Servicios diferenciados o DiffServ es una arquitectura de redes de computadoras que especifica un mecanismo simple y escalable para clasificar y administrar el tráfico de red y brindar calidad de servicio (QoS) en redes IP modernas . DiffServ se puede utilizar, por ejemplo, para proporcionar baja latencia al tráfico de red crítico, como voz o transmisión de medios, al mismo tiempo que proporciona un servicio sencillo de mejor esfuerzo para servicios no críticos como el tráfico web o la transferencia de archivos .
DiffServ utiliza un punto de código de servicios diferenciados de 6 bits ( DSCP ) en el campo de servicios diferenciados de 8 bits ( campo DS ) en el encabezado IP para fines de clasificación de paquetes. El campo DS reemplaza el campo TOS de IPv4 obsoleto . [1]
Antecedentes [ editar ]
Las redes de datos modernas brindan muchos tipos diferentes de servicios, que incluyen voz, video, transmisión de música, páginas web y correo electrónico. Muchos de los mecanismos de QoS propuestos que permitieron la coexistencia de estos servicios eran complejos y no se pudieron escalar para satisfacer las demandas de la Internet pública . En diciembre de 1998, el IETF publicó RFC 2474 - Definición del campo de servicios diferenciados (campo DS) en los encabezados IPv4 e IPv6 , que reemplazó el campo TOS IPv4 con el campo DS. En el campo DS, se utiliza un rango de ocho valores (selectores de clase) para compatibilidad con la precedencia IPespecificación en el antiguo campo TOS. En la actualidad, DiffServ ha reemplazado en gran medida al TOS y otros mecanismos de QoS de capa 3 , como los servicios integrados (IntServ), como la arquitectura principal que utilizan los enrutadores para proporcionar QoS.
Mecanismos de gestión del tráfico [ editar ]
DiffServ es un grano grueso , basado en clases mecanismo para la gestión del tráfico. En contraste, IntServ es un grano fino , basado en el flujo mecanismo. DiffServ se basa en un mecanismo para clasificar y marcar paquetes como pertenecientes a una clase específica. Los enrutadores compatibles con DiffServ implementan comportamientos por salto (PHB), que definen las propiedades de reenvío de paquetes asociadas con una clase de tráfico. Se pueden definir diferentes PHB para ofrecer, por ejemplo, un servicio de baja pérdida o baja latencia .
En lugar de diferenciar el tráfico de la red en función de los requisitos de un flujo individual, DiffServ opera según el principio de clasificación del tráfico., colocando cada paquete de datos en una de un número limitado de clases de tráfico. Luego, cada enrutador de la red se configura para diferenciar el tráfico según su clase. Cada clase de tráfico se puede gestionar de forma diferente, lo que garantiza un trato preferencial para el tráfico de mayor prioridad en la red. La premisa de Diffserv es que las funciones complicadas, como la clasificación de paquetes y la vigilancia, pueden llevarse a cabo en el borde de la red mediante enrutadores de borde. Dado que no se requiere clasificación ni vigilancia en el enrutador central, la funcionalidad se puede mantener simple. Los enrutadores centrales simplemente aplican el tratamiento PHB a los paquetes en función de sus marcas. El tratamiento PHB se logra mediante enrutadores centrales que utilizan una combinación de política de programación y política de gestión de colas.
Un grupo de enrutadores que implementan políticas comunes de DiffServ definidas administrativamente se denominan dominio DiffServ . [2]
Si bien DiffServ recomienda un conjunto estandarizado de clases de tráfico, [3] la arquitectura DiffServ no incorpora juicios predeterminados de qué tipos de tráfico deben recibir un tratamiento prioritario. DiffServ simplemente proporciona un marco para permitir la clasificación y el tratamiento diferenciado. Las clases de tráfico estándar (que se describen a continuación) sirven para simplificar la interoperabilidad entre diferentes redes y equipos de diferentes proveedores.
