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Asignatura: Redes de Núcleo de Banda Ancha

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Presentación del tema: "Asignatura: Redes de Núcleo de Banda Ancha"— Transcripción de la presentación:

1 CALIDAD DE SERVICIO Y CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE RED PARA SERVICIOS BASADOS EN IP
Asignatura: Redes de Núcleo de Banda Ancha Carrera: Ingeniería Civil Electrónica Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

2 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
CALIDAD DE SERVICIO Y CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE RED PARA SERVICIOS BASADOS EN IP Introducción Objetivos Temario Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

3 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Introducción (1/2) Una solución de calidad de servicio IP (QoS) de extremo a extremo que facilite una convergencia de redes IP/PSTN exitosa será realizada probablemente en tres etapas: Lograr un acuerdo de los proveedores de red sobre un conjunto común de parámetros de calidad de funcionamiento y objetivos de QoS de servicio IP. Desplegar mecanismos de red que puedan soportar los objetivos de QoS especificados sobre una base de terminal a terminal. Incorporar los objetivos de QoS en los protocolos de señalización para permitir la creación por demanda de flujos IP con QoS asegurada. Introducción (1/2) Las actuales redes de circuitos conmutados y paquetes conmutados están convergiendo gradualmente a una infraestructura basada en el protocolo Internet (Internet Protocol, IP) que transporta tráfico de la red telefónica pública conmutada (PSTN) y el tráfico de las aplicaciones IP tradicionales. Este escenario de “convergencia” tiene un gran atractivo: ofrece ahorros económicos, mediante consolidación de las tecnología, y crecimiento de la industria, por medio de la creación de nuevos servicios. Sin embargo, la convergencia se ha ido materializando con lentitud. Desde un punto de vista técnico, el asunto más complicado de abordar ha sido la calidad de servicio (QoS). Las redes IP tradicionales utilizaron el enfoque de mejor esfuerzo para lograr calidad, que permite a los usuarios una compartición equitativa de los recursos de red disponibles pero no asegura que se cumplirá un nivel de calidad de funcionamiento. El paradigma de mejor esfuerzo ha sido muy exitoso en el soporte de aplicaciones de datos en tiempo no real (correo electrónico, transferencia de archivos) y ha sido extendido a aplicaciones multimedios en tiempo casi no real (flujo continuo de audio/vídeo, búsquedas en la Web). Dada la actual abundancia de anchura de banda en muchas rutas, el paradigma de mejor esfuerzo todavía satisface las necesidades de muchos usuarios hoy día para telefonía de voz interactiva, y otras aplicaciones en tiempo real. Sin embargo, no provee de manera confiable la calidad que los usuarios esperan en la telefonía de voz interactiva cuando las limitaciones de anchura de banda incrementan notoriamente la latencia o la pérdida de paquetes. Para lograr plenamente los beneficios de la convergencia, las futuras redes basadas en IP necesitarán implementar nuevos paradigmas de compartición de recursos capaces de proveer de manera confiable diferentes calidades de servicio a un gran y variado conjunto de aplicaciones de usuario extremo, incluyendo especialmente voz sobre IP (VoIP). Tal compartición de recursos necesitará ser coordinada entre jurisdicciones independientes en un entorno multiproveedor. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

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Introducción (2/2) En esta presentación se resume el contenido técnico de las Recomendaciones del UIT-T que contribuyen en mayor medida al cumplimiento de las metas de la primera etapa antes mencionada. Se describe el marco de trabajo general para la definición de la calidad de los servicios de comunicaciones y la calidad de funcionamiento de red establecido en las Recs. UIT-T I.350 y G.1000, respectivamente. Se describe las categorías QoS multimedios de usuario extremo necesarias para soportar las aplicaciones de usuario, tal como han sido definidas en la Rec. UIT-T G.1010. Se define los parámetros de calidad de funcionamiento estándar para la transferencia de paquetes en redes basadas en IP, siguiendo el procedimiento delineado en la Rec. UIT-T Y.1540. En conformidad con la Rec. UIT-T Y.1541, se especifica los objetivos de UNI a UNI para los parámetros de la Rec. UIT-T Y.1540, y se agrupa estos objetivos numéricos en ocho clases de QoS de red IP. Introducción (2/2) Una solución de QoS de servicio IP de extremo a extremo que facilite una convergencia IP/PSTN exitosa será realizada probablemente en tres etapas: Lograr un acuerdo de los proveedores de red sobre un conjunto común de parámetros de calidad de funcionamiento y objetivos de QoS de servicio IP. Desplegar mecanismos de red que puedan soportar los objetivos de QoS especificados sobre una base de terminal a terminal. Incorporar los objetivos de QoS en los protocolos de señalización para permitir la creación por demanda de flujos IP con QoS asegurada. La Comisión de Estudio 13 del Sector de Estandarización de Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T) ha completado un conjunto de estándares internacionales (Recomendaciones) que cumplen con la primera de estas etapas. La Recomendación, UIT-T Y.1540 define parámetros de calidad de funcionamiento estándar para la transferencia de paquetes en redes basadas en IP. La Recomendación UIT-T Y.1541 especifica objetivos de UNI a UNI para los parámetros de la Recomendación Y.1540, y agrupa estos objetivos numéricos en seis clases de QoS de red. La Recomendación UIT-T Y.1542 considera diversos casos para alcanzar los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP (UNI a UNI) de extremo a extremo; se incluyen directrices sobre cómo podrían los proveedores de servicios tratar situaciones en las que la degradación combinada supera a la especificada en una clase de QoS requerida. En esta presentación se resume el contenido técnico de las Recomendaciones UIT-T recién mencionadas y de otras Recomendaciones que conforman el marco de trabajo general de la calidad de servicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

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Objetivos generales Explicar los conceptos fundamentales del marco de la calidad de servicio en las comunicaciones y los criterios definidos para evaluar la calidad de funcionamiento de las funciones de un servicio. Distinguir los requerimientos de calidad de servicio de distintos grupos de aplicaciones o servicios de usuario extremo. Interpretar la relación entre parámetros de calidad de servicio de usuario extremo y parámetros de calidad de funcionamiento de la red de soporte. Explicar la definición de los parámetros de calidad de funcionamiento del servicio de transferencia de paquetes IP e interpretar sus respectivos valores objetivo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

6 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Temario 1. Marco de la calidad de servicio en las comunicaciones 2. Marco de la calidad de funcionamiento de red (NP) 3. Categorías de calidad de servicio para servicios multimedios 4. Bases para especificar la calidad de funcionamiento de red IP 5. Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP genérico 6. Parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP 7. Disponibilidad del servicio IP 8. Objetivos de calidad de funcionamiento de red IP Anexo A – Calidad de funcionamiento de diferentes aplicaciones Anexo B – Abreviaturas relativas a calidad de servicio y calidad de funcionamiento de red IP Referencias Presentaciones personalizadas: 1) <QoS-IP – Nociones>. 2) <QoS-IP – Abreviada>. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

7 1. MARCO DE LA CALIDAD DE SERVICIO EN LAS COMUNICACIONES
Concepto Calidad de Servicio (QoS) Criterios para evaluar la calidad de servicio Puntos de vista de la calidad de servicio Concepto Calidad de Experiencia (QoE) Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

8 Sección 1 – Marco de la calidad de servicio en las comunicaciones
Contenido: 1.1 Concepto Calidad de Servicio (QoS). 1.2 Criterios para evaluar la calidad de servicio. 1.3 Puntos de vista de la calidad de servicio. 1.4 Concepto Calidad de Experiencia (QoE). Objetivos: Formular criterios para evaluar la calidad de servicio de comunicaciones en términos de funciones del servicio y parámetros básicos de la calidad de servicio. Explicar el alcance y la forma de expresión general de los cuatro puntos de vista del concepto Calidad de Servicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

9 1.1 Concepto Calidad de Servicio (QoS)
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10 Calidad de servicio – Noción preliminar
Calidad de servicio (Quality of Service, QoS) es un término ampliamente utilizado para describir la experiencia que un usuario o una aplicación recibe de una red. La QoS involucra un amplio rango de tecnologías, arquitecturas y protocolos. Los operadores de red logran una QoS de extremo-a-extremo (UNI a UNI) asegurando que los elementos de red apliquen un tratamiento consistente a los flujos de tráfico que atraviesan la red. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

11 Calidad de servicio (QoS) de las comunicaciones – Motivación
Existe la necesidad de tener un enfoque coherente de la QoS, para establecer un conjunto bien definido y pertinente (es decir, que incluya al cliente) de soluciones que sirvan para planificar e instalar redes y supervisar la calidad de servicio. En la industria de las comunicaciones, particularmente en los aspectos relacionados con el protocolo IP, se necesita más coherencia en cuanto a la calidad de servicio. Con el crecimiento explosivo de la Internet, una fracción muy alta del tráfico está basado en el protocolo IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

12 Calidad de servicio (QoS) – Importancia práctica (1/3)
La iniciativa de normalización de las Redes de Próxima Generación (NGN) ha encauzado la evolución iniciada en los años 90 hacia la convergencia de redes (transporte de todos los servicios por una misma infraestructura de red), donde IP es el protocolo de transporte de uso preferente. Tradicionalmente, había redes separadas y dedicadas para los diferentes tipos de aplicaciones. Las red convergente mezcla diferentes tipos de tráficos, cada uno con requerimientos propios muy diferentes entre sí (anchura de banda, retardo, pérdida y disponibilidad). Tener un solo protocolo de transporte de extremo a extremo (IP) es beneficioso porque el equipo de interconexión de redes resulta más fácil de mantener, lo que redunda en menores costos operacionales. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

13 Calidad de servicio (QoS) – Importancia práctica (2/3)
Los beneficios del protocolo de transporte IP son contrarrestados por el hecho que IP es un protocolo no orientado a la conexión, y por eso ofrece un servicio de entrega de datos con una QoS impredecible, en una red que opera en un modo datagrama con el principio de “mayor esfuerzo”. Las redes IP introducen un retardo variable e impredecible en los paquetes de datos, y descartan paquetes cuando la red está congestionada. Es necesario aplicar técnicas de QoS en las redes IP para que puedan soportar diversos servicios (especialmente servicios en tiempo real) con una calidad de servicio aceptable, consistente y predecible. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

14 Calidad de servicio (QoS) – Importancia práctica (3/3)
Las tecnologías de QoS tienen un rol crucial en una red IP multiservicio. Cuando las diferentes aplicaciones tenían redes dedicadas, las tecnologías de QoS desempeñaban un rol menor porque los tráficos tenían comportamientos similares y las redes dedicadas estaban ajustadas para satisfacer el comportamiento requerido por la aplicación particular. Las redes de transporte IP no proporcionan el comportamiento requerido por varias aplicaciones, por lo que las tecnologías de QoS tienen un rol importante para asegurar que las diversas aplicaciones sean soportadas apropiadamente en una red IP multiservicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

15 Concepto calidad general – Definición
Fuentes de las definiciones básicas de calidad y QoS: La Norma ISO 8402 proporciona una definición de calidad. La Recomendación UIT-T E.800 suministra una definición de calidad de servicio (QoS). Definición de Calidad General: «Calidad general es la totalidad de las características de una entidad que determinan su capacidad para satisfacer las necesidades explícitas e implícitas.» Las características deben ser observables y/o mensurables. Cuando las características se definen, se convierten en parámetros y se expresan en unidades de medida. Fuente: Norma ISO 8402:1994, Quality management and quality assurance – Vocabulary. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

16 Concepto calidad de servicio (QoS) – Definición
Definición de Calidad de Servicio: «Calidad de Servicio (QoS) es la totalidad de las características de un servicio de telecomunicaciones que determinan su capacidad para satisfacer las necesidades explícitas e implícitas del usuario del servicio.» Fuente: Rec. UIT-T E.800 (09/2008), Definiciones de términos relativos a la calidad de servicio. QoS es un subconjunto de la calidad global. En el contexto de redes y sistemas, el término QoS toma en cuenta la calidad de funcionamiento de extremo a extremo requerida por las aplicaciones de usuario. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

17 Objeto de la calidad de servicio
A un usuario típico no le interesa saber cómo se presta un determinado servicio, ni los aspectos de diseño interno de las redes. Al usuario le interesa comparar un servicio con otro según ciertos criterios de calidad de funcionamiento universales, que se aplican a cualquier servicio de extremo a extremo. La QoS proporciona esos criterios de referencia, y es el factor que finalmente determina el éxito o el fracaso del servicio. Los parámetros de QoS perceptibles por el usuario ofrecen un marco útil para el diseño de redes. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

18 Parámetros de la calidad de servicio – Características esenciales
Desde el punto de vista del usuario, la mejor forma de expresar la calidad de servicio es mediante parámetros que tengan las siguientes características: Se centran en los efectos perceptibles por el usuario, y no en sus causas dentro de la red. No dependen en su definición de hipótesis relativas al diseño interno de la red. Tienen en cuenta todos los aspectos del servicio desde el punto de vista del usuario, que pueden medirse objetivamente en el punto de acceso al servicio. El proveedor o proveedores del servicio pueden garantizar tales parámetros al usuario en el punto de acceso al servicio. Se describen en términos independientes de la red, y crean un lenguaje común que comprenden tanto el usuario como el proveedor del servicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

19 1.2 Criterios para evaluar la QoS de las comunicaciones
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20 Limitaciones del marco tradicional de QoS E.800
El marco de QoS descrito en la Recomendación UIT-T E.800 hace énfasis en algunos aspectos operativos de las redes y servicio, pero no tiene en cuenta lo suficiente a la aplicación, y en muchos aspectos es demasiado vago. En ese marco, hace falta que se relacionen las funciones de servicio relativas a la aplicación con los diversos criterios utilizados para evaluar la calidad de funcionamiento de dichas funciones. Desde el punto de vista del usuario, la Rec. UIT-T E.800 sigue aportando la definición de QoS más significativa, no obstante las debilidades del marco de QoS que propone. Recomendación UIT-T E.800 (09/2008), Definiciones de términos relativos a la calidad de servicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

21 Nuevo marco de QoS en las comunicaciones
La Federación de Ingenieros de Telecomunicación de la Comunidad Europea (FITCE) elaboró un marco para la calidad de los servicios de telecomunicación, con indicaciones muy precisas para su aplicación. Las ideas centrales de ese marco son expuestas en las siguientes diapositivas de esta Sección. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

22 Funciones del servicio relativas a la aplicación
Se ha identificado un conjunto de once «Funciones del servicio» relativas a la aplicación, cuyo funcionamiento incide claramente sobre la QoS resultante. 1) Ventas y actividades precontractuales. 2) Prestación. 3) Alteración. 4) Atención al cliente. 5) Reparaciones. 6) Cese. 7) Establecimiento de conexión. 8) Transferencia de información. 9) Liberación de conexión. 10) Facturación. 11) Gestión de la red / servicio por el cliente. GESTIÓN DE SERVICIO CALIDAD DE LA CONEXIÓN Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

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Parámetros básicos para la evaluación de las funciones del servicio relativas a la aplicación Las once funciones del servicio relativas a la aplicación se pueden diferenciar y catalogar según siete «Parámetros básicos». 1) Velocidad. 2) Exactitud. 3) Disponibilidad. 4) Fiabilidad. 5) Seguridad. 6) Simplicidad. 7) Flexibilidad. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

24 Criterios de QoS para las comunicaciones
Las funciones del servicio relativas a la aplicación y los parámetros para la calificación de esas funciones se articulan en una matriz que permite derivar los criterios de calidad de un servicio de telecomunicación. La Comisión de Estudio de la FITCE ha concluido que, según la granularidad de QoS que exija el servicio, es posible obtener hasta 43 criterios de QoS . Tan sólo 13 de tales criterios de QoS son importantes para el servicio de telefonía básica, Esta matriz puede ser utilizada en cualquier servicio de telecomunicación con el fin de determinar los criterios de QoS necesarios, lo cual permite definir los parámetros y fijar los objetivos de calidad de funcionamiento. Todo esto puede ser visto en el cuadro de la siguiente diapositiva. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

25 Matriz para identificar los criterios de QoS para las comunicaciones
Criterios de calidad de servicio Velocidad 1 Exactitud 2 Disponibilidad 3 Fiabilidad 4 Seguridad 5 Simplicidad 6 Flexibilidad 7 Función de servicio GESTIÓN DE SERVICIO Ventas y actividades precontractuales 1 Prestación 2 Alteración 3 Atención al cliente 4 Reparaciones 5 Cese 6 CALIDAD DE LA CONEXIÓN Establecimiento de conexión 7 Transferencia de información 8 Liberación de conexión 9 Facturación 10 Gestión de la red/servicio por el cliente 11 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

26 1.3 Los cuatro puntos de vista de la QoS
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27 Los cuatro puntos de vista sobre la QoS
La matriz de definición de la QoS presenta criterios para juzgar la calidad de las funciones de comunicación que todo servicio debe soportar. Esta matriz se puede ver con cuatro perspectivas diferentes: 1) Las necesidades de QoS del cliente. 2) La QoS ofrecida por el proveedor de servicio (o QoS planificada/esperada). 3) La QoS conseguida o entregada por el proveedor. 4) La QoS percibida por el cliente (calificación de la QoS en las encuestas del cliente). El marco de la QoS debe tener sentido en todos estos cuatro puntos de vista o perspectivas. Es importante que estos cuatro puntos de vista se relacionen a través de métodos con enfoque “de abajo arriba” y también “de arriba abajo”. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

28 Ilustración de los cuatro puntos de vista sobre la QoS
PROVEEDOR DE SERVICIO CLIENTE Necesidades de QoS del cliente 1 QoS ofrecida por el proveedor 2 QoS percibida por el cliente 4 QoS conseguida por el proveedor 3 Pulsar sobre el rectángulo de cada “punto de vista” para ver su descripción Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

29 Punto de vista 1 – Necesidades de QoS del cliente (1/2)
«Necesidades de QoS del cliente/usuario» consiste en una declaración, en lenguaje corriente, del nivel de calidad requerido por las aplicaciones del cliente/usuario de un servicio. Al cliente no le interesa saber cómo se presta el servicio ni los aspectos del diseño interno de la red, pues sólo le importa la calidad total del servicio de extremo a extremo. La Rec. UIT-T G.1010 trata las necesidades de QoS relativas a todas las aplicaciones de los usuarios extremos. Presenta el punto de vista "necesidades del cliente", que puede servirle al proveedor de servicio para planificar su nivel de servicio de red. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

30 Punto de vista 1 – Necesidades de QoS del cliente (2/2)
Desde el punto de vista del cliente, la calidad de servicio se expresa mediante parámetros que: Se centran en los efectos percibidos por el usuario, más que en sus causas dentro de la red. Su definición no depende del diseño interno de la red. Tienen en cuenta todos los aspectos del servicio desde el punto de vista del cliente. El proveedor de servicio puede garantizárselos al cliente, y hasta incluirlos en el contrato. Se describen en términos independientes de la red e instauran un lenguaje común, que comprenden tanto el usuario como el proveedor de servicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

31 Punto de vista 2 – QoS ofrecida por el proveedor de servicio (1/2)
La «QoS ofrecida por el proveedor de servicio» es la declaración del nivel de calidad que se espera que el proveedor de servicio ofrezca al cliente, y que se expresa mediante valores atribuidos a los parámetros. Esta forma de calidad de servicio es especialmente útil para la planificación y para los acuerdos de nivel de servicio. Cada servicio tendrá su propio conjunto de parámetros de QoS. Por ejemplo, las clases de QoS de la Rec. UIT-T Y.1541 para los servicios IP, que son descritas en la Sección 8 de esta Presentación. El proveedor de servicio puede expresar la QoS ofrecida en lenguaje corriente para el cliente, y en lenguaje técnico para su uso en la industria. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

32 Punto de vista 2 – QoS ofrecida por el proveedor de servicio (2/2)
Se puede utilizar la QoS ofrecida por el proveedor de servicio en los documentos de planificación para especificar los sistemas de medición y establecer las bases de los acuerdos de nivel de servicio (SLA). Ejemplo. El proveedor puede informar al cliente que ha planificado obtener una disponibilidad de servicio de telefonía básica de 99,95% por año, con menos de 15 minutos de interrupción en cualquier momento, y no más de 3 interrupciones en este periodo de un año. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

33 Punto de vista 3 – QoS conseguida por el proveedor de servicio
La «QoS conseguida por el proveedor de servicio» es la declaración del nivel de calidad real conseguido y entregado al cliente, y se expresa mediante valores asignados a parámetros, que deben ser idénticos a los especificados para la QoS ofrecida, de forma que se los pueda comparar para evaluar el nivel de calidad de funcionamiento logrado. Estos valores de calidad de funcionamiento se resumen para periodos específicos, por ejemplo el mes anterior. La industria, y a veces los reguladores, publican la QoS conseguida o entregada para información de los clientes. Ejemplo: El proveedor de servicio puede declarar que la disponibilidad obtenida en el trimestre anterior fue de 99,95% con cinco interrupciones de servicio, una de las cuales duró 65 minutos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

