Este es del documento de soporte utilizado en la charla "QoS en Redes Corporativas" impartida el 2 de diciembre en el Centro de Nuevas Tecnologías de Galicia. En esta presentación se lleva a cabo una aproximación inicial a la tecnología de QoS en redes IP en entornos corporativos desde el punto de vista de Cisco Systems.

1. Grupo Academia
Postal
QoS en Redes Corporativas
Centro de Novas Tecnoloxíasde Galicia
2 de diciembre de 2014
Francisco Javier Nóvoa -Grupo Academia Postal
En twitter: @fjnovoa_
http://cisconetworkingspain.blogspot.com

2. Grupo Academia
Postal
Índice
1.
Fundamentos
2.
Factores de QoS en Redes Convergentes
3.
Concepto de QoS
4.
Políticas de QoS
5.
Métodos para Implementar QoS
6.
Modelos de QoS
7.
Mecanismos para el despliegue de DiffServ QoS
8.
Ejemplo de Aplicación

3. Grupo Academia
Postal
Fundamentos
•
La tecnología IP fue diseñada, originalmente, para proporcionar conectividad: Entregar paquetes de datos a un destino, utilizando el mejor camino posible y adaptándose a los cambios de topología de la red
•
Sin embargo, no tenía en cuenta cuánto se tardaba en hacer llegar los paquetes desde el origen al destino, ignorando parámetros como:
–
Retardo
–
Variabilidad del retardo
–
Porcentaje de pérdida de paquetes
•
¿Por qué?... Los servicios que se desplegaban en las primeras redes IP funcionaban adecuadamente de manera casi independiente de estos valores:
–
Flujo de tráfico a ráfagas: Correo electrónico, “Web 1.0”, FTP, SMB…
•
En caso de congestión:
–
Utilización de buffers
–
Gestión de colas basada en First Come First Served
•
Redes de datos, telefonía y vídeo separadas

4. Grupo Academia
Postal
FundamentosII
Ámbito de Aplicación de Redes Corporativas Clásicas

5. Grupo Academia
Postal
FundamentosIII
•
Actualmente, las redes IP deben proporcionar servicios de transmisión de voz y vídeo, lo que provoca la necesidad de un servicio:
–
Seguro
–
Predecible
–
Medible
–
Entrega garantizada (en cierto modo)
•
Para obtener estas características es necesario diseñar e implementar QoS, mediante la gestión de:
–
Retardo
–
Jitter
–
Provisión de ancho de banda
–
Control de pérdida de paquetes

6. Grupo Academia
Postal
FundamentosIV
•
Problemas relacionados con QoS en redes convergentes:
–
Telefonía: Llamadas entrecortadas
–
Vídeoconferencia: El vídeova a saltos y no está sincro- nizado con la voz
–
Call Center: Falta de sincro- nización entre aplicaciones ylas soluciones de voz
•
Características del Tráfico:
–
Voz: Paquetes de pequeño tamaño en flujos continuos que compiten con flujos de datos a ráfagas
–
Tráfico crítico de prioritario: Virtualización de escritorios o aplicaciones
–
Voz y vídeo sensibles a los parámetros temporales
–
Caídas breves no aceptables

7. Grupo Academia
Postal
FundamentosV
•
Como conclusión, en una red convergente el tráfico de voz compite con el tráfico de aplicaciones que mueven paquetes pesados:
–
Tráfico de voz:
•
Paquetes pequeños
•
Flujo constante
•
Consumo de ancho de banda limitado
•
No soporta retardo, jitter y pérdida de paquetes
–
Tráfico de aplicaciones:
•
Paquetes de tamaño variable, pero generalmente grandes
•
Transmisión a ráfagas
•
Consumo de ancho de banda no fácilmente limitable
•
Soporta bien los problemas de retardo, jittery pérdida de paquetes
•
Tráfico de voz comprometido por el tráfico de datos (sobre todo en caso de congestión)
•
Tráfico de voz y vídeo debe ser prioritario
•
Las redes convergentes no pueden fallar: No soportan cortes ni degradación de servicio aunque sea durante períodos cortos de tiempo

