Métricas de la calidad de servicio y cómo implementar QoS en su red
En un pasado blog explicamos qué es la calidad de servicio (QoS) en redes y por qué su adopción es importante. Sin embargo, quedaron varios cabos sueltos. ¿Qué métricas mide QoS? ¿Cuáles son sus aspectos fundamentales? ¿Cómo se diseña e implementa una estrategia de QoS? ¡Este blog existe para resolver esas inquietudes!
¿Qué métricas mide la calidad de servicio (QoS) en redes?
Para entender plenamente el rol que desempeña la calidad de servicio (QoS), hay que entender las métricas que mide: ancho de banda, latencia, fluctuación y pérdida de paquetes.
Ancho de banda
Se refiere al número máximo de bits de datos transmitidos entre dos extremos o la tasa estándar en la que datos específicos son transmitidos entre dos nodos de red. Comúnmente, el ancho de banda se expresa en Mbps (megabits por segundo) o Gbps (gigabits por segundo).
Hay dos conceptos relacionados con el ancho de banda: velocidad de enlace de subida y de bajada. La primera se refiere a la tasa de datos en la que los usuarios envían información. La segunda, a la tasa de datos en la que los usuarios reciben la información.
Latencia o retraso
Es la cantidad de tiempo que tomó a un paquete atravesar la red, desde el origen hasta el destino. Esto puede deberse a retrasos en la cola, que ocurren cuando hay congestión y paquetes esperando antes de ser transmitidos. QoS ayuda a que las organizaciones eviten esto al crear colas para ciertos tipos de tráfico.
Generalmente, la gente no percibe un retraso menor de 50 ms. Si la latencia oscila entre 50 y 150 ms, la experiencia del usuario puede verse impactada por pequeñas pausas. Esto puede ser molesto. Si el retraso supera los 150 ms, la comunicación será notoriamente ineficiente. Por ejemplo, lo anterior puede causar que las voces en una llamada se superpongan y se deteriore la calidad de la misma.
Fluctuación o jitter
Consiste en la diferencia de tiempo entre el retraso máximo y mínimo. Es un parámetro importante para la transmisión en tiempo real, vital en aplicaciones de voz y video.
Cabe señalar que la fluctuación es inevitable en todas las redes. No es necesariamente un problema siempre y cuando no exceda cierto umbral. Si lo supera, puede provocar que los paquetes no lleguen en el mismo orden en el que fueron enviados.
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Si hay congestión en la red, la velocidad irregular de los paquetes puede causar vacíos en las aplicaciones de audio y video. Al fin y al cabo, estas son intolerantes a la fluctuación.
La fluctuación también afecta al protocolo de transmisión de paquetes. Esto se debe a que algunos protocolos envían paquetes interactivos en intervalos específicos. Cuando la fluctuación en una interfaz, ruta o sesión ocurre varias veces en un corto periodo de tiempo, se conoce como protocol flapping.
Pérdida de paquetes
Como sugiere su nombre, este fenómeno ocurre cuando uno o más paquetes de datos no llegan a su destino. Hay instancias en las que la pérdida de paquetes es normal. No siempre causa problemas de red de nivel superior.
Sin embargo, hay aplicaciones que son especialmente sensibles a la pérdida de paquetes. Estas incluyen aquellas basadas en audio y video en tiempo real. Al contrario, una de las menos sensibles es la transferencia de archivos.
¿Qué compone la calidad de servicio (QoS) en redes?
Estos son los aspectos fundamentales de la calidad de servicio (QoS):
Clasificación
Como se ha mencionado, hay diferentes tipos de aplicaciones que pueden correr en una red. Eso no quiere decir que todassean importantes. Por eso es esencial clasificarlas.
Este proceso tiene dos pasos:
Identificación del tráfico
Marcación
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Tradicionalmente, las listas de control de acceso (ACL) han sido utilizadas como herramientas de identificación. Las listas de acceso normalmente son las reglas configuradas en el dispositivo que definen qué tráfico puede pasar o no. Estas pueden basarse en IP, protocolos, puertos, etc.