34 Punto de vista 4 – QoS percibida por el cliente
La «QoS percibida por el usuario/cliente» es la declaración del nivel de calidad que el cliente “cree” haber experimentado, y que se expresa normalmente en función del grado de satisfacción y no en términos técnicos. Esta calidad de servicio se mide con encuestas a los clientes y sus comentarios sobre los niveles de servicio, y puede ser utilizada por el proveedor de servicio para determinar la satisfacción del cliente en cuanto a la calidad de servicio. Idealmente, debería haber una correspondencia uno a uno entre la QoS entregada y la percibida. Ejemplo: Un cliente puede decir que durante una cantidad inaceptable de ocasiones tuvo dificultad para realizar una llamada a través de la red y otorgar una calificación de 2 en una escala de 5, donde 5 corresponde a un servicio excelente. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

35 Relación entre los cuatro puntos de vista sobre la QoS (1/2)
Necesidades de QoS del cliente Se puede considerar que el punto de partida lógico son las necesidades de QoS del cliente. Una vez establecido el conjunto de necesidades, se lo puede tratar aisladamente. Contiene la información necesaria para que el proveedor de servicio determine la QoS que ha de ofrecer o planificar. QoS ofrecida por el proveedor Puede suceder que el proveedor no esté en condición de ofrecer a los clientes la QoS que necesitan. El nivel de calidad ofrecido dependerá de las consideraciones sobre costo de la calidad, aspectos estratégicos de la actividad comercial del proveedor, índice de calidad ("mejor producto") y otros factores. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

36 Relación entre los cuatro puntos de vista sobre la QoS (2/2)
QoS conseguida por el proveedor Las necesidades del cliente pueden incidir en la selección de los sistemas de supervisión para determinar la QoS conseguida, a fin de elaborar los informes periódicos sobre dicha calidad. La combinación de las relaciones mencionadas constituye la base de una gestión práctica y efectiva de la calidad de servicio. Se puede decir que se está mejorando la QoS cuando los cuatro puntos de vista para un servicio determinado empiezan a converger. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

37 1.4 Concepto Calidad de Experiencia (QoE)
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38 Concepto calidad de experiencia (QoE) – Definición
Definición de Calidad de Experiencia: «Calidad de Experiencia (QoE, quality of experience) es la aceptabilidad general de una aplicación o de un servicio, conforme a la percepción subjetiva del usuario extremo.» Fuente: Rec. UIT-T P.10/G.100 (01/2007), Vocabulario sobre calidad de funcionamiento y de servicio – Enmienda 1. En la calidad de experiencia se tienen en cuenta los efectos completos del sistema de extremo a extremo (cliente, terminal, red, infraestructura de servicios, etc.). Las expectativas del usuario y el contexto pueden afectar la aceptabilidad general. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

39 Dimensiones de la calidad de experiencia (QoE)
Dimensiones objetivas Dimensiones subjetivas Calidad de Servicio Componentes Humanos Factores del servicio Factores del transporte Factores de la aplicación Emociones Facturación del servicio Experiencia Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

40 Factores determinantes de la calidad de experiencia
Medidas de desempeño del servicio que contribuyen a la QoE: pérdida de información y retardos. Componentes humanos que contribuyen a la QoE: emociones, contexto lingüístico, actitudes, motivación, etc. Ambos tipos de factores determinan la aceptabilidad total del servicio por parte del usuario extremo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

41 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Fin de la Sección 1 MARCO DE LA CALIDAD DE SERVICIO EN LAS COMUNICACIONES Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

42 2. MARCO DE LA CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE RED (NP)
Concepto Calidad de Funcionamiento de Red (NP) Principios para definir parámetros NP Método de la matriz 3 x 3 para identificar parámetros NP Ejemplos de parámetros NP primarios y derivados Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

43 Sección 2 – Marco de la calidad de funcionamiento de red (NP)
Contenido: 2.1 Concepto Calidad de Funcionamiento de Red (NP). 2.2 Principios para definir parámetros de calidad de funcionamiento. 2.3 Método de la matriz 3  3 para identificar parámetros de calidad de funcionamiento de la red. 2.4 Ejemplos de parámetros primarios y derivados de calidad de funcionamiento de red. Objetivos: Explicar el alcance y la forma de expresión de la calidad de funcionamiento de red (NP). Describir el “método de la matriz 3x3” para determinar parámetros genéricos de calidad de funcionamiento de red. Reconocer la asociación entre parámetros genéricos de calidad de funcionamiento de red (NP) y parámetros primarios de calidad de servicio (QoS) en escenarios de conmutación de paquetes. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

44 2.1 Concepto Calidad de Funcionamiento de Red (NP)
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45 Calidad de servicio y calidad de funcionamiento de red – Definición
La Calidad de Funcionamiento de la Red (Network Performance, NP) se mide en términos de parámetros significativos para el proveedor de la red, y que se utilizan con fines de diseño, configuración, explotación y mantenimiento del sistema. La QoS se define como el «efecto global de las calidades de funcionamiento de un servicio que determinan el grado de satisfacción de un usuario al utilizar dicho servicio». En contraste con la QoS, la NP se define independientemente del funcionamiento de los terminales y de la actuación de los usuarios. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

46 Objeto de la calidad de funcionamiento de red
Los servicios portadores y los teleservicios están soportados por una gama de tipos de conexión, cada uno de los cuales comprende varios elementos de conexión. La calidad de funcionamiento de los tipos de conexión se caracteriza por un conjunto de parámetros de calidad de funcionamiento de la red (NP). Estos parámetros están orientados a la red. Al proveedor de la red le interesa la eficacia y la efectividad de la red para prestar servicios a los clientes. Por lo tanto, desde el punto de vista de los proveedores de la red, la NP es expresada mediante parámetros que proporcionan información para: El desarrollo del sistema. La planificación de la red a escala nacional e internacional. La explotación y el mantenimiento de la red o sistema. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

47 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Relaciones entre la calidad de servicio y la calidad de funcionamiento de red La calidad global de un servicio de telecomunicaciones, percibida desde el punto de vista del cliente (QoS), está influida por muchos factores que están relacionados con los parámetros de calidad de funcionamiento de la red (NP). El aspecto fundamental, al estimar un servicio, es la opinión del cliente y por lo tanto su grado de satisfacción con el proveedor que es la única entidad con la que interactúa directamente. Este nivel de satisfacción proviene de la percepción de diversos aspectos del servicio (logística, facilidad de utilización, servibilidad, seguridad), que están influidas por las características de la red. La siguiente dispositiva muestra las relaciones entre QoS y NP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

48 Relaciones entre la calidad de servicio y la calidad de funcionamiento de red – Esquema
Servibilidad Logística del servicio Facilidad de utilización del servicio Accesibilidad del servicio Retenibilidad del servicio Integridad del servicio Seguridad del servicio QoS – Calidad de Servicio NP – Calidad de Funcionamiento de la Red Exactitud de la tarificación Aptitud para cursar tráfico Recursos y facilidades Seguridad de funcionamiento Calidad de transmisión Planificación Disponibilidad Característica de propagación Provisión Administración Confiabilidad Mantenibilidad Logística de mantenimiento Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

49 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Distinción entre calidad de servicio (QoS) y funcionamiento de red (NP) (1/2) Los parámetros de QoS perceptibles por el usuario ofrecen un marco útil para el diseño de redes, pero no son necesariamente utilizables al especificar los requisitos de calidad de funcionamiento de determinadas conexiones. Los parámetros de NP determinan finalmente la QoS (observada por el usuario), pero no describen necesariamente esa calidad de manera significativa para los usuarios. Ambos tipos de parámetros son necesarios, y sus valores deben estar cuantitativamente relacionados si se quiere que la red sirva eficazmente a sus usuarios. La definición de los parámetros de QoS y NP deberá establecer claramente la correspondencia de valores en los casos en que no exista una relación simple de uno a uno entre ellos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

50 Calidad de funcionamiento de la red
Distinción entre calidad de servicio (QoS) y funcionamiento de red (NP) (2/2) El cuadro siguiente muestra algunas de las características que sirven para distinguir la QoS y la NP. Calidad de servicio Calidad de funcionamiento de la red Orientada al usuario Orientada al proveedor Atributo de servicio Atributo de elemento de conexión Centrada en los efectos observados por el usuario Centrada en la planificación, desarrollo (diseño), operaciones y mantenimiento Entre (o en) puntos de acceso al servicio Capacidades de extremo a extremo o de los elementos de conexión de la red Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

51 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
2.2 Principios para definir parámetros de calidad de funcionamiento de red Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

52 Medibilidad de los valores de los parámetros de QoS y de NP
La separación entre QoS y NP hace que al establecer sus parámetros deban tenerse en cuenta varios aspectos generales: La definición de los parámetros de QoS debe basarse claramente en los eventos y estados observables en los puntos de acceso al servicio, independientemente de los procesos o eventos de la red que soporta el servicio. La definición de los parámetros de NP debe basarse claramente en los eventos y estados observados en las fronteras de los elementos de conexión. Ejemplo: las señales de interfaz específicas de un protocolo. El empleo de eventos y estados en la definición de los parámetros servirá para la medición en las fronteras mencionadas. Las medidas obtenidas deben poder verificarse con las técnicas estadísticas generalmente aceptadas. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

53 Principios de la calidad de servicio (QoS)
Al definir los parámetros de QoS es necesario tener en cuenta el concepto de servicio portador y teleservicio. Al describir la QoS de los teleservicios, habrá que tener en cuenta la calidad de funcionamiento del equipo terminal (TE). En un teleservicio debe haber una correspondencia entre la QoS del teleservicio y la calidad de funcionamiento del equipo del cliente, incluido el terminal, y la NP global (de extremo a extremo) de los elementos de conexión que soportan ese servicio. En un servicio portador debe haber una correspondencia entre la QoS del servicio portador y la NP global (de extremo a extremo) de los elementos de conexión que soportan ese servicio. En el caso de los teleservicios, la interfaz entre el usuario y el proveedor del servicio puede ser una interfaz hombre-máquina. En el caso de servicios portadores, la interfaz entre el usuario y el proveedor corresponde a los puntos de referencia (S o T en el caso de una RDSI). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

54 Principios de la calidad de funcionamiento de red (NP)
Al establecer los parámetros de la NP deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: Los parámetros de NP deben ser medibles en la frontera del elemento (o elementos) de conexión de red al que se aplican. Las definiciones no deben basarse en hipótesis sobre las características internas de una red (o partes de la misma), ni en las causas internas de las degradaciones observadas en las fronteras. La división de una parte de la red en subcomponentes sólo debe hacerse si deben especificarse por separado para asegurar la calidad de funcionamiento satisfactoria de extremo a extremo o, si procede, para deducir asignaciones justas y razonables entre los proveedores. Ningún proveedor de red tendrá un gasto desproporcionado al establecer o explotar un servicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

55 Parámetros primarios y derivados de calidad de funcionamiento
Los parámetros de calidad de funcionamiento se dividen en dos grandes categorías: parámetros primarios y parámetros derivados. Parámetro primario de calidad de funcionamiento: Parámetro o valor medido de un parámetro determinados a partir de observaciones directas de eventos en los puntos de acceso al servicio o en las fronteras de los elementos de conexión. Parámetro derivado de calidad de funcionamiento: Parámetro o valor medido de un parámetro determinados a partir de los valores observados de uno o más parámetros primarios de calidad de funcionamiento y los umbrales de decisión de cada parámetro primario de calidad de funcionamiento pertinente. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

56 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Relación entre los parámetros primarios y derivados de calidad de funcionamiento (1/3) En los puntos de acceso, o en las fronteras de los elementos de conexión, pueden observarse directamente varios tipos de eventos. Ejemplos: La transición de estado de protocolo de capa 3 asociada con la transferencia de un mensaje ESTABLECIMIENTO o un mensaje DESCONEXIÓN a través de una frontera de elemento de conexión. La recepción correcta de un bit de información (o de un número especificado de bits de información) en una interfaz. Pueden medirse parámetros relativos al intervalo de tiempo entre eventos específicos y la frecuencia de los mismos. Estos parámetros directamente medibles o parámetros primarios de calidad de funcionamiento describen la QoS (en los puntos de acceso al servicio) o la NP (en las fronteras de los elementos de conexión) durante los periodos en que el servicio o la conexión están disponibles. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

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Relación entre los parámetros primarios y derivados de calidad de funcionamiento (2/3) Generalmente, los parámetros derivados de calidad de funcionamiento describen la NP a partir de eventos definidos cuando el valor de un parámetro (o parámetros) primario de calidad traspone un determinado umbral. Estos eventos umbral derivados identifican las transiciones entre los estados de disponibilidad e indisponibilidad. Pueden identificarse parámetros relacionados con el intervalo de tiempo entre estos eventos umbral y su frecuencia. Los parámetros derivados de calidad de funcionamiento describen la QoS y la NP en todos los intervalos de tiempo, es decir, durante los periodos en que el servicio o la conexión están disponibles o indisponibles. Ejemplo. La Rec. UIT-T G.821 identifica transiciones entre estados de disponibilidad e indisponibilidad basándose en un umbral de segundos con muchos errores. El parámetro derivado asociado a ese umbral del parámetro primario se denomina disponibilidad. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

58 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Relación entre los parámetros primarios y derivados de calidad de funcionamiento (3/3) Los parámetros primarios de calidad de funcionamiento se miden durante todos los intervalos de tiempo, ya que las transiciones entre los estados de disponibilidad e indisponibilidad dependen del valor de dichos parámetros. Sin embargo, los valores de los parámetros primarios de calidad no se especificarían para un servicio o conexión en estado de indisponibilidad. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

59 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
2.3 Método de la matriz 3 × 3 para identificar parámetros de calidad de funcionamiento de la red Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

60 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Método de identificación de los parámetros de calidad de funcionamiento de red En la Recomendación UIT-T I.350, el UIT-T ha propuesto un método sistemático para identificar y organizar los posibles parámetros de calidad de funcionamiento de la red, con el objetivo de definir un conjunto conciso de parámetros y, si procede, los correspondientes parámetros de QoS. El método es denominado «Método de la matriz 3 × 3 para la calidad de funcionamiento de la red». Este método debe servir de base para la recopilación y evaluación de parámetros de calidad de funcionamiento en las redes digitales, incluidas las redes RDSI y las redes IP. Recomendación UIT-T I.350 (03/1993), Aspectos generales de calidad de servicio y de calidad de funcionamiento en las redes digitales incluidas las redes digitales de servicios integrados. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

61 Parámetros genéricos de calidad de funcionamiento
Los siguientes son nueve «Parámetros primarios genéricos de calidad de funcionamiento» identificados por el método de la matriz 3 × 3, los que pueden utilizarse para establecer parámetros de QoS y NP especificados. 1) Velocidad de acceso. 2) Exactitud de acceso. 3) Seguridad de acceso. 4) Velocidad de transferencia de información. 5) Exactitud de transferencia de información. 6) Seguridad de transferencia de información. 7) Velocidad de desvinculación. 8) Exactitud de desvinculación. 9) Seguridad de desvinculación. FUNCIÓN DE ACCESO FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA FUNCIÓN DE DESVINCULACIÓN Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

62 Ilustración del método de la matriz 3 × 3 para la determinación de los parámetros de NP
Criterio de calidad Función Velocidad Exactitud Seguridad Acceso Transferencia de información de usuario Desvinculación NOTA 1 Parámetros primarios que resultan de las mediciones directas en los MP. Parámetros primarios de calidad de funcionamiento Umbrales de interrupción NOTA 2 Parámetros derivados que resultan de los parámetros primarios y los umbrales de decisión. Pulsar sobre los nombres de las funciones de comunicación y los criterios de calidad para ver las descripciones respectivas. NOTA 3 Cálculo de los estados de disponibilidad. Función de disponibilidad ···· ···· Estados de disponibilidad durante sucesivos períodos de observación de la calidad de funcionamiento Pulsar para Ver / Ocultar Notas Ver Nota 1 / Ocultar Nota 1 Ver Nota 2 / Ocultar Nota 2 Ver Nota 3 / Ocultar Nota 3 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

63 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Características del método de la matriz 3 × 3 para la calidad de funcionamiento de la red (1/2) 1) Cada fila de la matriz 3 × 3 representa una de las tres funciones básicas y distintivas de comunicación: acceso, transferencia de información de usuario y desvinculación. 2) Cada columna de la matriz 3 × 3 representa uno de los tres resultados posibles, mutuamente excluyentes, cuando se intenta la realización de una función: velocidad, exactitud y seguridad. 3) Los parámetros de la matriz 3 × 3 se definen a partir de los eventos en las fronteras de los elementos de conexión, y se denominan «parámetros primarios de calidad de funcionamiento». Los «parámetros derivados de calidad de funcionamiento» se definen a partir de la relación funcional entre los parámetros primarios de calidad de funcionamiento, los umbrales de interrupción del servicio y el intervalo de observación. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

64 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Características del método de la matriz 3 × 3 para la calidad de funcionamiento de la red (2/2) 4) Los parámetros primarios de calidad de funcionamiento de la NP deben definirse de forma que resulten medibles en las fronteras del elemento (o elementos) de conexión al que corresponden. Las definiciones de los parámetros de NP no deben depender de hipótesis sobre las causas de degradación que no son detectables en las fronteras. 5) La disponibilidad es un parámetro derivado de calidad de funcionamiento. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

65 Descripción de las funciones de comunicación básicas – Acceso
Función de acceso: La función de acceso comienza cuando se emite una señal de «petición de acceso» o su equivalente en la interfaz entre un usuario y la red de comunicación, y termina cuando: i) se envía a los usuarios llamantes una señal preparada para datos o una equivalente, o ii) se aplica a la red al menos un bit de información de usuario (tras el establecimiento de conexión en los servicios orientados a la conexión). La función de acceso incluye todas las actividades tradicionalmente asociadas con el establecimiento del circuito físico (por ejemplo, marcación, conmutación y señal de llamada), así como cualesquiera actividades realizadas en las capas de protocolos superiores. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

66 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Descripción de las funciones de comunicación básicas – Transferencia de información de usuario Función de transferencia de información de usuario: La función de transferencia de información de usuario comienza cuando concluye la función de acceso y termina cuando se emite la «petición de desvinculación» que da fin a una sesión de comunicación. La función de transferencia de información de usuario incluye todas las operaciones de formateado, transmisión, almacenamiento, control de errores y conversión de medios realizadas sobre la información de usuario durante este periodo, incluida la necesaria retransmisión dentro de la red. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

67 Descripción de las funciones de comunicación básicas – Desvinculación
Función de desvinculación: Hay una función de desvinculación asociada a cada participante en una sesión de comunicación: toda función de desvinculación comienza con la emisión de una señal de «petición de desvinculación». La función de desvinculación termina, para cada usuario, cuando se han liberado los recursos de red destinados a esa participación del usuario en la sesión de comunicación. La desvinculación incluye las actividades de desconexión física de circuitos (cuando es necesaria) y las de terminación de protocolos de nivel superior. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

68 Descripción de la calidad de funcionamiento – Velocidad
La velocidad es el criterio de calidad de funcionamiento que describe el intervalo de tiempo que se utiliza para realizar la función o la velocidad a la que se realiza la función. La función puede o no realizarse con la exactitud deseada. En algunos casos, en lugar del término «acceso», puede ser adecuado usar como término alternativo «selección» (del tipo de conexión destino y facilidad). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

69 Descripción de la calidad de funcionamiento – Exactitud
La exactitud es el criterio de calidad de funcionamiento que describe el grado de corrección con que se realiza la función. La función puede o no realizarse con la velocidad deseada. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

70 Descripción de la calidad de funcionamiento – Seguridad
La seguridad es el criterio de calidad de funcionamiento que describe el grado de certidumbre (o seguridad) con que se realiza la función, independientemente de la velocidad o exactitud, pero dentro de un determinado intervalo de observación. En algunos casos, en lugar del término «seguridad», puede ser adecuado usar como términos alternativos «inservibilidad» o «negativa». Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

71 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
2.4 Ejemplos de parámetros primarios y derivados de calidad de funcionamiento de red Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

