Al configurar el QoS en el router de los hogares de los usuarios el operador de telecomunicaciones, con el apoyo de modernos equipos de red, administra y garantiza la alta calidad constante del ancho de banda a todos sus usuarios.
Qué es la calidad de servicio (QoS)
Calidad de los servicios (Quality of Service, QoS) es una herramienta que prioriza diferentes tipos de tráfico, y con la ayuda de los sistemas DPI se puede implementar incluso en aplicaciones específicas. Divide el ancho de banda entre ellos en diferentes proporciones. La configuración correcta de las reglas de QoS garantiza que los usuarios puedan navegar por la web con altas velocidades y ver videos que se reproduzcan sin interrupciones mientras descarga un archivo grande. El sistema operativo se actualiza en segundo plano. QoS es aplicable a cualquier tecnología que administre el tráfico de datos para reducir la pérdida de paquetes, la latencia y la fluctuación de fase en una red. QoS supervisa y administra los recursos de una red priorizando ciertos tipos de datos en esta.
Una conexión a Internet se puede comparar con un hospital, donde el ancho de banda es el número de médicos para tratar a los pacientes, los pacientes son aplicaciones y una enfermera es un enrutador que los asigna.
En una red normal, una enfermera indiferente distribuye a los pacientes de manera uniforme entre los médicos libres, independientemente de la complejidad de la enfermedad, ya sea una persona con un brazo magullado o una víctima en un accidente automovilístico con una conmoción cerebral y huesos rotos. Cada uno de ellos recibirá ayuda, pero tendrán que esperar la misma cantidad de tiempo hasta que aparezca un médico disponible. Si todos los pacientes son atendidos con la misma prioridad, tarde o temprano conducirá a consecuencias desastrosas para el hospital y las víctimas.
Lo mismo sucede en su red doméstica o en la red del proveedor de servicios de internet (ISP). El ancho de banda del canal de comunicación se emite de manera uniforme dentro del plan tarifario, sin tener en cuenta la importancia de cada aplicación. Por ejemplo, si está hablando por Skype y sus hijos están viendo una película de Netflix, la calidad de la llamada se deteriorará drásticamente. El ISP, a su vez, está limitado por la velocidad del canal del operador, y su ancho de banda puede no ser suficiente para garantizar la calidad de la conexión si todos los usuarios comienzan simultáneamente a descargar archivos a través del cliente torrent a la máxima velocidad.
Volviendo a nuestra comparación con un hospital, la calidad de la atención depende de una enfermera competente que distribuye a los pacientes entre los médicos de la manera más efectiva: varios especialistas tratarán a la víctima de un accidente, y una persona con un hematoma esperará a un médico cuando se desocupe.
En una red se servicio de calidad, se le dará prioridad a la aplicación o servicio que independientemente determine (video en línea, IPTV, juegos en línea, etc.), obtendrá alta velocidad y mínima latencia.
¿Qué problemas resuelve QoS?
QoS ayuda a resolver los problemas de los usuarios al recibir tráfico de varias aplicaciones.
Pérdida de paquetes
Se produce cuando los enlaces de red están congestionados, entonces los enrutadores y conmutadores comienzan a perder paquetes. Por ejemplo, con las llamadas de voz o video, puede haber retrasos y pérdidas de voz en las sesiones. Los paquetes también se pueden perder cuando la cola de paquetes que esperan ser enviados se llena y desborda.
Jitter
Jitter es la fluctuación del retardo a la variabilidad temporal durante el envío de señales digitales.
La fluctuación de fase de una señal digital es el resultado de una red congestionada, a los cambios de tiempo y a los cambios de ruta. Un fuerte jitter puede hacer que se pierda la calidad de la conexión, por ejemplo, mientras se ve un video en YouTube o se transmite un video en Twitch.
Latencia
El tiempo que tarda un paquete en viajar desde el origen hasta el destino debe ser lo más cercano a cero posible. Si una llamada de voz IP tiene una alta latencia, los usuarios pueden tener ecos y audio superpuesto en sus llamadas.
¿Cómo funciona sistema QoS?
Cuando los usuarios utilizan una red ISP para transferir información entre puntos finales de red, los datos se convierten en formatos de paquetes. Los paquetes son una forma de organizar la información para transmitir a través de una red.
Las herramientas de QoS prioriza los paquetes para hacer el uso más eficiente del ancho de banda. La red solo puede transmitir una cierta cantidad de información en un período de tiempo determinado. Por lo tanto, las herramientas de QoS prioriza los paquetes que garantizan que el ancho de banda se utilice para un mejor servicio de Internet.
Las herramientas de QoS examinan los encabezados de los paquetes para determinar sus prioridades. Los encabezados de paquetes son bits de información que indican que contienen un paquete, la dirección IP de su destino y para qué se utilizará. Una herramienta QoS puede leer el encabezado del paquete y determinar que un paquete está asociado con la transmisión de vídeo y darle prioridad sobre los paquetes de datos con menos importancia en el momento.
