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Las redes de comunicación por circuitos, especialmente las que están destinadas para transmisión de voz, tales como ATM o GSM, Tiene calidad de servicio en el núcleo del protocolo y no necesitan procedimientos adicionales para alcanzarla. Unidades de datos más cortas es una de los puntos de venta únicos de ATM para aplicaciones como video en demanda.
La cantidad de sobreaprovisionamiento en enlaces interiores requerida para reemplazar la QoS depende del número de usuarios y sus demandas de tráfico. Esto limita la usabilidad del sobreaprovisionamiento. Aplicaciones más nuevas con ancho de banda intensivo y la adición de más usuarios resulta en la pérdida de redes de sobreaprovisionamiento. Esto requiere entonces una actualización física de los enlaces de red relevantes lo cual es un proceso costoso. Por lo tanto el sobre-aprovisionamiento no puede ser asumido a ciegas en internet.
Esfuerzos de IP y Ethernet
A diferencia de las redes de un solo dueño, Internet es una serie de puntos de intercambio interconectando redes privadas.[3] Por consiguiente el núcleo de Internet pertenece y es administrado por un número de diferentes proveedores de servicio de red y no una entidad única. Su comportamiento es mucho más estocástico o impredecible. Por lo tanto, continua la investigación sobre procedimientos de calidad de servicio que sean desplegables en redes grandes y diversas.
Hay dos enfoques principales a calidad de servicio en las redes IP modernas de paquete cambiado, un sistema parametrizado basado en un intercambio de requerimientos de la aplicación con la red, y un sistema priorizado donde cada paquete identifica un nivel de servicio deseado a la red.
• Servicios integrados (“IntServ”) implementa el enfoque parametrizado. En este modelo, las aplicaciones usan el protocolo de reserva de recurso para solicitar y reservar recursos a lo largo de la red.
• Servicios diferenciados (“DiffServ”) implementa el modelo priorizado. DiffServ marca paquetes de acuerdo al tipo de servicio que desean. En respuesta a estas marcas, los enrutadores y conmutadores usan varias estrategias de encolamiento para adaptar el rendimiento a las expectativas. Marcas de punto código de servicios diferenciados (DSCP) usan los primeros seis bits en el campo de tipo de servicio de la cabecera del paquete IPv4.
Primeramente se usaban la filosofía de servicios integrados (IntServ) de reservar los recursos de la red. En este modelo, las aplicaciones usaban el protocolo de reserva de recurso para solicitar y reservar recursos a lo largo de una red. Aunque los mecanismos de IntServ funcionan, se observó que una red de ancho de banda típica de un proveedor mayor de servicio, se requería que los enrutadores núcleo aceptaran, mantuvieran y quitaran miles o posiblemente decenas de miles de reservas. Se creía que este enfoque no se acomodaría al crecimiento de Internet, y en cualquier evento era antitética a la noción de diseñar redes de manera que los enrutadores núcleo hagan más que solo cambiar paquetes a las tasas más altas posibles.
En respuesta a estas marcas, los enrutadores y switches usan varias estrategias de queueing para adaptar el rendimiento a los requerimientos. En la capa IP, marcas de punto código de servicios diferenciados (DSCP) usan los 6 bits en la cabecera del paquete IP. En la capa MAC, VLAN IEEE 802.1Q y IEEE 802.1p pueden ser usados para llevar esencialmente la misma información.
Los enrutadores que implementan DiffServ configuran su programador de red para utilizar múltiples colas para paquetes que esperan transmisión desde interfaces de ancho de banda limitado. Los vendedores de enrutadores proveen diferentes capacidades para configurar este comportamiento, para incluir el número de colas soportadas, las prioridades relativas de las colas, y el ancho de banda reservado para cada cola.
En la práctica, cuando un paquete debe ser remitido desde una interfaz con encolamiento, los paquetes que requieren una baja fluctuación del retardo (p. ej. VoIP o videoconferencia) reciben prioridad sobre paquetes en otras colas. Típicamente, cierto ancho de banda es asignado por defecto a los paquetes de control de red (tales como protocolo de mensaje de control de internet y protocolos de enrutamiento), mientras que al tráfico de mejor esfuerzo se le puede asignar cualquier ancho de banda que sobre.
En la capa MAC, VLAN IEEE 802.1Q y IEEE 802.1p pueden ser usados para distinguir entre cuadros Ethernet y clasificarlos. Modelos de teoría de queueing han sido desarrollados en análisis de rendimiento y QoS para protocolos de la capa MAC.[4][5].
Cisco IOS NetFlow y la Base de información de administración de QoS basada en clase de Cisco son comercializados por Cisco Systems.
Un ejemplo convincente de la necesidad de QoS en Internet se relaciona al colapso de congestión. Internet depende de protocolos de prevención de congestión, como los integrados en el protocolo de control de transmisión, para reducir el tráfico bajo condiciones que de otra manera llevarían al “derrumbe”. Aplicaciones de calidad de servicio tales como VoIP e IPTV, porque requieren una tasa de bits constante en gran medida y la latencia baja no puede usar TCP y no puede reducir de otra manera su tasa de tráfico para ayudar a prevenir la congestión. Los contratos QoS limitan el tráfico que puede ser brindado a Internet y por ello fuerzan la formación de tráfico que pueden prevenir que se sobrecargue, y por ende una parte indispensable de la capacidad de Internet de manejar una mezcla de tráfico en tiempo real y tráfico que no es en tiempo real sin “derrumbe”.
Protocolos
• El campo de tipo de servicio (ToS) en la cabecera de IPv4 (ahora sustituida por DiffServ).
• Servicios diferenciados (DiffServ).
• Servicios integrados (IntServ).
• Protocolo de reservación de recurso (RSVP).
• Cambio de etiqueta de multiprotocolo (MPLS) provee ocho clases QoS.
• RSVP-te.
• Frame Relay.
• X.25.
• Algunos módems ADSL.
• Modo de transferencia asíncrona.
• IEEE 802.1p.
• IEEE 802.1Q.
• IEEE 802.11e.
• HomePNA – Creación de redes sobre cables coaxiales y de teléfono.
• El estándar ITU-T G.hn provee calidad de servicio mediante oportunidades de transmisión de contención libre (CFTXOPs) las cuales son asignadas a flujos que requieren QoS y las cuales han negociado un “contrato” con el controlador de la red. G.hn también soporta operación sin QoS mediante ranuras de tiempo basadas en contención.
• Audio Video Bridging.