72 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Ejemplos de parámetros primarios y derivados de calidad de funcionamiento de red Las tres dispositivas siguientes muestran ejemplos de relaciones cualitativas entre parámetros genéricos de calidad de funcionamiento y parámetros primarios y derivados de calidad de funcionamiento específicos para la QoS de los servicios portadores y para la NP de los servicios con conmutación de circuitos y conmutación de paquetes. Relación cualitativa entre los parámetros genéricos de calidad de funcionamiento y posibles parámetros de QoS de servicios portadores. Relación cualitativa entre los parámetros genéricos de calidad de funcionamiento y posibles parámetros de NP para conmutación de circuitos. Relación cualitativa entre los parámetros genéricos de calidad de funcionamiento y posibles parámetros de NP para conmutación de paquetes. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

73 Relación cualitativa entre los parámetros genéricos de calidad de funcionamiento y posibles parámetros de QoS de servicios portadores Parámetros genéricos Parámetros de QOS de servicios portadores Parámetros primarios de calidad de funcionamiento Parámetros derivados de calidad de funcionamiento Retardo de acceso Probabi-lidad de acceso incorrec-to Probabi-lidad de denega-ción de acceso transfe-rencia de informa-ción de usuario Veloci-dad de transfe-rencia de infor-mación de usuario Probabi-lidad de error de informa-ción Probabi-lidad de entrega de infor-mación adicional de usuario Probabi-lidad de entrega indebida de infor-mación Probabi-lidad de pérdida de infor-mación de desvin-culación Probabi-lidad de desvin-culación incorrec-ta Probabi-lidad de denega-ción de desvin-culación Disponi-bilidad del servicio Probabi-lidad de denega-ción de transfe-rencia de informa-ción de usuario Duración de la interrup-ción del servicio Primarios Velocidad de acceso X Exactitud de acceso Seguridad de acceso Velocidad de transferencia de información Exactitud de transferencia de información Seguridad de transferencia de información Velocidad de desvinculación Exactitud de desvinculación Seguridad de desvinculación Deri-vados Disponibilidad Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

74 Relación cualitativa entre los parámetros genéricos de calidad de funcionamiento y posibles parámetros de NP para conmutación de circuitos Parámetros genéricos Parámetros de NP para conmutación de circuitos Parámetros primarios de calidad de funcionamiento Parámetros derivados de calidad de funcionamiento Retardo de estable-cimiento de la conexión Retardo de aviso Probabi-lidad de error en el estable-cimiento de la conexión Probabi-lidad de denegación del estable-cimiento de la conexión Retardo de propagación Minutos degradados Segundos con muchos errores Segundos con errores Retardo de desco-nexión Retardo de liberación Probabi-lidad de desco-nexión prematura Probabi-lidad de denegación de liberación de la conexión Duración de la interrup-ción de la capacidad de la red Disponi-bilidad de la red Primarios Velociadad de acceso X Exactitud de acceso Seguridad de acceso Velocidad de transferencia de información Exactitud de transferencia de información Seguridad de transferencia de información Velocidad de desvinculación Exactitud de desvinculación Seguridad de desvinculación Deri-vados Disponibilidad Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

75 Relación cualitativa entre los parámetros genéricos de calidad de funcionamiento y posibles parámetros de NP para conmutación de paquetes Parámetros genéricos Parámetros de NP para conmutación de paquetes Parámetros primarios de calidad de funcionamiento Parámetros derivados de calidad de funcionamiento Retardo de estable-cimiento del circuito virtual Probabi-lidad de error en el estable-cimiento del circuito virtual Probabi-lidad de denegación del estable-cimiento del circuito virtual Retardo de transfe-rencia de paquetes de datos Capacidad de caudal Tasa de error residual Probabi-lidad de reiniciación Probabi-lidad de estímulo de reiniciación Retardo de liberación del circuito virtual Probabi-lidad de denegación de liberación del circuito virtual Probabi-lidad de descone-xión prematura del circuito virtual Probabi-lidad de estímulo de desco-nexión prematura del circuito virtual Duración de la interrup-ción de la capacidad de la red Disponi-bilidad de la red Primarios Velociadad de acceso X Exactitud de acceso Seguridad de acceso Velocidad de transferencia de información Exactitud de transferencia de información Seguridad de transferencia de información Velocidad de desvinculación Exactitud de desvinculación Seguridad de desvinculación Deri-vados Disponibilidad Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

76 Fin de la Sección 2 MARCO DE LA CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE RED (NP)
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77 3. CATEGORÍAS DE CALIDAD DE SERVICIO PARA SERVICIOS MULTIMEDIOS
Requisitos de los parámetros de QoS de servicios y aplicaciones Parámetros clave de QoS que afectan al usuario Objetivos de calidad de funcionamiento para comunicaciones Categorías de QoS de usuario extremo para aplicaciones multimedios. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

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Sección 3 – Categorías de calidad de servicio para servicios multimedios Contenido: 3.1 Requisitos de los parámetros de QoS de servicios y aplicaciones. 3.2 Parámetros clave de QoS que afectan al usuario. 3.3 Objetivos de calidad de funcionamiento para aplicaciones en comunicaciones. 3.4 Categorías de QoS de usuario extremo para aplicaciones multimedios. Objetivos: Reconocer las similitudes y diferencias entre las ocho categorías de QoS de usuario extremo para aplicaciones multimedios. Describir los parámetros clave de QoS que afectan directamente al usuario extremo y reconocer las aplicaciones en que ellos tienen mayor impacto en la satisfacción del usuario. Interpretar los parámetros de calidad de funcionamiento y sus valores objetivos recomendados por el UIT-T para aplicaciones de uso corriente en comunicaciones que usan los medios voz, vídeo y datos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

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3.1 Requisitos de los parámetros de calidad de funcionamiento de servicios y aplicaciones Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

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Requisitos de los parámetros de calidad de funcionamiento de los servicios y aplicaciones (1/2) Para que las redes alámbricas e inalámbricas basadas en IP puedan proporcionar la QoS adecuada para los diferentes servicios, es necesario un conocimiento profundo de los requisitos de calidad de funcionamiento de los servicios y las aplicaciones. El punto de partida para determinar estas necesidades de calidad de funcionamiento debe ser el usuario. Al usuario le interesa comparar la manera en que diferentes proveedores ofrecen el mismo servicio según parámetros de calidad de funcionamiento universales y centrados en el usuario. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

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Requisitos de los parámetros de calidad de funcionamiento de los servicios y aplicaciones (2/2) La calidad de funcionamiento de los servicios y aplicaciones se debe expresar mediante parámetros que: Tienen en cuenta todos los aspectos del servicio desde el punto de vista del usuario. Se centran en los efectos percibidos por el usuario más que en sus causas dentro de la red. Son independientes de la arquitectura o tecnologías de la red. Se pueden medir objetiva o subjetivamente en el punto de acceso al servicio. Se pueden relacionar fácilmente con los parámetros de calidad de funcionamiento de la red. Pueden ser garantizados por el o los proveedores. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

82 3.2 Parámetros clave de QoS que afectan al usuario
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83 Parámetros clave de QoS que afectan al usuario
El siguiente es un grupo de parámetros clave de QoS que pueden ser medidos y monitorizados para determinar si el nivel de servicio ofrecido está siendo logrado en realidad: Disponibilidad de la red. Anchura de banda. Tiempo de transmisión (retardo). Variaciones de retardo. Pérdida de información. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

84 Otros parámetros de QoS que afectan al usuario
Existen otros parámetros de QoS que no son objeto de medición, pero proporcionan los mecanismos de gestión de tráfico para los enrutadores y conmutadores de la red. Estos parámetros son: Prioridad de emisión de paquetes. Prioridad de eliminación de paquetes. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

85 Interpretación de los parámetros clave de QoS que afectan al usuario
Los parámetros clave de QoS, anchura de banda, retardo, variaciones de retardo, y pérdida, pueden ser interpretados usando una analogía con una cañería para fluidos. Para cada paquete: Anchura de Banda es la sección transversal percibida de la cañería. Retardo es la longitud percibida de la cañería. Variaciones de retardo (jitter) es la variación de longitud percibida de la cañería. Pérdida es la filtración percibida de la cañería. Anchura de Banda A Trayecto percibido por un paquete… B Pérdida Retardo Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

86 Parámetros clave de QoS – Disponibilidad de la red
La disponibilidad de red es el resultado de la disponibilidad simultánea de muchos elementos que forman la red, lo que se logra mediante redundancia de dispositivos de red y múltiples conexiones físicas. La disponibilidad de la red puede tener un efecto significativo sobre QoS. Si la red no esta disponible aunque sea por periodos cortos, el usuario o la aplicación puede obtener una QoS impredecible o inaceptable. Los operadores pueden mejorar la disponibilidad de red aumentando la redundancia de los elementos que la forman. Ejemplos: Redundancia de interfaces, procesadores o fuentes de alimentación en enrutadores y conmutadores. Recursos de transmisión y conmutación de protección de redes. Fuentes de alimentación de respaldo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

87 Parámetros clave de QoS – Anchura de banda (1/2)
La asignación de anchura de banda se divide en dos tipos: Anchura de banda disponible Es la anchura de banda ofrecida pero no garantizada que un usuario obtiene realmente del proveedor de red en un momento dado, y depende de las condiciones de carga de tráfico de la red en ese momento. Anchura de banda garantizada Es la anchura de banda mínima que el operador de red ofrece a sus clientes, independiente del trafico cursado por la red. Esta garantía del servicio implica un costo mayor para los clientes. Parámetros de anchura de banda Anchura de banda disponible Muchos operadores de red «sobrevenden» la anchura de banda de sus redes para maximizar las rentabilidades de su infraestructura de red o la anchura de banda arrendada. Esto significa que un usuario no siempre dispone de la anchura de banda que ha contratado y debe competir con los otros usuarios por la anchura de banda disponible en cada momento. Cada usuario obtiene una anchura de banda mayor o menor dependiendo de la cantidad de tráfico ofrecido a la red por los otros usuarios en cualquier momento. La asignación de anchura de banda disponible es usada comúnmente en redes de acceso ADSL. El usuario firma un contrato por un servicio de 384 kb/s que no proporciona garantía de QoS (anchura de banda) en el SLA. El SLA señala que 384 kb/s es un valor “típico”, pero no establece ninguna garantía. En condiciones de baja carga de tráfico en la red, el usuario puede obtener 384 kb/s pero cuando aumenta la carga de tráfico, esta anchura de banda no se puede lograr consistentemente. Este fenómeno es más notorio durante ciertas horas del día cuando muchos usuarios acceden a la red. Anchura de banda garantizada Los operadores de red ofrecen un servicio que proporciona una anchura de banda mínima garantizada y ráfagas de anchura de banda en el SLA. Debido a que la anchura de banda es garantizada, el precio de este servicio es mayor que el precio del servicio de anchura de banda disponible. El operador de red debe asegurar que los clientes que suscriben este servicio de anchura de banda garantizado obtienen un tratamiento preferencial respecto de los clientes del servicio de anchura de banda disponible. En algunos casos, el operador de red separa los clientes mediante diferentes redes físicas o lógicas (p. ej., VLANs, Circuitos Virtuales, etc.). En otros casos, el tráfico del servicio de anchura de banda garantizada puede compartir la misma infraestructura de con el red tráfico del servicio de anchura de banda disponible. Esto ocurre frecuentemente en localidades donde las conexiones de red son caras o la anchura de banda es arrendada a otro proveedor de servicio. Cuando los clientes comparten la misma infraestructura de red, el operador de red debe priorizar el tráfico del servicio de anchura de banda garantizada por encima del tráfico del servicio de anchura de banda disponible, de modo que en los momentos de congestión de la red, se cumplan los SLAs de los clientes de anchura de banda garantizada. Las ráfagas de anchura de banda pueden ser especificadas en términos de cantidad y duración del exceso de anchura de banda (ráfaga) sobre el valor mínimo garantizado. Los mecanismos de QoS pueden ser activados para descartar el tráfico que rebalsa la anchura de banda mínima garantizada que el cliente ha acordado en el SLA. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

88 Parámetros clave de QoS – Anchura de banda (2/2)
La magnitud de la anchura de banda disponible para un paquete es afectada por: El enlace de menor velocidad que se encuentra en el trayecto de transmisión. El nivel de congestión experimentado en cada salto – Arranque lento y ventana deslizante con ancho variable de TCP. La velocidad de reenvío de los dispositivos del trayecto. La prioridad de encolamiento dada al flujo al que el paquete pertenece. 100 Mb/s 2Mb/s 10 Mb/s 2 Mb/s Anchura de banda máxima Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

89 Parámetros clave de QoS – Retardo (1/2)
Hay diversos tiempos de transmisión o retardos: el tiempo que lleva establecer un servicio determinado a partir de la solicitud de activación del usuario; el tiempo para recibir información específica una vez que el servicio está activado; y el tiempo que demora desactivar una conexión o abandonar una sesión. El retardo tiene un impacto muy directo en la satisfacción del usuario según la aplicación, y se puede producir en el terminal, la red o cualquier servidor. El retardo de la red es el tiempo de tránsito que el flujo de una aplicación experimenta desde el punto de ingreso hasta el punto de salida de la red Desde el punto de vista del usuario, el retardo también tiene en cuenta el efecto en otros parámetros de red, como el caudal. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

90 Parámetros clave de QoS – Retardo (2/2)
La magnitud del retardo que experimenta un paquete es la suma de: Retardos de propagación fijos Retardos acotados por la velocidad de propagación de las señales en los medios físicos y la longitud de las rutas. Retardos de transmisión (serialización) fijos Tiempos requerido para colocar físicamente un paquete en un medio de transmisión. Retardos de conmutación variables Tiempos de espera debido a contiendas con otros tráficos para utilizar los recursos de conmutación de cada nodo de la red (p. ej., resolver la dirección del siguiente salto y decidir la interfaz de egreso para un paquete). Retardos de encolamiento variables Retardo por almacenamiento en cola de entrada del tráfico que ingresa a un nodo de red. Retardo por almacenamiento en cola de salida del tráfico que abandona un nodo de red. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

91 Parámetros clave de QoS – Variación de retardos (1/2)
La variación de retardos es una medida de la variación de los retardos entre paquetes consecutivos de un flujo de tráfico dado. La variación de retardos se incluye generalmente como parámetro de calidad de funcionamiento porque tiene efectos notorios en aplicaciones en tiempo real sensibles a los retardos, tales como audio y vídeo. En estas aplicaciones se espera que los paquetes lleguen con una tasa casi constante y con un retardo fijo entre paquetes consecutivos. A medida que la tasa de arribos varía, la variación de retardo impacta la calidad de funcionamiento de la aplicación, y si esa variación aumenta demasiado, la aplicación puede quedar inutilizable. Variación de retardos en aplicaciones de voz Algunas aplicaciones, como pasarelas de voz y teléfonos IP, pueden compensar pequeñas variaciones de retardos. Puesto que una aplicación de voz requiere que el flujo de datos de audio sea recibido con una tasa constante, si el siguiente paquete no arriba dentro del período esperado, la aplicación puede repetir el paquete de voz previo hasta que llegue el siguiente paquete. Pero si el siguiente paquete lega con demasiado retraso, será descartado cuando llegue, lo que producirá una pequeño tramo de audio distorsionado. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

92 Parámetros clave de QoS – Variación de retardos (2/2)
Todas las redes introducen un pequeño nivel de variación de retardos debido la variabilidad del retardo introducido en cada nodo cuando los paquetes son almacenados en colas de espera. En la medida que la variación de retardos se mantenga acotada, la QoS puede ser conservada. En los servicios que son muy intolerantes a la variación de retardos, casi siempre se tomarán medidas para eliminar (o al menos reducir significativamente) dicha variación mediante almacenamiento temporal en memoria. Con el almacenamiento temporal de datos se elimina efectivamente la variación de retardos percibida por el usuario, pero esa medida tiene el inconveniente de añadir más retardos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

93 Parámetros clave de QoS – Pérdida de información
La pérdida de información tiene un efecto muy directo en la calidad de la información que se presenta al usuario, se trate de voz, imagen, vídeo o datos. El término «pérdida de información» incluye los siguientes efectos: Errores de bit. Pérdida de paquetes durante la transmisión. Descarte de paquetes en nodos o enlaces congestionados. Todos los efectos de cualquier degradación introducida por la codificación del medio para conseguir una transmisión más eficaz. Ejemplo: el uso de códecs vocales de baja velocidad binaria para la voz que realizan una compresión de datos que no es completamente reversible (compresión con pérdida de información). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

94 Parámetros de QoS – Prioridades de emisión de paquetes
Las prioridades de emisión de paquetes determinan el orden en que el trafico es transmitido, lo que puede impactar la calidad de servicio percibida por los usuarios extremos de los flujos que reciben ese tratamiento. El trafico con prioridad de emisión mayor es transmitido siempre antes que el tráfico de menor prioridad. En el esquema más simple existe el inconveniente de que el tráfico de baja prioridad nunca sea transmitido si el tráfico de alta prioridad es mucho y no cuenta con limitación de anchura de banda. Un esquema más elaborado puede manejar esta situación de forma más justa, programando de manera ponderada el tratamiento de los tráficos de distinta prioridad. En este caso, el tráfico de baja prioridad no siempre debe esperar hasta que el tráfico de mayor prioridad sea transmitido. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

95 Parámetros de QoS – Prioridades de eliminación de paquetes
Las prioridades de eliminación de paquetes son utilizadas para determinar el orden en que el tráfico es eliminado, lo que puede impactar la calidad de servicio percibida por los usuarios extremos de los flujos que reciben ese tratamiento. El tráfico puede ser eliminado debido a congestión en los nodos de la red o cuando el tráfico real no cumple con el perfil del contrato de tráfico. Los tráficos con QoS similar pueden ser subdivididos utilizando prioridades de eliminación. Cuando hay congestión en algún nodo de la red, el tráfico con mayor prioridad de eliminación es eliminado antes que el tráfico de menor prioridad. Gracias a las prioridades de eliminación, se pueden ahorran costos en colas innecesarias, ya que se utiliza una misma cola para todo el tráfico y ésta es subdividida en colas virtuales basándose en las distintas prioridades de eliminación de paquetes. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

96 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
3.3 Objetivos de calidad de funcionamiento para aplicaciones en comunicaciones Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

97 Objetivos de QoS de las aplicaciones
Las aplicaciones de uso corriente en comunicaciones tienen distintos requisitos de QoS relativos a anchura de banda, retardo, sensibilidad a las variaciones de retardos, y pérdida de información. Si estas aplicaciones son combinadas sobre una misma red IP, sin el uso de tecnologías de QoS, éstas pueden experimentar comportamientos inesperados. Los cuadros de las siguientes dispositivas indican los objetivos de calidad de funcionamiento recomendados por el UIT-T para diversas aplicaciones de uso corriente en comunicaciones, que usan los medios voz, vídeo y datos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

98 Objetivos de calidad de funcionamiento para aplicaciones audio y vídeo
Medio Aplicación Grado de simetría Velocidades de datos típicas Parámetros clave y valores de objetivo para la calidad de funcionamiento Tiempo de transmisión en un sentido Variación de retardos Pérdida de información (Nota 2) Otros Audio Voz en conversación Dos sentidos 4-64 kbit/s Preferido < 150 ms (Nota 1) Límite < 400 ms (Nota 1) < 1 ms Relación de pérdida de paquete (PLR) < 3% Mensajería vocal Principalmente en un sentido 4-32 kbit/s < 1 s para reproducción < 2 s para grabación PLR < 3% Audio en tiempo real de gran calidad kbit/s (Nota 3) < 10 s << 1 ms PLR < 1% Vídeo Videoteléfono kbit/s Preferido < 150 ms (Nota 4) Límite < 400 ms Sincron. labios: < 80 ms Vídeo en un sentido Un sentido NOTA 1 – Se supone el control de eco adecuado. NOTA 2 – Los valores exactos dependen del códec específico, pero se supone el uso de un algoritmo de ocultación de pérdida de paquete para minimizar el efecto de esa pérdida. NOTA 3 – La calidad depende mucho del tipo de códec y de la velocidad binaria. NOTA 4 – Estos valores se consideran valores de objetivo a largo plazo y es probable que la tecnología actual no los satisfaga. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

99 Objetivos de calidad de funcionamiento para aplicaciones datos (1/2)
Medio Aplicación Grado de simetría Velocidades de datos típicas Parámetros clave y valores de objetivo para la calidad de funcionamiento Tiempo de transmisión en un sentido (Nota) Variación de retardos Pérdida de información Datos Navegación en la web – HTML Principalmente un sentido ~10 KB Preferido < 2 s/página Aceptable < 4 s/página N.A. Nula Transferencia/ recuperación de gran volumen de datos Principalmente en un sentido 10 KB-10 MB Preferido < 15 s Aceptable < 60 s Servicios de transacciones de alta prioridad, como comercio electrónico, ATM Dos sentidos < 10 KB Preferido < 2 s Aceptable < 4 s Comando/control ~ 1 KB < 250 ms Imagen fija Un sentido < 100 KB Juegos interactivos < 1 KB < 200 ms Telnet Dos sentidos (asimétrico) NOTA – En algunos casos, puede ser más apropiado considerar estos valores como tiempos de respuesta. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