Beneficios de QoS
La principal ventaja de las herramientas QoS es que garantizan la disponibilidad de las aplicaciones que se ejecutan en la red. QoS garantiza una transmisión segura de datos a través de la red y permite a los operadores utilizar de manera eficiente el ancho de banda existente en lugar de actualizar la infraestructura de red para aumentar el rendimiento.
Other advantages of QoS:
- acceso de las aplicaciones importante a los recursos de red que necesitan
- una mejor gestión del tráfico
- optimización de costos: la empresa no necesita comprar una nueva infraestructura de red
- Mejor experiencia de usuario.
Implementación de QoS
Hay enrutadores diferentes: domésticos y de oficina, así como dispositivos complejos a nivel de operador. No en todos se implementan herramientas QoS, y si se implementan, está puede diferir en el rango de configuraciones posibles. Algunos solo pueden determinar la prioridad entre dispositivos, algunos pueden asignar ciertos tipos de tráfico (por ejemplo, video o voz), los sistemas DPI pueden reconocer aplicaciones que no utilizan encabezados y estructuras de datos conocidos para el intercambio de datos y realizar cambios de rango de prioridad de los paquetes que pasan a través de él para su posterior implementación de las reglas de QoS.
Es imposible hablar sobre los matices de la configuración de cada dispositivo, pero se pueden describir los pasos básicos para comenzar a usar la función QoS, para garantizar una mejor calidad de trabajo del Internet.
Primer paso: definir un objetivo
Antes de comenzar a configurar cualquier dispositivo, debe definir claramente el propósito de la configuración del enrutamiento QoS. Si decide configurar un enrutador doméstico, puede configurar la prioridad de su computadora de trabajo sobre otros dispositivos con acceso a Internet para garantizar un trabajo cómodo o la prioridad de los juegos en línea sobre la transmisión de video para evitar retrasos y latencias durante el juego.
En una red doméstica, las reglas deben ser selectivas y extremadamente simples. Si aplica docenas de prioridades diferentes, puede obtener un resultado negativo cuando ninguna de las aplicaciones funcione normalmente.
Un operador de telecomunicaciones utiliza servicios QoS para lograr objetivos más globales:
- diferenciación del tráfico
- garantizar un flujo uniforme de tráfico
- garantizar la calidad y velocidad de acceso a Internet para cada usuario
- prevenir la congestión de la red
- Reducción de costes de Uplink.
Pero los principios para lograrlo son similares a los de la red doméstica: determinar los tipos prioritarios de tráfico y aplicaciones, establecer reglas en función de la prioridad y el tiempo de acción.
El segundo paso: determinar la velocidad de Internet
Para un operador de telecomunicaciones, la prioridad es la velocidad de acceso a un proveedor Uplink o a varios proveedores. Este valor se fija y distribuye entre todos los usuarios de acuerdo con sus planes tarifarios. La tarea de su optimización y distribución competente debe resolverse con la implementación de reglas de los servicios QoS para garantizar la satisfacción del cliente por el servicio recibido.
Por alguna razón, la velocidad de Internet en el hogar a menudo no coincide con la anunciada por el proveedor, por lo que determinar su cifra real es una tarea importante antes de configurar las herramientas QoS. Hay conceptos de velocidad de salida y entrada que debe determinar el usuario.
Para obtener un panorama real, debe cerrar todas las aplicaciones en la computadora que crean una carga en la red, conectarla al enrutador con un cable de cobre. La tecnología Wi-Fi, especialmente si no está configurada en los protocolos modernos Wireless N o Wireless AC, puede provocar un cuello de botella en el ancho de banda. Las mediciones pueden mostrar velocidades de 40 Mbps en lugar de los 75 Mbps disponibles, debido precisamente a las limitaciones de velocidad de la tecnología inalámbrica.
Vaya al sitio web de www.speedtest.net y haga clic en el botón «Iniciar escaneo». El resultado debe convertirse de «Mbps» a «Kbps», ya que la configuración de las herramientas QoS se establece con mayor frecuencia en estas unidades. Esto se puede hacer multiplicando los valores por 1000.
En este ejemplo, obtuvimos una velocidad entrante de 42900 Kbps y una velocidad de salida de 3980 Kbps. Estos valores se pueden distribuir entre los usuarios y las aplicaciones de la red.
Tercer paso: habilitar las herramientas QoS en el router
Es imposible describir el orden de habilitación de los servicios QoS en todos los enrutadores, ya que cada fabricante proporciona al usuario su propia interfaz de administración, y los dispositivos de red, como Cisco, Juniper o Huawei, se configuran desde la interfaz de línea de comandos.
En la mayoría de los casos, deberá ir a la página de administración del dispositivo (escriba su dirección en el navegador, la mayoría de las veces es 192.168.1.1), ingresar el nombre de usuario y la contraseña del administrador que se especifican en el manual del usuario e ir a la sección NAT de la configuración de red a la pestaña QoS. Seleccione Enable frente a la función Start QoS. El puerto para implementar las reglas es WAN (puerto de conexión con el proveedor), configuración de velocidad entrante y saliente (downlink y uplink) debe indicarse una cantidad de 85-90% de lo medido en el segundo paso.
