Ventajas y desventajas de los modelos de priorización

Según lo expuesto en las secciones anteriores, existen tres modelos de priorización de los cuales, dos de ellos son los que en realidad permiten ejercer mecanismos de priorización de tráfico como, manejo de congestión y modelamiento del tráfico, lo que incluye mecanismos de clasificación, políticas, marcado, modelamiento. Estos métodos son los más efectivos ya que no basan su funcionamiento en el orden de llegada de los paquetes como lo hace el modelo del mejor esfuerzo, sino que se aplican mecanismo que prioricen aplicaciones críticas (VoIP, videoconferencia o video streaming) que requieren atención prioritaria por ser necesario que se ejecuten en tiempo real.

El primer modelo es el de servicios integrados (IntServ) cuyo principio de priorizar el tráfico es a través de reserva de recursos; la aplicación que requiere un trato diferente de la red para enviar sus paquetes debe caracterizar su tráfico y especificar qué requerimientos de QoS necesita que se reserven, para lo cual envían solicitudes de reserva de recursos [15]. Establecido la reserva de recursos, la red a través de cada salto envía los paquetes basado en su estado de reserva (manejo de colas) [15]. Los inconvenientes que tiene este modelo se resumen en los siguientes puntos:

• No escalable para grandes redes (core de internet) por motivos que el router debe mantener la información de reserva de cada flujo,

• Escaso número de elementos de red, debido a la señalización RSVP constante que generan,

• Existe la necesidad que haya políticas de control, de autenticación y de administración de los recursos.

Al utilizar el modelo DiffServ se obtienen varias ventajas:

• Los enrutadores operan más rápido, ya que se limita la complejidad de la clasificación y el encolamiento,

• Se minimiza el tráfico de señalización y el almacenamiento,

• Los enrutadores internos sólo están interesados del comportamiento por salto PHB, marcado en la cabecera del paquete.

Esta arquitectura permite a DiffServ rendir mucho mejor en ambientes de bajo ancho de banda, y provee de un mayor potencial que una arquitectura IntServ. DiffServ no hace reserva de recursos, clasificación y planificación por flujos individuales [18]. La red con nodos DiffServ no establece ni mantiene estados de las conexiones por los flujos de paquetes, esta es una solución escalable más apropiada para grandes entornos como Internet [10].

En la tabla 2.9 se hace una comparación de estos dos modelos de priorización, IntServ y DiffServ, en donde se resumen las características de cada método enumerando sus principales ventajas y desventajas. Vale recalcar que estos dos modelos son compatibles y pueden coexistir en la red [13].

Tabla 2.9 Ventajas y desventajas de modelos de servicios IntServ y DiffServ

MODELOS VENTAJAS DESVENTAJAS

Servicios

Integrados (IntServ)

• Información de flujo en cada router.

• No requieren ninguna marca porque el tráfico es señalizado y tratado en el router.

• Servicio garantizado.

• Énfasis en Multicast.

• Usa WFQ como algoritmo planificador de paquetes.

• Problemas de escalabilidad.

• No se ha extendido en fabricantes de router y en proveedores ISP.

• Requiere un protocolo de señalización para efectuar la reserva en todo el trayecto.

Servicios Diferenciados (DiffServ)

• No utiliza señalización, sino clasificación

• Usa DSCP como códigos que especifican el trato del tráfico en la red.

• No usa reserva de flujos individuales sino en base a clases.

• Garantiza recursos a través del suministro combinado con priorización.

• Permite el acondicionamiento del tráfico para el marcado de paquetes en dominios DS establecidos.

• Puede usar algoritmos de colas CBWFQ y LLQ para el manejo de congestión.

• No es un servicio garantizado ni apropiado para escenarios multicast.

• La garantía se basa en factores estadísticos.

A continuación en la tabla 2.10 se enumeran las principales ventajas y desventajas de los algoritmos de encolamiento para el manejo de la congestión.

Tabla 2.10 Ventajas y desventajas de los mecanismos de encolamiento

MECANISMOS VENTAJAS DESVENTAJAS

FIFO •• Simple y rápido (cola simple). Soportado en todas las plataformas e IOS.

• Un solo flujo agresivo de datos puede monopolizar la utilización de la cola.

• Puede causar latencia variable (jitter) si la cola se llena con altas ráfagas de paquetes.

PQ • Ofrece un servicio más dedicado a la _{cola de alta prioridad.}

• Un tráfico constante en la cola de más alta prioridad puede hacer que las demás colas dejen de transmitir por un tiempo prolongado (starving).

CQ

• Permite configurar hasta 16 colas y asignar pesos a cada una de ellas, especificando el tamaño de las colas y número máximo de bytes que pueden transmitir.

• Si quedan algunos bytes libres para transmitir y viene un paquete que supera esa cantidad de bytes, se transmite el paquete completo pero sin control de la cantidad de información enviada.

WFQ

• Simple de configurar.

• Soportado en todas las plataformas e IOS.

• Garantiza ancho de banda para todos los flujos y descarta paquetes en flujos agresivos.

• Puede causar que múltiples flujos terminen en una sola cola, sí el número de flujos es mucho mayor que el número de colas disponibles.

• No es posible garantizar valores de ancho de banda fijos.

CBWFQ

• Ancho de banda garantizado.

• Los pesos garantizan un mínimo de ancho de banda para las clases con menor prioridad.

• El ancho de banda no utilizado se reparte entre las otras clases.

• No se garantiza una baja latencia (retardo) para ninguna clase.

LLQ

• Tiene todas las ventajas de CBWFQ.

• Ancho de banda y baja latencia garantizado para tráficos de tiempo real.

• Previene que la cola de alta prioridad monopolice la utilización de la capacidad disponible, fijándole un límite.

En la tabla 2.11 se enumeran las principales ventajas y desventajas de los métodos para el manejo de tráfico y evasión de la congestión.

Tabla 2.11 Ventajas y desventajas de los métodos para el manejo de tráfico

MÉTODOS VENTAJAS DESVENTAJAS

TAIL

DROP • Algoritmo de gestión de colas simple.

• Cada paquete es tratado de forma idéntica.

• Cuando la cola se llena a su máxima capacidad, los paquetes recién llegados se eliminan.

• Se produce el efecto de sincronización global.

RED

• Evita la congestión en la red antes que surjan problemas.

• Maximiza el throughput.

• Trabaja con TCP, para anticiparse y manejar la congestión en momentos de tráfico excesivo.

• Evita la Sincronización global.

• Después de cierto umbral de longitud de las colas, se desechan paquetes aleatoriamente.

• De a acuerdo a como va creciendo el tamaño medio de la cola, va bloqueando un número cada vez mayor de paquetes.

WRED

• Combina las capacidades de RED y de IP Precedence.

• Ya maneja tráfico prioritario en momentos de congestión.

• Colabora con RSVP, haciendo uso de un controlador de carga.

CAR

• Administra el ancho de banda limitando la velocidad de transmisión.

• Clasificación de paquete permite particionar la red en varios niveles de prioridad.

• El tráfico que entra dentro de los parámetros de velocidad se transmite, mientras que los paquetes que excedan la cantidad aceptable de tráfico se descartan.

GTS

• Modela el tráfico mediante la reducción de flujo de tráfico de salida

• Funciona con una variedad de tecnologías de capa 2, como Frame Relay, ATM, SMDS y Ethernet.

• Es compatible con la mayoría de los medios de comunicación y los tipos de encapsulación en el router.