS con saturacioacuten es necesario tener mecanismos que permitan dar un trato distinto al traacutefico preferente y cumplir el SLA (Service Level Agreement) que debe tener una red de alta velocidad
CargaR
end
imie
nto
SinCongestioacuten
CongestioacutenFuerte
CongestioacutenModerada
Efectos de la congestioacuten en el tiempo de servicio y el rendimiento
SinCongestioacuten
CongestioacutenFuerte
CongestioacutenModerada
Tie
mp
o d
e S
ervi
cio
Carga
QoS uacutetil y viable
QoS inuacutetil QoS inviableQoS uacutetil y viable
QoS inuacutetil QoS inviable
Paraacutemetros tiacutepicos de los SLAs Redes de Alta velocidad
Paraacutemetro Significado Ejemplo
Disponibilidad
Tiempo miacutenimo que el operador
asegura que la red estaraacute en funcionamiento
9997
Ancho de Banda
Indica el ancho de banda miacutenimo que el operador
garantiza al usuario dentro de su red
45 Mbs
Peacuterdida de paquetes
Maacuteximo de paquetes perdidos (siempre y cuando
el usuario no exceda el caudal garantizado)
01
Round Trip Delay
El retardo de ida y vuelta medio de los paquetes 80 mseg
Jitter La fluctuacioacuten que se puede producir en el
retardo de ida y vuelta medio
20 mseg
1 Problemas de enrutamiento
2 Problemas de IProuting
3 Problemas de QoS
4 Marcacioacuten de Paquetes
CALIDAD EN REDES DE ALTA VELOCIDAD
Problemas de enrutamiento
100Mbps
100Mbps
100Mbps
155Mbps
Congestioacuten
Delay
Buffer
End-to-end Delay
Delay del enlace
Delay del procesa-miento
Predecible
No predecible
Jitter
Peacuterdida de paquetes
200121
20015163
20015164201894
201898
200151630
20110113
201101120
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
En cada nodo se repite el caacutelculo
Red 1200120
Red 220015160
Red 3201890
Red 420110110
Host BHost BHost A
Host B Datos
Host B Datos
Problema de IP RoutingProblema de IP Routing
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
La congestioacuten y calidad de servicio
bull La Calidad de Servicio no existiriacutean si las redes nunca se saturaran (congestionaran) Para ello habriacutea que sobredimensionar todos los enlaces lo que no es siempre posible o costeable
bull Para ofreceer QoS con saturacioacuten es necesario tener mecanismos que permitan dar un trato distinto al traacutefico preferente y cumplir el SLA (Service Level Agreement) que debe tener una red de alta velocidad
CargaR
end
imie
nto
SinCongestioacuten
CongestioacutenFuerte
CongestioacutenModerada
Efectos de la congestioacuten en el tiempo de servicio y el rendimiento
SinCongestioacuten
CongestioacutenFuerte
CongestioacutenModerada
Tie
mp
o d
e S
ervi
cio
Carga
QoS uacutetil y viable
QoS inuacutetil QoS inviableQoS uacutetil y viable
QoS inuacutetil QoS inviable
Paraacutemetros tiacutepicos de los SLAs Redes de Alta velocidad
Paraacutemetro Significado Ejemplo
Disponibilidad
Tiempo miacutenimo que el operador
asegura que la red estaraacute en funcionamiento
9997
Ancho de Banda
Indica el ancho de banda miacutenimo que el operador
garantiza al usuario dentro de su red
45 Mbs
Peacuterdida de paquetes
Maacuteximo de paquetes perdidos (siempre y cuando
el usuario no exceda el caudal garantizado)
01
Round Trip Delay
El retardo de ida y vuelta medio de los paquetes 80 mseg
Jitter La fluctuacioacuten que se puede producir en el
retardo de ida y vuelta medio
20 mseg
1 Problemas de enrutamiento
2 Problemas de IProuting
3 Problemas de QoS
4 Marcacioacuten de Paquetes
CALIDAD EN REDES DE ALTA VELOCIDAD
Problemas de enrutamiento
100Mbps
100Mbps
100Mbps
155Mbps
Congestioacuten
Delay
Buffer
End-to-end Delay
Delay del enlace
Delay del procesa-miento
Predecible
No predecible
Jitter
Peacuterdida de paquetes
200121
20015163
20015164201894
201898
200151630
20110113
201101120
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
En cada nodo se repite el caacutelculo
Red 1200120
Red 220015160
Red 3201890
Red 420110110
Host BHost BHost A
Host B Datos
Host B Datos