El paquete que entra en la interfaz es escaneado para identificar el criterio especificado. La decisión de permitir o denegar depende de su cumplimiento. El problema de esta clasificación es que el tiempo de búsqueda aumenta dependiendo de la longitud de las listas. Por supuesto, las ACL no son el único sistema para controlar tráfico. Estas incluyen —entre otras— las políticas de firewalls, VLAN y NAC.
Marcación
En esta etapa, al paquete identificado se le asigna un valor único relacionado con su clase de tráfico. De acuerdo a esta etiqueta, los dispositivos de red responden al tráfico de diferentes formas. Bien pueden darle prioridad o descartarlo en base a la congestión.
Cola
Una cola sirve para almacenar tráfico hasta que se le permita pasar. Incluso si las probabilidades de congestión son bajas, es necesario tener un mecanismo de cola. Es útil cuando las corporaciones asignan enlaces de baja velocidad para aplicaciones no esenciales relacionadas con el tráfico web, tales como la transferencia de archivos.
¿Cómo implementar la calidad de servicio (QoS) en redes?
Antes que nada, es necesario definir los objetivos a conseguir con QoS. Esto supone involucrar a los líderes del área técnica de TI y los dueños del proceso, así como las áreas del negocio y las partes interesadas. Por medio de esta colaboración, sabrán cuáles aplicaciones son críticas, cuáles usan grandes volúmenes de ancho de banda, y cuáles son sensibles a la latencia o pérdida de paquetes.
Esto ayuda a la compañía a entender las necesidades e importancia de cada tráfico en su red y diseñar una estrategia. Algunas organizaciones solo necesitarán crear límites de ancho de banda para ciertos servicios.
Otras tendrán que configurar interfaces y políticas de seguridad para limitar el ancho de banda. No hay tal cosa como un marco de políticas que se pueda aplicar de forma estandarizada en todas las compañías.
Una vez determinado qué tráfico debe tener prioridad, se puede pasar al siguiente paso.
Crear mapas de clase
Los mapas de clase son donde se establecen los criterios de la Capa 3 (Red), 4 (Transporte) y 7 (Aplicación) del modelo OSI. Gracias a la información obtenida de estas capas, los mapas de clase son la base a partir de la cual se clasifica el tráfico.
Los componentes clave de los mapas de clase son la sentencia de coincidencia y el criterio de coincidencia. Según el requisito del administrador de la red, dichas coincidencias funcionan como una serie de criterios para clasificar el tráfico.
Cuando se cumplen los requisitos de coincidencia, el paquete se clasifica bajo el nombre de la clase respectiva. En el caso de que falle la sentencia de coincidencia, el paquete se clasifica en la clase predeterminada. La clase del paquete define sus posibilidades de pasar o ser descartado cuando haya una congestión.
Crear mapas de políticas y aplicarlas
Una vez creados los mapas de clase, el siguiente paso es decidir cómo manejar el tráfico clasificado. Como se mencionó, esto depende de los objetivos del negocio.
La corporación puede desplegar políticas que clasifiquen el tráfico y garanticen la disponibilidad e integridad de sus aplicaciones más importantes. El tráfico puede clasificarse por puerto, IP o protocolo. También se puede identificar por aplicación o usuario.
Las políticas de gestión de ancho de banda miden y controlan el flujo de tráfico en la red. Esto garantiza que no supere la capacidad asignada. También previene la congestión. Para ello existen técnicas para manipular el tráfico. Estas sirven para limitar la velocidad, optimizar el rendimiento e incrementar el ancho de banda utilizable.
Medir la efectividad de las políticas de QoS
Tras diseñar e implementar las políticas de QoS, la validación es el paso final. La única forma de lograr esto es con la medición y el monitoreo de QoS. Esto es vital para garantizar la eficacia de las políticas de QoS en la red. La profundidad y el alcance del monitoreo de QoS varía en cada caso. Independientemente, se espera que incluya las tendencias de utilización del tráfico y la información sobre el descarte de paquetes.
Ahora que sabe cómo diseñar e implementar una estrategia de QoS, lo único que resta es su mantenimiento. Sin embargo, eso lo dejaremos para un próximo blog.
Explicaremos la importancia de adaptar su estrategia de QoS a los constates cambios del negocio. También le mostraremos cómo ManageEngine Netflow Analyzer es la solución para ayudarle en dicha empresa.