Acerca de la calidad del servicio

Introducción

El uso de las redes empresariales es cada vez más complejo. Las últimas dos décadas han visto un cambio radical en el panorama de las redes debido a la creciente dependencia de la red empresarial para una amplia gama de aplicaciones. La convergencia de las redes de voz, video y datos ha agregado muchas más variables para determinar el comportamiento de una red. Las diferentes aplicaciones influyen en la red de diferentes maneras y esto exige ejercer un control completo del uso del ancho de banda de la red para garantizar un rendimiento óptimo de la red. Para agregar a esto, el estallido de la burbuja de las redes sociales ha tenido su propio impacto en la red. Esto conduce a una red completamente compleja que maneja numerosas clases, tipos y subcategorías de tráfico. Identificar y asignar la máxima prioridad al tráfico que es crítico para su negocio es extremadamente importante para hacer un uso efectivo de su red. La calidad de servicio, conocida popularmente como QoS, es una excelente manera de alcanzar este objetivo y asignar prioridad al tipo de tráfico deseado en la red. Esto brinda una gran cantidad de beneficios, como una mejor previsibilidad, seguridad, mensurabilidad y entrega garantizada de servicios críticos. Aquí hay algunos conceptos básicos de QoS que necesita saber para diseñarlo e implementarlo con éxito en la red.

Calidad de servicio (QoS)

Calidad de servicio (QoS) es el término utilizado para definir la capacidad de una red para proporcionar diferentes niveles de garantías de servicio a las distintas formas de tráfico. QoS es una técnica para optimizar el uso de la red al priorizar el tráfico en función de sus objetivos comerciales. Cada organización es diferente en términos de la naturaleza del negocio y los procesos seguidos. Dependiendo de los diferentes objetivos comerciales, la red se usa para diferentes propósitos según el tráfico que se debe priorizar en la red. Esto garantiza la entrega de alta prioridad de aplicaciones críticas para el negocio y sensibles a los retrasos en todo momento. QoS es un conjunto de estándares y técnicas para garantizar un alto rendimiento de las aplicaciones críticas en la red. QoS, como mecanismo, podría ser explotado por los administradores de red para aprovechar al máximo sus recursos sin necesidad de expansión o mejoras en la red. QoS permite asegurar una red de alto rendimiento, otorgando la máxima prioridad a aquellas aplicaciones que son altamente críticas para el negocio. Esto asegura la pronta entrega de las aplicaciones críticas para el negocio, lo que le da un uso óptimo a su red empresarial.

Importancia de QoS

En esta era actual de redes convergentes, es una sola red que maneja varios tipos de tráfico como voz, datos y video. Todo esto se incluye en la categoría de entrega de mejor esfuerzo, lo que significa que todos tienen la misma posibilidad de ser descartados cuando ocurre una congestión. Esto conduce a una situación en la que comienza la batalla entre las aplicaciones críticas para el negocio y otras aplicaciones. Para un uso efectivo del ancho de banda de la red, es esencial que las aplicaciones críticas para el negocio tengan mayor prioridad sobre otras aplicaciones. El requisito fundamental en este caso pasa a ser la clasificación de la solicitud. Las aplicaciones que se ejecutan en la red deben clasificarse en dos conjuntos, el primero de los cuales son aquellas aplicaciones que son críticas para el negocio (CRM, ERP, VoIP comercial, etc.).

Cuando varias aplicaciones que hacen un uso intensivo del ancho de banda se ejecutan en paralelo en la red, la red está sujeta a congestión debido a un volumen de tráfico mucho más voluminoso del que realmente puede manejar. Cuando se produce una congestión, el tráfico se cae, lo que podría provocar la pérdida de datos y la falla en la entrega de aplicaciones que podrían ser críticas para el negocio. Por lo tanto, se convierte en la principal prioridad de un administrador de red otorgar la máxima importancia a las aplicaciones críticas para el negocio sobre otras aplicaciones que requieren un uso intensivo del ancho de banda y que no son relevantes para el negocio.

Consideremos un escenario donde una red congestionada maneja FTP y una llamada VoIP. FTP tiene un nivel más bajo de sensibilidad a la latencia y la lentitud de la red. Aunque la transferencia puede ocurrir a un ritmo más lento, la entrega del archivo no se ve afectada excepto por la velocidad de entrega. Pero, si los paquetes de VoIP se ven afectados debido a la lentitud de la red, se producirá un audio entrecortado en el extremo receptor, anulando así el propósito mismo de la comunicación. La dependencia de la red para voz y video ha abierto un factor crítico llamado 'sensibilidad al retraso de una aplicación'. Incluso los retrasos más pequeños pueden dar como resultado una mala calidad de la VoIP o la videollamada, lo que afecta el buen funcionamiento del negocio que depende en gran medida de la red. En este escenario,

Requisitos comerciales de la nueva era.