Problema de IP RoutingProblema de IP Routing
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
CargaR
end
imie
nto
SinCongestioacuten
CongestioacutenFuerte
CongestioacutenModerada
Efectos de la congestioacuten en el tiempo de servicio y el rendimiento
SinCongestioacuten
CongestioacutenFuerte
CongestioacutenModerada
Tie
mp
o d
e S
ervi
cio
Carga
QoS uacutetil y viable
QoS inuacutetil QoS inviableQoS uacutetil y viable
QoS inuacutetil QoS inviable
Paraacutemetros tiacutepicos de los SLAs Redes de Alta velocidad
Paraacutemetro Significado Ejemplo
Disponibilidad
Tiempo miacutenimo que el operador
asegura que la red estaraacute en funcionamiento
9997
Ancho de Banda
Indica el ancho de banda miacutenimo que el operador
garantiza al usuario dentro de su red
45 Mbs
Peacuterdida de paquetes
Maacuteximo de paquetes perdidos (siempre y cuando
el usuario no exceda el caudal garantizado)
01
Round Trip Delay
El retardo de ida y vuelta medio de los paquetes 80 mseg
Jitter La fluctuacioacuten que se puede producir en el
retardo de ida y vuelta medio
20 mseg
1 Problemas de enrutamiento
2 Problemas de IProuting
3 Problemas de QoS
4 Marcacioacuten de Paquetes
CALIDAD EN REDES DE ALTA VELOCIDAD
Problemas de enrutamiento
100Mbps
100Mbps
100Mbps
155Mbps
Congestioacuten
Delay
Buffer
End-to-end Delay
Delay del enlace
Delay del procesa-miento
Predecible
No predecible
Jitter
Peacuterdida de paquetes
200121
20015163
20015164201894
201898
200151630
20110113
201101120
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
En cada nodo se repite el caacutelculo
Red 1200120
Red 220015160
Red 3201890
Red 420110110
Host BHost BHost A
Host B Datos
Host B Datos
Problema de IP RoutingProblema de IP Routing
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Paraacutemetros tiacutepicos de los SLAs Redes de Alta velocidad
Paraacutemetro Significado Ejemplo
Disponibilidad
Tiempo miacutenimo que el operador
asegura que la red estaraacute en funcionamiento
9997
Ancho de Banda
Indica el ancho de banda miacutenimo que el operador
garantiza al usuario dentro de su red
45 Mbs
Peacuterdida de paquetes
Maacuteximo de paquetes perdidos (siempre y cuando
el usuario no exceda el caudal garantizado)
01
Round Trip Delay
El retardo de ida y vuelta medio de los paquetes 80 mseg
Jitter La fluctuacioacuten que se puede producir en el
retardo de ida y vuelta medio
20 mseg
1 Problemas de enrutamiento
2 Problemas de IProuting
3 Problemas de QoS
4 Marcacioacuten de Paquetes
CALIDAD EN REDES DE ALTA VELOCIDAD
Problemas de enrutamiento
100Mbps
100Mbps
100Mbps
155Mbps
Congestioacuten
Delay
Buffer
End-to-end Delay
Delay del enlace
Delay del procesa-miento
Predecible
No predecible
Jitter
Peacuterdida de paquetes
200121
20015163
20015164201894
201898
200151630
20110113
201101120
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
En cada nodo se repite el caacutelculo
Red 1200120
Red 220015160
Red 3201890
Red 420110110
Host BHost BHost A
Host B Datos
Host B Datos
Problema de IP RoutingProblema de IP Routing
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
1 Problemas de enrutamiento
2 Problemas de IProuting
3 Problemas de QoS
4 Marcacioacuten de Paquetes
CALIDAD EN REDES DE ALTA VELOCIDAD
Problemas de enrutamiento
100Mbps
100Mbps
100Mbps
155Mbps
Congestioacuten
Delay
Buffer
End-to-end Delay
Delay del enlace
Delay del procesa-miento
Predecible
No predecible
Jitter
Peacuterdida de paquetes
200121
20015163
20015164201894
201898
200151630
20110113
201101120
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
En cada nodo se repite el caacutelculo
Red 1200120
Red 220015160
Red 3201890
Red 420110110
Host BHost BHost A
Host B Datos
Host B Datos
Problema de IP RoutingProblema de IP Routing
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Problemas de enrutamiento
100Mbps
100Mbps
100Mbps
155Mbps
Congestioacuten
Delay
Buffer
End-to-end Delay
Delay del enlace
Delay del procesa-miento