100 Objetivos de calidad de funcionamiento para aplicaciones datos (2/2)
Medio Aplicación Grado de simetría Velocidades de datos típicas Parámetros clave y valores de objetivo para la calidad de funcionamiento Tiempo de transmisión en un sentido (Nota) Variación de retardos Pérdida de información Datos Correo electrónico (acceso a servidor) Principalmente un sentido < 10 KB Preferido < 2 s Aceptable < 4 s N.A. Nula Correo electrónico (transferencia de servidor a servidor) Puede ser varios minutos Fax ("tiempo real") ~ 10 KB < 30 s/página <10-6 BER Fax (almacenamiento y retransmisión) Pueden ser varios minutos Transacciones de baja prioridad < 30 s Usenet Puede ser 1 MB o más NOTA – En algunos casos, puede ser más apropiado considerar estos valores como tiempos de respuesta. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

101 3.4 Categorías de QoS de usuario extremo para aplicaciones multimedios
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102 Categorías de QoS – Alcance
Esta Sección presenta un «Modelo de categorías de calidad de servicio (QoS) para servicios multimedios desde el punto de vista del usuario extremo», que ha sido propuesto por el UIT-T en la Recomendación UIT-T G.1010. Teniendo en cuenta las expectativas del usuario con respecto a diversas aplicaciones que utilizan como medio la voz, el vídeo, la imagen y el texto, se ha determinado ocho categorías diferentes de QoS según toleren o no las pérdidas de información y de retardo. Se ha identificado los parámetros que permiten conocer la satisfacción del usuario en cuanto a esas aplicaciones. Se pretende que estas categorías sirvan de base para definir clases de QoS realistas y los mecanismos de control de QoS correspondientes para las redes de transporte subyacentes. Recomendación UIT‑T G.1010 (11/2001), Categorías de calidad de servicios para los usuarios de extremo de servicios multimedios. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

103 Categorías de QoS de usuario extremo (1/2)
En base a sus requisitos de calidad de funcionamiento, las diversas aplicaciones se pueden clasificar en función de la tolerancia a la pérdida de paquetes y la tolerancia al retardo de transmisión en un sentido. Esta diferenciación de las aplicaciones de acuerdo con las distintas tolerancias a la pérdida de información y los retardos ha sido utilizada por el UIT-T para generar categorías de calidad de servicio de usuario extremo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

104 Categorías de QoS de usuario extremo (2/2)
El UIT-T ha identificado las siguientes ocho «Categorías de QoS de usuario extremo», que abarcan toda la gama de aplicaciones identificadas. 1) Voz en conversación y vídeo. 2) Mensajería vocal/vídeo. 3) Audio/vídeo en tiempo real. 4) Fax. 5) Comando/control. 6) Transacciones. 7) Mensajería, descarga. 8) Servicio de soporte. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

105 Correspondencia entre requisitos de QoS de usuario extremo y servicios
Existe una primera diferenciación entre los ocho grupos de aplicaciones según si toleran o no la pérdida de información, y una segunda diferenciación en cuatro áreas de tolerancia al retardo. El tamaño y la forma de las cajas de esta figura indica los límites de retardo y de pérdida de información tolerables para cada clase de aplicación. Pérdida de paquetes 5% Voz en conversación y vídeo Mensajería vocal/vídeo Audio/vídeo en tiempo real Retardo 100 ms 1 s 10 s Fax 100 s 0% Comando/ control Transacciones Mensajería, descarga Servicio de soporte Pérdida nula Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

106 Modelo de categorías de QoS centradas en el usuario extremo
La correspondencia entre requisitos de QoS y servicios se puede formalizar como se muestra en esta figura, para proporcionar un modelo recomendado de categorías QoS de usuario extremo. Los nombres de las cuatro áreas de retardo ilustran el tipo de interacción de usuario. Voz en conversación y vídeo Mensajería vocal/vídeo Audio/vídeo en tiempo real Fax Tolera errores Comando/control (p. ej. Telnet, juegos interactivos) Transacciones (p. ej., comercio electrónico, navegación en la Web, acceso a correo electrónico) Mensajería, descarga (p. ej. FTP, imagen fija) Servicio de soporte (p. ej. Usenet) No tolera errores Interactivo (retardo <<1 s) Pronta respuesta (retardo ~2 s) Oportuno (retardo ~10 s) No crítico (retardo >>10 s) Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

107 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de categorías de QoS centradas en el usuario extremo – Características (1/2) Este modelo de ocho categorías de QoS centradas en el usuario tiene varias características útiles: 1) Se basa en la percepción del usuario de las degradaciones de un servicio de extremo a extremo y no depende de ninguna tecnología específica para su validez. El modelo se puede aplicar independientemente de la tecnología de transporte subyacente (IP, ATM, alámbrica, inalámbrica, etc.). 2) Proporciona una indicación de los límites superior e inferior para determinar cuándo el usuario percibe las aplicaciones como fundamentalmente aceptables. Si se excede un límite superior (en pérdida o en retardo), el servicio seguirá siendo considerado insatisfactorio. Si se excede un nivel inferior, el servicio se seguirá considerando aceptable, pero, desde el punto de vista de los recursos de la red, se estima que causa derroche porque utiliza recursos innecesarios. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

108 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de categorías de QoS centradas en el usuario extremo – Características (2/2) 3) Proporciona un medio simple para determinar si un canal portador puede transmitir los datos de una aplicación determinada. Ejemplo: un canal con un tiempo de transmisión en un sentido de un segundo no puede soportar eficazmente comunicaciones naturales en tiempo real, como el servicio de voz. 4) Muestra cómo se pueden agrupar las degradaciones causadas por la pérdida de información y el retardo, sin implicar que una clase es "mejor" que otra (como se hace en las categorizaciones llamadas Oro, Plata, etc.). Esto puede servir de base para conformar clases QoS de red que permitan diferenciar los servicios según la calidad de funcionamiento. Nota: Las aplicaciones que se citan en el modelo de categorías de QoS son ejemplos y la lista no es exhaustiva. Se puede agregar al esquema otras aplicaciones por semejanza con los ejemplos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

109 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Fin de la Sección 3 CATEGORÍAS DE CALIDAD DE SERVICIO PARA SERVICIOS MULTIMEDIOS Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

110 4. BASES PARA ESPECIFICAR LA CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE RED IP
Concepto calidad de funcionamiento de red IP Especificación de la calidad de funcionamiento de red IP Modelo de la calidad de funcionamiento de red IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

111 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Sección 4 – Bases para especificar la calidad de funcionamiento de red IP Contenido: 4.1 Concepto calidad de funcionamiento de red IP. 4.2 Proceso para especificar la calidad de funcionamiento de red IP. 4.3 Modelo de la calidad de funcionamiento de red IP. Objetivos: Reconocer los aspectos de servicio que cubren los parámetros de calidad de funcionamiento relativos a la disponibilidad y la transferencia de paquetes IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

112 4.1 Concepto calidad de funcionamiento de red IP
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113 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Servicio de red IP Servicio de comunicación de datos con protocolo Internet (IP, Internet Protocol) de extremo a extremo se refiere a la transferencia de datagramas IP generados por el usuario (paquetes IP) entre dos computadores principales (hosts) de extremo especificados por sus direcciones IP completas. Este servicio portador se suele denominar abreviadamente “servicio de red IP”. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

114 Alcance de la especificación de calidad de funcionamiento de red IP
En la Recomendación UIT-T Y.1540, el UIT-T ha definido un conjunto de parámetros que permiten especificar y evaluar la calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP del servicio de comunicación de datos IP en cuanto a: 1) Velocidad. 2) Exactitud. 3) Seguridad de funcionamiento. 4) Disponibilidad. Los parámetros definidos se aplican al servicio IP de extremo a extremo, punto a punto, y a tramos de la red que proporcionan, o contribuyen, a la prestación de ese servicio. Recomendación UIT-T Y.1540 (11/2007), Servicio de comunicación de datos con protocolo Internet – Parámetros de calidad de funcionamiento relativos a la disponibilidad y la transferencia de paquetes de protocolo Internet. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

115 Utilidad de los parámetros de calidad de funcionamiento de red IP
Los parámetros de calidad de funcionamiento de red IP se utilizan en la planificación y la oferta del servicio IP internacional. Los parámetros de calidad de funcionamiento pueden ser utilizados por los siguientes tipos de participantes: Los proveedores de servicios, para planificar, desarrollar y estimar un servicio IP que satisfaga las necesidades de los usuarios en materia de calidad de funcionamiento. Los fabricantes de equipos, como fuente de información respecto a esa calidad de funcionamiento que influirá en el diseño de los equipos. Los usuarios extremos, para evaluar la calidad del servicio IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

116 4.2 Proceso para especificar la calidad de funcionamiento de red IP
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117 Proceso para especificar la calidad de funcionamiento de red IP
Primer Paso: Se define las interfaces de un modelo estratificado por capas de calidad de funcionamiento de servicio IP, donde se puede observar y medir los eventos de referencia de transferencia de paquetes IP. Segundo Paso: Se utiliza los eventos de referencia que entrega este modelo para definir los parámetros primarios de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP. Tercer Paso: Se define los parámetros de disponibilidad del servicio IP sobre la base de un subconjunto de parámetros primarios de calidad de funcionamiento de transferencia de paquetes IP y un modelo estocástico de dos etapas asociado. Proceso de desarrollo de los parámetros de calidad de funcionamiento del servicio IP (1/2) Primer paso: Se define las interfaces en que los parámetros de calidad de funcionamiento serán aplicados, y los eventos específicos que pueden ser observados en esas interfaces. La red es modelada como una concatenación de secciones y están interconectadas por enlaces de central. Las interfaces entre las secciones, llamadas puntos de medición (MPs, measurement points), son fronteras funcionales en que los protocolos de comunicación estandarizados pueden ser observados. Los eventos significativos de la calidad de funcionamiento pueden ser contados, medidos en el tiempo, o comparados en los MPs son denominados eventos de referencia (REs, reference events). Los REs específicos son definidos por el protocolo de la interfaz. Segundo paso. Se define un conjunto de parámetros primarios que caracterizan en forma colectiva la calidad de funcionamiento de la red. Los parámetros primarios están relacionados con funciones de comunicación particulares y son definidos en términos de los Res. Una función de comunicación define la respuesta esperada de una red (o de una porción de red) a un estímulo externo específico; los estímulos y respuestas son Res. Tres funciones de comunicación genéricas son usadas comúnmente en la descripción de la calidad de funcionamiento de una red digital: acceso, transferencia de información de usuario, y desvinculación. Estadísticamente, los parámetros de calidad de funcionamiento son variables aleatorias definidas sobre un espacio muestral que distingue los posibles resultados que una función de calidad de funcionamiento puede encontrar. Para cualquier función discreta, se puede distinguir tres tipos de resultados generales: calidad de funcionamiento satisfactoria, calidad de funcionamiento incorrecta, y falla de funcionamiento. Los correspondientes aspectos de la calidad de funcionamiento que interesan al usuario (o criterios) son velocidad, exactitud, y seguridad de funcionamiento. Estos criterios son relacionados con las tres funciones de comunicación genéricas mediante la matriz 3  3 de calidad de funcionamiento definida en la Recomendación UIT-T I.350 (1993), Aspectos generales de calidad de servicio y de calidad de funcionamiento en las redes digitales incluidas las redes digitales de servicios integrados. Se define uno o más parámetros para abordar cada combinación función/criterio de la matriz. El enfoque matricial ayuda a asegurar que ningún atributo significativo de la calidad de funcionamiento sea pasado por alto. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

118 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Proceso de desarrollo de los parámetros de calidad de funcionamiento del servicio IP (2/2) Tercer paso: Se define un conjunto de parámetros de disponibilidad para caracterizar la calidad de funcionamiento desde un punto de vista más macroscópico, de más largo plazo. Los parámetros de disponibilidad son definidos sobre la base de los valores observados de un subconjunto de parámetros primarios, los parámetros de decisión de disponibilidad. El trayecto de comunicación entre un par (o un conjunto) de usuarios se determina que está ya sea en el estado disponible o en el estado indisponible mediante una función de disponibilidad que compara los valores observados de los parámetros de decisión con los correspondientes valores umbral de corte a lo largo de sucesivos períodos de observación. Los parámetros de disponibilidad caracterizan el proceso aleatorio binario resultante en términos estadísticos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

119 Procedimiento para especificar la calidad de funcionamiento de red IP – Esquema
Sección de red Sección de circuito MP MP MP MP Red IP Primer paso: Enrutador Enrutador Enrutador o SRC Enlace Enrutador o DST Frontera Frontera Frontera Frontera Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP Paquete IP SRC: Computador de origen DST: Computador de destino MP: Punto de medición Eventos de referencia de la transferencia de paquetes IP Segundo paso: Criterio Función Velocidad Exactitud Seguridad de funcionamiento Acceso Transferencia de información de usuario Desvinculación Matriz de calidad de funcionamiento (Rec. UIT-T I.350) Parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP Tercer paso: Servicio IP no disponible Parámetros de disponibilidad del servicio IP Servicio IP disponible Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

120 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Principios de definición de los parámetros de calidad de funcionamiento de red IP (1/2) Los parámetros de calidad de funcionamiento del servicio IP se definen sobre la base de eventos de referencia de transferencia de paquetes IP (IPRE, IP packet transfer reference event) que se pueden observar en puntos de medición (MP, measurement points) asociados con fronteras funcionales y jurisdiccionales. La calidad del servicio IP se considera en el contexto de la matriz de calidad de funcionamiento de 3 × 3 definida en la Recomendación UIT-T I.350. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

121 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Principios de definición de los parámetros de calidad de funcionamiento de red IP (2/2) En la matriz de calidad de funcionamiento de la Recomendación UIT-T I.350 se identifican tres funciones de comunicación independientes del protocolo: 1) Acceso. 2) Transferencia de información de usuario. 3) Desvinculación. Cada función se considera con respecto a tres aspectos del funcionamiento en general (o "criterios de calidad de funcionamiento"): a) Velocidad. b) Exactitud. c) Seguridad de funcionamiento. Un modelo estocástico de dos etapas asociado proporciona la base para la descripción de la disponibilidad del servicio IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

122 4.3 Modelo de la calidad de funcionamiento de red IP
Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

123 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo estratificado por capas de calidad de funcionamiento de servicio IP La calidad de funcionamiento de un servicio IP es especificada utilizando un modelo estratificado por capas, en donde se distingue: Capas inferiores, que proporcionan transporte que soporta la capa IP. La capa IP, que proporciona transporte sin conexión de datagramas IP (paquetes IP). Capas superiores, soportadas por el protocolo IP, que facilitan las comunicaciones de extremo a extremo. La calidad de funcionamiento proporcionada a los usuarios del servicio IP depende de la calidad de funcionamiento de estas capas. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

124 Modelo estratificado por capas de calidad de funcionamiento de servicio IP – Ejemplo
Información de usuario (por ejemplo, datos) Información de usuario (por ejemplo, datos) (HTTP) (RTP) (FTP) etc. (TCP) (UDP) (HTTP) (RTP) (FTP) etc. (TCP) (UDP) Calidad de funcionamiento de capa superior Calidad de funcionamiento de servicio de capa de paquetes IP Capa IP Capa IP Capa IP Capa IP Calidad de funcionamiento de capa inferior (3 ejemplares) Capas inferiores Capas inferiores Capas inferiores Componentes de red SRC Enlace Enrutador Enlace Enrutador Enlace DST Pulsar sobre los nombres de las capas del modelo para ver las descripciones respectivas. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

125 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Capas inferiores del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP Las capas inferiores del modelo proporcionan (vía "enlaces") transporte con conexión o sin conexión que soporta la capa IP. Los enlaces se terminan en puntos en los que los paquetes IP son reenviados (es decir, en "enrutadores", "SRC" y "DST") y por ello no tienen significado de extremo a extremo. Puede haber varias capas de protocolos y servicios por debajo de la capa IP, y éstos pueden utilizar diversos tipos de medios físicos. En los enlaces pueden intervenir diferentes tipos de tecnología, por ejemplo, ATM, Frame Relay, SDH, RDSI y líneas arrendadas. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

126 Capa IP del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP
La capa IP del modelo proporciona transporte sin conexión de paquetes IP. La capa IP tiene significado de extremo a extremo para un determinado par de direcciones IP de origen y destino. Ciertos elementos de las cabeceras de los paquetes IP pueden ser modificados por las redes, pero los datos de usuario IP no pueden ser modificados en la capa IP ni por debajo de ella. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

127 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Capas superiores del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP Las capas superiores del modelo, soportadas por el protocolo IP, posibilitan más aún las comunicaciones de extremo a extremo. Las capas superiores podrán modificar y mejorar la calidad de funcionamiento de extremo a extremo proporcionada en la capa IP. Por ejemplo, las capas superiores pueden incluir los protocolos TCP, UDP, FTP, RTP y HTTP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

128 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Fin de la Sección 4 BASES PARA ESPECIFICAR LA CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE RED IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

129 5. MODELO DE CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE SERVICIO IP GENÉRICO
Componentes y secciones de red IP Puntos de medición y secciones medibles Eventos de transferencia de paquetes IP Resultados de la transferencia de paquetes IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

130 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Sección 5 – Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP genérico Contenido: 5.1 Naturaleza del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP. 5.2 Componentes y secciones de red IP. 5.3 Puntos de medición y secciones medibles. 5.4 Eventos de transferencia de paquetes IP. 5.5 Resultados de la transferencia de paquetes IP. Objetivos: Reconocer los elementos de red y los componentes medibles del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP genérico. Describir los tipos de eventos de transferencia de paquetes IP. Describir los resultados posibles de la transferencia de paquetes IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

131 5.1 Naturaleza del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP
Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

132 Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP genérico
En la Recomendación UIT-T Y.1540, el UIT-T ha propuesto un «Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP genérico» que sirve para definir los parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia unidireccional de paquetes IP por una sección o un conjunto concatenado de secciones. Este modelo especifica lo siguiente: Los bloques de construcción con los que se puede representar cualquier servicio IP de extremo a extremo. El conjunto de eventos de referencia de transferencia de paquetes IP en el que se basa la definición de los parámetros de calidad de funcionamiento. Los eventos de referencia se derivan de, y son coherentes con, definiciones pertinentes de servicios IP y protocolos. Esos eventos de referencia sirven para enumerar los resultados posibles cuando se entrega un paquete IP en una sección. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

133 Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP genérico – Alcance
La única función de comunicación considerada en el modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP es la transferencia de paquete IP. Las funciones básicas de acceso y desvinculación no son consideradas. Esto refleja la naturaleza no orientada a la conexión de las actuales redes IP. La Comisión de Estudio 13 del UIT-T y otras comisiones están desarrollando parámetros de calidad de funcionamiento de servicio IP que incluirán eventualmente tales funciones en el futuro. Ejemplo: establecimiento y liberación de flujos orientados a la conexión. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

134 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP genérico – Elementos componentes El modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP incluye los siguientes elementos: Componentes de red. Enlaces de central y secciones de red. Puntos de medición y secciones medibles. Eventos de referencia de transferencia de paquetes IP (IPRE, IP packet transfer reference events). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

135 5.2 Componentes y secciones de red IP
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136 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP genérico – Componentes de red Los componentes de red del modelo de calidad de funcionamiento IP son: Computador principal de origen (SRC, source host). Computador principal de destino (DST, destination host) Enrutador. Enlace. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

137 Componentes de red del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP – Diagrama
(más enrutadores y enlaces) DST SRC (más enrutadores y enlaces) (más enrutadores y enlaces) SRC: Computador principal de origen DST: Computador principal de destino Enlace Enrutador Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

138 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Componentes de red del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (1/2) Computador principal: Computador que se comunica utilizando los protocolos Internet. Un computador principal aplica funciones de enrutamiento (es decir, funciona en la capa IP). Puede implementar funciones adicionales que incluyan protocolos de capa superior (p. ej., el TCP en un computador principal de origen o destino) y protocolos de capa inferior (p. ej.; ATM). Computador principal de origen (SRC, source host): Computador principal y dirección IP completa en donde se originan los paquetes IP de extremo a extremo. Computador principal de destino (DST, destination host): Computador principal y dirección IP completa en donde se terminan los paquetes IP de extremo a extremo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

