Calidade de servizo

QoS ou calidade de servizo (quality of service, en inglés) son as tecnoloxías que garanten a transmisión de certa cantidade de datos nun tempo dado (throughput). Calidade de servizo é a capacidade de dar un bo servizo. É especialmente importante para certas aplicacións tales como a transmisión de vídeo ou voz.

QoS en ATM

Unha das grandes vantaxes de ATM (Asynchronous Transfer Mode - Modo de Transferencia Asíncrona) respecto de técnicas como o Frame Relay e Fast Ethernet é que admite niveis de QoS. Isto permite que os provedores de servizos ATM garantan aos seus clientes que o retardo de extremo a extremo non excederá un nivel específico de tempo ou que garantirán un ancho de banda específico para un servizo. Isto é posible marcando os paquetes que proveñan dun enderezo IP determinada dos nodos conectados a un gateway (por exemplo a IP dun teléfono IP, segundo a porta do router etc.).

Ademais, nos servizos satelitais dá unha nova perspectiva na utilización do ancho de banda, dando prioridades ás aplicacións de extremo a extremo cunha serie de regras.

Unha rede IP está baseada no envío de paquetes de datos. Estes paquetes de datos teñen unha cabeceira que contén información sobre o resto do paquete. Existe unha parte do paquete que se chama TOS (Type of Service), en realidade pensada para levar bandeiras ou marcas. O que se pode facer para darlle prioridade a un paquete sobre o resto é marcar unha desas bandeiras (flags).

Para iso, o equipo que xera o paquete, por exemplo un Gateway de Voz sobre IP, coloca unha desas bandeiras nun estado determinado. Os dispositivos por onde pasa ese paquete logo de ser transmitido deben ter a capacidade para poder discriminar os paquetes para darlle prioridade sobre os que non foron marcados ou os que se marcaron cunha prioridade menor aos anteriores. Deste xeito podemos xerar prioridades altas a paquetes que requiren unha certa calidade de envío, por exemplo a voz ou o vídeo en tempo real, e menores ao resto.

QoS en escenarios sen fíos

O contorno sen fíos é moi hostil para medidas de Calidade de Servizo debido á súa variabilidade co tempo, xa que pode mostrar unha calidade nula nun certo instante de tempo. Isto implica que satisfacer a QoS resulta imposible para o 100% dos casos, o que representa un serio desafío para a implementación de restricións de máximo retardo e máxima varianza no retardo (jitter) en sistemas sen fíos.

Os sistemas de comunicacións xa estandarizados con restricións QoS de retardo e jitter en contornos sen fíos (Ex. GSM e UMTS) só poden garantir os requisitos para unha porcentaxe (<100%) dos casos. Isto implica un "Outage" no servizo, xerando as cortes de chamadas e/ou as mensaxes de "rede ocupada". Doutra banda, algunhas aplicacións de datos (Ex. WiFi) non requiren de restricións de máximo retardo e jitter, polo que a súa transmisión só necesita da calidade media da canle, evitando a existencia do Outage.

Solucións para a calidade de servizo

O concepto de QoS foi definido dentro do proxecto europeo Medea+ PlaNetS, proporcionando un termo común para a avaliación das prestacións das comunicacións en rede, onde coexisten aplicacións sen requisitos de retardo con outras aplicacións con estritas restricións de máximo retardo e jitter. Dentro de PlaNetS, catro diferentes clases de aplicacións foron definidas, onde cada clase distínguese polos seus propios valores de máximo retardo e jitter:

1. Conversación: caracterizada pola máis alta prioridade e os requirimentos de menor retardo e jitter.
2. Fluxo de datos (streaming).
3. Servizos Interactivos.
4. Aplicacións secundarias: a máis baixa prioridade e maior permisividade de retardo e jitter.

Os beneficios da solución PlaNetS resúmense en:

1. A posibilidade de pre-calcular o máximo retardo e jitter da comunicación; e para cada unha das clases de aplicacións.
2. A solución proposta é implementada cun simple scheduler que coñece a lonxitude das colas de paquetes.
3. A conformidade dos nodos da comunicación é facilmente comprobable.
4. Unha maior QoS, tanto para o sistema como para o usuario final.
5. A posibilidade de obter esquemas prácticos de control de acceso (CAC en inglés).