Optimizing Converged Cisco Networks (ONT)

Module 3: Introduction to IP QoS

Objetivos

• Explicar porqué las redes convergentes requieren QoS.

• Identificar los temas de calidad principales con las redes convergentes.

• Calcular el ancho de banda disponible dado flujos multiples.

• Describir los mecanismos diseñados para utilizar el ancho de banda más eficientemente.

• Describir los tipos de retardo.

• Identificar las maneras de reducir el impacto del retardo en la calidad.

• Describir la pérdida de paquetes y las maneras de prevenir o de reducir la pérdida de paquetes en la red.

Implementación de Voz en una Empresa

Lección 3.1: Introducción QoS

Traditional Nonconverged Network

Características tradicionales del tráfico de datos:•Flujo de datos por ráfagas.•Acceso FIFO.•No son sensible al tiempo; retardos aceptables.•Las fallas breves son aceptables.

Realidades en Redes Convergentes

• Realidades en las redes Convergentes:• El flujo constante de pequeños-paquetes de voz compite con el flujo

de datos por ráfagas.• Trafico Critico debe tener prioridad.• Voz y video son sensible al tiempo.• Las fallas breves no son aceptables.

Converged Network Quality Issues

• La falta de ancho de banda: Múltiples flujos compiten para una cantidad limitada de ancho de banda.

• El retardo de punta a punta (fijó y variable) : Los paquetes tienen que atravesar muchos dispositivos de red y enlaces; este recorrido incrementa el retardo general.

• La variación de retardo (jitter): Algunas veces hay mucho tráfico, que da como resultado que el retardo varié y aumente.

• La pérdida de paquetes: Los paquetes pueden tener que ser dejados (“caer”) cuando un enlace esta congestionado.

Medición de Ancho de Banda Disponible

Medición del Ancho de Banda disponible

• El ancho de banda máximo disponible es el ancho de banda del enlace más lento.

• Múltiples flujos compiten por el misma ancho de banda, teniendo como resultado mucho menos ancho de banda disponible para una sola aplicación.

• Una falta de ancho de banda puede tener impactos de desempeño en aplicaciones de red.

Incrementando el Ancho de Banda disponible

• Incrementar el ancho de banda del enlace (lo mejor pero también la solución más cara).

• Mejorar QoS con mecanismos avanzados de encolamiento para enviar los paquetes importantes primero.

• Comprimir la carga útil de las tramas de Capa 2 (toma tiempo). • Comprimir los encabezados del paquete IP.

Usando el ancho de banda disponible eficientemente

• Utilizando avanzados mecanismos de encolamiento y de compresión de encabezados, el ancho de banda disponible puede ser utilizado más eficientemente: Voz: LLQ y compresión del encabezado RTPTrafico interactivo : CBWFQ y compresión del encabezado TCP

Voice(Highest)

Data(High)

Data(Medium)

Data(Low)

1 1

2 2

3 3 3

4 4 4 4

4 3 2 1 1

Voice• LLQ• RTP header

compression

Data• CBWFQ• TCP header

compression

Tipos de retardo

Tipos de Retardo

• Retardo de procesamiento: El tiempo que le toma al router tomar el paquete de una interfaz de entrada, examinar el paquete y poner el paquete en la cola de salida de la interfaz de salida.

• Retardo de Encolamiento: El tiempo que un paquete permanece en la cola de salida de un router.

• Retardo de Serialización: El tiempo que toma para poner los “bits en el cable.”

• Retardo de Propagación: El tiempo que toma el paquete en cruzar el enlace desde un extremo al otro.

El Impacto del Retardo y el Jitter en la Calidad

• Retardo de extremo-a-extremo: La suma de todos los retardos de propagación, procesamiento, serialización y de encolamiento en la trayectoria.

• Jitter: La variación en el retardo.• En redes de mejor-esfuerzo, los retardos de propagación y de

serialización son fijos, mientras que los retardos de procesamiento y de encolamiento son imprevisibles.

Modos de Reducir Retardos

• Incrementar el ancho de banda del enlace (lo mejor pero también la solución más cara).

• Envíe los paquetes importantes primeros.

• Habilitar la re-priorización de los paquetes importantes.

• Comprimir la carga útil de las tramas de la capa 2 (tarda tiempo).

• Comprimir los encabezados del paquete IP.

Reduciendo los retardos en una red

• Routers del cliente realizan:

• Compresión del encabezado TCP/RTP

• LLQ

• Priorización

• Routers del ISP realizan:

• Repriorización de acuerdo a políticas de QoS

Pérdida de paquetes

El Impacto de la Perdida de Paquetes

• Telephone call: “I cannot understand you. Your voice is breaking up.”

• Teleconferencing: “The picture is very jerky. Voice is not synchronized.”

• Publishing company: “This file is corrupted.”

• Call center: “Please hold while my screen refreshes.”

Tipos de Drops Paquetes

• Tail drops ocurren cuando la cola de salida esta llena. Tail drops son comunes y suceden cuando se congestiona un enlace.

• Otros tipos de drops, generalmente resultan de la congestión del router.

Modos de Prevenir Perdida de Paquetes

• Incrementar el ancho de banda del enlace (lo mejor pero también la solución más cara).

• Garantizar ancho de banda suficiente para paquetes sensibles.

• Prevenir la congestión “dropping” aleatoriamente paquetes menos importantes antes que la congestión ocurra.

Traffic Policing and Traffic Shaping

Time

Tra

ffic

Traffic Rate

Time

Tra

ffic Traffic Rate

Time

Tra

ffic

Traffic Rate

Time

Tra

ffic

Traffic Rate

Policing

Shaping

Reducing Packet Loss in a Network

• Problem: Interface congestion causes TCP and voice packet drops, resulting in slowing FTP traffic and jerky speech quality.

• Conclusion: Congestion avoidance and queuing can help.

• Solution: Use WRED and LLQ.

Definiendo QoS

Definiendo QoS

la capacidad de la red para proporcionar un mejor o "especial" servicio a un conjunto de usuarios, aplicaciones o ambos, en detrimento de otros usuarios, aplicaciones, o ambos

Implementando QoS

Implementando QoS

1. Identificación del trafico y sus requerimientos.

2.Dividir el trafico en clases.

3.Definir politicas de QoS para cada clase.

Clases de tráfico QoS – El requerimiento de tipos de tráficos.

Identificando el Tráfico y sus Requerimientos.

• Auditoria de red: Identificar el trafico en la red.

• Auditar Negocios: Determinar cuan importante es cada tipo de trafico para el negocio.

• Requerimiento de niveles de servicio: Determinar el tiempo de respuesta adecuado.

El requerimiento de distintos tipos de tráfico.

Politicas QoS

Politicas QoS

• Una definición para toda la red seria la de asignar niveles de QoS a diferentes

clases de tráfico de red.

Resumen

• Redes Convergentes llevan diferentes tipos de trafico sobre una

infraestructura compartida. Esto crea la necesidad de diferenciar el

trafico y dar prioridad al trafico en tiempo real.

• Varios mecanismos existen para ayudar a maximizar el uso del ancho

de banda disponible, incluyendo técnicas de encolamiento y

mecanismos de compresión.

• Todas las redes experimentan retardos. Retardos pueden tener efectos

al trafico en tiempo real tales como voz y video.

• Sin el apropiado aprovisionamiento y administración, las redes pueden

experimentar perdida de paquetes. Perdida de paquetes es

especialmente importante con la voz y el video, ya que no se reenvían

los paquetes perdidos cuando ocurren.