Los patrones de utilización de la red han cambiado drásticamente a lo largo de los años. El volumen de tráfico de video en la red está aumentando múltiples veces. La demanda de alta definición y 3D exige más ancho de banda y aumenta aún más la congestión de la red. Aquí hay algunas estadísticas de los hallazgos del Índice de redes visuales de Cisco:

  • El tráfico IP global tocará el umbral de zettabytes para 2015
  • El número de dispositivos conectados a redes IP será el doble de la población mundial
  • En 2015 El tráfico de dispositivos inalámbricos superará el tráfico de dispositivos cableados para 2015

 

Con la tasa explosiva a la que la mayor parte del tráfico de video está aumentando en la red, agregar más ancho de banda es una forma de manejarlo. Pero, cuando enfoques como la 'sostenibilidad', el 'uso juicioso de los recursos existentes' son la clave para administrar un negocio en estos tiempos, hacer un uso óptimo de los recursos actualmente disponibles es un mejor enfoque. QoS es un mecanismo que ayuda a lograr este objetivo con gran facilidad.

diseño de calidad de servicio

Una comprensión de lo que constituye su configuración de QoS es extremadamente importante para una implementación efectiva. Los aspectos fundamentales de QoS son:

  1. Clasificación
  2. Vigilancia y colas

Clasificación:

Como hemos visto anteriormente, existen diferentes tipos de aplicaciones que se ejecutan en la red. Las aplicaciones como correo, CRM, sharepoint, intranet, base de datos, VoIP, transmisión, juegos, uso compartido de archivos, alojamiento de archivos, etc. dependen en gran medida de la red y no todas son importantes para el negocio. Incluso entre las aplicaciones críticas para el negocio, el nivel de importancia de cada aplicación es diferente. Como primer paso, clasificar las aplicaciones es esencial para determinar cómo priorizar estas diferentes aplicaciones. Los siguientes 2 pasos constituyen la clasificación del tráfico:

  1. Identificación del tráfico
  2. Calificación

Tradicionalmente, las listas de control de acceso (ACL) se utilizaban como herramientas de identificación. La lista de acceso normalmente es un conjunto de declaraciones que define un patrón específico que se encontraría en un paquete IP. En este enfoque, el paquete que ingresa a una interfaz se escanea en busca del patrón específico y la decisión de permitirlo o denegarlo depende de la coincidencia del patrón. Una desventaja importante de este enfoque es que cuanto más larga es la lista, más largo es el tiempo de búsqueda. En el caso de aplicaciones sensibles al retardo, este enfoque no funcionaría bien debido a su insensibilidad a la latencia.

Categorías de aplicaciones

  1. intranet
  2. Herramientas de productividad
  3. CRM
  4. ERP
  5. MAL
  6. Uso compartido de archivos punto a punto
  7. Juego de azar
  8. Torrentes

Subcategorías de aplicaciones

  1. intranet
  2. Base de datos
  3. Transmisión
  4. Pago electrónico
  5. SAVIA
  6. Fuerza de ventas
  7. CRM de Zoho
  8. sistema de archivos P2P

NBAR es, por lo tanto, un motor de clasificación inteligente que ayuda a conducir sus métricas de QoS dentro de normas aceptables.

Clasificación del tipo de aplicación: NBAR

NBAR es un sistema para clasificar el tráfico en la red. NBAR es el reconocimiento de aplicaciones basado en la red que es capaz de monitorear el tráfico de la capa 4 a la capa 7 y no solo la capa de la aplicación. Con una visibilidad tan profunda, puede reconocer aplicaciones que usan puertos dinámicos como Skype que pertenecen a categorías y subcategorías específicas de aplicaciones en la red. Algunas categorías de aplicaciones que se ejecutan en la red son:

Calificación:

En la acción de marcado, el paquete identificado se asocia con un valor único (marcado con) perteneciente a su clase de tráfico. El paquete se identificará con este valor marcado, en términos de QoS y su tratamiento dependerá de este valor marcado. Las opciones comunes de marcado disponibles en los enrutadores y conmutadores de Cisco son la precedencia de IP, DSCP, CoS, bits ToS, grupo QoS y valores MPLS EXP. Para un uso óptimo de los recursos del enrutador, se recomienda realizar el marcado lo más cerca posible de la fuente. El marcado es la base para asignar prioridad al tráfico en la red.

