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por Xipeng Xiao y Lionel M. Ni

Hoy día Internet tan sólo proporciona a través de IPv4 un servicio que se calificaría como el mejor posible, dadas las circunstancias (best-effort). El tráfico de paquetes y de células se procesa lo antes que se puede, pero no hay una garantía sobre las condiciones en que tienen lugar los procesos sobre la red.

Sin embargo, la rápida transformación de Internet en una infraestructura comercial supone una demanda creciente por parte de sus usuarios en relación con la garantía de los parámetros de calidad del servicio, y unas exigencias que la actual arquitectura técnica de Internet no es capaz de satisfacer.

Es cada vez más evidente que, tarde o temprano, habrá demanda de tipos y de calidades de servicio diferentes sobre la red. Por ejemplo, las empresas cuyos negocios se desarrollan a través de Internet exigirán un servicio en condiciones predecibles, y por tanto estarán dispuestas a pagar el precio necesario para garantizar la fiabilidad de sus servicios y la comodidad de sus clientes. Este tipo de servicio podría incluso diferenciarse en varias categorías de calidad decreciente (p.e. oro, plata y bronce).

Otra clase diferente de servicio proporcionará servicios con bajo retraso y distrorsión dinámica a aplicaciones como telefonía y videoconferencia sobre Internet. Determinadas empresas estarán dispuestas a pagar un precio más elevado si se pueden evitar los costes de desplazamiento físico. Finalmente, sólo los clientes poco sensibilizados hacia los parámetros de calidad utilizarán servicios de conectividad sin cualificar, es decir prestados en las mejores condiciones que permitan las circunstancias de la red.

Hay un debate importante sobre si son o necesarios determinados mecanismos para garantizar las condiciones deseadas de calidad del servicio, o bien si por contra la evolución tecnológica natural de la redes, especialmente con la multiplexación por división de longitud de onda, hará que la oferta de anchura de banda sea tan abundante que resulte innecesario acudir a otro tipo de medidas. Otras opiniones consideran que aunque la capacidad de las redes mejore surgirán nuevas aplicaciones cada más exigentes en términos de anchura de banda. Sea cual sea la respuesta acertada a largo plazo, es cierto que durante un período de tiempo todavía apreciable, la garantía de unas condiciones determinadas de calidad del servicio (QoS) va a exigi algún tipo de mecanismo, ya que las condiciones de capacidad distarán de las óptimas en términos de adecuación de la oferta a la demanda.

La IETF, Internet Engineering Task Force, ha propuesto varios modelos de servicio y mecanismos para satisfacer la demanda de QoS. Los más conocidos son el modelo de servicios integrados/RSVP (Resource Reservation Protocol), el modelo DS de servicios diferenciados, la técnica conocida como MPLS (Multiprotocol Label Switching), la ingeniería de tráfico y el enrutamiento sujeto a restricciones.

El modelo de servicios integrados se carcateriza por la reserva de recursos de red. por ejemplo, en el caso de aplicaciones en tiempo real, antes de que se transmitan los datos, el protocolo establecerá los caminos y reservará los recursos necesarios. RSVP es un protocolo de señalización que permite realizar las funciones anteriores, en beneficio de la calidad de servicio de los tráficos encaminados. En el caso de los servicios diferenciados, los paquetes se marcan de forma diferente, creando diferentes clases que a su vez reciben distintas categorías de servicios. MPLS es un esquema de retransmisión, que asigna etiquetas a los paquetes en función de su prioridad de despacho. La ingeniería de tráfico está constituída por un cojunto de técnicas que tienen como objetivo organizar los procesos mediante los cuales los paquetes fluyen sobre la red. Finalmente, el enrutamiento bajo restricciones tiene en cuenta circunstancias como la anchura de banda disponible o el retraso predecible en la red.

Hay un gran número de artículos y publicaciones técnicas en los que se describen los méritos y las debilidades relativas de cada una de las aproximaciones anteriores. Una visión panorámica de la problemática emergente de la calidad de servicio en Internet podría resumirse en los términos siguientes:

• Los usuarios y los clientes han de negociar condiciones SLA (Service Level Agreement) con los proveedores de servicio Internet (ISP). Los SLA especificarán los servicios y las calidades que los clientes recibirán, bien sean estáticos o dinámicos. En los acuerdos estáticos, los usuarios podrán transmitir/recibir información en cualquier momento, mientras que en los SLA dinámicos utilizarán un protocolo de señalización tipo RSVP para solicitar servicios y recursos bajo demanda, antes de la transmisión. Los brokers de anchura de banda en los dominios de los clientes deciden la forma en que se comparten los recursos disponibles en función de las condiciones de cada cliente. Los campos DS de los paquetes se marcan en consecuencia, para indicar los servicios deseados.
• Los routers de entrada de los ISP se configuran siguiendo reglas definidas, y los de salida también de forma consecuente. Las reglas pueden configurarse por el administrador de la red, o de forma dinámica mediante protocolos tales como LDAP o RSVP. Los ISP habrán de implementar algún tipo de control de admisiones con el fin de soportar SLA dinámicos.
• Con los MPLS se establecen label switched paths (LSP) entre cada par de ingresos/salidas del dominio en cuestión. En los routers de entrada de los ISP los campos denotativos de la clase de servicio (COS) se determinan a través de los resultados de la clasificación y del routing. Los encabezamientos MPLS se insertan entonces en los paquetes. Los routers internos procesan los paquetes según sus etiquetas y campos COS, que se elimina cuando los paquetes salen del dominio MPLS correspondiente.
• El routing sujeto a restricciones puede utilizarse para computar las rutas sometidas a condiciones y normas específicas de QoS. El objetivo en este caso es cumplir los requerimientos de calidad del servicio del tráfico y mejorar la utilización de las redes.
• MPLS y routing bajo restricciones son dos técnicas que pueden utilizarse conjuntamente para controlar el camino de los tráficos, evitar congestiones y mejorar el grado de utilización de las redes.
• No debe olvidarse que cada una de estas técnicas se sitúa en diversos niveles del modelo de referencia. MPLS está situada entre los niveles de enlace y red, mientrsa que el routing bajo limitaciones se encuentra en el nivel de red. RSVP y DS sin embrago actúan en el nivel transporte. Esta circunstancia marca, como es lógico, algunas diferencias significativas.

XIPENG XIAO (xiaoxipe@cse.msu.edu) es un candidato doctoral en el Departamento de Computer Science and Engineering, Michigan State University. Está intersado en investigaciones sobre gigabit routing y arquitectura de redes de muy alto rendimiento. LIONEL M. NI (ni@cse.msu.edu) es licenciado en ingeniería eléctrica por la Universidad nacional de Taiwan y doctor en ingenieria por Purdue University. Es fellow del IEEE y ha publicado unos160 artículos en publicaciones de alto nivel científico en las áreas de redes y computadores de gran velocidad. Este artículo es un breve resumen del publicado en la revista IEEE Network, March/April 1999, con el título original Internet QoS: A Big Picture.

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