Predecible
No predecible
Jitter
Peacuterdida de paquetes
200121
20015163
20015164201894
201898
200151630
20110113
201101120
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
En cada nodo se repite el caacutelculo
Red 1200120
Red 220015160
Red 3201890
Red 420110110
Host BHost BHost A
Host B Datos
Host B Datos
Problema de IP RoutingProblema de IP Routing
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
200121
20015163
20015164201894
201898
200151630
20110113
201101120
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Host B Datos
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
Basado en elanaacutelisis de lacabecera del
paquete y del resultado deejecutar un
algoritmo deenrutamiento
En cada nodo se repite el caacutelculo
Red 1200120
Red 220015160
Red 3201890
Red 420110110
Host BHost BHost A
Host B Datos
Host B Datos
Problema de IP RoutingProblema de IP Routing
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Reduccioacuten del Jitter
bull La principal causa de jitter es la congestioacutenbull Se puede reducir el jitter antildeadiendo un
retardo adicional en el lado del receptor Por ejemplo con un retardo de 70 20 ms se puede asegurar jitter 0 si se antildeade un retardo de 40 ms (90 0 ms)
bull Para el retardo adicional el receptor ha de tener un buffer suficientemente grande
bull En algunas aplicaciones no es posible antildeadir mucho retardo pues esto reduce la interactividad
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Clasificacioacuten y marcado de paquetes
bull Para proporcionar la QoS solicitada es criacutetico clasificar los paquetes para permitir el tratamiento de diversos tipos de QoS Esto se puede conseguir mediante marcas en los paquetes sumaacutendolos a un tratamiento particular de obtencioacuten de QoS en la red (por ejemplo una altabaja prioridad o una peacuterdidaretraso de prioridad) como resultado de una monitorizacioacuten del traacutefico o de una discriminacioacuten del mismo
bull En IP el marcar los paquetes se realiza utilizando el byte Tipo de Servicio (ToS) e la cabecera para IP v4 y el byte Clase de Traacutefico (CS) para Ipv6
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
LOCALIZACIOacuteN INGENIERIacuteA DE TRAacuteFICOSEDE BW (Kbps) QoS ID Descripcioacuten Marcacioacuten BW Aplicado Al Router BW Aplicado Al CORE
1 Best Effort BE 92160 921602 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 122880 1228804 Platino AF31 -- --5 Video AF41 61440 614406 Voz EF 30720 307201 Best Effort BE 61440 614402 Plata AF11 -- --3 Oro AF21 81920 819204 Platino AF31 -- --5 Video AF41 40960 409606 Voz EF 20480 20480
RED NACIONAL ACADEacuteMICA DE TECNOLOGIacuteA AVANZADA
BOGOTA 307200
REDES REGIONALES 204800
Clasificacioacuten y marcado de paquetesRENATA
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull La congestioacuten y la falta de QoS es el principal problema de las redes actualmente y es muy poco analizado
bull TCPIP fue disentildeado para dar un servicio lsquobest effortrsquo
bull Existen aplicaciones que no pueden funcionar en una red congestionada con lsquobest effortrsquo Ej videoconferencia VoIP (Voice Over IP) etc
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Mecanismos de prioridad y gestioacuten
bull Los dos mecanismos de QoS reserva y prioridadndash IntServ (Integrated Services) y RSVP El usuario
solicita de antemano los recursos que necesita cada router del trayecto ha de tomar nota y efectuar la reserva solicitada
ndash DiffServ (Differentiated Services) El usuario marca los paquetes con un determinado nivel de prioridad los routers van agregando las demandas de los usuarios y propagaacutendolas por el trayecto Esto le da al usuario una confianza razonable de conseguir la QoS solicitada
bull Son compatibles y pueden coexistir
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Clasificacioacuten de las aplicaciones en IntServ (Integrated Services)
