27 de abril de 2009

Calidad de servicio en redes WLAN

Nuestras redes de datos son hoy en realidad redes convergentes a través de las cuales no sólo circula tráfico de datos, sino adicionalmente comunicaciones de voz y video, sistemas de seguridad, sistemas críticos, etc.
Diferentes tráficos tienen diferentes requerimientos en cuanto a las prestaciones de nuestra red: delay, jitter, descarte de paquetes, preservación del ancho de banda, etc. Consecuentemente, la implementación de calidad de servicio en la red es hoy casi un supuesto básico.
La red wireless no es una excepción. Nuestras redes Wi-Fi ya no se usan exclusivamente para el tráfico de datos o la navegación de Internet. Esas mismas aplicaciones críticas, así como los sistemas de telefonía IP utilizan la infraestructura IEEE 802.11 para extender sus prestaciones. Es entonces necesario extender también las prestaciones de calidad de servicio a la red inalámbrica.

Lo básico de QoS
La implementación de calidad de servicio se basa en una serie de operaciones: clasificación del tráfico, marcación del tráfico y aplicación de políticas.
El marcado del tráfico es una fase clave de la implementación de QoS ya que es la que permite a los dispositivos reconocer los diferentes tipos de tráfico para luego aplicarle políticas.
Esta marcación se realiza aprovechando algún campo destinado a este propósito en los encabezados de capa 2 o capa 3 de la trama. En principio es fundamental la marcación en capa 3 ya que en una comunicación es el único encabezado que permanece constante de extremo a extremo. Con este propósito se utiliza el campo ToS (Type of Service) del encabezado IP dando lugar a 2 modelos de marcación conocidos como IP precedence y DSCP.
Sin embargo, para poder implementar calidad de servicio en dispositivos de capa 2 (propiamente denominada clase de servicio (CoS)), se requiere algún procedimiento que permita marcar tráfico utilizando el encabezado de la trama.
El tráfico Ethernet no puede ser clasificado, ya que el encabezado Ethernet carece de un campo que pueda destinarse a este propósito. Pero en redes switcheadas, puede apelarse a la utilización de 3 bits en encabezado IEEE 802.1Q utilizado para la identificación de VLANs en los enlaces troncales para la marcación de tráfico. Este procedimiento también suele ser denominado IEEE 802.1p en referencia al estándar desarrollado con este propósito.
Las redes WiFi son redes capa 2. En su definición original (IEEE 802.11) son redes tipo best effort, es decir no ofrecen servicios diferenciales para distinto tipo de tráfico.

QoS en redes IEEE 802.11
Las redes Wi-Fi implementan CSMA/CA como protocolo de acceso al medio que permite a los dispositivos competir por un acceso al medio de manera libre de colisiones, pero sin prioridades. De este modo, los dispositivos wireless "escuchan antes de enviar", y si el medio está libre transmiten. Este mecanismo da a todos los dispositivos la misma posibilidad de transmitir, pero cuando la red está congestionada, la performarce de todos los dispositivos y todas las aplicaciones se ve afectada.
Para poder establecer diferentes tipos de tráficos en el medio inalámbrico la IEEE desarrolló el estándar IEEE 802.11e que define la posibilidad de trabajar con hasta 8 clases de servicio diferentes (igual que IEEE 802.1p).
Para acelerar la adopción de tecnologías de calidad de servicio en redes Wi-Fi y mientras se aprobaba el estándar, la Alianza Wi-Fi desarrolló WiFi MultiMedia (WMM).
WMM es una reformulación de los 8 niveles de prioridad originales de IEEE 802.11e agrupados en 4 "categorías de acceso". De esta forma el tráfico que se recibe clasificado en el AP desde la red cableada utilizando IEEE 802.1p o DSCP, puede ser remarcado en IEEE 802.11 de modo que reciba diferente tratamiento sobre el medio inalámbrico, aumentando la probabilidad de que sea rápidamente transmitido el tráfico de alta prioridad.

WMM
Es una extensión de los mecanismos originales de WiFi basados ene CSMA-CA.
Introduce la priorización de tráfico basándose en la definición de 4 categorías de acceso: platino, oro, plata y bronce. Cuanto más alta es la prioridad, mayor es la probabilidad de que el tráfico sea transmitido en primer lugar. De esta manera el tráfico de clase platino será enviado antes que el oro, el plata o el bronce.
Estas cuatro categorías pueden mapearse a la marcación que se realiza utilizando DSCP u 802.1p para facilitar la interoperabilidad de los mecanismos de calidad de servicio implementados en la red.
WMM mapea las prioridades de las 4 colas de transmisión independientes que genera, con los ocho valores de niveles de prioridad que define IEEE 802.11e, de acuerdo a la siguiente tabla:
  • Voz - Platino - prioridades 6 o 7 de IEEE 802.11e.
  • Video - Oro - prioridades 4 o 5.
  • Background - Plata - prioridades 1 o 2
  • Mejor esfuerzo - Bronce - prioridades 0 o 3
    Es el valor de prioridad que recibe todo el tráfico en sistemas que no aplican QoS.
La mayor parte de los dispositivos wireless de primera marca disponibles en le mercado actualmente implementan WMM, y por lo tanto permiten implementar calidad de servicio en la red inalámbrica.

Tenés alguna información adicional que quieras compartir....?
Bienvenido!!!! agregá un comentario con el detalle.
Muchas gracias.
Oscar Gerometta

1 comentario:

  1. Muy bueno! me ha ayudado mucho en mi proyecto de grado... Gracias

    ResponderEliminar

Gracias por tu comentario.
En este blog los comentarios están moderados, por lo que su publicación está pendiente hasta la revisión del mismo.