8. Grupo Academia
Postal
FactoresdeQoSenRedesConvergentes
•
Capacidad de ancho de banda
•
Retardo “Extremo a Extremo”: Es el tiempo que tarda un paquete en ir desde el origen al destino
–
Retardo de red fijo: Es un valor constante para todo el tráfico de la red
•
Tiempo de serialización: Es el proceso de transmisión
–
Depende de la velocidad de la interfaz y del tamaño de la trama
•
Tiempo de propagación: Es el tiempo de desplazamiento a través del medio de transmisión
–
Habitualmente es despreciable, pero en algunos casos es muy relevante, por ejemplo en las transmisiones vía satélite
–
Retardo de red variable:
•
El retardo de cola es la cantidad de tiempo que está un paquete en un buffer de salida (o cola de salida)
•
Es variable, en función del tráfico o nivel de congestión
•
Variabilidad del retardo o jitter: Diferencia de retardos extremo a extremo de dos paquetes
•
Pérdida de paquetes

9. Grupo Academia
Postal
FactoresdeQoSenRedesConvergentes:AnchodeBanda
•
La determinación del ancho de banda disponible en entornos corporativos es complejo en la mayor parte de los casos
–
En el ámbito LAN este factor no es tan determinante:
•
Magnitudes de ancho de banda
•
Coste del cambio de ancho de banda
–
Sin embargo en los enlaces WAN es un factor crítico
•
Es un elemento mucho más “limitante” dada su escasez
•
Su incremento tiene un mayor coste directo
•
Ejemplo: Red con 2 enlaces WAN
–
Existen 4 enlaces entre origen y destino
–
Máximo ancho de banda disponible = Ancho de banda del enlace más lento
•
Si no se puede aumentar el ancho de bandaes necesario gestionar mejor el disponible

10. Grupo Academia
Postal
FactoresdeQoSenRedesConvergentes:AnchodeBanda
•
Formas de Mejorar la Gestión del Ancho de Banda Disponible:
–
Clasificar el tráfico en clases Priorización en base a la importancia:
•
Voz
•
Tráfico crítico
–
Mecanismos para garantizar la provisión de ancho de banda:

11. Grupo Academia
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FactoresdeQoSenRedesConvergentes:RetardoyJitter
Aportación al retardo de cada salto:
•
Retardo causado por la propagación de la señal a través del medio
–
Despreciable, salvo en enlaces satélite
–
4.000 Km de Fibra Óptica 40 ms
•
Retardo de serialización: Tiempo que lleva transmitir cada bit del paquete.
–
Es un valor fijo por bit, que depende de la velocidad del enlace
•
Retardo de procesamiento: Tiempo que tarda el routeren recibir el paquete en una interfaz y ponerlo en la cola de la interfaz de salida. Depende de la velocidad y uso de CPU, el modo de conmutación de paquete, la arquitectura del router, …
•
Retardo de gestión de cola: Tiempo que esta en la cola de la interfaz de salida el paquete

12. Grupo Academia
Postal
FactoresdeQoSenRedesConvergentes:RetardoyJitter
•
Factores que se pueden controlar para reducir el retardo:
–
Longitud media de las colas
–
Longitud media los paquetes en la cola
–
Ancho de banda del enlace

13. Grupo Academia
Postal
FactoresdeQoSenRedesConvergentes:RetardoyJitter
•
Aproximaciones para reducir el retardo variable:
–
Incrementar la capacidad del enlace
–
Priorizar los paquetes sensibles al retardo:
•
Es el enfoque con mejor relación coste/efectividad
•
Tipos de priorización: PQ, CQ, prioridades estrictas, CBWFQ, LLQ
–
Compresión de la carga útil:
•
Reducir el tamaño del paquete, aumenta “virtualmente” el ancho de banda
•
Es un proceso que consume muchos recursos hardware. En la mayor parte de los casos, no compensa
–
Compresión de la cabecera:
•
Es un proceso más sencillo que la compresión de la carga útil
•
Se utiliza como complemento de otros mecanismos en la transmisión de paquetes de voz (RTP) en enlaces punto a punto

