QOS y congestion

Notas del editor

• #13: Alocación de recursos y control de congestión han sido temas de constante estudio desde que estos problemas fueron detectados[1]. Uno de los factores que incrementa la complejidad de estos problemas, es que no están aislados a un único nivel del modelo de arquitectura de redes[2]. La alocación de recursos (principalmente buffers y ancho de banda de los enlaces) se encuentra en parte implementada en los routers o switches dentro de las redes; y en parte en los protocolos de transporte que se ejecutan en los hosts. Algunos de los protocolos de red dentro de los hosts trabajan anunciando los requerimientos de recursos a los nodos, quienes responden con información acerca de la disponibilidad de los mismos. Entendemos por alocación de recursos al proceso por el cual los elementos dentro de una red intentan alcanzar las demandas competitivas que las aplicaciones poseen en cuanto a recursos de red; principalmente ancho de banda y espacio de buffers en routers o switches. Por supuesto, en general no es posible lograr satisfacer todas las demandas, lo que significa que algunos usuarios o aplicaciones podrían recibir menos recursos de red que lo requerido[3]. Esto lleva a la necesidad de decidir cuando y como ceder o no estos recursos. [1] Nagle detecta y reporta congestión en 1984 [RFC 896], y en una primera aproximación propone un mecanismo centrado en los routers. Durante 1986 y 1987 se producen varios fenómenos de congestión, y quienes mantenían el Backbone, BBN, proponen como una solución parcial aumentar el ancho de banda de los enlaces. Finalmente Jacobson y Karels intenta mitigar el problema de congestión introduciendo los algoritmos de control de congestión detallados en [Jac1988]. [2] En [Tan1996] se detalla como afectan a la congestión las políticas de los protocolos de nivel 2, 3 y 4. [3] En realidad alocar recursos, es realizar un reservación de los mismos. Dicha reservación plantea una Paradoja de Reservación: cuando se reserva no se permite que otro interesado acceda a dicho recurso (una analogía de la vida real sucede cuando se reserva la mesa en un restaurante, la misma puede permanecer vacía durante un periodo de tiempo y no puede ser usada por otros comensales que llegan antes que los que realizaron la reserva, esta paradoja realmente va en contra del modelo best effort de Internet )
• #19: Es bien sabido que incluso desde una perspectiva de optimizar el uso global de los recursos no es deseable una excesiva carga en los enlaces. Cuando la carga aumenta el tiempo de servicio crece de forma exponencial y como consecuencia de esto las aplicaciones no pueden funcionar o retransmiten la información que creían perdida. Por tanto a partir de un cierto nivel de carga no solo crece el tiempo de servicio, sino que disminuye el rendimiento obtenido del enlace debido a las retransmisiones. El objetivo de la Calidad de Servicio es asegurar que en casos de carga relativamente elevada (la zona marcada como de ‘congestión moderada’ en la gráfica) las aplicaciones que lo requieran podrán disfrutar de un tiempo de servicio reducido. Si la red tiene siempre niveles de carga inferiores el funcionamiento se complica y no se obtiene beneficio al aplicar mecanismos de Calidad de Servicio. Si la red tiene normalmente niveles fuertes de congestión los mecanismos de Calidad de Servicio difícilmente serán capaces de asegurar el nivel de calidad pedido a las aplicaciones que así lo requieran.