Tolerantes a peacuterdidas
Intolerantes a peacuterdidas
Elaacutesticas Datos UDP DNS SNMP NTP etc
Datos sobre TCP FTP Webe-mail etc
Tiempo Real
Flujos Multimedia en modo lsquostreamingrsquo videoconferencia telefoniacutea sobre Internet etc
Emulacioacuten de circuitos (simulacioacuten de liacuteneas dedicadas)
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Tipos de servicio en IntServ
Servicio Caracteriacutesticas Equivalencia
en ATM
Garantizado bullGarantiza un caudal miacutenimo y un retardo maacuteximo
bullCada router del trayecto debe dar garantiacuteas
bullA veces no puede implementarse por limitaciones del medio fiacutesico (Ej Ethernet compartida
CBR
VBR-rt
Carga Controlada
(lsquoControlled Loadrsquo)
bullCalidad similar a la de una red de datagramas poco cargada
bullSe supone que el retardo es bajo pero no se dan garantiacuteas
VBR-nrt
lsquoBest Effortrsquo bullNinguna garantiacutea (como antes sin QoS) UBR
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Garantizado
Carga controlada
Best Effort
Cau
dal
Reparto de recursos en IntServ
Tiempo
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
IntServ y RSVP
bull Para ofrecer QoS IntServ se basa en la reserva previa de recursos en todo el trayecto
bull Para esa reserva se emplea el protocolo RSVP (Resource ReserVation Protocol) muy relacionado con el modelo IntServ
bull Se supone que la reserva permitiraacute asegurar la QoS solicitada (siempre y cuando la red tenga auacuten recursos suficientes)
bull Normalmente la reserva se realiza para una secuencia de datagramas relacionados entre siacute que es lo que llamamos un flujo
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Concepto de flujo
bull Un flujo es una secuencia de datagramas que se produce como resultado de una accioacuten del usuario y requiere la misma QoS
bull Un flujo es simplex (unidireccional)bull Un flujo es la entidad maacutes pequentildea a la que los
routers pueden aplicar una determinada QoS Eje una videoconferencia estariacutea formada por
cuatro flujos dos en cada sentido uno para el audio y otro para el viacutedeo
bull Los flujos pueden agruparse en clases todos los flujos dentro de una misma clase reciben la misma QoS
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Identificacioacuten de flujosbull En IPv4 se hace por
ndash Direccioacuten IP de origenndash Puerto de origenndash Direccioacuten IP de destinondash Puerto de destinondash Protocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)
bull En IPv6 la identificacioacuten puede hacerse como en IPv4 o alternativamente usando el campo lsquoetiqueta de flujorsquo en vez de los nuacutemeros de puertos Auacuten no hay ninguna implementacioacuten de RSVP que utilice la etiqueta de flujo
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
iquestQue es RSVP
bull Reserva la capacidad solicitada por un flujo en todos los routers del camino
bull Es un protocolo de sentildealizacioacuten bull Requiere guardar informacioacuten de estado en
todos los routers del trayecto Es un servicio orientado a conexioacuten
bull Estaacute pensado principalmente para traacutefico multicast
bull No es un protocolo de routing (de eso se ocuparaacute OSPF IS-IS PIM-SM etc
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
RSVP
bull RSVP reserva la capacidad solicitada en todos los routers del camino
bull Cada router ha de mantener el detalle de todas las conexiones activas que pasan por eacutel y los recursos que cada una ha reservado El router mantiene informacioacuten de estado sobre cada flujo que pasa por eacutel
bull Si no se pueden asegurar las condiciones pedidas se rechaza la llamada (control de admisioacuten)
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Componentes de RSVP
bull Para implementar RSVP los routers han de incorporar cuatro elementosndash Admission Control comprueba si la red tiene los recursos