14. Grupo Academia
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FactoresQoSenRedesConvergentes:PérdidadePaquetes
•
La pérdida de paquetes se produce habitualmente en los routers cuando se acaba el espacio en el bufferde la interfaz de salida
–
Cuando llegan paquetes con el bufferlleno, éstos se descartan (tail drop)
•
Los routers también pueden descartar:
–
Descarte en la cola de entrada. Esta situación se produce cuando la CPU está saturada y no puede procesar los paquetes de entrada
–
Errores de transmisión en la trama, detectados en el CRC
•
Se pueden utilizar los siguientes procedimientos para prevenir el descarte de paquetes:
–
Incrementar la capacidad del enlace
–
Garantizar el ancho de banda suficiente e incrementar el espacio de los bufferspara colocar en ellos el tráfico en exceso
–
Descartar los paquetes de baja prioridad antes de que se llene el bufferantes de que se llene completamente (Weighted Random Early Detection, WRED)

15. Grupo Academia
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ConceptodeQoS
•
QoS es la capacidad de la red para proporcionar servicios mejores o especiales a usuarios y aplicaciones con dichas necesidades, en detrimento de otros usuarios y aplicaciones
•
Objetivo:
–
Proporcionar mejores características de tráfico a determinada clase de paques:
•
Ancho de banda
•
Retardo
•
Jitter
•
Porcentaje de pérdida de paquetes
–
Herramientas y mecanismos:
•
Congestión de red
•
Traffic shaping
•
Mecanismos de eficiencia WAN
•
…

16. Grupo Academia
Postal
PolíticadeQoS
•
Una política (o directiva) QoS es una definición a nivel de red corporativa que asigna niveles específicos de QoS a diferentes clases de tráfico.
•
Por ejemplo, en una red convergente, una política de QoS podría resumirse como:
Tipo de Tráfico
QoS
Seguridad
RangoTemporal
Voz
< 150 ms de retardo unidireccional
SecureRTP(SRTP) através de la WAN
Lunesa Viernes
ERP
256 kbpsde ancho de banda garantizado
Cifrado
24x7x365
Tráficode facturación
128 kbps de ancho de banda garantizado
Cifrado
Lunes a viernes
HTTP/HTTPS
BestEffort
HTTP proxy
Lunes a viernes de 6 A.M. a 10 P.M.

17. Grupo Academia
Postal
QoSenRedesConvergentes
•
Pasos para la implementación de QoS en redes convergentes:
1.
Identificar los tipos de tráfico y sus necesidades
2.
Agrupar el tráfico en clases con requisitos de QoS similares
•
Se recomienda comenzar con un número reducido de clases de tráfico:
–
Voz
–
Alta prioridad
–
Baja prioridad
–
“Resto”
3.
Definir las políticas QoS a aplicar a cada clase de tráfico

18. Grupo Academia
Postal
QoSenRedesConvergentes:Ejemplo
•
Escenario: Red Convergente
–
Voz: Mínimo retardo Clase de tráfico SinRetardo
–
Aplicaciones clave de bajo retardo Clase de tráfico MejorServicio
•
Datos transaccionales de base de datos
•
Ejecución de aplicaciones remotas, tipo Citrix
–
Otras aplicaciones corporativas que soporta retardo Cualquiera
•
Correo electrónico
•
Web
•
Transferencia de ficheros
–
Tráfico no relacionado con la organización Cualquiera
•
P2P

19. Grupo Academia
Postal
Identificarlostiposdetráficoysusnecesidades
•
¿Cómo identificar los tipos de tráfico?
–
Auditoría Monitorizar durante períodos de tiempo significativos los tipos de flujos de tráfico que tiene la organización
•
Períodos con diferente carga en al red
•
Especial atención a los períodos con congestión
•
Identificar los requisitos QoS de los diferentes tipos de tráfico:
–
Utilización de tráfico en las interfaces en períodos de congestión
–
Uso de CPU en períodos de congestión
–
Identificar los objetivos de negocio de la organización Priorización de las clases de tráfico
–
Definir los niveles de servicio en base a disponibilidad (% pérdida de paquetes) y tiempo de respuesta (retardo y jitter)