Clasificación y marcado [ editar ]
El tráfico de red que ingresa a un dominio DiffServ está sujeto a clasificación y acondicionamiento. Un clasificador de tráfico puede inspeccionar muchos parámetros diferentes en los paquetes entrantes, como la dirección de origen, la dirección de destino o el tipo de tráfico y asignar paquetes individuales a una clase de tráfico específica. Los clasificadores de tráfico pueden respetar cualquier marca DiffServ en los paquetes recibidos o pueden optar por ignorar o anular esas marcas. Para un control estricto sobre los volúmenes y el tipo de tráfico en una clase determinada, un operador de red puede optar por no respetar las marcas en la entrada al dominio DiffServ. El tráfico de cada clase se puede condicionar aún más sometiendo el tráfico a limitadores de velocidad , policías de tráfico o modeladores . [4]
El comportamiento por salto está determinado por el campo DS en el encabezado IP. El campo DS contiene el valor DSCP de 6 bits. [5] La notificación de congestión explícita (ECN) ocupa los 2 bits menos significativos del campo TOS de IPv4 y el campo de clase de tráfico (TC) de IPv6. [6] [7] [8]
En teoría, una red podría tener hasta 64 clases de tráfico diferentes utilizando los 64 valores DSCP disponibles. Los RFC de DiffServ recomiendan, pero no requieren, ciertas codificaciones. Esto le da a un operador de red una gran flexibilidad para definir las clases de tráfico. En la práctica, sin embargo, la mayoría de las redes utilizan los siguientes comportamientos por salto comúnmente definidos:
- Reenvío predeterminado (DF) PHB, que suele ser el tráfico de mejor esfuerzo
- Reenvío acelerado (EF) PHB: dedicado al tráfico de baja pérdida y baja latencia
- Reenvío asegurado (AF) PHB: garantiza la entrega en las condiciones prescritas
- PHB de selector de clase : que mantienen la compatibilidad con el campo de precedencia de IP.
Reenvío predeterminado [ editar ]
Un PHB de reenvío predeterminado (DF) es el único comportamiento requerido. Esencialmente, cualquier tráfico que no cumpla con los requisitos de cualquiera de las otras clases definidas usa DF. Normalmente, DF tiene características de reenvío de mejor esfuerzo. El DSCP recomendado para DF es 0. [3]
Reenvío acelerado [ editar ]
El IETF define el comportamiento del reenvío acelerado (EF) en RFC 3246 . El EF PHB tiene las características de bajo retardo, baja pérdida y baja fluctuación. Estas características son adecuadas para voz, video y otros servicios en tiempo real. El tráfico EF a menudo recibe una cola de prioridad estricta por encima de todas las demás clases de tráfico. Debido a que una sobrecarga de tráfico EF provocará retrasos en las colas y afectará las tolerancias de fluctuación y retraso dentro de la clase, se pueden aplicar al tráfico EF control de admisión , vigilancia del tráfico y otros mecanismos. El DSCP recomendado para EF es 101110 B (46 o 2E H ).
Admitir voz [ editar ]
El IETF define el comportamiento de admisión por voz en RFC 5865 . El PHB de admisión por voz tiene características idénticas al PHB de reenvío acelerado. Sin embargo, el tráfico de admisión por voz también es admitido por la red mediante un procedimiento de control de admisión de llamadas (CAC). El DSCP recomendado para la admisión de voz es 101100 B (44 o 2C H ).
Reenvío asegurado [ editar ]
El IETF define el comportamiento de reenvío asegurado (AF) en RFC 2597 y RFC 3260 . El reenvío asegurado permite al operador brindar garantía de entrega siempre que el tráfico no exceda alguna tarifa suscrita. El tráfico que excede la tasa de suscripción se enfrenta a una mayor probabilidad de que se elimine si se produce una congestión.
El grupo de comportamiento de AF define cuatro clases de AF separadas con todo el tráfico dentro de una clase que tiene la misma prioridad. Dentro de cada clase, los paquetes reciben una precedencia de caída (alta, media o baja, donde una precedencia más alta significa más caída). La combinación de clases y la precedencia de eliminación produce doce codificaciones DSCP separadas de AF11 a AF43 (consulte la tabla).
| Clase 1 | Clase 2 | Clase 3 | Clase 4 | |
|---|---|---|---|---|
| Probabilidad de caída baja | AF11 (DSCP 10) 001010 | AF21 (DSCP 18) 010010 | AF31 (DSCP 26) 011010 | AF41 (DSCP 34) 100010 |
| Probabilidad de caída media | AF12 (DSCP 12) 001100 | AF22 (DSCP 20) 010100 | AF32 (DSCP 28) 011100 | AF42 (DSCP 36) 100100 |
| Alta probabilidad de caída | AF13 (DSCP 14) 001110 | AF23 (DSCP 22) 010110 | AF33 (DSCP 30) 011110 | AF43 (DSCP 38) 100110 |
Se define alguna medida de equidad de prioridad y proporcional entre el tráfico en diferentes clases. Si se produce una congestión entre clases, se da prioridad al tráfico de la clase superior. En lugar de utilizar una cola de prioridad estricta, es probable que se utilicen algoritmos de servicio de cola más equilibrados, como las colas justas o las colas justas ponderadas . Si se produce una congestión dentro de una clase, los paquetes con mayor prioridad de eliminación se descartan primero. Para evitar problemas asociados con la caída de la cola , a menudo se utilizan algoritmos de selección de caída más sofisticados, como la detección temprana aleatoria .