Las velocidades reducidas se especifican para dar al controlador de servicios QoS espacio para maniobrar de manera eficiente, la única manera posible. El servicio QoS ahora está habilitado y debe configurar las reglas de priorización.
Herramientas del servicio QoS
Ciertos mecanismos QoS pueden controlar la calidad del tráfico de datos y admitir los requisitos de las herramientas QoS definidos por el administrador de la red. Los mecanismos de las herramientas QoS se clasifican en categorías según las funciones qué se realicen en la gestión de la red.
- La clasificación y el etiquetado permiten distinguir las aplicaciones y clasificar los paquetes por tipo de tráfico. La máscara de la red indica que cada paquete pertenece a una clase de red que los dispositivos de esta reconocen. La clasificación y el etiquetado se implementan en dispositivos de red: enrutadores, conmutadores y puntos de acceso.
- Gestión de sobrecargas. Estas herramientas utilizan la clasificación de paquetes y el etiquetado para determinar en qué cola ubicar los paquetes. Las herramientas de administración de la congestión incluyen prioridades, first in-first out y colas de baja latencia. Evite la congestión para supervisar el tráfico de red en busca de congestión. La herramienta elimina los paquetes de baja prioridad cuando se produce la congestión.
- Eficiencia del canal. Estas herramientas le permiten maximizar el uso del ancho de banda y reducir la latencia de los paquetes al acceder a la red. Los medios para mejorar la eficiencia del canal incluyen el Protocolo de transporte en tiempo real (RtTP), el Protocolo de control de transmisión (TCP), el encabezado y la compresión de canales.
Cómo priorizar el tráfico
Después de activar la función QoS, es necesario determinar las reglas con las cuales trabajará con el tráfico.
Los operadores de telecomunicaciones configuran reglas basadas en datos de herramientas de análisis del sistema DPI que muestran cuellos de botella en el ancho de banda y tendencias que dependen de la hora del día. Algunos dispositivos domésticos tienen ajustes preestablecidos listos para usar que el usuario debe emplearlos para priorizar.
Si el enrutador le permite realizar ajustes manuales de prioridades, debe establecer sus «bifurcaciones» como un porcentaje del ancho de banda total:
- Maximum: 60–100%
- Premium: 25–100%
- Express: 10–100%
- Standard: 5–100%
- Bulk: 1–100%
Esta configuración determina el valor de ancho de banda para un dispositivo o aplicación en específico. Por ejemplo, si establece una aplicación en Máximo, asigne que utilice el 60% del ancho de banda cuando se cargue la red y el 100% si la red está totalmente disponible. Si la configura como magistral, cuando la red está libre, la aplicación puede usar cualquier velocidad de ancho de banda, pero si hay una carga, recibirá solo el 1%.
Nos gustaría recordarle que la priorización debe abordarse con una comprensión clara de lo que se desea limitar.
Opciones de priorización
1. Prioridad del servicio o aplicación
Permite que cualquier dispositivo de la red priorice el ancho de banda de una aplicación o servicio en particular sobre otros servicios o aplicaciones. Por ejemplo, si desea que Skype siempre tenga un ancho de banda dedicado y su audio de video esté libre de retrasos, distorsión o latencia.
2. Prioridad de la interfaz
La interfaz en este caso es el método por el cual sus dispositivos se conectan a la red. Puede establecer una prioridad más alta para los dispositivos que se conectan por cable o dispositivos de red inalámbrica o, por el contrario, reducir la prioridad de los dispositivos de los invitados.
3. Prioridad de los dispositivos por dirección IP
Puede asignar una prioridad más alta a un dispositivo específico en su red por su dirección IP (estática o dinámica), para proporcionar una mayor tasa de acceso en comparación con otros.
4. Prioridad de los dispositivos por dirección MAC
Si utiliza una dirección dinámica, aún puede asignar una prioridad alta a uno de los dispositivos de red por su dirección MAC, que es única y se puede obtener del software o de la etiqueta de la caja.
Prueba y evaluación
Las reglas más importantes para configurar las herramientas QoS son agregar las reglas secuenciales y tomarse su tiempo. Debe comenzar con los más globales y, a continuación, configurar aplicaciones y servicios individuales. Si ha logrado el resultado deseado y QoS cumple con todos sus requisitos, debe guardar la configuración como capturas de pantalla o un archivo de copia de seguridad en caso de que necesite restablecer el enrutador y restaurar la configuración.
La configuración de servicios QoS es un proceso más complejo que la configuración básica del enrutador, y para el operador de telecomunicaciones también hay costos de capital adicionales, como la compra de una plataforma DPI, sin embargo, el resultado le permitirá lograr un mejor acceso a Internet, así como ahorrar dinero en la compra de un canal de comunicación de alta velocidad.
* — Basado en los materiales del www.howtogeek.com