139 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Componentes de red del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (2/2) Enrutador: Computador principal que permite la comunicación entre otros computadores principales reenviando los paquetes IP en base al contenido de su campo de dirección de destino IP. Enlace: Conexión punto a punto (física o virtual) utilizada para transportar paquetes IP entre un par de computadores principales. No incluye parte alguna de los computadores principales ni ningún otro computador principal; funciona por debajo de la capa IP. Por ejemplo, un enlace puede ser una línea arrendada, o puede implementarse en forma de conexión lógica por una red Ethernet, una red ATM/MPLS o utilizando cualquier otra tecnología de red que funcione por debajo de la capa IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

140 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP – Tipos de secciones El modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP distingue los siguientes tipos de secciones: Enlace de central. Sección de red. Sección de red de origen. Sección de red de destino. Todas estas secciones proporcionan los bloques de construcción con los que se puede representar cualquier servicio IP de extremo a extremo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

141 Conectividad de red IP – Diagrama
En los bordes de cada sección de red (NS), enrutadores pasarela reciben y envían paquetes a través de enlaces de central (EL). (más NS y EL) C D DST A G SRC F NS de origen NS de destino (más NS y EL) (más NS y EL) E Sección de red (NS, network section) Enlace de central (EL, exchange link) Enrutador fronterizo (edge router) Enrutador interior Ver Nota / Ocultar Nota Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

142 Secciones del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (1/3)
Enlace de central (EL, exchange link): Enlace que conecta: i) un computador principal de origen o destino a su computador principal adyacente (por ejemplo, un enrutador) posiblemente en otra jurisdicción a veces denominada enlace de acceso, enlace de ingreso o enlace de egreso; o ii) un enrutador de una sección de red con un enrutador de otra sección de red. La responsabilidad respecto a un enlace de central, su capacidad y su calidad de funcionamiento son compartidas normalmente por las partes conectadas. “Enlace de central” es aproximadamente equivalente al término “central” definido en RFC 2330. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

143 Secciones del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (2/3)
Sección de red (NS, network section): Conjunto de computadores principales unidos por todos sus enlaces de interconexión que juntos proporcionan una parte del servicio IP entre un SRC y un DST, y están bajo una única responsabilidad jurisdiccional (o colaborativa). Algunas secciones de red constan de un solo computador principal sin enlaces de interconexión. Las NS de origen y las NS de destino son casos particulares de secciones de red. Pares de secciones de red están conectadas por enlaces de central. “Sección de red” es aproximadamente equivalente al término “nube” definido en RFC 2330. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

144 Secciones del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (3/3)
Sección de red de origen: NS que incluye el SRC dentro de su responsabilidad jurisdiccional. En algunos casos, el SRC es el único computador principal dentro de la NS de origen. Sección de red de destino: NS que incluye el DST dentro de su responsabilidad jurisdiccional. En algunos casos, el DST es el único computador principal dentro de la NS de destino. Las fronteras de las secciones de red son normalmente enrutadores que aplican los protocolos de pasarela exterior IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

145 5.3 Puntos de medición y secciones medibles
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146 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP – Puntos de medición y secciones medibles Punto de medición (MP, measurement point): Frontera entre un computador principal y un enlace adyacente en donde pueden observarse y medirse eventos de referencia de calidad de funcionamiento. Sección medible Una sección o una combinación de secciones es medible si está limitada por un conjunto de puntos de medición (MP). Son medibles las siguientes secciones: Sección básica. Red con protocolo Internet de extremo a extremo. Conjunto de secciones de red (NSE, network section ensemble). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

147 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Secciones medibles del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (1/3) Sección básica: Puede ser un EL, una NS, un SRC o un DST. La calidad de funcionamiento de cualquier EL o NS se puede medir en relación con cualquier servicio IP de extremo a extremo unidireccional dado. Las secciones básicas están delimitadas por puntos de medición (MP). Los MP de ingreso son el conjunto de MP cruzados por paquetes de ese servicio cuando entran en la sección básica. Los MP de egreso son el conjunto de MP cruzados por paquetes de ese servicio cuando salen de la sección básica. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

148 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Secciones medibles del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (2/3) Red con protocolo Internet de extremo a extremo: Conjunto de EL y NS que proporcionan el transporte de paquetes IP transmitidos de un SRC a un DST. La calidad de funcionamiento de una red IP de extremo a extremo se puede medir en relación con cualquier servicio IP de extremo a extremo unidireccional dado. Los MP que limitan la red IP de extremo a extremo son los MP del SRC y el DST. El MP de ingreso es el MP cruzado por paquetes de ese servicio cuando entran en la red de extremo a extremo en el SRC. El MP de egreso es el MP cruzado por paquetes de ese servicio cuando salen de la red de extremo a extremo en el DST. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

149 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Secciones medibles del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (3/3) Conjunto de secciones de red (NSE, network section ensemble): Un NSE es cualquier subconjunto conectado de NS junto con todos los EL que las interconectan. Pares de NSE distintos están conectados por enlaces de central. La calidad de funcionamiento de cualquier NSE dado se puede medir en relación con cualquier servicio IP de extremo a extremo unidireccional. El término "NSE" se puede utilizar para: (i) referirse a una sola NS, dos NS o cualquier número de NS y el EL que las conecta; (ii) representar toda la red IP de extremo a extremo. Los NSE están delimitados por puntos de medición (MP) Los MP de ingreso son el conjunto de MP cruzados por paquetes de ese servicio cuando entran en ese NSE. Los MP de egreso son el conjunto de MP cruzados por paquetes de ese servicio cuando salen de ese NSE. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

150 5.4 Eventos de transferencia de paquetes IP
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151 Concepto evento de referencia de red
Un evento de referencia de red (p. ej., red RDSI) es la transferencia de una unidad de información de control o de usuario discreta codificada de acuerdo con los protocolos recomendados por la UIT a través de un punto de medición (MP). Las unidades de información especificadas y los estados de protocolo resultantes asociados se identifican mediante un código de evento utilizado para referencia al definir los parámetros de calidad de funcionamiento. El estado resultante establece a su vez los eventos de referencia que pueden producirse a continuación. Se distinguen dos clases de eventos de referencia: Eventos de salida. Eventos de entrada. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

152 Clases de eventos de referencia
Evento de salida: Se produce un evento de salida cuando una unidad de información de control o de usuario atraviesa el MP al salir del SSN o CEQ hacia el sistema de transmisión asociado. Evento de entrada: Se produce un evento de entrada cuando una unidad de información de control o de usuario atraviesa el MP al entrar en el SSN o CEQ desde el sistema de transmisión asociado. Si hay retransmisión, el evento de salida se produce con la primera transmisión y el evento de entrada con la última transmisión. CEQ: equipo de cliente/red de cliente (customer equipment/customer network). SSN: nodo de conmutación/señalización (switching/signalling node). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

153 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP – Eventos de transferencia de paquetes IP Un evento de referencia de transferencia de paquetes IP ocurre cuando: i) un paquete IP cruza un punto de medición (MP); y ii) se aplican procedimientos IP normalizados al paquete para verificar la validez de la suma de control de la cabecera; y iii) los campos de dirección de origen y destino de la cabecera del paquete IP representan las direcciones IP del SRC y el DST previstos. Los eventos de referencia de transferencia de paquetes IP se definen sin tener en cuenta la fragmentación de los paquetes. Dichos eventos ocurren cada vez que un paquete IP cruza cualquier MP con independencia del valor contenido en la “bandera de más fragmentos”. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

154 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP – Tipos de eventos de transferencia de paquetes IP Se definen cuatro tipos de evento de transferencia de paquetes IP: Evento de entrada de paquete IP en un computador principal. Evento de salida de paquete IP de un computador principal. Evento de ingreso de paquete IP en una sección básica o en un conjunto de secciones de red. Evento de egreso de paquete IP de una sección básica o en un conjunto de secciones de red. La siguiente diapositiva ilustra estos cuatro eventos de transferencia de paquetes IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

155 Ejemplo de eventos de referencia de transferencia de paquetes IP
salida IP Eventos de ingreso IP Eventos de egreso IP Eventos de entrada IP Sección de red IP Enrutador o SRC Enrutador o DST Enrutador Enrutador Capa IP Enlace central Enlace central Capa IP Capa inferior A B C D Capa inferior MP MP MP MP SRC: computador principal de origen DST: Computador principal de destino MP: Punto de medición Ver Notas / Ocultar Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

156 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Eventos de transferencia de paquetes IP del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (1/2) Evento de entrada de paquete de protocolo Internet en un computador principal: Este evento ocurre cuando un paquete IP cruza un MP entrando en un computador principal (enrutador de NS o DST) desde el EL conectado. Evento de salida de paquete de protocolo Internet de un computador principal: Este evento ocurre cuando un paquete IP cruza un MP saliendo de un computador principal (enrutador de NS o SRC) hacia el EL conectado. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

157 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Eventos de transferencia de paquetes IP del modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP (2/2) Evento de ingreso de paquete de protocolo Internet en una sección básica o en un conjunto de secciones de red: Este evento ocurre cuando un paquete IP cruza un MP de ingreso entrando en una sección básica o un NSE. Evento de egreso de paquete de protocolo Internet de una sección básica o en un conjunto de secciones de red: Este evento ocurre cuando un paquete IP cruza un MP de egreso saliendo de una sección básica o un NSE. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

158 5.5 Resultados de la transferencia de paquetes IP
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159 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Modelo de calidad de funcionamiento de servicio IP – Resultados de la transferencia de paquetes IP Al considerar los eventos de referencia de transferencia de paquetes IP, se pueden definir varios resultados posibles de la transferencia IP para cualquier paquete que intente cruzar una sección básica o un NSE. 1) Resultado satisfactorio de transferencia de paquete IP. 2) Resultado paquete IP con errores. 3) Resultado paquete IP perdido. 4) Resultado paquete IP espurio. 5) Resultado bloque de paquetes IP con muchas pérdidas. 6) Resultado paquete IP desordenado/reordenado. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

160 Resultados de la transferencia de paquetes IP – Esquema
MP de ingreso MP de egreso Sección de red IP IPRE1 IPRE2 Cabecera válida y carga útil sin errores Resultado paquete IP satisfactorio t < Tmáx IPRE1 IPRE2 Cabecera degradada o carga útil con errores Resultado paquete IP con errores t < Tmáx Tmáx: Retardo máximo de paquete IP a partir del cual se considera que el paquete se ha perdido. IPRE2 Resultado paquete IP espurio El resultado se produce con independencia del contenido del paquete IP IPRE1 Nunca entregado o entregado a un MP de egreso no permitido Resultado paquete IP perdido El resultado se produce con independencia del contenido del paquete IP IPRE1 t > Tmáx IPRE2 Resultado paquete IP perdido t Ver Notas / Ocultar Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

161 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Conceptos básicos de la definición de resultados de la transferencia de paquetes IP Las definiciones de los resultados de la transferencia de paquetes IP se basan en los siguientes conceptos: MP de ingreso permisible. MP de egreso permisible. Paquetes correspondientes. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

162 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Conceptos básicos de la transferencia de paquetes IP – MPs de ingreso permisible y egreso permisible MP de ingreso permisible y MP de egreso permisible: En un momento determinado, y en relación con un servicio IP de extremo a extremo dado y una sección básica o un NSE: Un MP de ingreso es un MP de ingreso permisible si el cruce de este MP hacia esa sección básica o ese NSE está permitido por la información de enrutamiento global. Un MP de egreso es un MP de egreso permisible si el cruce de este MP lleva hacia otra sección básica que está permitida por la información de enrutamiento global. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

163 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Conceptos básicos de la definición de resultados de la transferencia de paquetes IP – Eventos correspondientes Eventos correspondientes: Se dice que un evento de egreso IP corresponde a un evento de ingreso anterior si fueron creados por el “mismo” paquete IP. Este concepto se aplica tanto si el paquete en el MP de egreso es el paquete en su totalidad o sólo un fragmento del original. Para evitar la confusión resultante de la reentrada de paquetes en el NSE, este concepto de correspondencia exige además que ésta sea la primera vez (desde su ingreso) que el contenido de que se trate salga del NSE. La determinación práctica de si los eventos de referencia IP son eventos correspondientes se hace normalmente caso por caso y a menudo se basa en: El análisis de las direcciones IP. La información de enrutamiento global. El campo de identificación del paquete IP. Otra información de cabecera y el contenido del paquete IP. Consideraciones sobre los eventos correspondientes El análisis de la calidad de funcionamiento del servicio de transferencia de paquetes IP hace necesario asociar los paquetes que cruzan un MP con los paquetes que han cruzado un MP diferente, al tomar en cuenta el carácter sin conexión del servicio IP y la consecuente posibilidad de fragmentación de los paquetes IP. Enrutamiento sin conexión significa que un paquete puede salir de una sección básica por uno de los (posiblemente) varios MP de egreso permisibles. Fragmentación de un paquete significa que un paquete que está entrando en una sección básica puede salir de la misma en fragmentos, que posiblemente entren en otras varias secciones básicas diferentes. Por último, el enrutamiento IP sin conexión puede incluso devolver un paquete o fragmento de paquete a una sección básica que ya ha atravesado (debido quizás a problemas en la actualización de las tablas de enrutamiento). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

164 Eventos correspondientes cuando se produce fragmentación – Diagrama
Un paquete IP dirigido de SRC a DST ingresa en la Sección de Red C, crea un evento de ingreso, (a), es fragmentado, y crea dos eventos de egresos correspondientes, (b) y (c) D (a) (b) Sección de Red C (c) B DST A G SRC F E Enlace de central (EL, exchange link) Enrutador fronterizo (edge router) Ver Nota / Ocultar Nota Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

165 Resultado paquete IP satisfactorio
Se produce un resultado satisfactorio de transferencia de paquete IP cuando un solo evento de referencia de paquetes IP en un MP0 de ingreso permisible da lugar a uno (o más) evento(s) de referencia correspondientes en uno (o más) MPi de egreso, todos ellos dentro de un plazo de tiempo Tmáx especificado a partir del evento de ingreso original y: i) todos los MPi de egreso en donde ocurren los eventos de referencia correspondientes son permisibles; y ii) el contenido completo del paquete original observado en MP0 está incluido en los paquetes entregados; iii) o bien el contenido binario de los campos de información de los paquetes IP entregados es conforme exactamente con el del paquete original; iv) o bien los campos de cabecera de los paquetes entregados son válidos. El valor de Tmáx se ha fijado provisionalmente a 3 segundos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

166 Resultado paquete IP con errores
Se produce un resultado paquete IP con errores cuando un solo evento de referencia de paquetes IP en un MP0 de ingreso permisible da lugar a uno (o más) evento(s) de referencia correspondiente(s) en uno (o más) MPi de egreso, todos ellos dentro de un plazo de tiempo Tmáx a partir del evento de referencia original y: i) todos los MPi de egreso en donde ocurren los eventos de referencia correspondientes son permisibles; y ii) el contenido completo del paquete original observado en MP0 está incluido en los paquetes entregados; iii) o bien el contenido binario de los campos de información de los paquetes IP entregados no es conforme exactamente con el del paquete original; iv) o bien uno o más de los campos de cabecera de los paquetes entregados están degradados. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

167 Resultado paquete IP perdido (1/2)
La definición de un resultado paquete IP perdido se basa en la definición de paquete mal direccionado. Paquete IP mal direccionado: Aparece un paquete IP mal direccionado cuando un solo evento de referencia de paquetes IP en un MP0 de ingreso permisible da lugar a uno (o más) evento(s) de referencia correspondiente(s) en uno (o más) MPi de egreso, todos ellos dentro de un plazo de tiempo Tmáx especificado a partir del evento de referencia original y: i) el contenido completo del paquete original observado en MP0 está incluido en el (los) paquete(s); pero ii) uno o más de los MPi de egreso donde ocurren los eventos de referencia correspondientes no son MP de egreso permisibles. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

168 Resultado paquete IP perdido (2/2)
Se produce un resultado paquete IP perdido cuando un solo evento de referencia de paquetes IP en un MP0 de ingreso permisible da lugar a un resultado paquete IP mal direccionado o cuando parte o la totalidad del contenido de ese paquete no da lugar a ningún evento de referencia IP en ningún MP de egreso dentro del plazo de tiempo Tmáx. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

169 Resultado paquete IP espurio
Se produce un resultado paquete IP espurio en una sección básica o un NSE de extremo a extremo cuando un paquete IP único crea un evento de egreso para el que no hay un evento de ingreso correspondiente. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

170 Resultado bloque de paquetes IP con muchas pérdidas
El resultado bloque de paquetes IP con muchas pérdidas para un bloque de paquetes observado durante un intervalo de tiempo Ts en el MP0 de ingreso se produce cuando la relación de los paquetes perdidos en el MPi de egreso y el número de paquetes totales en el bloque es mayor que s1. El valor del intervalo de tiempo Ts se ha fijado provisionalmente a 1 minuto. El valor de umbral s1 se ha fijado provisionalmente a 0,2. El examen de bloques sucesivos (intervalos de tiempo) no debería solaparse. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

171 Orden de llegada de paquetes IP (1/2)
La entrega de paquetes en orden es una propiedad de las transferencias satisfactorias de paquetes, de modo que los paquetes se reciben en el computador principal de destino (o punto de medición) en el mismo orden en que fueron enviados. El orden de llegada se determina únicamente mediante la posición. La medida en la cual se ha reordenado un determinado paquete se puede cuantificar en unidades de posición, tiempo y distancias de byte de carga útil. Normalmente los paquetes contienen algún tipo de identificador inequívoco, como un número de secuencia o como las marcas de tiempo que se introducen en el MP0. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

172 Orden de llegada de paquetes IP (2/2)
El parámetro de calidad de funcionamiento relativa al orden de los paquetes es importante para la mayoría de las aplicaciones, especialmente cuando se evalúa la aptitud de la red para trenes de medios en tiempo real, debido a su capacidad limitada de restablecer el orden y el efecto de la capacidad de restablecimiento sobre la calidad de funcionamiento. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

173 Resultado paquete ordenado
Paquete IP ordenado: El resultado paquete IP ordenado se produce cuando un solo evento de referencia de paquete IP en un punto de medición de egreso aceptable da lugar a lo siguiente: El paquete tiene un número de secuencia mayor o igual al valor del siguiente paquete esperado. El siguiente valor esperado aumenta tras la recepción de este paquete, de modo que queda fijado el nuevo valor esperado. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

174 Resultado desordenado o paquetes reordenados
Paquete IP desordenado/reordenado: El resultado paquete IP desordenado o paquete IP reordenado se produce cuando un solo evento de referencia de paquetes IP en un punto de medición de egreso aceptable da lugar a lo siguiente: El paquete tiene un número de secuencia inferior que el valor del siguiente paquete esperado y por consiguiente se reordena el paquete. El siguiente valor esperado no aumenta tras la recepción de este paquete. En la figura de la diapositiva siguiente se ilustra el resultado paquete desordenado para el paquete 2. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

175 Resultado paquete desordenado – Esquema
SRC Sección de red IP DST Terminación Paquete 1 Paquete 2 Paquete 3 Tolerancia en la recepción con una memoria intermedia de 2 paquetes Paquete 1 Paquete 4 t Paquete 2 Paquete 2 Desordenado Paquete 2 Reordenado Paquete 3 t Tiempo transcurrido en: Tránsito Memoria intermedia receptora SRC: computador principal de origen DST: Computador principal de destino Ver Nota / Ocultar Nota Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

176 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Fin de la Sección 5 MODELO DE CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE SERVICIO IP GENÉRICO Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

177 6. PARÁMETROS DE CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE LA TRANSFERENCIA DE PAQUETES IP
Parámetros relacionados con el flujo de paquetes IP Condiciones de mediciones de calidad de funcionamiento IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

178 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Sección 6 – Parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP Contenido: 6.1 Parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP. 6.2 Parámetros relacionados con el flujo de paquetes IP. 6.3 Condiciones de mediciones de calidad de funcionamiento IP. Objetivos: Describir los parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP y los parámetros relacionados con el flujo de paquetes IP, y explicar la relación que tiene cada uno de ellos con los resultados de la transferencia de paquetes IP. Describir las condiciones que es necesario controlar durante las mediciones de calidad de funcionamiento del servicio de transferencia de paquetes IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

179 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
6.1 Parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

180 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP (1/2) En la Recomendación UIT-T Y.1540, el UIT-T ha definido siete «Parámetros primarios de calidad de funcionamiento de la transferencia de información de paquetes IP», utilizando los resultados de la transferencia de paquetes IP que aporta el modelo de calidad de funcionamiento del servicio IP. Cada uno de los parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP se define sin hacer referencia a un determinado tipo de paquetes (ToS, DSCP, protocolo, etc.). Todos estos parámetros se pueden aplicar a la transferencia unidireccional de paquetes IP por una sección o un conjunto concatenado de secciones. Recomendación UIT-T Y.1540 (11/2007), Servicio de comunicación de datos con protocolo Internet – Parámetros de calidad de funcionamiento relativos a la disponibilidad y la transferencia de paquetes de protocolo Internet. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