Selector de clases [ editar ]
Antes de DiffServ, las redes IPv4 podían usar el campo de precedencia IP en el byte TOS del encabezado IPv4 para marcar el tráfico prioritario. El octeto TOS y la precedencia IP no se utilizaron ampliamente. El IETF acordó reutilizar el octeto TOS como campo DS para redes DiffServ. Para mantener la compatibilidad con versiones anteriores de los dispositivos de red que todavía utilizan el campo Precedencia, DiffServ define el selector de clase PHB.
Los puntos de código del selector de clases tienen el formato binario 'xxx000'. Los primeros tres bits son los bits de precedencia de IP. Cada valor de precedencia de IP se puede asignar a una clase DiffServ. La precedencia de IP 0 se asigna a CS0, la precedencia de IP 1 a CS1, etc. Si se recibe un paquete de un enrutador no compatible con DiffServ que usó marcas de precedencia de IP, el enrutador DiffServ aún puede entender la codificación como un punto de código de selector de clase.
En RFC 4594 se dan recomendaciones específicas para el uso de puntos de código de selector de clase.
Directrices de configuración [ editar ]
RFC 4594 ofrece recomendaciones detalladas y específicas para el uso y configuración de puntos de código.
| Clase de servicio | Nombre DSCP | Valor DSCP | Acondicionamiento en el borde DS | PHB | Hacer cola | AQM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Control de la red | CS6 | 48 | Ver sección 3.1 | RFC 2474 | Velocidad | sí |
| Telefonía | EF | 46 | Policía usando sr + bs | RFC 3246 | Prioridad | No |
| Señalización | CS5 | 40 | Policía usando sr + bs | RFC 2474 | Velocidad | No |
| Conferencias multimedia | AF41, AF42, AF43 | 34, 36, 38 | Uso de un marcador de dos velocidades y tres colores (como RFC 2698) | RFC 2597 | Velocidad | Sí por DSCP |
| Interactivo en tiempo real | CS4 | 32 | Policía usando sr + bs | RFC 2474 | Velocidad | No |
| Transmisión multimedia | AF31, AF32, AF33 | 26, 28, 30 | Uso de un marcador de dos velocidades y tres colores (como RFC 2698) | RFC 2597 | Velocidad | Sí por DSCP |
| Transmisión de video | CS3 | 24 | Policía usando sr + bs | RFC 2474 | Velocidad | No |
| Datos de baja latencia | AF21, AF22, AF23 | 18, 20, 22 | Uso de un marcador de dos velocidades y tres colores (como RFC 2698) | RFC 2597 | Velocidad | Sí por DSCP |
| OAM | CS2 | dieciséis | Policía usando sr + bs | RFC 2474 | Velocidad | sí |
| Datos de alto rendimiento | AF11, AF12, AF13 | 10, 12, 14 | Uso de un marcador de dos velocidades y tres colores (como RFC 2698) | RFC 2597 | Velocidad | Sí por DSCP |
| Estándar | DF | 0 | No aplica | RFC 2474 | Velocidad | sí |
| Datos de baja prioridad | CS1 | 8 | No aplica | RFC 3662 | Velocidad | sí |
Consideraciones de diseño [ editar ]
En DiffServ, toda la vigilancia y la clasificación se realizan en los límites entre los dominios de DiffServ. Esto significa que en el núcleo de Internet, los enrutadores no se ven obstaculizados por las complejidades de cobrar el pago o hacer cumplir los acuerdos. Es decir, a diferencia de IntServ , DiffServ no requiere configuración previa, reserva ni negociación de extremo a extremo que consuma mucho tiempo para cada flujo.
Los detalles de cómo los enrutadores individuales tratan el campo DS son específicos de la configuración, por lo que es difícil predecir el comportamiento de un extremo a otro. Esto se complica aún más si un paquete cruza dos o más dominios DiffServ antes de llegar a su destino. Desde un punto de vista comercial, esto significa que es imposible vender diferentes clases de conectividad de extremo a extremo a los usuarios finales, ya que el paquete Gold de un proveedor puede ser el Bronze de otro. DiffServ o cualquier otra marca de QoS basada en IP no garantiza la calidad del servicio o un acuerdo de nivel de servicio específico(SLA). Al marcar los paquetes, el remitente indica que quiere que los paquetes sean tratados como un servicio específico, pero no hay garantía de que esto suceda. Depende de todos los proveedores de servicios y sus enrutadores en la ruta asegurarse de que sus políticas se encargarán de los paquetes de manera adecuada.