20. Grupo Academia
Postal
Agrupareltráficoenclases
•
Debido a la peculiaridad del tráfico de voz, habitualmente tiene su propia clase de tráfico
–
LLQ permite tratar de forma especial a un tipo de tráfico específico, habitualmente tráfico de voz
•
El resto de clases de tráfico se pueden agrupar siguiendo criterios y restricciones propios de cada organización.
•
Un ejemplo genérico podría ser:
1.
Voz: Prioridad absoluta para el tráfico VoIP
2.
Misión Crítica: Conjunto reducido de aplicaciones con una importancia vital en la organización
3.
Transaccional: Bases de datos, servicios transaccionales, tráfico interactivo
4.
Best Effort:Web, correo electrónico, transferencia de ficheros…
5.
Residual: P2P

21. Grupo Academia
Postal
DefinicióndelaspolíticasQoS
1.
Voz:
•
Ancho de banda disponible: 1 Mbps
•
Etiquetado QoS DSCP = EF
•
Gestión de cola con LLQ
2.
Misión Crítica
•
Ancho de banda mínimo: 1 Mbps
•
Etiquetado QoS DSCP = AF31
•
Gestión de cola con CBWFQ garantizar el ancho de banda mínimo
3.
Best Effort:
•
Ancho de banda mínimo: 500 kbps
•
Etiquetado QoS DSCP = Por defecto
•
Gestión de cola con CBWFQ garantizar el ancho de banda mínimo
4.
Residual:
•
Ancho de banda máximo: 100 kbps
•
Etiquetado con CS1
•
WRED

22. Grupo Academia
Postal
RequisitosdeQoS:Tráficodevoz
•
Extremadamente exigente en cuestiones relacionadas con QoS
•
Genera, por cada flujo de voz, una demanda baje, suave y continua de ancho de banda que apenas tiene impacto en el resto de la red
•
Paquetes pequeños: 60 y 120 bytes 10 y 20 ms de voz
•
Se ve muy afectado por la pérdida de paquetes y por el retardo
–
El reenvío de los paquetes perdidos es inútil
–
Retardo one-waypermitido: Hasta 150 ms (estándar G.114)
–
Los códecs admiten hasta un 1% de pérdida de paquetes
•
Una llamada de voz típica requiere entre 17 y 106 kbps de ancho de banda garantizado (dependiendo del códec y del tamaño de empaquetado)
–
Se necesitan alrededor de 150 bps para el tráfico de señalización de cada llamada
–
Para saber cuánto ancho de banda es necesario reservar para Voz, se multiplica el ancho de banda por llamada x el nº de llamadas en hora punta

23. Grupo Academia
Postal
RequisitosdeQoS:TráficodeVideoconferencia
•
Las aplicaciones de videoconferencia tienen unas restricciones similares a las de voz
•
Además, el tráfico de videoconferencia presenta una serie de inconvenientes añadidos:
–
Casi siempre es un tipo de tráfico que solicita ancho de banda a ráfagas
–
Consume todo el ancho de banda que puede Impacta en el resto del tráfico de la red
•
Ancho de banda mínimo requerido, depende del códec utilizado en la transmisión:
–
Ancho de banda reservado = Ancho de banda del códec x 1,20
–
Es necesario añadir un 20% para incluir la sobrecarga que suponen las cabeceras IP/UDP/RTP

24. Grupo Academia
Postal
RequisitosdeQoS:TráficodeDatos
•
Existe una gran variedad de tráfico de datos
•
Características generales:
–
Soportan mejor el retardo y la pérdida de paquetes que el tráfico de voz y vídeo
–
Usan TCP para intentar recuperar paquetes perdidos
•
En un entorno corporativo, las aplicaciones críticas suelen ser fáciles de localizar:
–
Número de puerto
–
Utilización de NBAR

