La Calidad de Servicio como Requisito de Negocio

El despliegue QoS en una red permite la convergencia de distintos tipos de servicio con necesidades específicas utilizando una misma infraestructura.


La fase de diseño anterior a la implementación real de QoS requiere una definición estratégica de los objetivos a alcanzar a través de mecanismos de QoS:

 

  • Definir los objetivos de QoS desde un punto de vista organizativo.
  • Seleccionar la cantidad adecuada de Clases de Tráfico para poder cumplir con los objetivos previamente definidos.


Este proceso dinámico debe estar por encima de las necesidades de la aplicación comercial, de manera que permita el uso de servicios de red con la mejor calidad de experiencia (QoE) posible para los usuarios finales.

 

Clases de Tráfico

 

Tal como se define en el modelo DiffServ, la red puede proporcionar una clasificación en la que cada Clase de Tráfico (TC)  recibirá un tratamiento especial que minimice los efectos de los parámetros a los que cada tipo de tráfico es más sensible. Es clave definir las Clases de Tráfico (TC) para que la red proporcione un tratamiento especial de acuerdo con sus necesidades particulares.




Con este objetivo de diseño en mente, la red puede transportar CT con características completamente diferentes maximizando la QoE de cada aplicación que hace uso de la red.

 

Características de Tráfico


Los parámetros básicos utilizados para caracterizar el tráfico que atraviesa la red se son:


  • Retardo: tiempo un paquete tarda en llegar desde el origen hasta el destino. La degradación del retardo puede causar talkover y ecos.
  • Jitter o variación del retardo: mide la variabilidad a lo largo del tiempo de la latencia en una red. El jitter causa un ritmo de habla anormal y una imagen de video irregular.
  • Pérdida de paquetes: la cantidad de paquetes que no llegan con éxito al destino. La pérdida de paquetes produce la omisión de sonidos, sílabas, palabras o frases.


Para que la implementación de la solución sea óptima, el diseño de QoS debe considerar la capacidad actual de la red para acomodar servicios en tiempo real así como la monitorización continua de los parámetros QoS.


Requisitos de servicio de las Aplicaciones


El diseñador de red debe analizar los requisitos específicos de cada clase de tráfico y traducir los requisitos de negocio de las aplicaciones a las políticas de red apropiadas. Cada política debe minimizar los efectos de la degradación de los parámetros de calidad de la red en aquellas aplicaciones críticas para el negocio.


VoIP, video, datos y plano de control son Clases de Tráfico con requisitos de red específicos. A continuación, realizaremos una breve revisión de cada clase de tráfico.

VoIP


El tráfico de VoIP tiene necesidades en tiempo real y se ve afectado por todos los parámetros de calidad de QoS.


Un retardo excesivo provoca la degradación de la calidad de la voz, mientras que la pérdida de paquetes provoca cortes de voz y saltos en la conversación. Los efectos del jitter dependen del tamaño del búfer asignado al jitter. Un buffer excesivamente grande puede causar un retardo excesivo y uno demasiado pequeño puede conducir a la pérdida de paquetes.

Video


El video interactivo presenta unos requisitos de QoS similares a los de VoIP al verse afectado por los mismos factores, ya que la voz se transporta con video. Por el contrario, los patrones de tráfico de Video interactivo son muy diferentes a los de VoIP donde el ancho de banda solicitado por llamada es estable y predecible.


El video en streaming es menos sensible al retardo y al jitter porque sus efectos pueden ser minimizados mediante el uso de técnicas de almacenamiento en buffer. El video en streaming  es unidireccional, por lo que las políticas específicas de LAN a WAN QoS no son necesarias en esa dirección.

Datos


Las aplicaciones de datos serán analizadas clasificándolas por su relevancia para el negocio y por sus necesidades particulares:


  • Críticas para la empresa
    • Bulk.
    • Transaccional / Interactiva.
    • Crítico Definido Localmente
  • NO críticas para la empresa
    • Best Effort.
    • Scavenger.

 

Best Effort


Best Effort es la clase predeterminada para aplicaciones de datos sin necesidades especiales. Aquellas aplicaciones que requieran un tratamiento especial serán eliminadas de esta clase(la clase predeterminada). Al ser elevado el número de aplicaciones potencialmente asignadas a esta clase predeterminada, se recomienda asignar un BW mínimo relevante para ella.


