El rol del buen diseño de redes en la Calidad de Servicio “QoS”

Comprender que las redes pobremente diseñadas no conducen a escenarios de QoS no es difícil. Si no se pueden mantener niveles aceptables de servicio de calidad, entonces es muy probable que añadir QoS, en un esfuerzo por crear algún tipo de diferenciación del servicio, nunca llegue a ser efectivo. Por el contrario, puede conducir a que el desempeño de la red se degrade más en momentos de congestión severa de algunas aplicaciones, operadas con un elevado grupo de clientes QoS. Sin embargo, limitar el impacto de la degradación para algunos, al precio de aumentar el impacto para el resto de la base de clientes, no es la manera más ingeniosa o sensata de usar los mecanismos de QoS.

La introducción de la diferenciación del diseño de redes en QoS, es sólo parcialmente efectiva si aquellos clientes que no se suscriben al servicio de QoS sufren un impacto negativo, por culpa de aquellos que deciden suscribirse a dicho servicio. Después de todo, si los suscriptores que no tienen el QoS tienen un impacto negativo, buscarán otro proveedor de servicios para su conectividad, o se verán forzados a suscribirse el servicio de QoS para obtener un servicio de un nivel aceptable. Esta última frase hace necesario un poco de lógica no convencional, porque, de manera realista, no todos los suscriptores pueden hacerlo; ya que esto viola algunas de las estrategias fundamentales de Calidad de Servicio.

Los principios de diseño de redes necesarios para soportar los mecanismos QoS de manera efectiva pueden ser expresados en términos de los cuatro parámetros de servicio básicos que mencionamos en posts anteriores: retardo, fluctuación, ancho de banda y fiabilidad.

Para minimizar el retardo, la red debe basarse en una topología de transmisión que refleje el patrón de los flujos de tráfico de punta a punta y un diseño de sistema de routing que pretenda localizar el tráfico para que siempre se prefieran las rutas que recorran la menor distancia posible. Para minimizar la fluctuación, el sistema de routing debe mantenerse en el estado más estable que sea posible. La profundidad de las filas del router también deben ser configuradas para que se mantengan aproximadamente dentro del mismo tamaño que el producto de retardo del ancho de banda del enlace de transmisión alimentado por la cola. También, se deben evitar los mecanismos de colas preferenciales incondicionales a favor de mecanismos de ponderación o de acceso similar de cola, para asegurarse de que no todas las clases de tráfico son retrasadas indefinidamente mientras se espera el acceso a los recursos de transmisiones.

También se debe realizar la selección de un tamaño de unidad máxima de transferencia (MTU por sus siglas en inglés) para evitar que las MTUs sean mucho mayores que el retardo del ancho de banda del producto del enlace – otra vez, como un medio de minimizar los niveles de fluctuación inducidos por la red.

Una arquitectura estable para un buen diseño de redes en QoS

En términos de fiabilidad general, la responsabilidad recae en que el arquitecto de la red utilice medios de transmisión que tengan un ratio muy bajo de error intrínseco de bit y que utilice unos componentes de router que tengan unos altos niveles de disponibilidad y de estabilidad. También se debe tener cuidado para asegurarse de que el sistema de routing esté configurado para proporcionar resultados deterministas, minimizando el riesgo de la reordenación de paquetes. La capacidad de transmisión, o ancho de banda , deben configurarse para minimizar el nivel de pérdida de paquetes inducida por la congestión dentro de los routers. Esto no es tan sencillo como parece, dado que la capacidad de transmisión es uno de los elementos más costosos de la red de internet para un proveedor de estos servicios, y el arquitecto encargado del diseño de redes por lo general, tiene que asegurar un equilibrio entre el coste del rendimiento de la red y la duración y el impacto de las condiciones de carga máxima de la red.

Normalmente, el arquitecto de la red busca la utilización promedio de la línea y los ratios de utilización entre las horas punta y las horas promedio para proporcionar unos niveles aceptables de desempeño económico. De manera simultánea el arquitecto de la red debe examinar las cifras de desempeño en las horas punta para asegurarse de que la red no termine en una condición de colapso por congestión cuando su uso esté al máximo.

Sólo después de que estos pasos básicos de diseño se han afrontado y se ha conseguido un nivel básico de servicio de calidad dentro de la red, se puede examinar el asunto del QoS (o nivel de servicio diferenciado) de una manera productiva. La conclusión general es que no puedes introducir mecanismos de QoS para salvar una red que está proporcionando unos niveles de servicio muy pobres. Para ser efectiva, los mecanismos de QoS necesitan ser implementados en una red sólidamente diseñada y que opere de manera estable bajo todos los niveles de carga ofrecidos.

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