25. Grupo Academia
Postal
MétodosparaimplementarQoS
•
Cisco proporciona diferentes métodos para implementar QoS, entre los que destacan o se recomiendan están:
–
Modular QoS CLI:
•
Aproximación basada en el diseño de bloques
•
Fomenta el reaprovechamiento de partes de la configuración para aplicar a diferentes interfaces
–
Cisco AutoQoS:
•
Framework que permite desplegar una solución de QoS completa utilizando un par de comandos
•
Versiones:
–
Cisco AutoQoS VoIP: Switches o routers
–
Cisco AutoQoS Enterprise: Routers

26. Grupo Academia
Postal
ModularQoSCLI
•
Es una estructura que permite crear directivas de tráfico y asociarlas a las interfaces
•
Una directiva de tráfico se compone de:
–
Varias clases de tráfico
–
Varias características de QoSasociadas a cada clase
•
Estructura:
class-mapVoIP-RTP
...
class-mapVoIP-Control
...
policy-mapQoS-Policy
classVoIP-RTP
...
classVoIP-Control
...
interface serial 0/0
service-policyoutput QoS-Policy

27. Grupo Academia
Postal
ModularQoSCLI
•
Ejemplo:
class-map VoIP-RTP
match access-group 100
class-map VoIP-Control
match access-group 101
policy-map QoS-Policy
class VoIP-RTP
priority 100
class VoIP-Control
bandwidth 8
class class-default
fair-queue
interface serial 0/0
service-policy output QoS-Policy
access-list 100 permit ip any any precedence 5
access-list 100 permit ip any any dscp ef
access-list 101 permit tcp any host 10.1.10.20 range 2000 2002
access-list 101 permit tcp any host 10.1.10.20 range 11000 11999

28. Grupo Academia
Postal
CiscoAutoQoS
•
Cisco AutoQoS VoIP:
–
Proporciona configuración QoS para switches y routers
–
Se configura utilizando un solo comando
–
Genera configuraciones a partir de las recomendaciones de Cisco:
•
Class-map, policy-map, service-policy,…
•
Cisco AutoQoS Enterprise:
–
Se lleva a cabo en dos fases:
•
Reconocimiento
•
Aplicación
–
Se basa en el uso de NBAR para recoger información estadística de hasta 10 flujos de tráfico
–
Genera configuraciones en base a los parámetros recopilados
–
Solamente está disponible en routers

29. Grupo Academia
Postal
ModelosdeQoS
•
Besteffort:
–
Modo de entrega de paquetes original de Internet.
–
Sigue siendo el comportamiento por defecto
–
No se aplica QoSa los paquetes
•
Servicios Integrados (Intserv) o HardQoS
–
Proporciona un servicio de QoSde alta calidad Vídeo de alta calidad
–
Las aplicaciones utilizan un protocolo de señalización para reservar recursos en la red que permiten garantizar un ancho de banda determinado para dicha aplicación
–
Garantiza la entrega del paquete con los parámetros de QoSespecificados
–
No es un mecanismo fácilmente escalable
–
Negociación previa mediante mecanismos CAC o RSVP
–
Se lleva a cabo una reserva física de recursos para hacer la transmisión. Si dichos recursos no se utilizan, se pierden
•
Ventajas: Garantiza la calidad de servicio para cada flujo individual
•
Inconvenientes: No escalable que necesita la señalización de las aplicaciones previamente

30. Grupo Academia
Postal
ModelosdeQoS
•
Servicios Diferenciados (Diffsev) o SoftQoS:
–
Proporciona una implementación de QoSescalable y flexible
–
Los dispositivos reconocen las clases de tráfico y proporcionan diferentes servicio a cada una de ellas
–
Proporciona QoSde forma razonable:
•
No garantiza el cumplimiento de parámetros al 100%
•
Es una implementación coste efectiva
•
Proporciona despliegues escalables
•
No es necesario llevar a cabo ningún tipo de señalización previa
–
Las políticas QoSson implementadas “salto a salto” Configuración homogénea
–
Puede desplegarse para dar servicio a cientos o miles de equipos
•
Ventajas:
–
Es muy escalable y proporciona diferentes niveles de QoSa toda la organización
•
Desventajas
–
No proporcionar fiabilidad absoluta en la implementación de QoS
–
La configuración puede llegar a ser muy laboriosa

