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Descripción de cómo la clase de servicio administra la congestión y controla los niveles de servicio en la red
Por lo general, los enrutadores IP reenvía paquetes de forma independiente y sin ningún control de transferencia de datos o retrasos. Esto se conoce como servicio de mejor esfuerzo . Este servicio es tan bueno como el equipo de red y los vínculos, y el resultado es satisfactorio para muchas aplicaciones ip tradicionales que enfatizan la entrega de datos, como el correo electrónico o la navegación web. Sin embargo, las aplicaciones ip, como el video y el audio (o la voz) en tiempo real requieren menores parámetros de retraso, fluctuación y pérdida que las simples redes de máximo esfuerzo pueden proporcionar durante los tiempos de congestión de la red.
Cuando una red experimenta congestión y retrasos, algunos paquetes se deben eliminar. La clase de servicio (CoS) del sistema operativo (Junos OS) de Juniper Networks le permite asignar tráfico a clases y ofrecer varios niveles de transferencia de datos y pérdida de paquetes cuando se produce la congestión.
CoS es la asignación de flujos de tráfico a diferentes niveles de servicio. Los proveedores de servicios pueden usar funciones de CoS basadas en enrutadores para definir niveles de servicio que proporcionan diferentes características de retraso, fluctuación (variación de retraso) y pérdida de paquetes a aplicaciones particulares atendidas por flujos de tráfico específicos.
Un enrutador no puede comprometer el rendimiento del reenvío del mejor esfuerzo para ofrecer funciones de CoS, ya que esto simplemente intercambia un problema por otro. Cuando se habilitan las funciones de CoS, deben permitir que los enrutadores procesen mejor los paquetes críticos, así como los flujos de tráfico de mejor esfuerzo, incluso en tiempos de congestión. La transferencia de datos de la red está determinada por una combinación de ancho de banda y retraso disponibles. CoS garantiza un ancho de banda mínimo dedicado a una clase de servicio.
El principal impacto del CoS en el retraso de la red se encuentra en los retrasos de las colas, cuando los paquetes normalmente se hacen en cola para la salida en el orden de llegada, independientemente de la clase de servicio. Los retrasos en las colas aumentan con la congestión de la red y, a menudo, dan lugar a la pérdida de paquetes cuando los búferes de cola se desbordan. Los otros dos elementos del retraso total de la red, los retrasos de transmisión en serie determinados por velocidades de enlace y los retrasos de propagación determinados por el tipo de medio, no están determinados por la configuración de CoS.
Para las interfaces que transportan tráfico IPv4, IPv6 y MPLS, puede configurar las funciones de Junos OS CoS para proporcionar varias clases de servicio para diferentes aplicaciones. En el dispositivo de enrutamiento, puede configurar varias clases de reenvío para la transmisión de paquetes, definir qué paquetes se colocan en cada cola de salida, programar el nivel de servicio de transmisión para cada cola y administrar la congestión mediante un algoritmo de detección temprana aleatoria (RED).
Las funciones de Junos OS CoS proporcionan un conjunto de mecanismos que puede utilizar para proporcionar servicios diferenciados cuando la entrega del mejor esfuerzo del tráfico es insuficiente. Al diseñar aplicaciones de CoS, debe considerar detenidamente sus necesidades de servicio, y debe planificar y diseñar a fondo su configuración de CoS para garantizar la coherencia en todos los dispositivos de enrutamiento en un dominio de CoS. También debe considerar todos los dispositivos de enrutamiento y otros equipos de red del dominio de CoS para garantizar la interoperabilidad entre todos los equipos.
Aplicaciones de CoS
Puede configurar las funciones de CoS para satisfacer las necesidades de varias aplicaciones. Dado que los componentes son genéricos, puede usar una sola sintaxis de configuración de CoS en varios dispositivos de enrutamiento. Los mecanismos de CoS son útiles para dos clases amplias de aplicaciones. Estas aplicaciones se pueden denominar en la caja y en toda la red.
Las aplicaciones incorporadas utilizan mecanismos de CoS para proporcionar un tratamiento especial a los paquetes que pasan a través de un solo nodo en la red. Puede supervisar el tráfico entrante en cada interfaz mediante CoS para proporcionar el servicio preferido a algunas interfaces (es decir, a algunos clientes) mientras limita el servicio proporcionado a otras interfaces. También puede filtrar el tráfico de salida por el destino del paquete, proporcionando así el servicio preferido a algunos destinos.
Las aplicaciones en toda la red utilizan mecanismos de CoS para proporcionar un tratamiento diferenciado a diferentes clases de paquetes en un conjunto de nodos en una red. En este tipo de aplicaciones, normalmente se controlan los dispositivos de enrutamiento de entrada y salida a un dominio de enrutamiento y todos los dispositivos de enrutamiento dentro del dominio. Puede usar las funciones de Junos OS CoS para modificar paquetes que viajan a través del dominio para indicar la prioridad del paquete en el dominio.
Específicamente, se modifican los puntos de código CoS en los encabezados del paquete, reaplicando estos bits a valores que correspondan con niveles de servicio. Cuando todos los dispositivos de enrutamiento del dominio están configurados para asociar los bits de prioridad con niveles de servicio específicos, los paquetes con los mismos puntos de código que viajan por el dominio reciben el mismo nivel de servicio del punto de entrada al punto de salida. Para que el CoS funcione en este caso, la asignación entre los puntos de código y los niveles de servicio debe ser idéntica en todos los dispositivos de enrutamiento del dominio.
Las aplicaciones de Junos OS CoS admiten la siguiente gama de mecanismos:
Servicios diferenciados (DiffServ): la aplicación CoS admite DiffServ, que usa un punto de código de servicios diferenciados (DSCP) de 6 bits en el campo de servicios diferenciados del encabezado del paquete IPv4 e IPv6. Para IPv6, DSCP se denomina clase de tráfico. La configuración usa valores DSCP para determinar la clase de reenvío asociada con cada paquete. El tráfico IPv4 también puede usar los bits de prioridad IP de 3 bits para clasificar el tráfico.
Asignación de CoS de capa 2 a capa 3: la aplicación CoS admite la asignación de encabezados de paquete de capa 2 (IEEE 802.1p) para la clase de reenvío de dispositivos de enrutamiento y valores de prioridad de pérdida.
La asignación de CoS de capa 2 a capa 3 implica establecer la clase de reenvío y la prioridad de pérdida según la información en el encabezado de la capa 2. El resultado implica la asignación de la clase de reenvío y la prioridad de pérdida a un marcado específico de capa 2. Puede marcar los encabezados de capa 2 y capa 3 simultáneamente.
MPLS EXP: admite la configuración de la asignación de la configuración de bits experimentales (EXP) de MPLS para enrutar clases de reenvío de dispositivos y viceversa.
Marcado de etiqueta externa vpn: admite la configuración de bits EXP de etiqueta externa, también conocidos como bits CoS, basados en la asignación EXP de MPLS.
Estándares de CoS
Los estándares para las capacidades de clase de servicio (CoS) de Junos OS se definen en las siguientes RFC:
RFC 2474, Definición del campo de servicios diferenciados en los encabezados IPv4 e IPv6
RFC 2597, Grupo PHB de reenvío garantizado
RFC 2598, un PHB de reenvío acelerado
RFC 2698, un marcador de color de tres velocidades