Scavenger


El tráfico Scavenger está un nivel por debajo de BE. Está diseñado para proporcionar un servicio inferior al de BE. Las aplicaciones con poca o ninguna relevancia comercial deben asignarse a esta TC.

Bulk


Clase bulk está reservada para aplicaciones no interactivas que no son sensibles a la pérdida de paquetes y en las que sus operaciones pueden abarcar largos períodos de tiempo. Ejemplos de este tipo de datos son las operaciones en background que pueden llevarse a cabo cuando la red presenta más recursos disponibles.


Desde un punto de vista de diseño, es mejor reservar una cantidad razonable de ancho de banda a estos datos en lugar de aplicar políticas de control de tráfico. De este modo, el tráfico de datos bulk puede aprovechar los recursos de ancho de banda restantes en períodos de inactividad o de baja demanda de recursos. Al limitar la cantidad de ancho de banda de datos bulk se asegura que este tráfico no afecte a otras clases más críticas para la empresa.

Transaccionales


Las aplicaciones cliente-servidor se pueden clasificar siguiendo el parámetro de requisito de tiempo de respuesta (RTR). RTR separa:


  • Aplicaciones genéricas de cliente-servidor.
  • Aplicaciones transaccionales de cliente-servidor.


Transaccional significa que el usuario espera que la operación se complete antes de continuar. Ésa es la razón por la cual el tráfico de datos transaccionales necesita un tratamiento especial de QoS.


Los datos transaccionales son una combinación de dos tipos de aplicaciones similares: aplicaciones de cliente-servidor de datos transaccionales y aplicaciones de mensajería interactiva.


Crítico - Definido Localmente

Esta clase está destinada a proporcionar a una empresa una clase premium como un subconjunto de la clase de datos transaccionales. Es un subconjunto de datos transaccionales que se selecciona por su contribución significativa a los objetivos comerciales generales. Se recomienda incluir en esta clase la menor cantidad de aplicaciones posible. El criterio de admisión para esta clase no es técnico, es organizativo (político).


En esta clase se incluyen las aplicaciones con una prioridad comercial más alta para la organización. Se recomienda el respaldo ejecutivo por adelantado para obtener el soporte empresarial requerido para una implementación exitosa en la red.

Control de Red


En esta categoría se engloba todo el enrutamiento IP y el tráfico de gestión de red.


El tráfico de enrutamiento IP incluye todo el tráfico del plano de control generado por los protocolos de IGP y EGP, como OSPF, EIGRP y BGP. Es necesario reservar una parte de los recursos de la red para este tipo de tráfico y así evitar problemas derivados de no tener recursos disponibles para este tráfico de control.


El tráfico de gestión de red incluye todo el tráfico generado por las aplicaciones de gestión de red empleadas para analizar, predecir, observar y solucionar problemas de la red. Un ejemplo de estas aplicaciones son SNMP, NTP y Syslog. Este tipo de aplicaciones ayudan a actuar antes de que se produzcan fallos en la red mediante el análisis de rendimiento y la utilización de los recursos.


Resumen


En un diseño y despliegue óptimo de QoS es necesario llevar a cabo un análisis de los requisitos de nivel de servicio de las diferentes clases de tráfico. La siguiente tabla separa las clases de tráfico en 4 grandes grupos: voz, vídeo, datos y plano de control.



Grupo

Clase de Tráfico

IPP

PHB

DSCP

L2 CoS

Pérdidas

Retardo

Jitter

BW

VoIP

Telefonía VoIP

5

EF

46

5

< 1%

< 150 ms

< 30 ms

21 - 320 kbps

Señalización de llamadas

3

AF31

26

3

-

-

-

150 bps

Video

Video Interactivo

4

AF41

34

4

< 1 %

< 150 ms

< 30 ms

+20% adicional para ráfagas

Video Streaming

4

CS4

32

4

< 5 %

< 5 s

-

Dependiente de la codificación

Plano de Control

Control de Red/ Enrutado IP

6

CS6

48

6

-

-

-

Garantía mínima

Gestión de Red

2

CS2

16

2

-

-

-

Garantía mínima

Datos

Scavenger

1

CS1

8

1

-

-

-

Lo más bajo configurable

Best Effort

0

0

0

0

-

-

-

25 % como mínimo

Bulk Data

1

AF11

10

1

-

-

-

Garantía moderada

Transaccional / Interactivo

2

AF21

18

2

-

-

-

Garantía adecuada

Crítico-Definido Localmente

3

-

25

3

-

-

-

Garantía adecuada