suficientes para satisfacer la peticioacuten ndash Policy Control determina si el usuario tiene los permisos
adecuados para la peticioacuten realizada (por ejemplo si tiene creacutedito disponible) La comprobacioacuten se puede realizar consultando una base de datos mediante el protocolo COPS (Common Open Policy Service)
ndash Packet Classifier clasifica los paquetes en categoriacuteas de acuerdo con la QoS a la que pertenecen Cada categoriacutea tendraacute una cola y un espacio propio para buffers en el router
ndash Packet Scheduler organiza el enviacuteo de los paquetes dentro de cada categoriacutea (cada cola)
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Problema de escalabilidad de RSVP
Estos routers han de mantener informacioacuten sobre muchos flujos y por
tanto mucha informacioacuten de estado
lsquoCorersquo deInternet
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
DiffServ
bull En vez de distinguir flujos individuales clasifica los paquetes en categoriacuteas (seguacuten el tipo de servicio solicitado)
bull A cada categoriacutea le corresponde un SLA (Service Level Agreement) Los usuarios pueden contratar o solicitar un determinado caudal en la categoriacutea que deseen
bull Los routers tratan cada paquete seguacuten su categoriacutea (que viene marcada en la cabecera del paquete) El Policy ControlAdmission Control soacutelo se ha de efectuar en los routers de entrada a la red del proveedor y en los que atraviesan fronteras entre proveedores diferentes (normalmente en las fronteras entre sistemas autoacutenomos)
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Version LonCab TOS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 antes de DiffServ
Version LonCab DS Longitud total Identificacioacuten X D
F M F
Desplazamiento fragmento
Tiempo de vida Protocolo Checksum Direccioacuten de origen Direccioacuten de destino
Opciones
Cabecera IPv4 con DiffServ (RFC2474 121998)
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Campo TOS (obsoleto)
bull Precedencia prioridad (ocho niveles)bull DTRC flags para indicar la ruta que se quiere utilizar
ndash D Delay (miacutenimo retardo)ndash T Throughput (maacuteximo rendimiento) ndash R Reliability (maacutexima fiabilidad) ndash C Cost (miacutenimo costo)
bull X bit reservado
PrecedenciaPrecedenciaCampo Campo TOSTOS DD TT RR CC XX
Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
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Campo DS (RFC 2474)
bull DSCP Differentiated Services CodePoint Seis bits que indican el tratamiento que debe recibir este paquete en los routers
bull CU Currently Unused (reservado) Este campo se utiliza actualmente para control de congestioacuten
DSCPDSCP CUCUCampo DSCampo DS
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Campo DS en IPv6
bull El campo DS con igual longitud y formato que en IPv4 se coloca en IPv6 sustituyendo al campo prioridad (de 4 bits) y a los cuatro primeros bits del campo lsquoetiqueta de flujorsquo que se reduce de 24 a 20 bits
bull Los cambios no produjeron problemas ya que ninguno de los dos campos (prioridad ni etiqueta de flujo) se habiacutea utilizado
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
Versioacuten Prior Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Versioacuten DS Etiqueta de flujo Longitud de carga uacutetil Sig Cabecera Liacutemite saltos
Direccioacuten de origen
(16 bytes)
Direccioacuten de destino (16 bytes)
Cabecera IPv6 antes de DiffServ (RFC 1883)
Cabecera IPv6 con DiffServ (RFC2474 121998)
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
DSCPDSCP CUCU
PrecedenciaPrecedencia DD TT RR CC XX
PrioridadPrioridad Etiq de Flujo (1-4)Etiq de Flujo (1-4)
IPv4Antes
IPv6Antes
IPv4 e IPv6Ahora
Aparicioacuten del campo DS en IPv4 e IPv6
Los tres primeros bits se interpretan como prioridad en todos los casos
Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
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Muchas Gracias
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Implementacioacuten de DiffServ en los routers
Identificar y separar traacutefico en
las diferentes clases
Descartar traacutefico que se comporta
mal para garantizar la integridad de la
red
Marcar traacutefico si es necesario
Asigna al DSCP el valor
que corresponde
Priorizar proteger y
aislar traacutefico
Controlar raacutefagas y conformar
traacutefico
Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
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Arquitectura DiffServ
Router perifeacuterico (controlar marcar flujos)
Router fronterizoentrante
(classificar controlar marcar aggregados)
Router fronterizosaliente
(dosificar agregados)
Routerslsquocorersquo
Routerslsquocorersquo
Bandwidth Brokers(control de admisioacuten
gestionar recursos de red configurar routers perifeacutericos y fronterizos)
BB BB
Origen
Destino
Controlar = traffic policingDosificar = traffic shaping
ASISP 1
ASISP 2
IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
bull DiffServ permite agregar flujos el modelo es escalable
bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
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IntServ vs DiffServbull IntServ fue desarrollado con anterioridad a
DiffServ Sin embargo DiffServ se ha extendido maacutes que IntServ
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bull Debido a estas diferencias muchos fabricantes de routers implementan versiones eficientes de DiffServ pero no de IntServ
bull Actualmente muchos ISP implementan DiffServbull Qbone (red expermiental de QoS en Internet 2)
utiliza el modelo DiffServ
RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
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RSVPIntServ
RSVPIntServ vs DiffServ
BB BB
bullInformacioacuten por flujo en cada routerbullProblemas de escalabilidadbullEacutenfasis en multicast
DiffServ
bullCada red tiene un BB que gestiona sus recursos bullRecursos controlados en punto de accesobullPaquetes clasificados por categoriacuteasbullEnfocado a traacutefico agregado no a flujos
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
Stallings Pearson Prenticebull QoS in packet networks Kun I Park Springer 2005 Hall 2002
Muchas Gracias
Andreacutes Ernesto Salinas
asalinasrenataeduco
andresesdgmailcom
QoS en los routers
bull Disciplina de colas para dar preferencia a los seguacuten la QoS establecida
bull Seleccioacuten de ruta seguacuten las caracteriacutesticas de QoS de cada posible ruta
bull Invocar tratamiento QoS en la subred delsiguiente salto
QoS en los routers
RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
Journal Vol 3 Nordm 1 httpwwwciscocomwarppublic759ipj_3-1ipj_3-1_qoshtml
bull Intserv httpwwwietforghtmlchartersintserv-charterhtmlbull RSVP httpwwwietforghtmlchartersrsvp-charterhtml Ver
tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
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RSVP (Resource ReSerVation Protocol) [2205] RFC 1048698 Transporte
MPLS (Multiprotocol Label Switching)[RFC 3031]Enlace de datos y RedRedes ATM Frame Relay e IP
RTP RTCP Real-Time Transport Protocol) y (RTP Control Protocol)
[RFC 3550] Aplicacioacuten
PRINCIPALES APLICACIONES DE RENATA en MPLS
bull Las principales aplicaciones que hoy en diacutea tiene MPLS son
1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
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Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
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tambieacuten httpwwwisiedursvppubhtmlbull Diffserv httpwwwietforghtmlchartersdiffserv-charterhtmlbull Grupo de Trabajo QoS Internet2 httpwwwinternet2eduqoswgbull Qbone httpqboneinternet2edubull Redes e Internet de Alta Velocidad Rendimiento y Calidad de Servicio W
