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CALIDAD DE SERVICIO (QUALITY OF SERVICE, QOS) EN ATM

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CALIDAD DE SERVICIO (QUALITY OF SERVICE, QOS) EN ATM

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Las redes de modo de transferencia asíncrona (Asynchronous Transfer Mode, ATM), surgen como idea de un grupo de ingenieros de compañías telefónicas, como respuesta a una demanda de redes más rápidas y de mayor ancho de banda, para acomodarse a los crecimientos en los tamaños de ficheros y aplicaciones experimentados en el sector. Fundamentalmente ATM es una tecnología que simultáneamente trasmite tráfico de datos, voz y vídeo sobre circuitos de alto ancho de banda, generalmente cientos de mega bits por segundo (Mbps) en 1997 y Giga bits por segundo (Gbps) en la actualidad.

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Las redes IP a mediado de los 90 eran redes de mejor esfuerzo y aún permanece con el mismo modelo, debido al rápido crecimiento, demandan recursos de calidad y hay algunas aplicaciones que son de mayor prioridad que las otras, tal es el casos de las aplicaciones de tiempo real, que requieren de tratamientos especiales. Internet no tiene la capacidad de diferenciar tráfico. Por lo tanto antes de que se puedan usar las aplicaciones de tiempo real, la infraestructura de Internet debe ser modificada. Algunas redes privadas han migrado de redes de mejor esfuerzo a redes de servicios diferenciados.

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Soluciones en bucle cerrado

También llamadas soluciones activas. Actúan cuando se detectan problemas.

Tienen tres fases:

1) Monitorización de parámetros. Se vigilan los siguientes parámetros:

·         Ocupación de los enlaces y de los buffers (colas de espera en los nodos).
·         Porcentaje de descartes.
·         Número de retransmisiones.
·         Retardos y jitters.

Los jitters son oscilaciones de la separación temporal entre paquetes. En aplicaciones que requieren sincronización (videoconferencia, sincronizar audio con vídeo), es muy importante que esas oscilaciones sean pequeñas.

2) Reacción: envío de información a los puntos necesarios. La comunicación se realiza gracias a:

·         Paquetes especiales: No están sometidos a control de congestión y se saltan las colas de espera en los nodos. Los envía el nodo que, gracias a la monitorización, ha detectado la congestión.
·         Bits de cabecera: En los paquetes enviados, indico en la cabecera que empieza a haber congestión. (Ejemplo: Frame Relay).
·         Información específica: Si se recibe una alerta de congestión (mediante bits de cabecera de paquetes que circulan por la red), se solicita más información.

3) Ajuste del sistema. Hay varias medidas:

·         Reducir la velocidad de envío
·         Control de acceso. No se permiten más conexiones.
·         Tirar paquetes. Controlar ráfagas de paquetes que llegan.

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En redes basadas en la tecnología Ethernet clásica de bus compartido, el análisis del tráfico de red se basa habitualmente en la utilización de sondas con interfaz Ethernet conectadas al bus. Dichas sondas, con su interfaz Ethernet funcionando en modo promiscuo, capturan el tráfico a analizar y constituyen la plataforma en la que se ejecutarán, de forma continua, aplicaciones propietarias o de dominio público, con las que se podrá determinar el tipo de información que circula por la red y el impacto que pudiera llegar a tener sobre la misma.