Agente de ancho de banda [ editar ]
Un Broker de ancho de banda en el marco de DiffServ es un agente que tiene algún conocimiento de las prioridades y políticas de una organización y asigna ancho de banda con respecto a esas políticas. [9] Para lograr una asignación de recursos de extremo a extremo en dominios separados, el Broker de ancho de banda que administra un dominio tendrá que comunicarse con sus pares adyacentes, lo que permite que los servicios de extremo a extremo se construyan a partir de métodos puramente bilaterales. acuerdos.
RFC de DiffServ [ editar ]
- RFC 2474 - Definición del campo de servicios diferenciados (campo DS) en los encabezados IPv4 e IPv6 .
- RFC 2475 : una arquitectura para servicios diferenciados.
- RFC 2597 - Grupo PHB de reenvío asegurado.
- RFC 2983 - Servicios diferenciados y túneles.
- RFC 3086 - Definición de comportamientos de servicios diferenciados por dominio y reglas para su especificación.
- RFC 3140 - Códigos de identificación de comportamiento por salto. (Desactiva RFC 2836 ).
- RFC 3246 : un PHB de reenvío acelerado. (Desactiva RFC 2598 ).
- RFC 3247 : información complementaria para la nueva definición de EF PHB (comportamiento de reenvío acelerado por salto).
- RFC 3260 - Nueva terminología y aclaraciones para Diffserv. (Actualiza RFC 2474 , RFC 2475 y RFC 2597 ).
- RFC 4594 - Pautas de configuración para clases de servicio DiffServ.
- RFC 5865 : un punto de código de servicios diferenciados (DSCP) para tráfico de capacidad admitida. (Actualiza RFC 4542 y RFC 4594 ).
- RFC 8622 - Un comportamiento por salto de menor esfuerzo (LE PHB) para servicios diferenciados. (Actualiza RFC 4594 y RFC 8325 , obsoleta RFC 3662 ).
RFC de gestión de DiffServ [ editar ]
- RFC 3289 - Base de información de gestión para la arquitectura de servicios diferenciados.
- RFC 3290 : un modelo de gestión informal para enrutadores de servicios diferenciados.
- RFC 3317 - Base de información de políticas de calidad de servicio de servicios diferenciados.
Ver también [ editar ]
- Clase de servicio
- Ingeniería de teletrafico
Referencias [ editar ]
- ^ RFC 3260
- ^ Guía de configuración de conmutadores Ethernet S3700HI - QoS , Huawei , p. 7 , recuperado el 7 de octubre de 2016 ,
un dominio DiffServ se compone de un grupo de nodos DiffServ interconectados que utilizan la misma política de servicio y PHB.
- ^ a b RFC 4594
- ^ RFC 2597 Sección 3
- ^ RFC 2474
- ^ RFC 6088
- ^ En todo el mundo. "Implementación de políticas de calidad de servicio con DSCP" . Cisco . Consultado el 16 de octubre de 2010 .
- ↑ Filtering DSCP Archivado el 29 de julio de 2016 en Wayback Machine.
- ^ K. Nichols; V. Jacobson; L. Zhang (julio de 1999). Una arquitectura de servicios diferenciados de dos bits para Internet . IETF. doi : 10.17487 / RFC2638 . RFC 2638 .
Lectura adicional [ editar ]
- John Evans; Clarence Filsfils (2007). Implementación de QoS IP y MPLS para redes multiservicio: teoría y práctica . Morgan Kaufmann. ISBN 0-12-370549-5.
- Kalevi Kilkki (1999). Servicios diferenciados para Internet . Publicaciones técnicas de Macmillan. ISBN 1-57870-132-5.
Enlaces externos [ editar ]
- Página del grupo de trabajo IETF DiffServ
- Informe técnico de Cisco: DiffServ: el modelo escalable de calidad de servicio de extremo a extremo
- Documento ACM SIGCOMM'09: Modelado y comprensión de políticas de clase de servicio de extremo a extremo en redes operativas : propone un modelo práctico para extraer políticas DiffServ
- Cisco: implementación de políticas de calidad de servicio con DSCP