181 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Parámetros de calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes IP (2/2) 1) Retardo de transferencia de paquetes IP (IPTD, IP packet transfer delay). 2) Variación del retardo de transferencia de paquetes IP (IPDV, IP packet delay variation). 3) Tasa de errores en los paquetes IP (IPER, IP packet error ratio). 4) Tasa de pérdida de paquetes IP (IPLR, IP packet loss ratio). 5) Tasa de paquetes IP espurios (SIPR, Spurious IP packet rate). 6) Tasa de bloques de paquetes IP con muchas pérdidas (IPSLBR, IP packet severe loss block ratio). 7) Tasa de reordenación de paquetes IP (IPRR, IP packet reordering ratio) Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

182 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Estimación de los parámetros de calidad de funcionamiento del servicio IP La estimación de los parámetros de calidad de funcionamiento IP tiene las siguientes características: La mayoría de los parámetros de calidad de funcionamiento se definen sobre conjuntos de paquetes llamados poblaciones de interés. La calidad de funcionamiento diferirá según el tipo de paquetes y cualquier declaración a propósito de la calidad de funcionamiento medida deberá contener información sobre qué tipo o tipos de paquetes se incluyeron en la población de interés. Los parámetros de calidad de funcionamiento del servicio IP se pueden estimar sobre la base de las observaciones efectuadas en los MP que limitan la sección básica o el NSE sometido a prueba. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

183 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Concepto básico de la definición de los parámetros de QoS del servicio IP – Población de interés Caso extremo a extremo: La población de interés es el conjunto total de paquetes que se envía de un SRC a un DST. En este caso, los puntos de medición son el MP del SRC y el DST. Caso de una sección básica o un NSE en relación con un par SRC y DST determinado: La población de interés en un MP de ingreso permisible particular es el conjunto de paquetes enviados del SRC al DST que se enrutan entrando en la sección básica o el NSE a través de ese MP específico. Esto se llama caso de ingreso específico. La población de interés total es el conjunto total de paquetes del SRC al DST que se entregan entrando en la sección o el NSE a través de cualquiera de sus MP de ingreso permisibles. Esto se llama caso independiente del ingreso. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

184 Retardo de transferencia de paquetes IP (IPTD) – Definición
El retardo de la transferencia de paquetes IP (IPTD) se define para todos los resultados paquetes satisfactorios y con errores a través de una sección básica o un NSE. El IPTD es el tiempo (t2 – t1) que transcurre entre la ocurrencia de dos eventos de referencia de paquetes IP correspondientes, evento de ingreso IPRE1 en el momento t1 y evento de egreso IPRE2 en el momento t2, siendo (t2 > t1) y (t2 – t1)  Tmáx. El retardo de la transferencia de paquetes IP de extremo a extremo es un retardo unidireccional entre el MP del SRC y el DST. Si el paquete se fragmenta dentro del NSE, t2 es el momento en que se produce el evento de egreso correspondiente final. El retardo medio de la transferencia de paquetes IP es la media aritmética de los retardos de la transferencia de paquetes IP de una población de interés. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

185 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Eventos de retardo de transferencia de paquetes IP – Esquema de transferencia de extremo a extremo EL NS EL NS EL y NS NS EL SRC DST Capa IP Capa inferior Evento de ingreso t1 (Salida) (Entrada) (Salida) (Entrada) (Salida) (Entrada) Evento de egreso (Salida) t2 t (Entrada) MP1 MP2 MP3 MP4 MP5 MPn-2 MPn-1 MPn SRC: Computador principal de origen DST: Computador principal de destino EL: Enlace central NS: Sección de red MP: Punto de medición IPTD = t2 – t1 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

186 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Variación del retardo de paquetes IP entre dos puntos de extremo a extremo – Definición Variación de retardo de paquetes IP: La variación del retardo de paquetes IP entre dos puntos de extremo a extremo se define en base a las observaciones de llegadas de paquetes IP correspondientes en los MP de ingreso y egreso (por ejemplo, MPDST, MPSRC). La variación del retardo de paquetes entre dos puntos (vk) para un paquete IP k entre el SRC y el DST es la diferencia entre el retardo de transferencia de paquetes IP absoluto (xk) del paquete y un retardo de transferencia de paquetes IP de referencia definido, d1,2, entre esos mismos MP: vk = xk – d1,2 El retardo de transferencia de paquetes IP de referencia, d1,2, entre el SRC y el DST es el retardo de transferencia de paquetes IP absoluto que tiene el primer paquete IP entre esos dos MP. Referencia de la variación del retardo de paquetes IP Utilización del retardo medio como referencia La variación del retardo de un paquete individual se define naturalmente como la diferencia entre el retardo efectivo experimentado por ese paquete y un retardo nominal (esperado). Una alternativa a utilizar el retardo del primer paquete como retardo nominal es utilizar el retardo medio de la población de paquetes como retardo nominal, lo cual tiene el efecto de centrar en cero la distribución de los valores de variación del retardo (cuando la distribución es simétrica). Utilización del retardo mínimo como referencia La utilización del paquete con el mínimo retardo como el retardo de referencia simplifica el análisis de la gama de variación del retardo y es una alternativa aceptada. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

187 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Variación del retardo de paquetes IP entre dos puntos entre el SRT y el DST – Esquema Retardo de referencia MP1 MP2 Sección de red IP Paquete 0 t = 0 Paquete 0 d1,2 a1,1 Paquete 1 a2,1 Paquete 1 a1,2 Paquete 2 a2,2 Paquete 2 a1,k Paquete k a2,k t Paquete k Variables: a1,k : Momento de llegada efectiva del paquete k a MP1 a2,k : Momento de llegada efectiva del paquete k a MP2 d1,2 : Retardo absoluto de la transferencia del paquete 0 entre MP1 y MP2 xk : Duración absoluta de la transferencia del paquete k entre MP1 y MP2 vk : Valor de la variación de retardo del paquete k entre MP1 y MP2 d1,2 vk xk xk = a2,k – a1,k vk = xk – d1,2 Ver Nota / Ocultar Nota Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

188 Tasa de errores en los paquetes IP (IPER) – Definición
La tasa de errores en los paquetes IP (IPER) es la relación entre el total de resultados paquete IP con errores y el total de resultados transferencia de paquete IP satisfactoria más los resultados paquete IP con errores en una población de interés. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

189 Tasa de pérdida de paquetes IP (IPLR) – Definición
La tasa de pérdida de paquetes IP (IPLR) es la relación entre el total de resultados paquete IP perdido y el total de paquetes IP transmitidos en una población de interés. En RFC 3357 figuran las métricas para describir patrones de pérdidas en un solo sentido. La pérdida consecutiva de paquetes tiene un interés especial en ciertas aplicaciones de tiempo real inelásticas, como por ejemplo, voz y vídeo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

190 Tasa de paquetes IP espurios (SIPR) – Definición
La tasa de paquetes IP espurios (SIPR) en un MP de egreso es el número total de paquetes IP espurios observados en ese MP de egreso durante un intervalo de tiempo especificado dividido por la duración del intervalo de tiempo (equivalente al número de paquetes IP espurios por segundo de servicio). Los mecanismos que generan paquetes IP espurios tienen poco que ver con el número de paquetes IP transmitidos a través de las secciones sometidas a prueba, por lo que este parámetro de calidad de funcionamiento no se expresa como una relación, sólo como una tasa. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

191 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Tasa de bloques de paquetes IP con muchas pérdidas (IPSLBR) – Definición Tasa de bloques de paquetes IP con muchas pérdidas: La tasa de bloques de paquetes IP con muchas pérdidas (IPSLBR) es la relación entre los resultados bloques de paquetes IP con muchos errores y el número total de bloques en una población de interés. Mediante este parámetro se pueden determinar múltiples cambios de trayectos IP debidos a actualizaciones de enrutamiento, también conocidas como variación de ruta, que causa una degradación importante en la mayoría de las aplicaciones de usuario. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

192 Tasa de paquetes IP desordenados (IPRR) – Definición
La tasa de paquetes IP desordenados (IPRR) es la relación entre el número de paquetes desordenados y el número de paquetes totales enviados desde un origen en una población de interés. Todo paquete cuyo número de secuencia cause que el valor del siguiente esperado se incremente en más del incremento normal indica una discontinuidad en el orden de recepción. A partir de este punto, todo paquete con número de secuencia inferior al valor del siguiente esperado se puede marcar con una distancia con respecto a la discontinuidad. Esta medición permite cuantificar el grado de desorden de un paquete. La distancia puede expresarse en unidades de posición, tiempo o la suma de carga útil de paquetes intermedios. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

193 6.2 Parámetros relacionados con el flujo de paquetes IP
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194 Parámetros relacionados con el flujo de paquetes IP
Actualmente, en las redes basadas en la versión 4 del protocolo IP (IPv4), no se comprueba la conformidad del tráfico ofrecido en un servicio IP de extremo a extremo con un esquema de tráfico acordado. Las redes IPv4 pueden limitar la tasa a la que los paquetes son ofrecidos por un SRC solamente descartando esos paquetes. Las redes IP de hoy día no se comprometen normalmente de manera formal a entregar parte alguna del tráfico ofrecido. Sin embargo, conviene caracterizar la calidad de funcionamiento entregada por las secciones en términos de parámetros relacionados con el flujo o el caudal que evalúan la capacidad de las redes o secciones IP de llevar cantidades de paquetes IP. Requisitos de los parámetros relacionados con el flujo Se recomienda que los parámetros relacionados con el flujo o el caudal cumplan los siguientes requisitos primarios: 1) Un parámetro que caracterice el caudal ofrecido a un servicio IP deberá poner en relación la cantidad de paquetes IP transportados de manera satisfactoria por una red o sección IP con la cantidad de parámetros IP que fueron entregados en esa red o sección. 2) Los parámetros relacionados con el caudal deberán aplicarse a una red IP de extremo a extremo y al transporte IP a través de un EL, una NS o un NSE. Algunos parámetros relacionados con el flujo o el caudal tratan de caracterizar la capacidad de caudal de una red IP, es decir, las posibilidades que tiene la red de mantener una determinada tasa de transferencia de paquetes IP. Se recomienda que cualquiera de esos parámetros cumpla los siguientes requisitos adicionales: 1) Deberá describir el esquema del tráfico ofrecido a la red o sección IP, ya que la capacidad de la red o sección IP de entregar de manera satisfactoria esos paquetes depende de dicho esquema de tráfico. 2) La tasa a la que se ofrece el tráfico no deberá ser superior a la capacidad (en bits por segundo) del enlace que conecta las secciones sometidas a prueba con las secciones de destino no sometidas a prueba. 3) En cualquier declaración individual sobre la calidad de funcionamiento del caudal deberá indicarse el tipo de paquetes IP de que se trata. Recomendación UIT-T Y.1540 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

195 Definición provisional de parámetros de caudal IP
Un parámetro que caracterice el caudal de una aplicación IP no necesariamente será una estimación precisa de la cantidad de recursos disponibles para esa aplicación porque los protocolos de capa superior a la capa IP (por ejemplo, el TCP) también influyen en el caudal habido. Actualmente se considera dos tipos de parámetros de caudal: Caudal de paquetes IP (IPPT, IP packet throughput). Mide el caudal en términos de tasa de paquetes IP transmitidos de manera satisfactoria. Caudal de paquetes IP basado en octetos (IPOT, octet-based IP packet throughput). Se basa en octetos y mide el caudal en términos de octetos transmitidos en esos paquetes. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

196 Caudal de paquetes IP (IPPT) – Definición
Para una determinada población de interés, el caudal de paquetes IP en un MP de egreso es el número total de resultados transferencia de paquete IP satisfactoria observados en ese MP de egreso durante un intervalo de tiempo especificado dividido por la duración del intervalo de tiempo. Este parámetro es equivalente al número de transferencias de paquetes IP satisfactorias por segundo de servicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

197 Caudal de paquetes IP basado en octetos (IPOT) – Definición
Para una determinada población de interés, el caudal de paquetes IP basado en octetos en un MP de egreso es el número total de octetos transmitidos en paquetes IP que se transmitieron de manera satisfactoria en ese MP de egreso durante un intervalo de tiempo especificado dividido por la duración del intervalo de tiempo. Este parámetro es equivalente al número de octetos en paquetes IP transmitidos de manera satisfactoria por segundo de servicio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

198 Capacidad de transferencia de red IP
La capacidad de transferencia de una red IP es la velocidad binaria efectiva entregada a un flujo de paquetes en un intervalo de tiempo. Flujo de paquetes: Un flujo de paquetes es el tráfico asociado con un tren de bits con conexión o sin conexión determinado que tiene asignado: computador principal de origen (SRC), computador principal de destino (DST), clase de servicio, e identificación de sesión. En la Sección 8 de esta Presentación se entrega la definición de clase de calidad de servicio (QoS) de red IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

199 Capacidad de transferencia de red IP y QoS
La capacidad de transferencia es un parámetro fundamental de QoS que tiene una influencia primordial sobre la calidad de funcionamiento percibida por los usuarios extremos. Muchas de las aplicaciones de usuario tienen requisitos mínimos de capacidad, que deben considerarse cuando se discuten los acuerdos de servicio. En la Rec. UIT-T Y.1540 no se define un parámetro para la capacidad de red IP, aunque se define el parámetro de pérdida de paquetes. Los bits u octetos perdidos se pueden restar del total enviado a fin de determinar provisionalmente la capacidad de la red. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

200 6.3 Condiciones de mediciones de calidad de funcionamiento IP
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201 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Condiciones externas de las secciones sometidas a pruebas de calidad de funcionamiento IP (1/2) Deberán especificarse las siguientes condiciones de las secciones sometidas a pruebas, que habrán de ser controladas durante las mediciones de calidad de funcionamiento IP: 1) Cuáles son exactamente las secciones que se miden: Los SRC y los DST de las mediciones de extremo a extremo. Los MP que limitan el NSE que se mide. No es necesario medir entre todos los pares de MP o todos los pares de SRC y DST para caracterizar la calidad de funcionamiento. 2) Tiempo de medición: Durante cuánto tiempo se recogieron muestras. Cuándo tuvo lugar la medición. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

202 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Condiciones externas de las secciones sometidas a pruebas de calidad de funcionamiento IP (2/2) 3) Características exactas del tráfico: Tasa a la que el SRC ofrece tráfico. Esquema de tráfico del SRC. Tráfico competidor en el SRC y el DST. Tamaño de los paquetes IP. 4) Tipo de medición: En servicio o fuera de servicio. Activa o pasiva. 5) Resúmenes de los datos medidos: Valores medios, valores del caso más desfavorable y cuantiles empíricos. Periodo que se resume: Periodo corto (por ejemplo, una hora). Periodo largo (por ejemplo, un día, una semana, un mes). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

203 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Fin de la Sección 6 PARÁMETROS DE CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE LA TRANSFERENCIA DE PAQUETES IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

204 7. DISPONIBILIDAD DEL SERVICIO IP
Concepto disponibilidad de servicio IP Parámetros de disponibilidad de servicio IP Evaluación de la disponibilidad de servicio IP Composición del tiempo de servicio IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

205 Sección 7 - Disponibilidad del servicio IP
Contenido: 7.1 Concepto disponibilidad de servicio IP. 7.2 Parámetros de disponibilidad de servicio IP. 7.3 Evaluación de la disponibilidad de servicio IP. 7.4 Composición del tiempo de servicio IP. Objetivos: Explicar el concepto disponibilidad del servicio de transferencia de paquetes IP. Describir la composición del tiempo de servicio IP disponible y del tiempo de servicio IP indisponible. Describir los criterios y las condiciones que es necesario controlar durante las mediciones del estado de disponibilidad del servicio de transferencia de paquetes IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

206 7.1 Concepto disponibilidad de servicio IP
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207 Concepto disponibilidad de un servicio
Disponibilidad de un servicio (service availability, SA) La disponibilidad de un servicio representa una medida de la fracción del tiempo durante un período definido en que el desempeño del servicio provisto se estima que es mejor que un umbral de calidad de servicio QoS definido. La disponibilidad de un servicio es medida en el contexto de un Acuerdo de Nivel de Servicio (SLA) entre el proveedor de servicio y el cliente. La disponibilidad de un servicio es expresada como un porcentaje (SA%) que indica el tiempo durante el cual el servicio contratado en el punto de acceso al servicio (service access point, SAP) está operacional. “Operacional” en este contexto significa que el cliente puede usar el servicio tal como está especificado en el SLA. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

208 Disponibilidad de servicio IP – Punto de vista del operador de red
La disponibilidad puede describirse de diversas maneras y los puntos de vista permiten evaluarla a través de varias sensibilidades y escalas tiempo. La definición de la disponibilidad del servicio IP desde el punto de vista del operador de red resulta apropiada y simple. Este punto de vista considera las causas de la indisponibilidad. Permite especificar las condiciones mínimas de evaluación necesarias. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

209 Disponibilidad de servicio IP – Alcance de la definición
La definición de disponibilidad de servicio IP propuesta actualmente es aplicable a un servicio IP de extremo a extremo unidireccional, a secciones básicas y a un NSE. Esta definición de disponibilidad de servicio IP se expresa por medio de umbrales de valores de parámetros de calidad de funcionamiento de servicio IP, como se describe en la siguiente Sub-sección. Recomendación UIT-T Y.1540. La definición unidireccional de disponibilidad viene motivada por el hecho de que los paquetes IP atraviesan a menudo del SRC al DST rutas muy diferentes de las que atraviesan del DST al SRC. Si, desde la perspectiva de un usuario de la red IP, se necesita una definición de disponibilidad bidireccional, dicha definición se puede derivar fácilmente a partir de la presente definición unidireccional. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

210 7.2 Parámetros de disponibilidad del servicio IP
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211 Proceso para definir los parámetros de disponibilidad de servicio IP
La definición de los parámetros de disponibilidad se desarrolla a lo largo de tres pasos: Primer Paso: Se define una función de disponibilidad que sirve para dividir el tiempo de servicio programado total de un servicio IP en periodos disponibles e indisponibles. Segundo Paso: En base a esta clasificación, se definen los porcentajes de disponibilidad y de indisponibilidad del servicio IP. Tercer Paso: Un modelo de dos etapas de disponibilidad de servicio IP sirve para definir los parámetros de disponibilidad conexos. A menos que el proveedor del servicio IP indique otra cosa, se supone que el tiempo de servicio programado para un servicio IP es de 24 horas al día, siete días a la semana. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

212 Función de disponibilidad de un servicio IP y umbral de interrupción
La función de disponibilidad de un servicio IP se basa en un umbral de la característica IPLR. El servicio IP está disponible de extremo a extremo unidireccional si la IPLR de ese caso de extremo a extremo es inferior al umbral de interrupción c1 definido en el siguiente cuadro. Criterio de interrupción Umbral IPLR > c1 c1 = 0,75 NOTA 1 – El valor de 0,75 de c1 se considera provisional y queda en estudio. También se han propuesto los valores de 0,9 y 0,99 para c1. NOTA 2 – Cuando las redes IP soportan múltiples calidades de servicio, quizá convenga considerar valores diferentes de c1 para los diferentes servicios. En ese caso, se han sugerido valores de c1 entre 0,03 y 0,2 (obtenidos a partir de la resiliencia de los codificadores vocales diferentes) para los servicios que ofrecen clase 0 o clase 1 Rec. UIT-T Y.1541 y un c1 de 0,75 para la clase 5. Criterio de interrupción del servicio IP Se prevé que el criterio de interrupción basado en la IPLR caracterice de manera satisfactoria la disponibilidad del servicio IP. Sin embargo, la disponibilidad del servicio IP también podría tener en cuenta una calidad de funcionamiento severamente degradada por lo que se refiere a la tasa de errores en los paquetes IP (IPER) y/o la tasa de paquetes IP espurios (SIPR). La inclusión de parámetros de decisión de disponibilidad adicionales y sus correspondientes umbrales queda en estudio. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

213 Estado de disponibilidad del servicio IP – Definición
Estado de disponibilidad de servicio IP: El servicio IP unidireccional está en el estado de indisponibilidad (sufre una interrupción) si la IPLR supera su umbral c1 (si se cumple el criterio de interrupción). El servicio IP unidireccional está en el estado de disponibilidad (ausencia de interrupción) si la IPLR no supera su umbral c1 (si no se cumple el criterio de interrupción). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