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SolucionesSoluciones en bucle abiertoTambién llamadas soluciones pasivas. Combaten la congestión de las redes mediante un adecuado diseño de las mismas. Existen múltiples variables con las que el diseñador puede jugar a la hora de diseñar la red. Estas variables influirán en el comportamiento de la red frente a la congestión.Niveles de enlaceVariable de diseño:Diseño de temporizadores y política de retransmisiones: Cuando los temporizadores agotan su cuenta, los paquetes afectados serán retransmitidos por la fuente. Si este tiempo es muy pequeño, habrá gran cantidad de retransmisiones. Por el contrario, si es grande, habrá menos congestión, pero el retardo medio aumentará.Política de descartes y almacenamiento de paquetes que llegan fuera de orden: El rechazo puede ser simple, que origina más retransmisiones, o bien selectivo, obligando a un almacenamiento temporal de los paquetes que llegan fuera de orden y mejorando la congestión.Política de asentimientos: El piggybacking, o utilización de parte de un paquete de datos para enviar asentimientos de paquetes anteriormente recibidos, reduce, en principio, el tráfico, pero puede dar lugar a retransmisiones que contribuyan a la congestión.Política de control de flujo: Parando a una fuente que vierte mucho tráfico podemos reducir el riesgo de congestión.Nivel de Red.Variables de diseño:Circuitos Virtuales frente a datagramas: Muchos algoritmos de control de congestión funcionan sólo en modo circuito virtual.Política de colas (Teoría de colas) y de servicio: Los routers pueden diseñarse con una cola por línea de entrada, una cola por línea de salida, o ambos. Además, puede jugarse con el orden en que los paquetes son procesados, dando más prioridad a los paquetes de control, que contienen información útil desde el punto de vista de la congestión.Política de descarte de paquetes: De nuevo, la correcta elección de los paquetes que se descartan puede disminuir el riesgo de congestión.Algoritmo de enrutamiento: Es bueno desde el punto de vista de la congestión el balanceo del tráfico entre todas las líneas de la red.

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SolucionesSoluciones en bucle abiertoTambién llamadas soluciones pasivas. Combaten la congestión de las redes mediante un adecuado diseño de las mismas. Existen múltiples variables con las que el diseñador puede jugar a la hora de diseñar la red. Estas variables influirán en el comportamiento de la red frente a la congestión.Niveles de enlaceVariable de diseño:Diseño de temporizadores y política de retransmisiones: Cuando los temporizadores agotan su cuenta, los paquetes afectados serán retransmitidos por la fuente. Si este tiempo es muy pequeño, habrá gran cantidad de retransmisiones. Por el contrario, si es grande, habrá menos congestión, pero el retardo medio aumentará.Política de descartes y almacenamiento de paquetes que llegan fuera de orden: El rechazo puede ser simple, que origina más retransmisiones, o bien selectivo, obligando a un almacenamiento temporal de los paquetes que llegan fuera de orden y mejorando la congestión.Política de asentimientos: El piggybacking, o utilización de parte de un paquete de datos para enviar asentimientos de paquetes anteriormente recibidos, reduce, en principio, el tráfico, pero puede dar lugar a retransmisiones que contribuyan a la congestión.Política de control de flujo: Parando a una fuente que vierte mucho tráfico podemos reducir el riesgo de congestión.Nivel de Red.Variables de diseño:Circuitos Virtuales frente a datagramas: Muchos algoritmos de control de congestión funcionan sólo en modo circuito virtual.Política de colas (Teoría de colas) y de servicio: Los routers pueden diseñarse con una cola por línea de entrada, una cola por línea de salida, o ambos. Además, puede jugarse con el orden en que los paquetes son procesados, dando más prioridad a los paquetes de control, que contienen información útil desde el punto de vista de la congestión.Política de descarte de paquetes: De nuevo, la correcta elección de los paquetes que se descartan puede disminuir el riesgo de congestión.Algoritmo de enrutamiento: Es bueno desde el punto de vista de la congestión el balanceo del tráfico entre todas las líneas de la red.

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La congestión de red es el fenómeno producido cuando a la red, o parte de ella, se le ofrece más tráfico del que puede cursar.

Este comprende todo un conjunto de técnicas para detectar y corregir los problemas que surgen cuando no todo el tráfico de una red puede ser cursado.

·         Causas de la congestión

Memoria insuficiente de los conmutadores

Insuficiente CPU en los Nodos

Velocidad insuficiente en las líneas.

·         Mecanismos de control de una congestión

El problema del control de congestión puede enfocarse matemáticamente desde el punto de vista de la teoría de control de procesos, y según esto pueden proponerse soluciones en bucle abierto y en bucle cerrado.