31. Grupo Academia
Postal
ModeloDiffServ
•
Es un modelo multiservicio de implementación de QoS, que intenta proporcionar para un determinado tipo de tráfico un tipo específico de servicio
•
Se basa en 3 conceptos básicos:
–
Comportamiento agregado (Behavior Aggregate, BA): Es una colección de paquetes con el mismo valor de DSCP que cruzan un enlace en una dirección particular
•
Pueden tener múltiples orígenes
•
Los paquetes se clasifican en BAs por medio de class-maps
–
DSCP: Es un valor que se coloca en el campo ToS de la cabecera IP, que se utiliza para seleccionar el tratamiento de QoS que se le va a dar aun paquete
–
Per-hop Behavior (PHB): Es el comportamiento de envío, observable externamente, que se aplica en cada nodo a un diffserv BA
•
Tratamiento QoS que se le da a cada clase de tráfico
•
Hace referencia a:
–
Planificación, gestión de colas, policing y shaping

32. Grupo Academia
Postal
ModeloDiffServII
•
Representación de los conceptos:
–
Behavior Aggregate
–
DSCP
–
Per Hop Behavior

33. Grupo Academia
Postal
•
DSCP se utiliza para etiquetar los paquetes y así identificar el comportamiento deseado con esa clase de tráfico
–
El paquete se clasifica y etiqueta al entrar en la red
•
Los paquetes deben ser etiquetados lo más próximos al origen
•
Es una tarea que consume tiempo y recursos El tráfico debe clasificarse el menor número de veces posible
–
En el núcleo de la red, el paquete se trata en función del valor de su etiqueta DSCP
–
DSCP es una evolución de la Precedencia IP
•
Precedencia IP: Campo de 3 bits de la cabecera IP que se utilizaba antiguamente para etiquetar los paquetes IP en 8 niveles
•
Precedencia IP y DSCP son compatibles entre sí
ModeloDiffServIII

34. Grupo Academia
Postal
CodificaciónDSCP
•
RFC 791: Precedencia IP como los 3 bits de menor peso
•
RFC 2474: DSCP + ECN (Explicit Congestion Notification)
•
IETF define los siguientes PHBs:
–
Default PHB Servicio best effort. Bits 0,1 y 2 = 000
–
Expedited Forwarding (EF) PHB Servicio de baja latencia. Bits 0,1 y 2 = 101
–
Assured Forwarding (AF) PHB Servicio de ancho de banda garantizado.
•
Bits 0, 1 y 2 = 001, 010, 011, 100
–
Class Selector PHB Compatibilidad con equipos NO DSCP. Bits 3, 4 y 5 = 000

35. Grupo Academia
Postal
CodificaciónDSCP:EF
•
El valor binario asociado al PHB EF es 46 y tiene las siguientes características:
–
Asegura el menor retardo de reenvío Tráfico sensible a retardo
–
Garantiza el ancho de banda
–
Se limita a enviar su tráfico garantizado en caso de congestión Evita colapsar el tráfico del resto de clases
–
El valor del campo DSCP es 101110 (46)
–
Los dispositivos no DSCP ven este campo como un valor de precedencia 5, examinando los 3 bits de la izquierda.
•
Es el valor más alto de precedencia que se puede configurar

36. Grupo Academia
Postal
CodificaciónPHB:AF
•
Existen 12 clases diferentes posibles de Assured Forwarding
–
Garantiza un cierto ancho de banda a la clase
–
Permite utilizar ancho de banda extra, si está disponible
–
Los paquetes que necesitan AF PHB deben ser marcados como aaadd0
•
aaa es el número de clase
•
ddes la probabilidad de descarte (que se utilizará más adelante)
–
Existen 4 clases de AF PHB estándar definidas.
•
Cada una de ellas es tratada independientemente y puede tener su ancho de banda asignado
•
Cada AF tiene un valor de precedencia o preferencia en la gestión de colas y una probabilidad de descarte