214 Estado de disponibilidad de secciones de red IP – Definición
Respecto a un par de SRC y DST determinado, una sección básica o un NSE están disponibles para el caso independiente del ingreso, si la IPLR de ese par es inferior al umbral c1, medido en todos los MP de ingreso permisibles. Respecto a un par de SRC y DST determinado, una sección básica o un NSE están disponibles para el caso de ingreso específico, si la IPLR de ese par es inferior al umbral c1, medido a partir de un MP de ingreso permisible. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

215 Aplicabilidad del umbral de interrupción c1
El umbral de interrupción c1 sólo se ha de utilizar para determinar cuando los recursos de la red IP son (temporalmente) incapaces de soportar un servicio útil de transferencia de paquetes IP. El valor de c1 no deberá considerarse como una indicación de la característica IPLR ni como un objetivo adecuado de IPLR para cualquier aplicación IP. Los objetivos de calidad de funcionamiento establecidos a propósito de la IPLR deberán excluir todos los periodos de indisponibilidad del servicio, es decir, todos los intervalos de tiempo en los que la IPLR > c1. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

216 Parámetros de disponibilidad de servicio IP
1) Porcentaje de indisponibilidad de servicio IP (PIU, percent IP service unavailability). 2) Porcentaje de disponibilidad de servicio IP (PIA, percent IP service availability). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

217 Parámetros de disponibilidad de servicio IP – Definición
Porcentaje de indisponibilidad de servicio IP (PIU, percent IP service unavailability): Porcentaje del tiempo de servicio IP programado total (porcentaje de intervalos Tav) que se clasifica como periodo indisponible utilizando la función de disponibilidad de servicio IP. Porcentaje de disponibilidad de servicio IP (PIA, percent IP service availability): Porcentaje del tiempo de servicio IP programado total (porcentaje de intervalos Tav) que se clasifica como periodo disponible utilizando la función de disponibilidad de servicio IP. Relación entre disponibilidad y carga de tráfico Puesto que la IPLR aumenta normalmente al aumentar la carga ofrecida del SRC al DST, la probabilidad de que se rebase el umbral c1 aumenta al aumentar la carga ofrecida. Por consiguiente, los valores del PIA probablemente sean menores cuando la demanda de capacidad entre el SRC y el DST sea mayor. PIU = 100 – PIA % Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

218 Modelo de dos etapas de disponibilidad de servicio IP
Parámetros de disponibilidad del servicio IP Servicio IP no disponible Servicio IP disponible Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

219 7.3 Evaluación de la disponibilidad de servicio IP
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220 Evaluación de la función de disponibilidad
El número mínimo de paquetes que se deberán utilizar para evaluar la función de disponibilidad del servicio IP es Mav. El valor de Mav está aún en estudio. Cuando en las pruebas de disponibilidad se utiliza tráfico generado por el usuario extremo, se ha sugerido un valor de Mav igual a 1000 paquetes. La duración mínima del intervalo de tiempo durante el cual se ha de evaluar la función de disponibilidad del servicio IP es Tav. Tav se ha fijado provisionalmente en cinco minutos porque este valor es coherente con los límites prácticos impuestos al funcionamiento de la capa IP. La supervisión de la calidad de funcionamiento de capas inferiores y de las fallas en los elementos de red puede permitir determinar indisponibilidades inminentes en un menor plazo y aplicar las medidas correctivas. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

221 Prueba del estado de disponibilidad del servicio IP
Se ha establecido una prueba mínima para determinar si un servicio IP, una sección básica o un NSE está en estado de disponibilidad o de indisponibilidad. Se exige que se utilicen al menos Mav paquetes dispersos a lo largo de un intervalo de tiempo Tav para evaluar el estado de disponibilidad. Para el tráfico generado por el usuario extremo, se podrían concatenar Tav intervalos de tiempo sucesivos hasta que se cumpla el requisito de al menos Mav eventos de ingreso. El tráfico generado de manera específica para probar el estado de disponibilidad deberá limitarse de tal modo que no provoque una congestión. La congestión podría afectar a otro tráfico y/o podría aumentar de manera significativa la probabilidad de que se superara el criterio de interrupción. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

222 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Prueba mínima del estado de disponibilidad del servicio IP – Pasos fundamentales Paso 1: Determinar el SRC y el DST. Paso 2: Posicionar los aparatos de prueba o activar los guiones de prueba en los puntos de medición apropiados. Paso 3: En un momento determinado previamente, iniciar el envío de Mav paquetes IP distribuidos durante el periodo de tiempo Tav. Paso 4: Si el número de resultados paquete perdido es superior a c1  Mav, el servicio IP está indisponible durante el intervalo de tiempo Tav. Paso 5: Si, de acuerdo con los resultados del Paso 4, el servicio IP (sección básica o NSE) no se declara indisponible, ello quiere decir que está disponible durante este intervalo de tiempo Tav. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

223 Estimación por muestreo de la disponibilidad del servicio IP
Muestras aleatorias del estado de disponibilidad utilizando la prueba mínima indicada en la diapositiva anterior pueden ser suficientes para estimar los parámetros de disponibilidad PIA y PIU. Para estimar la duración de los periodos de tiempo contiguos en estado de disponibilidad o en estado de indisponibilidad, el muestreo debe ser mucho más frecuente. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

224 7.4 Composición del tiempo de servicio IP
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225 Composición del tiempo de servicio IP
El tiempo de servicio disponible se compone de las siguientes regiones: 1) Conforme a la clase de QoS ”n” Y.1541 (n = 0, 1, 2, 3, 4, 5) 2) No conforme. 3) Bloques de paquetes IP con muchas pérdidas (IPSLB, IP packet severe loss block). El tiempo de servicio indisponible se compone de las siguientes zonas: 1) No accesible. 2) Discontinuo. 3) No accesible, discontinuo. 4) Calidad de funcionamiento deficiente. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

226 Composición del tiempo de servicio IP – Representación gráfica
En la figura de la diapositiva siguiente se muestra un diagrama de Venn en el que el universo es todo el tiempo de servicio IP. Los proveedores de servicio IP pueden identificar intervalos de mantenimiento en los que no se garantiza la disponibilidad de servicio. Por tanto, el universo de tiempo de servicio IP suele diferir del universo de todo el tiempo. En el diagrama de Venn se indica que el tiempo de servicio IP se divide en dos categorías principales: Tiempo disponible (a la izquierda). Tiempo indisponible (a la derecha). Se representa también la composición del tiempo disponible e indisponible. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

227 Diagrama de Venn del tiempo de servicio IP
Disponible Indisponible No accesible (interrupciones de enlace/puerto) Conforme a la clase de QoS “n” Y.1541 Calidad de funcionamiento deficiente La función de disponibilidad de servicio IP es importante en esta zona. La calidad de funcionamiento es tal que la mayoría de los usuarios consideran el servicio indisponible No conforme No accesible, discontinuo IPSLB Discontinuo (falla de enrutamiento) UNIVERSO DE TODO EL TIEMPO DE SERVICIO IP IPSLB: Bloques de paquetes IP con muchas pérdidas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

228 Tiempo de servicio disponible – Conforme a la clase de QoS “n” Y.1541
Tiempo de servicio conforme a la clase de QoS “n” Y.1541: El usuario del servicio puede comunicarse con el destino deseado y la calidad de funcionamiento de la transferencia de paquetes es conforme a los objetivos de la clase de QoS acordada, cuya definición está dada en la Recomendación UIT-T Y.1541. La evaluación de este estado suele efectuarse en intervalos de 1 minuto. Cualquier aplicación de usuario tiene necesidades específicas de capacidad; por lo tanto, también se ha de considerar la capacidad de soportar un contrato de tráfico (definido en la Rec. UIT-T Y.1221). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

229 Tiempo de servicio disponible – No conforme
Tiempo de servicio no conforme: Aunque el usuario de servicio puede comunicarse con el destino deseado, la calidad de funcionamiento de transferencia de paquetes no cumple uno o varios de los objetivos de la clase de QoS acordada. La evaluación de este estado suele efectuarse en intervalos de 1 minuto. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

230 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Tiempo de servicio disponible – Bloques de paquetes IP con muchas pérdidas Tiempo de servicio con bloques de paquetes IP con muchas pérdidas (IPSLB, IP packet severe loss block): Si bien el usuario de servicio puede comunicarse con el destino deseado, la calidad de funcionamiento de transferencia de paquetes no cumple uno o varios de los objetivos de la clase acordada. En particular la tasa de pérdida es suficiente para determinar que ha ocurrido un IPSLB (que se define, provisionalmente, como una pérdida mayor de 20% en un intervalo de 1 minuto). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

231 Tiempo de servicio indisponible – No accesible
Tiempo de servicio no accesible: Una falla en elementos de transporte de la red de acceso o de la red provoca que el usuario del servicio no pueda comunicarse con la red IP. Esto se debe frecuentemente a fallas en el enlace o en la interfaz de enrutamiento. La tasa de pérdida de paquetes suele ser 100% y a menudo son necesarios más de 5 minutos para corregir la falla. Convendrá que los sistemas de gestión de fallas avisen inmediatamente a los encargados del mantenimiento. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

232 Tiempo de servicio indisponible – Discontinuo
Tiempo de servicio discontinuo: Una falla en la información de enrutamiento global de red IP provoca que el usuario del servicio no pueda comunicarse con el destino deseado. Si bien es posible comunicarse con algunos destinos, no lo es con el destino deseado. La tasa de pérdida de paquetes suele ser 100% y, a menudo, son necesarios más de 5 minutos para corregir la falla. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

233 Tiempo de servicio indisponible – No accesible - discontinuo
Tiempo de servicio no accesible, discontinuo: El usuario del servicio no puede comunicarse mientras coexistan las dos condiciones anteriores: Servicio no accesible, y Servicio discontinuo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

234 Tiempo de servicio indisponible – Calidad de funcionamiento deficiente
Tiempo de servicio con calidad de funcionamiento deficiente: El usuario del servicio no puede obtener una comunicación fiable con el destino deseado. La tasa de pérdida de paquetes es mayor o igual a 75%, y el usuario califica el servicio como indisponible para comunicarse con casi cualquier tipo de aplicación de red IP. Si este nivel de pérdida de paquete se debe principalmente a la congestión, convendrá activar el control de flujo extremo a extremo (suministrado en el protocolo TCP) para disminuirla. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

235 Criterio de evaluación del estado de indisponibilidad del servicio IP
Los criterios de la función de disponibilidad de servicio IP sólo son importantes en la región de calidad de funcionamiento deficiente, y la contribución de esta región al tiempo indisponible es pequeña comparada con las otras causas de indisponibilidad. Por lo tanto, se considera suficiente la evaluación del estado de indisponibilidad sobre la base únicamente de la pérdida, y basta con los criterios acordados provisionalmente para dicha evaluación (5 minutos, 75% de pérdida). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

236 Fin de la Sección 7 DISPONIBILIDAD DEL SERVICIO IP
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237 8. OBJETIVOS DE CALIDAD DE FUNCIONAMIENTO DE RED IP
Concepto clase de calidad de servicio (QoS) de red IP Trayecto de referencia para la QoS de UNI a UNI Clases de QoS y objetivos de calidad de funcionamiento de red IP Evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP Utilización de las clases de QoS de red IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

238 Sección 8 – Objetivos de calidad de funcionamiento de red IP
Contenido: 8.1 Concepto clase de calidad de servicio (QoS) de red IP. 8.2 Trayecto de referencia para la QoS de UNI a UNI. 8.3 Definición de clases de QoS y objetivos de calidad de funcionamiento de red IP. 8.4 Naturaleza de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP. 8.5 Aspectos de la evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP. 8.6 Directriz sobre la utilización de las clases de QoS de red IP. 8.7 Clases provisionales de QoS de red IP. Objetivos: Explicar el concepto clase de calidad de servicio (QoS) de red IP y su utilidad. Reconocer los componentes del trayecto de referencia UNI a UNI que se utiliza para especificar la QoS de red IP. Interpretar los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP asociados a las clases de QoS de red IP. Describir las condiciones que es necesario controlar durante evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP. Interpretar las directrices del UIT-T sobre la utilización de las clases de QoS de red IP, en cuanto a aplicaciones, procesamiento de paquetes en los nodos, y enrutamiento recomendables. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

239 8.1 Concepto clase de calidad de servicio (QoS) de red IP
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240 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Definición de clases de calidad de servicio y objetivos de calidad de funcionamiento de red IP En la Recomendación UIT-T Y.1541, el UIT-T ha definido ocho diferentes clases de calidad de servicio de red IP (QoS “n”; n = 0, 1, … , 7), y ha especificado unos objetivos de calidad de funcionamiento del servicio IP para cada uno de los parámetros de calidad de funcionamiento de capa IP definidos en la Recomendación UIT‑T Y.1540. Actualmente, de estas ocho clases de QoS de red, seis son estables y dos son provisionales. Cada clase de QoS de red crea una combinación específica de límites en los valores de la calidad de funcionamiento. Estas clases de QoS son aplicables a los trayectos internacionales de red IP extremo a extremo (UNI-UNI). Los objetivos de QoS son aplicables principalmente cuando las velocidades del enlace de acceso sean equivalentes a la T1 o E1, y superiores. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

241 Designaciones de las clases de QoS de red IP
Las clases de QoS de red IP definidas por el UIT‑T son designadas como se indica: Clases de QoS estables: 1) Clase 0. 2) Clase 1. 3) Clase 2. 4) Clase 3. 5) Clase 4. 6) Clase 5. Clases de QoS provisionales: 7) Clase 6. 8) Clase 7. Los parámetros de calidad de funcionamiento de red IP usados en la especificación de las clases de QoS de red IP son: 1) Variación de retardo del paquete IP (IPDV). 2) Retardo de transferencia de paquetes IP (IPTD). 3) Tasa de pérdida de paquetes IP (IPLR). 4) Tasa de errores en los paquetes IP (IPER). 5) Tasa de reordenación de paquetes IP (IPRR). Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

242 Objetivo de las clases de QoS de red IP
El objetivo de las clases de QoS de red IP definidas por el UIT‑T es establecer las bases de los acuerdos entre los usuarios extremos y los proveedores de servicios de red, y entre los proveedores de servicio. Estas clases de QoS continuarán utilizándose cuando los acuerdos estáticos den paso a las peticiones dinámicas soportadas por los protocolos de especificación de QoS. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

243 Implementación de acuerdos de clase de QoS de red IP
Las clases de QoS de red IP pueden ser seleccionadas de manera estática o mediante peticiones de QoS dinámicas. Los acuerdos de clase de QoS estáticos pueden ser implementados asociando marcas de paquetes (por ejemplo, bits de precedencia de tipo de servicio o punto de código Diff-Serv) con una clase específica. En los acuerdos de QoS basados en peticiones de QoS dinámicas entre los usuarios y los proveedores de servicios de red, y entre los proveedores de servicios de red, se negocia un contrato de tráfico, en el que se especifica uno o varios parámetros de tráfico y la clase de servicio, y que se aplica a un flujo específico. En esta modalidad, se pueden comunicar, evaluar y acusar recibo (o rechazar, o modificar) de las distintas necesidades de calidad de funcionamiento de los diferentes servicios y aplicaciones. Actualmente, se encuentran en estudio los protocolos y los sistemas para soportar las peticiones de QoS dinámicas. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

244 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Aplicabilidad de las clases de QoS de red IP – Soporte de aplicaciones de usuario extremo (1/2) Las clases de QoS de red IP son necesarias para soportar categorías de QoS orientadas a los usuarios. Las clases de QoS de red IP definidas por el UIT-T son coherentes con la definición de la calidad de los servicios de comunicaciones en la Rec. UIT-T G.1000, y con las categorías QoS multimedios de usuario extremo necesarias para soportar las aplicaciones de usuario dadas en la Rec. UIT-T G.1010. Estas clases de QoS de red constituyen un eslabón importante en la cadena de desarrollos necesarios para lograr la calidad de funcionamiento extremo a extremo. Forman parte del léxico de la negociación de la QoS entre usuarios y redes, especialmente cuando los protocolos de señalización comunican peticiones de QoS de forma dinámica. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

245 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Aplicabilidad de las clases de QoS de red IP – Soporte de aplicaciones de usuario extremo (2/2) Las clases de QoS de red IP definidas hasta la actualidad soportan una gama de aplicaciones extremadamente amplia, entre las que se encuentran las siguientes: La telefonía de conversación. Las conferencias multimedia. El vídeo digital. La transferencia interactiva de datos. Desde la perspectiva del usuario, los objetivos QoS de red contribuyen sólo en parte a la calidad de funcionamiento de la transmisión (por ejemplo, calidad boca a oído en el protocolo de transmisión de la voz por Internet). Otras aplicaciones pueden requerir clases nuevas o revisadas. Si se desea introducir nuevas clases de QoS, se debe tener en cuenta que la implementación sea factible y que su número sea pequeño para que las implementaciones puedan acomodarse en las redes mundiales. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

246 8.2 Trayecto de referencia para la QoS de UNI a UNI
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247 Trayecto de referencia UNI a UNI para los objetivos QoS de red IP
Para validar los objetivos de calidad de funcionamiento IP UNI a UNI, se define un trayecto de referencia de UNI a UNI de red IP que tiene en cuenta lo siguiente: Cada paquete en un flujo sigue un trayecto específico. Los objetivos de calidad de funcionamiento de UNI a UNI son definidos para los parámetros de calidad de funcionamiento IP que corresponden a los eventos de referencia de transferencia de paquetes IP (IPRE, IP packet transfer reference events). Este trayecto de referencia es una adaptación del modelo de calidad de funcionamiento de la Rec. UIT-T Y.1540. El esquema de la diapositiva siguiente muestra los componentes del trayecto de referencia de UNI a UNI de red IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

248 Trayecto de referencia UNI a UNI para los objetivos QoS de red IP – Esquema
Puede estar integrada por secciones de red pertenecientes a uno o más operadores de red SRC DST Nube de red IP UNI UNI TE GW GW GW GW GW GW TE LAN LAN Sección de red Sección de red Sección de red Instalación de cliente Red extremo a extremo (QoS portadora) Instalación de cliente Conexión usuario a usuario (QoS de teleservicio) SRC: Fuente DST: Destino Equipo terminal TE Interfaz usuario-red UNI Enrutador de borde GW Pila de protocolos Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

249 Componentes del trayecto de referencia UNI a UNI para la QoS de red IP
El trayecto de referencia de red IP UNI a UNI incluye el conjunto de secciones de red (NS, network sections) y los enlaces interredes que proporcionan el transporte de los paquetes IP transmitidos de la UNI, en el lado SRC, a la UNI en el lado DST. Los protocolos inferiores, incluida la capa IP (capa 1 a capa 3), también pueden considerarse parte de una red IP. Las NS son sinónimos de los dominios de operador, y pueden incluir arquitecturas de red de acceso IP (como se describe en las Recomendaciones UIT-T E.651 e Y.1231). La instalación de cliente incluye todos los equipos terminales (TE, terminal equipment), tales como un computador principal y cualquier enrutador o LAN presentes. Los enrutadores de borde que se conectan al equipo terminal se conocen también como pasarelas de acceso. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

250 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Atributos del trayecto de referencia UNI a UNI para la QoS de red IP (1/2) Los trayectos de referencia IP tienen los siguientes atributos: 1) Las nubes IP pueden soportar las conexiones usuario a usuario, conexiones usuario a computador principal, y otras variaciones de punto de extremo. 2) Las secciones de red se pueden representar como nubes con enrutadores de pasarela en sus bordes, y cierta cantidad de enrutadores interiores con diversas funciones. 3) El número de secciones de red en un trayecto determinado puede depender de la clase de servicio ofrecida, junto con la complejidad y la extensión geográfica de cada sección de red. 4) Se permite una o más secciones de red en un trayecto. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

251 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Atributos del trayecto de referencia UNI a UNI para la QoS de red IP (2/2) 5) Las secciones de red que soportan los paquetes en un flujo pueden modificarse durante su vida. 6) La conectividad IP se extiende a través de fronteras internacionales, pero no sigue las convenciones de la conmutación de circuitos. Por ejemplo, es posible que no haya pasarelas identificables en una frontera internacional si se utiliza la misma sección de red en ambos lados de la frontera. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

252 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
8.3 Definición de clases de QoS y objetivos de calidad de funcionamiento de red IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

253 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Clases de QoS de las redes IP y objetivos de calidad de funcionamiento de la red En el cuadro «Definiciones de clases de QoS de las redes IP y objetivos de calidad de funcionamiento de la red» de la diapositiva siguiente se presenta las seis clases de QoS de red IP estables definidas por el UIT-T, junto con un resumen de los objetivos para la calidad de funcionamiento de transferencia de información del usuario de los servicios IP públicos. Estos objetivos se establecen en términos de los parámetros de calidad de funcionamiento de capa IP definidos en la Rec. UIT-T Y.1540. Todos los valores de este cuadro son estables. En la parte izquierda del cuadro se indica la naturaleza estadística de los objetivos de calidad de funcionamiento que aparecen en las filas subsiguientes. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