Cola:

Se utiliza una cola para almacenar el tráfico hasta que se le permite pasar. Es imperativo contar con un mecanismo de cola, aunque las posibilidades de congestión son mínimas. La cola es particularmente útil cuando las organizaciones asignan enlaces de baja velocidad para aplicaciones no esenciales relacionadas con el tráfico web, como el uso compartido de archivos, etc. Las velocidades altas generalmente se recomiendan para aplicaciones relacionadas con el negocio como Citrix, Webex, etc. Cisco recomienda las siguientes pautas de cola para las organizaciones:

  1. Asignación de ancho de banda para la clase de mejor esfuerzo: un mínimo del 25 %
  2. Asignación de ancho de banda para clase de prioridad - Un máximo de 33%
  3. Asignación de ancho de banda para la clase Scavenger - Menos del 5%
  4. Para evitar la congestión en flujos TCP seleccionados: cola no prioritaria

Algunos mecanismos de cola

De los mecanismos de cola disponibles, el administrador de la red puede seguir el enfoque que mejor se adapte a las metas y objetivos de la organización, el tipo de red, etc. Pero se recomienda encarecidamente tener un mecanismo de cola en funcionamiento.

Implementando QoS:

Los tres componentes clave de la implementación de QoS son:

  1. Crear mapas de clase
  2. Creación de mapas de políticas
  3. Políticas de servicio

Creación de mapas de clase:

El mapa de clase es donde se establecen los criterios de la capa 3, la capa 4 y la capa 7, lo que ayuda a identificar la clase de tráfico. Este es un elemento importante para clasificar los diferentes tipos de tráfico en la red. Un mapa de clases es la base con la que se clasifica el tráfico y se definen las diferentes clases de tráfico en la red con la información que obtenemos de la capa de Aplicación, Transporte y Red.

El mapa de clase es donde se establecen los criterios de la capa 3, la capa 4 y la capa 7, lo que ayuda a identificar la clase de tráfico. Este es un elemento importante para clasificar los diferentes tipos de tráfico en la red. Un mapa de clases es la base con la que se clasifica el tráfico y se definen las diferentes clases de tráfico en la red con la información que obtenemos de la capa de Aplicación, Transporte y Red. El componente clave de los mapas de clase son las 'declaraciones de coincidencia' y los 'criterios de coincidencia'. Se especifica un conjunto de condiciones de acuerdo con los requisitos del administrador de la red para clasificar el tráfico. Cuando se cumplen los requisitos de coincidencia, el paquete se clasifica con el nombre de clase respectivo. Si la declaración de coincidencia falla, el paquete cae dentro de la clase predeterminada.

Un pequeño ejemplo de caso:

Se podría escribir una declaración de coincidencia para segregar los paquetes FTP y los paquetes VoIP. Los paquetes VoIP son mucho más sensibles a los retrasos que los paquetes FTP. Por lo tanto, cuando los paquetes de VoIP se separan de los paquetes predeterminados, ayudaría a priorizar los paquetes de VoIP teniendo en cuenta su sensibilidad a la latencia y la demora.

Creación de mapas de políticas:

Una vez creados los mapas de clase, el siguiente paso es decidir cómo manejar el tráfico clasificado. La segmentación del tráfico en diferentes clases ya terminó y el administrador de la red debe decidir cómo manejar estas diferentes clases de manera eficiente.

Servicio de las pólizas:

La activación de las políticas se realiza mediante el comando de política de servicio. Una vez que se definen las clases y se determina la política, la activación de estas políticas es el paso de implementación que sucede a través de las políticas de servicio.

Medición de la eficacia de QoS:

Después del diseño e implementación de QoS, la validación es el paso final y clave. La única manera de validar una cantidad es medirla. Por lo tanto, medir y monitorear la QoS se convierte en un aspecto vital para garantizar políticas de QoS efectivas en la red. La profundidad y el alcance de la supervisión de QoS varían según el caso. Pero, según los estándares mínimos, el monitoreo debe incluir tendencias de utilización de enlaces e información de caída de paquetes.

Hay varias formas de monitorear QoS como Cisco-Class-based-QoS-MIB, NetFlow, etc. Es posible recopilar una gran cantidad de datos utilizando Cisco CBQoS, pero debe haber una herramienta de soporte para clasificar los datos y convertirlos en datos útiles. información en formas fáciles de interpretar. La herramienta también debe ser capaz de clasificar los datos y marcar las tasas de abandono.

Informes CBQoS de NetFlow Analyzer

ManageEngine NetFlow Analyzer es compatible con Cisco CBQoS y, por lo tanto, informa sobre las políticas de QoS que ha implementado. El informe muestra la política previa, la política posterior y las caídas en diferentes clases de tráfico junto con la cola. El monitoreo de CBQoS en un nivel tan profundo lo ayuda a validar las políticas de QoS. Puede cambiar sus políticas de acuerdo con los informes que ve en NetFlow Analyzer. Esta es una herramienta que se puede utilizar mejor para la validación de políticas de QoS.