37. Grupo Academia
Postal
CodificaciónPHB:AF
AF PHB Values
Drop Probability
Class AF1
Class AF2
Class AF3
Class AF4
Low drop probability
AF11
001010
Decimal: 10
AF21
010010
Decimal: 18
AF31
011010
Decimal: 26
AF41
100010
Decimal: 34
Medium drop probability
AF12
001100
Decimal: 12
AF22
010100
Decimal: 20
AF32
011100
Decimal: 28
AF42
100100
Decimal: 36
High drop probability
AF13
001110
Decimal: 14
AF23
010110
Decimal: 22
AF33
11110
Decimal: 30
AF43
100110
Decimal: 38

38. Grupo Academia
Postal
MecanismosparaeldesplieguedeDiffServQoS
•
Clasificación y Etiquetado:
–
Identificar y dividir el tráfico en clases
–
Marcar el tráfico para evitar repetir esta tarea en cada dispositivo
•
Gestión de la congestión:
–
Priorizar, proteger y aislar el tráfico en base a las marcas DSCP
•
Prevención de la congestión:
–
Descartar paquetes específicos para evitar la congestión de red, en base a DSCP
•
Policing y Shaping:
–
Mecanismos para descartar el tráfico que provoca comportamiento no deseados en la red. Se puede hacer en las interfaces de entrada (policing) o de salida (policing, shaping)
•
Eficiencia de enlace:
–
Compresión de la cabecera
–
Fragmentación de paquete

39. Grupo Academia
Postal
ClasificaciónyMarcado
•
Clasificación: Consiste en la identificación y separación del tráfico en diferentes clases
–
Debe hacerse cuando el tráfico entra en la red
–
Criterios de clasificación:
•
DSCP, Precedencia IP, Dirección IP origen, Dirección IP destino, Protocolo, …
•
NBAR Reconocimiento de aplicaciones
–
Cuando un dispositivo Cisco recibe un paquete, puede confiar en su etiqueta o puede reclasificar el tráfico y volver a etiquetarlo
•
Marcado: Consiste en marcar cada paquete como miembro de una clase, de modo que cuando atraviese el resto de la red, dicho paquete no tenga que volver a ser clasificado
–
Disminuye la latencia
–
Se utilizan campos como DSCP o Precedencia IP

40. Grupo Academia
Postal
GestióndelaCongestión
•
Los mecanismos de gestión de la congestión utilizan las marcas de cada paquete para determinar en qué cola debe colocarse dicho paquete
–
Las diferentes colas tiene tratamientos diferentes en base al algoritmo de gestión de colas usado
–
Las colas con paquetes de mayor prioridad tienen un trato preferente
–
La gestión de la congestión se implementa en todas las interfaces de salida que tienen activado QoS, utilizando diferentes mecanismos para gestionar el tráfico saliente
–
Cada algoritmo de gestión de colas está pensado para resolver un problema concreto
•
Cisco IOS implementa las siguientes funcionalidades de gestión de colas:
–
FIFO, Priority Queues (PQ), Custom Queues (CQ)
–
Weighted Fair Queue (WFQ)
–
Class-based Weighted Fair Queue (CBWFQ)
–
Low Latency Queue (LLQ)

41. Grupo Academia
Postal
GestióndelaCongestiónII

42. Grupo Academia
Postal
PrevencióndelaCongestión
•
Los mecanismos de prevención de la congestión monitorizan la carga de tráfico de red para anticiparse a la congestión y evitarla
–
Descarte de paquetes preventivo
–
Se implementan habitualmente en las interfaces de salida, donde múltiples enlaces de alta velocidad confluyen en uno de baja velocidad
•
Evitar la saturación de la WAN con tráfico de la LAN
–
Mecanismos:
•
Weighted Early Detection (WRED): Mecanismo Cisco para la prevención de la congestión
–
A medida que se llenan las colas, se va descartando el tráfico de forma selectiva, en base al valor de probabilidad de descarte del campo DSCP
–
No se recomienda ni para el tráfico de voz ni para el tráfico TCP