254 Definiciones de clases de QoS de las redes IP y objetivos de calidad de funcionamiento de la red
Parámetro de calidad de funcionamiento de red Tipo de objetivo de calidad de funcionamiento de red Clases de QoS Clase 0 Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4 Clase 5 No especificada IPTD Límite superior sobre el IPTD medio (Nota 1) 100 ms 400 ms 1 s U IPDV Límite superior sobre el cuantil 1 – 103 de IPTD menos el IPTD mínimo (Nota 2) 50 ms (Nota 3) 50 ms (Nota 3) IPLR Límite superior sobre la probabilidad de pérdida de paquetes 1 × 103 (Nota 4) 1 × 103 IPER Límite superior 1 × 104 (Nota 5) "U" significa "no especificado" o "sin límites“ (Nota 6) NOTA 1 Cuando los tiempos de propagación sean muy largos no se cumplirán objetivos de bajo retardo extremo a extremo. En éstas y algunas otras circunstancias, que todo proveedor experimentará, tarde o temprano, no siempre se podrán cumplir los objetivos de IPTD en las clases 0 y 2 y, en su lugar, se podrán utilizar los objetivos para el IPTD de este cuadro que representan clases de QoS factibles. Los objetivos de retardo de una clase no impiden que un proveedor de servicios de red ofrezca servicios con compromisos de retardo más cortos. De acuerdo con la definición de IPTD (Rec. UIT-T Y.1540), se incluye el tiempo de inserción del paquete en el objetivo IPTD. Se sugiere un campo de información de paquetes máximo de 1500 octetos para la evaluación de estos objetivos. NOTA 6 Cuando la calidad de funcionamiento relativa a un parámetro particular se identifica como "U", el UIT-T no establece objetivo para este parámetro y se puede ignorar cualquier objetivo Y.1541 por defecto. Cuando se establece el objetivo para un parámetro como "U", la calidad de funcionamiento con respecto a ese parámetro puede, a veces, ser arbitrariamente deficiente. NOTA 2 La definición del objetivo de IPDV (Rec. UIT T Y.1540) es la variación del retardo de paquetes IP entre dos puntos. Para efectos de planificación, el límite sobre el IPTD medio puede tomarse como límite superior del IPTD mínimo y, por consiguiente, el límite sobre el cuantil 1 – 10–3 se puede obtener sumando el IPTD medio y el valor de la IPDV (por ejemplo, 150 ms en la clase 0). NOTA 3 Este valor depende de la capacidad de los enlaces interredes. Son posibles variaciones más pequeñas cuando todas las capacidades son mayores que la velocidad primaria (T1 o E1), o cuando los campos de información de paquetes en competencia son menores que 1500 octetos. Pulsar abajo para Ver / Ocultar Notas Ver Nota 1 / Ocultar Nota 1 NOTA 4 Los objetivos de clase 0 y 1 para IPLR están basados parcialmente en estudios que muestran que las aplicaciones y los códecs voz de alta calidad no se verán afectados esencialmente por un IPLR de 103. NOTA 5 Este valor asegura que la pérdida de paquetes es la fuente dominante de los defectos presentados a las capas superiores, y es factible con un transporte IP sobre ATM. Ver Nota 2 / Ocultar Nota 2 Ver Nota 3 / Ocultar Nota 3 Ver Nota 4 / Ocultar Nota 4 Ver Nota 5 / Ocultar Nota 5 Ver Nota 6 / Ocultar Nota 6 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

255 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Características de las clases de QoS – Cumplimiento de los objetivos de calidad de funcionamiento Las definiciones de las clases QoS dadas en el cuadro anterior presentan límites en la calidad de funcionamiento de red entre las interfaces UNI que delimitan la red IP extremo a extremo. Los objetivos de calidad de funcionamiento se aplican a las redes IP públicas. Se considera que los objetivos son alcanzables en las implementaciones de red IP comunes. La gran mayoría de los trayectos IP que ofrecen conformidad con la Rec. UIT‑T Y.1541 deberían satisfacer estos objetivos. En la práctica la QoS de red ofrecida a un flujo dado dependerá de la distancia y la complejidad del trayecto cursado. A menudo, la calidad de funcionamiento será mejor que los límites incluidos en las definiciones de clase QoS en el cuadro anterior. Para algunos parámetros, la calidad de funcionamiento en trayectos más cortos y/o menos complejos puede ser significativamente mejor. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

256 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Características de las clases de QoS – Compromiso del proveedor de servicios de red IP El compromiso del proveedor de servicios de red ante el usuario es tratar de entregar los paquetes IP de modo que se alcancen cada uno de los objetivos de calidad de funcionamiento aplicables. Los proveedores de servicios de red pueden decidir ofrecer compromisos de calidad de funcionamiento mejores que los de estos objetivos. Mientras que los usuarios (y las redes individuales) no excedan la especificación de capacidad acordada o el contrato de tráfico, y se disponga de un trayecto (como se define en la Rec. UIT‑T Y.1540), los proveedores de servicio de red deberán soportar colaborativamente estos límites UNI a UNI durante la vida útil del flujo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

257 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Características de las clases de QoS – Evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento Se sugiere un intervalo de evaluación de un minuto para los parámetros IPTD, IPDV e IPLR, y en todos los casos se debe registrar el intervalo con el valor observado. Cualquier minuto observado debe cumplir los objetivos de calidad de funcionamiento definidos por el UIT-T. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

258 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Clases de QoS con calidad de funcionamiento no especificada (sin límites) En algunas clases de QoS de red IP se designa el valor de algunos parámetros de calidad de funcionamiento como no especificada, “U” (unspecified), lo que significa que el UIT‑T no establece objetivos con relación a estos parámetros. Los operadores de red pueden elegir unilateralmente asegurar algún nivel mínimo de calidad para los parámetros no especificados, aunque el UIT‑T no recomienda ningún mínimo de este tipo. Los usuarios de estas clases de QoS deben ser conscientes de que la calidad de funcionamiento de los parámetros no especificados puede, a veces, ser arbitrariamente deficiente. En cualquier caso, se espera que el IPTD medio no sea mayor de un segundo. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

259 Límites de aplicabilidad de las clases de QoS de red IP (1/2)
Los objetivos de calidad de funcionamiento de la red pueden dejar de ser aplicables cuando la cantidad de paquetes que se pretende transmitir exceda el acuerdo de capacidad o el contrato de tráfico negociado. Es un privilegio de la red definir su respuesta a los flujos con paquetes en exceso, posiblemente basándose en el número de paquetes excedentes observados. Cuando un flujo incluye paquetes excedentes, no es necesario respetar los compromisos de calidad de funcionamiento de la red. No obstante, la red puede ofrecer compromisos de calidad de funcionamiento de red modificados. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

260 Límites de aplicabilidad de las clases de QoS de red IP (2/2)
Si se observa un exceso de paquetes, la red está autorizada para suprimirlo. Los paquetes suprimidos no deben incluirse en la población de interés, que es el conjunto de paquetes evaluados mediante los parámetros de calidad de funcionamiento de la red. En particular, los paquetes suprimidos no deben contarse como paquetes perdidos al evaluar la calidad de funcionamiento IPLR de la red. Un paquete suprimido podría retransmitirse, pero, en tal caso, debería considerarse como paquete nuevo al evaluar la calidad de funcionamiento de la red. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

261 8.4 Naturaleza de los objetivos de calidad de funcionamiento de red
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262 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Objetivos de calidad de funcionamiento – Capacidad de transferencia de red IP (1/2) La capacidad de transferencia es un parámetro fundamental de QoS de red IP que tiene una influencia primordial sobre la calidad de funcionamiento percibida por los usuarios de extremo. Muchas de las aplicaciones de usuario tienen requisitos mínimos de capacidad, que deben considerarse cuando se discuten los acuerdos de servicio. No existe aún una definición de validez general de un parámetro para la capacidad de red IP, aunque en la Rec. UIT‑T Y.1540 se define el parámetro de pérdida de paquetes. Los bits u octetos perdidos se pueden restar del total enviado con el fin de determinar provisionalmente la capacidad de la red. En el UIT-T está en estudio una definición independiente de la capacidad. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

263 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Objetivos de calidad de funcionamiento – Capacidad de transferencia de red IP (2/2) Se supone que el usuario y el proveedor de servicios de red acuerdan la capacidad máxima de acceso que estará disponible para uno o más flujos de paquetes, en una clase QoS específica (a excepción de la clase no especificada). Inicialmente, las partes que establecen el acuerdo pueden emplear cualesquiera especificaciones de capacidad que consideren apropiadas, siempre que permitan tanto el cumplimiento del proveedor de red como la verificación del usuario. Ejemplo: puede ser suficiente especificar la velocidad binaria de cresta en un enlace de acceso (incluyendo la cabecera de la capa inferior). El proveedor de servicios de red acuerda transferir paquetes a la capacidad especificada de conformidad con la clase QoS acordada. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

264 Objetivos de calidad de funcionamiento – IPTD
Los objetivos de calidad de funcionamiento para el retardo de transferencia de los paquetes IP (IPTD) son límites superiores para su valor IPTD medio subyacente para el flujo. Aunque muchos paquetes individuales tengan un retardo de transferencia superior a este límite, el IPTD promedio durante la vida útil del flujo será, en general, menor que el límite aplicable del cuadro «Definiciones de clases de QoS de las redes IP y objetivos de calidad de funcionamiento de la red» que muestra una diapositiva anterior. Discusión de los objetivos de IPTD Cuando los tiempos de propagación sean muy largos no se podrán cumplir los objetivos de bajo retardo UNI a UNI, por ejemplo, en casos de distancias geográficas muy grandes o cuando se empleen satélites geoestacionarios. En éstas y en algunas otras circunstancias, no siempre será posible lograr los objetivos de IPTD en las clases 0 y 2. Cabe observar que los objetivos de retardo de una clase de QoS no impiden a un proveedor de servicios de red ofrecer servicios con compromisos de retardo más cortos. Se debería establecer explícitamente cualquier compromiso de este tipo. Cada proveedor de servicios de red encontrará estas circunstancias (ya sea en una red simple, o cuando trabaje en cooperación con otras redes para suministrar el trayecto UNI a UNI), y la gama de objetivos IPTD del cuadro «Definiciones de clases de QoS de las redes IP y objetivos de calidad de funcionamiento de la red» es una alternativa para las clases QoS de red, factible de lograr. A pesar de los diferentes enrutamientos y las consideraciones de distancia, las clases relacionadas (por ejemplo, clase 0 y 1) se implementarían, en general, utilizando los mismos mecanismos de nodo. De acuerdo con la definición de IPTD en la Rec. UIT-T Y.1540, se incluye el tiempo de inserción de paquete en los objetivos de IPTD. En la Rec. UIT-T Y.1541 se sugiere un campo de información de paquete máximo de 1500 octetos para la evaluación de los objetivos. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Ver Página de Notas Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

265 Objetivos de calidad de funcionamiento – IPDV (1/2)
Los objetivos de calidad de funcionamiento para la variación del retardo de los paquetes IP de dos puntos (IPDV) se basan en un límite superior en el cuantil 1  103 de la distribución de IPTD subyacente para el flujo. El cuantil 1  103 permite intervalos de evaluación cortos (por ejemplo, una muestra con 1000 paquetes es la mínima necesaria para evaluar este límite). Además, esto permite mayor flexibilidad en el diseño de la red cuando la ingeniería de las memorias intermedias de inserción de retardo y las longitudes de las colas de los enrutadores deban alcanzar un objetivo IPLR completo del orden de 103. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

266 Objetivos de calidad de funcionamiento – IPDV (2/2)
La utilización de valores cuantiles inferiores resultará en subestimaciones del tamaño de la memoria intermedia del defluctuador de fase, y la pérdida efectiva de los paquetes excederá el objetivo IPLR total (por ejemplo, un cuantil superior de 1  102 puede tener una pérdida total de paquetes de 1,1%, con IPLR = 103). Se encuentran en estudio otras técnicas y definiciones estadísticas para IPDV. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

267 Objetivos de calidad de funcionamiento – IPLR
Los objetivos de calidad de funcionamiento para la tasa de pérdida de paquetes IP (IPLR) son límites superiores para la pérdida de paquetes IP en el flujo. Aunque se perderán paquetes individuales, la probabilidad subyacente de que se pierda cualquier paquete individual durante el flujo debería ser menor que el límite aplicable a IPLR del cuadro «Definiciones de clases de QoS de las redes IP y objetivos de calidad de funcionamiento de la red» que muestra una diapositiva anterior. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

268 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
8.5 Aspectos de la evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

269 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Intervalos de evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP Los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP deben evaluarse durante intervalos que tengan idealmente las siguientes características: Suficientemente largos para incluir bastantes paquetes del flujo deseado, con respecto a las tasas y cuantiles especificados. Suficientemente largos para reflejar un periodo de uso típico (vida útil del flujo), o la evaluación del usuario. Suficientemente cortos para asegurar un balance de la calidad de funcionamiento aceptable a través de cada intervalo. Se deberían identificar los intervalos de calidad de funcionamiento deficiente, sin ocultarlos dentro de un intervalo de evaluación muy largo). Suficientemente cortos para tratar los aspectos prácticos de la medición. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

270 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Intervalos de evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP – Caso de telefonía Para las evaluaciones asociadas con la telefonía, es necesario que los intervalos de evaluación tengan las siguientes características: Duración mínima: del orden de 10 a 20 segundos con velocidades de paquetes convencionales (50 a 100 paquetes por segundo). Límite superior: del orden de minutos. Se sugiere un valor de intervalo de evaluación de un minuto y, en cualquier caso, se debe registrar el valor utilizado, junto con los eventuales intervalos hipotéticos y de confianza. Cualquier minuto observado debe cumplir los objetivos IPTD, IPDV e IPLR del cuadro «Definiciones de clases de QoS de las redes IP y objetivos de calidad de funcionamiento de la red». Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

271 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Intervalos de evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP – Métodos de medición Están aún en estudio los métodos para verificar el logro de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP. Se puede utilizar una evaluación continua o no continua. En RFC 3432 figura un posible método de medición, "Network Performance Measurement with Periodic Streams" (medición de la calidad de funcionamiento de la red con trenes periódicos), en el que el requisito para los momentos de inicio de la medición aleatoria y los intervalos de evaluación de una longitud finita dan como resultado una evaluación no continua. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

272 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011
Tamaño de los paquetes para evaluación de los objetivos de calidad de funcionamiento de red IP El tamaño del paquete puede influir en los resultados de la mayoría de los parámetros de calidad de funcionamiento de red IP, por lo que se recomienda lo siguiente: Es apropiado usar una gama de tamaños de paquete ya que muchos flujos tienen una variación de tamaño considerable. La evaluación se simplifica con un solo tamaño de paquete cuando se trata de la IPDV, o cuando tiene por objetivo los flujos que soportan fuentes de velocidad binaria constante, y por lo tanto se recomienda un tamaño de campo de información fijo. Se sugieren campos de información de 160 ó 1500 octetos, y se debe informar el tamaño del campo utilizado. Se recomienda un campo de información de 1500 octetos para la estimación de la calidad de funcionamiento de los parámetros IP cuando se utilizan pruebas de capas inferiores, tales como las mediciones de errores en los bits. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

273 8.6 Directriz sobre la utilización de las clases de QoS de red IP
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274 Directriz sobre la utilización de las clases de QoS de red IP
En la Recomendación UIT-T Y.1541 se proponen algunas directrices para la aplicabilidad y la ingeniería de las seis clases de QoS de red IP estables. Para cada clase de QoS de red IP, se recomienda lo siguiente: Aplicaciones de usuario extremo (ejemplos típicos). Mecanismos de tratamiento del tráfico IP en los nodos. Encolamiento de paquetes (queuing). Calendarización de paquetes (scheduling). Técnicas de enrutamiento en la red. El cuadro de la siguiente diapositiva resume las directrices sobre la utilización de las clases de QoS de red IP. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

275 Directriz para las clases de QoS de red IP estables
Clase de QoS Aplicaciones (ejemplos) Mecanismos de nodo Técnicas de red Clase 0 Tiempo real, sensibles a la fluctuación de fase, alta interacción (VoIP, VTC) Cola separada con servicio preferencial, preparación del tráfico Enrutamiento y distancia limitados Clase 1 Tiempo real, sensibles a la fluctuación de fase, interactivas (VoIP, VTC). Enrutamiento y distancia menos limitados Clase 2 Datos transaccionales, altamente interactivas (señalización) Cola separada, prioridad por supresión Clase 3 Datos transaccionales, interactivas Clase 4 Sólo pérdida baja (transacciones cortas, datos en grandes cantidades, flujo continuo de vídeo) Cola larga, prioridad por supresión Cualquier ruta/trayecto Clase 5 Aplicaciones tradicionales de redes IP por defecto Cola separada (prioridad inferior) NOTA – También se pueden aplicar en los nodos de red las políticas y/o la conformación del tráfico. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

276 8.7 Clases provisionales de QoS de red IP
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277 Clases provisionales de QoS de red IP
En la Recomendación UIT-T Y.1541, el UIT-T ha definido dos clases provisionales de QoS para red IP: Clase 6 y Clase 7. Con estas clases se pretende soportar las necesidades de calidad de funcionamiento de las aplicaciones de usuarios de velocidad binaria elevada, que tienen requisitos de pérdidas/errores más rigurosos que los soportados por las clases estables 0 a 4 del cuadro «Definiciones de clases de QoS de las redes IP y objetivos de calidad de funcionamiento de la red». La distinción entre estas dos clases de QoS provisionales y las seis clases de QoS estables radica en que los valores de todos los objetivos son provisionales y no es necesario que sean satisfechos por las redes hasta que se revisen (al alza o a la baja) sobre la base de las experiencias de explotación reales. Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011

278 Definiciones de las clases provisionales de QoS y objetivos de calidad de funcionamiento de red IP
Parámetro de calidad de funcionamiento de red Tipo de objetivo de calidad de funcionamiento de red Clases de QoS Clase 6 Clase 7 IPTD Límite superior sobre el IPTD medio 100 ms 400 ms IPDV (Nota1) Límite superior sobre el cuantil 1  10–5 de IPTD menos el IPTD mínimo. (Nota 2) 50 ms IPLR (Nota 3) Límite superior sobre la tasa de pérdidas de paquetes 1 × 10–5 IPER (Nota 4) Límite superior 1 × 10–6 IPRR (Nota 5) NOTA 5 Los paquetes reordenados pueden parecer perdidos para un emisor TCP según la distancia a sus posiciones iniciales. Por consiguiente, la IPRR la tasa de reordenación de paquetes IP (IPRR, IP packet reordering ratio) se estableció con el fin de que apenas influyera en la pérdida global de paquetes. NOTA 3 En las clases de QoS provisionales, uno de los fundamentos del objetivo de la tasa de pérdidas de paquetes IP (IPLR) es reducir al mínimo los efectos de las pérdidas sobre la capacidad del TCP, aun cuando se hayan ajustado los parámetros del TCP y del sistema operativo y se haya utilizado la opción de grandes ventanas. El valor para la IPLR no es suficiente para soportar todos los niveles de calidad previstos por la comunidad de usuarios de vídeo digital, y es probable que se necesite una corrección de errores en recepción y entrelazado (FEC/I, forward error correction and interleaving). NOTA 2 La definición del objetivo de la IPDV (especificado en la Rec. UIT-T Y.1540) es la variación del retardo de paquetes IP entre dos puntos. Para efectos de planificación, el límite sobre el IPTD medio puede considerarse como límite superior sobre el IPTD mínimo y, por consiguiente, el límite sobre el cuantil 1 – 10–5 se puede obtener sumando el IPTD medio y el valor de la IPDV (por ejemplo, 150 ms en la clase 6). NOTA 1 El valor para la IPDV está en estudio. El UIT-T está solicitando contribuciones que examinen el fundamento y viabilidad de otros valores (inferiores). NOTA 4 El objetivo de la tasa de errores de los paquetes IP (IPER, IP packet error ratio) se estableció con el fin de que apenas influyera en la pérdida global de paquetes. Pulsar abajo para Ver / Ocultar Notas Ver Nota 1/ Ocultar Nota 1 Ver Nota 2/ Ocultar Nota 2 Ver Nota 3/ Ocultar Nota 3 Ver Nota 4/ Ocultar Nota 4 Ver Nota 5/ Ocultar Nota 5 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011 Redes de núcleo de banda ancha. Ingeniería Civil Electrónica – 2011