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1 Ingenieriacutea de traacutefico
2 Diferenciacioacuten de niveles de servicio mediante clases (CoS)
3 Servicio de redes privadas virtuales (VPN)
FORMATO DE LAS ETIQUETAS
bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
hayan propuesto ciertos mecanismos para dar soporte a la QoS El ingeniero debe
recordar que QoS implica todos los aspectos de la red y revisar cada uno de
ellos manteniendo la continuidad y verificando su funcionamiento
Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
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bull Cada paquete MPLS tiene una cabecera que contiene 20 bits para etiquetato un campo de 3 bits para especificar la Clase de Servicio (CoS) 1 bit que funciona como indicador de etiquetas y un campo de 8 bits que indica el tiempo de vida (Time-to-live (TTL))
Cartilla una Red con QoS
Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
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Bibliografia y referencias bull MPLS Forum httpwwwmplsforumorgbull MPLS Resource Center httpwwwmplsrccombull MPLS Working Group httpwwwietforghtmlchartersmpls-charterhtmlbull Quality of Service-Fact or Fictionrsquo Geoff Huston Internet Protocol
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Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
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Requisitos para unacomunicacioacuten en tiempo real
bull Bajo jitterbull Baja latenciabull Capacidad de integrar servicios en TR y servicios en TNRbull Capacidad de adaptacioacuten dinaacutemica a condiciones de traacutefico y red cambiantesbull Buen rendimiento para grandes redes y gran cantidad de conexiones
bull Requisitos modestos para los buffers dentro de una redbull Utilizacioacuten de la capacidad de manera altamente efectiva
bull Baja redundancia de procesamiento por paquete dentro de la red y en el sistema final
RESUMIENDObull Clasificacioacuten del traacutefico
Proceso que permite dividir el traacutefico de la red en diferentes categoriacuteas cada una de las cuaacuteles requiere un tratramiento diferente
bull Marcado del traacuteficoProceso por el que se identifica cada trama de acuerdo a una clase o categoriacutea de modo que los dispositivos de la red puedan reconocer a queacute clase pertenece y operar en consecuencia
bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
bull Control de la congestioacuten del traacuteficoEn caso de congestioacuten del traacutefico de la red es posible optar por un descarte selectivo de paquetes (de clases de menor precedencia) para preservar el traacutefico de las clases de alta prioridad
bull Implementacioacuten de poliacuteticas de traacuteficoUn problema a resolver son las raacutefagas de traacutefico que desbordan el ancho de banda reservado para una clase poniendo en riesgo la integridad de la red La implementacioacuten de policing traffic permite indicar a las interfaces que deben descartar el traacutefico excedente de un determinado ancho de banda asignado
bull Implementacioacuten de traffic shapingUna opcioacuten para manejar las raacutefagas de traacutefico excedentes es indicar al dispositivo que haga buffer de esas raacutefagas antes de descartar el traacutefico
bull Mecanismos de mejora de la eficiencia del enlacePermiten mejorar la performance de los enlaces
Conclusiones
El crecimiento de las aplicaciones de todos los tipos sobre WLAN hace que
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bull Administracioacuten de la congestioacuten del traacuteficoEn funcioacuten de la clasificacioacuten del traacutefico se da diferente tratamiento a cada flujo d datos para asegurar que el traacutefico perteneciente a aquellas clases que requieren menor delay sea reenviado antes que el traacutefico que no es sensible al delay
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