43. Grupo Academia
Postal
PrevencióndelaCongestión

44. Grupo Academia
Postal
Policing
•
Es una técnica que se utiliza para limitar el tráfico que se transmite o recibe desde una red
–
Controlar ráfagas de tráfico
–
Garantiza ancho de banda para determinadas clases de tráfico
–
Descarta o marca paquetes una vez que se supera un límite de transmisión o recepción
•
Primero las clases bajas
–
Puede usarse tanto en interfaces de entrada como de salida

45. Grupo Academia
Postal
Shaping
•
Es un mecanismo que ayuda a suavizar las diferencias de velocidad en una red, limitando la tasa de transferencia
–
Solamente se utiliza en las interfaces de salida
–
Limitan el tráfico que procede de enlaces de alta velocidad a enlaces de baja velocidad evitar la congestión
–
Contiene el tráfico en memoria, en lugar de descartarlo

46. Grupo Academia
Postal
Compresión
•
Es un mecanismo de eficiencia de interfaz que se utiliza junto con la gestión de colas y traffic shapingpara gestionar el ancho de banda existente de la forma más eficiente y predecible posible
–
Compresión de “carga útil” en capa 2: Stacker o Predictor
–
Compresión de las cabeceras del tráfico RTP cRTP
•
Tres cabeceras: IP, UDP y RTP (40 bytes) 2 o 4 bytes Mejora el rendimiento
–
Se recomienda solamente en enlaces muy lentos:
•
Compresión/descompresión salto a salto
•
Consumo de mucho tiempo que no compensa el ahorro

47. Grupo Academia
Postal
LinkFragmentationeInterleaving
•
Determinado tipo de tráfico muy sensible a retardo y variabilidad de retardo puede ser susceptible de ver degradado su servicio si se trabaja con paquetes muy grandes
–
Si se pasa un paquete FTP muy grande al bufferde salida hardware de la tarjeta de red, deberá transmitirse todo el paquete antes de poder enviar uno de VoIP que acabe de llegar a la cola
–
LFI fragmenta los paquetes grandes, de modo que solamente se pasan al buffer hardware de las tarjetas de red un fragmento, en lugar del paquete entero
–
En este caso, el paquete VoIP puede enviarse “en medio” de un paquete FTP de gran tamaño

48. Grupo Academia
Postal
AplicacióndeQoSenInterfacesEntrantesySalientes

49. Grupo Academia
Postal
EtiquetadoRecomendadoporCisco
Cisco QoSBaselineMarkings
Application
L3 Classification
L2
IPP
PHB
DSCP
CoS
Routing
6
CS6
48
6
Voice
5
EF
46
5
Video Conferencing
4
AF41
34
4
Streaming Video
4
CS4
32
4
Mission-Critical Data
3
AF31
26
3
Call Signaling
3
CS3
24
3
Transactional Data
2
AF21
18
2
Network Management
2
CS2
16
2
Bulk Data
1
AF11
10
1
Scavenger
1
CS1
8
1
Best Effort
0
0
0
0

50. Grupo Academia
Postal
MecanismosRecomendadosporCiscoparaQoS
Application
Recommendations
Routing
Rate-basedqueuing+ RED
Voice
CAC + priority queuing
Video Conferencing
CAC + rate-based queuing + WRED
Streaming Video
CAC + rate-based queuing + WRED
Mission-Critical Data
Rate-based queuing + WRED
Call Signaling
Rate-based queuing + RED
Transactional Data
Rate-basedqueuing+ WRED
Network Management
Rate-based queuing + RED
Bulk Data
Rate-based queuing + WRED
Scavenger
No bandwidth guarantee + RED
Best Effort
Bandwidthguarantee(rate-basedqueuing+ RED)

51. Grupo Academia
Postal
ExpansiónyReduccióndelModelodeClasesenQoS