Calidad de servicio para el tráfico prioritario

La calidad de servicio (QoS) es un conjunto de técnicas que priorizan cierto tráfico sobre otro en una red con mucha carga. No todo el tráfico tiene la misma importancia: una llamada de voz debe llegar de forma instantánea y constante, mientras que la descarga de un archivo grande puede esperar un momento. QoS garantiza que el tráfico importante y sensible al tiempo obtenga el ancho de banda y la baja latencia que necesita, incluso durante la congestión.

Cuando un enlace se llena, los paquetes se ponen en cola y algunos se descartan. En una transferencia de archivos, esto solo supone una breve ralentización, pero en el tráfico en tiempo real, como voz y vídeo, provoca audio entrecortado, vídeo congelado y llamadas interrumpidas. QoS existe precisamente para proteger estos flujos sensibles y permitir que sigan funcionando cuando el ancho de banda escasea.

Al tráfico en tiempo real le importan tres métricas: latencia (retraso), jitter (variación del retraso) y pérdida de paquetes. La VoIP (voz sobre IP) solo tolera pequeñas cantidades de cada una antes de que la calidad se deteriore. QoS funciona minimizando la latencia, el jitter y la pérdida para el tráfico prioritario, aunque eso implique retrasar datos menos urgentes.

QoS comienza por clasificar el tráfico: identifica qué es cada paquete (voz, vídeo, web o copia de seguridad) y, después, lo marca para que los demás dispositivos lo traten de forma coherente. Las marcas se encuentran en las cabeceras de los paquetes. El campo de marcado clave es DSCP (Differentiated Services Code Point) de la cabecera IP, que etiqueta la clase de prioridad de un paquete para cada router a lo largo de la ruta.

Una vez marcado el tráfico, los dispositivos colocan los paquetes en distintas colas según su prioridad y utilizan un planificador para decidir qué enviar primero. Las colas de alta prioridad, como las de voz, se atienden antes que los datos masivos. La priorización de colas puede proporcionar a la voz una gestión rápida casi garantizada, mientras que los métodos ponderados dividen equitativamente el ancho de banda restante entre las demás clases.

Hay otras dos herramientas para gestionar el flujo. El conformado del tráfico suaviza los picos almacenando temporalmente el tráfico y liberándolo a una velocidad constante, lo que resulta útil para mantenerse dentro de la capacidad de un enlace. La supervisión aplica un límite de velocidad estricto y descarta o vuelve a marcar el tráfico que lo supera. El conformado retrasa; la supervisión descarta. Ambas técnicas controlan cuánto ancho de banda puede utilizar una clase de tráfico.

QoS puede reservar ancho de banda para el tráfico crítico, garantizando que siempre haya disponible una cantidad mínima para, por ejemplo, la voz, sin importar lo ocupado que esté el tráfico de datos. Esta garantía impide que una avalancha de descargas deje sin recursos a las llamadas telefónicas. La reserva convierte el servicio de «mejor esfuerzo» en un nivel de servicio fiable para los flujos más importantes.

El marco habitual es DiffServ (Differentiated Services), que utiliza marcas DSCP para clasificar el tráfico en clases que cada dispositivo gestiona. En la capa 2, CoS (Class of Service) utiliza un campo de prioridad en la trama Ethernet. Ambos permiten que la red trate el tráfico marcado de forma coherente de extremo a extremo y aplique la prioridad adecuada en cada salto.

QoS solo funciona si todos los dispositivos de la ruta respetan las marcas. Si un switch o router ignora la prioridad, la congestión en ese punto todavía puede arruinar una llamada. Por ello, QoS debe configurarse de forma coherente, de extremo a extremo, en toda la red. Esta es la razón por la que QoS es una política de diseño global, no un único ajuste en un dispositivo.

QoS es más importante donde el ancho de banda es limitado y hay congestión, normalmente en el enlace WAN a internet o entre sitios. Las LAN suelen ser lo bastante rápidas como para que la congestión sea poco frecuente, pero un circuito WAN pequeño se llena fácilmente. Priorizar la voz y el vídeo en la WAN, donde compiten con todo lo demás, es el uso real más habitual de QoS.

QoS no crea ancho de banda; asigna de forma inteligente el ancho de banda existente. Cuando un enlace no está congestionado, QoS tiene poco efecto. Su valor aparece bajo carga, ya que garantiza que el tráfico crítico siga siendo fluido mientras el tráfico menos urgente soporta la restricción. En términos de rendimiento y disponibilidad, QoS protege la experiencia de usuario de las aplicaciones más importantes cuando escasean los recursos.

Compruebe sus conocimientos sobre QoS.

Ha aprendido sobre QoS. Puntos clave:

• QoS prioriza el tráfico sensible al tiempo, como voz y vídeo, durante la congestión.
• Protege frente a la latencia, el jitter y la pérdida de paquetes.
• El tráfico se clasifica y se marca (DSCP en L3 y CoS en L2).
• Las colas, el conformado, la supervisión y la reserva gestionan el flujo.
• QoS debe ser coherente de extremo a extremo y es especialmente importante en la WAN.