Rede – Qos

QoS e Classes de Serviço

O que é QoS e quais são os parâmetros de desempenho que o definem?

Quality of Service ( QoS ) é um recurso avançado que prioriza o tráfego para aplicativos, jogos online, portas LAN Ethernet ou endereços MAC especificados para minimizar o impacto da largura de banda ocupada.

O congestionamento é um requisito importante a ser controlado em redes convergentes. Quando o tráfego aumenta muito, os roteadores começam a perder pacotes. Várias são as causas de congestionamentos: memória insuficiente de roteadores, CPUs de roteadores lentas, linhas de baixa capacidade de transmissão, e outras. O controle do congestionamento é necessário para o desempenho de redes, mas não é suficiente. Outros requisitos devem ser também atendidos:

  • Confiabilidade – erro de pacotes;
  • Retardo – Tempo de propagação do pacote;
  • Jitter (Variância) – variância de tempo de propagação entre pacotes;
  • Largura de Banda – taxa de transmissão de pacotes.

O conjunto desses parâmetros definem o QoS – Qualidade de Serviço, que variará para diferentes aplicações.

Existem várias técnicas para QoS, que são usadas de forma combinada. A mais utilizada atualmente é baseada em classes de serviços. As classes de serviço são definidas para suportar diferentes tipos de aplicações. Os pacotes de clientes que entram no “domínio de uma administração de serviços” incluem um campo Tipo de Serviço. Neste tipo de esquema não é exigido nenhuma configuração antecipada, nenhuma reserva de recursos e nenhuma negociação fim-a-fim para cada fluxo de dados, como ocorre no caso de serviços integrados, tornando os serviços diferenciados fáceis de serem implantados. Nos serviços diferenciados, cada serviço obtém seus recursos e suas garantias segundo a classe e os recursos que lhe estiverem reservados e que não podem ser tirados por pacotes de outras classes.

Até logo!

Necessidade de QoS

QoS é necessário para todas as aplicações?

Nem todas as aplicações realmente necessitam de garantias fortes e rígidas de qualidade de serviço (QoS), para desempenho satisfatório em redes IP, como a Internet. Entretanto, aplicações multimídia são as que têm uma maior exigência de QoS, no mínimo largura de banda, ou cuidados maiores com atrasos de comunicação e  perdas de pacotes (videoconferência, por exemplo).

QoS (Quality of Service) é definido pelo ITU(…) como sendo o efeito coletivo de desempenho ( fim a fim), que determina o grau de satisfação do usuário com um serviço específico.

Uma aplicação multimídia offline, envolvendo, por exemplo, dados, gráficos e arquivos com animação, não necessita de sincronização e, assim não necessita de “cuidados especiais” (QoS) da rede.

Entretanto, a maioria das aplicações multimídia, que envolve a transferência de múltiplos tipos de pacotes (dados, voz, vídeo, gráficos, etc.), exige determinados requisitos de tempo e sincronização para a sua operação com qualidade.

Até logo!

QoS IP

Quais são os princípios de funcionamento de QoS em redes IP?

As redes IP, que rodam nos ambientes corporativos, utilizam o QoS baseado no modelo Diff Serv (Differenciated Services). O Diff Serv trabalha com classes de serviço. Cada classe corresponde a uma determinada garantia de desempenho. Pacotes IP recebem uma marcação no campo Type of Service (TOS) do cabeçalho IP. São possíveis 64 marcações diferentes porém o modelo Diff Serf  especifica somente 14 classes de serviços.

De acordo com a classe marcada o pacote será encaminhado em filas diferentes onde receberá tratamento diferente em termos de prioridade de encaminhamento, descarte e banda garantida. As bandas são reservadas em cada fila. Caso uma fila não use a sua banda ela pode ser realocada entre outras. Uma das filas é chamada de baixa latência e possui prioridade sobre as demais.

O QoS do IP é utilizado em redes privativas IP, switches e roteadores, que são capazes de priorizar e entender esta classes de serviço. Todos os equipamentos atuais falam a linguagem do QoS IP. Por exemplo, os telefones IP, por exemplo, já transmitem pacotes com marcação adequada.

Ao trafegar na WAN corporativa é preciso que a riqueza de detalhes do QoS Ip não se perca. Para isso é preciso que a rede WAN seja capaz de entender o QoS do IP.

Vantagens do QoS IP:

  • Permite implementação de QoS fim a fim
  • Implementa QoS IP full.
  • Oferece tratamento diferenciado para aplicações de tempo real.
  • Identifica automaticamente pacotes de voz e outras aplicações.
  • Permite reserva de banda.
  • É capaz de realizar priorização de tráfego, garantindo delay.

Até logo!

Internet e QoS

A Internet roteia os pacotes de informações num esquema de “best effort.” No qual a rede determina o roteamento mais fácil de um ponto a outro. Cada usuário da rede envia seus dados e compartilha a largura de banda com todos os fluxos de dados dos outros usuários. Os fluxos realizam a melhor forma possível para chegar ao seu destino, conforme as rotas definidas e a largura de banda que estiver disponível. Quando há congestionamento pacotes são descartados sem distinção. Não há garantia de que o serviço será realizado com sucesso, nem mesmo de desempenho. Entretanto, muitas aplicações necessitam de tais garantias.Dessa forma a Internet NÃO garante QoS. Entretanto nem todo tipo de tráfego aceita esse tratamento, algumas aplicações exigem QoS.

Com Qualidade de Serviço, é possível oferecer maior garantia e segurança nas aplicações para Internet, uma vez que o tráfego de aplicações avançadas (voz sobre IP, vídeo-conferência) passam a ter maior prioridade, enquanto usuários de aplicações tradicionais continuam utilizando o melhor esforço.

Com QoS na Internet, quando há um congestionamento apenas os pacotes de melhor esforço são descartados. Para que isto possa acontecer, os pacotes são marcados para distiguir os tipos de aplicações, e os roteadores são configurados para criar filas distintas para cada aplicação de acordo com as prioridades das mesmas. Assim, uma faixa da largura de banda, dentro do canal de comunicação, é alocada para determinados tipos de fluxos de dados ou aplicações e, dependendo da aplicação, os pacotes “nunca” são descartados e a banda alocada não excederá os valores pré-definidos. O descarte de pacotes ocorrerá de acordo com o tipo da aplicação e do tipo de algoritmo de filas utilizados, no caso de congestionamento da banda definida para o fluxo ou aplicação. Isso será objeto de uma discussão futura.

Atualmente existem dois modelos para implementar QoS na Internet: serviços Integrados (IntServ) e serviços diferenciados (DiffServ). IntServ é um modelo baseado em reserva de recursos, enquanto que, serviços diferenciados é uma proposta onde os pacotes são marcados de acordo com classes de serviços pré-determinadas.

Até logo!