Qué es QoS y Cómo Usar QoS con Ejemplos
Qué es QoS y Cómo Usar QoS con Ejemplos

¿Qué es QoS? Cómo Usar QoS con Ejemplos

QoS (Quality of Service) es una tecnología presente en los routers para garantizar a los usuarios un mayor control sobre su red Wi-Fi. A través de la herramienta, se puede determinar qué dispositivos y servicios tendrán mayor prioridad de conexión.

El recurso es interesante para aquellos que necesitan racionalizar la Internet, o simplemente necesitan dar preferencia a los dispositivos que reproducirán vídeos en streaming, juegos en línea, entre otros tipos de uso.

Aprende más sobre QoS, y conoce cómo la función puede ser utilizada por ti para mejorar la conexión en dispositivos específicos.

¿Qué es QoS?

Concepto de QoS o Calidad de Servicio
Concepto de QoS o Calidad de Servicio

QoS (abreviatura de Quality of Service), es una forma de controlar la prioridad del tráfico de red. Es un conjunto de tecnologías desplegadas en una red para garantizar su capacidad de ejecutar tráfico y aplicaciones de alta prioridad de forma totalmente fiable con una capacidad de red limitada.

Más específicamente, QoS mostrará claramente su efecto en lugares donde a menudo ocurren cuellos de botella (o simplemente llamados bottleneck), y decidirá qué tráfico es más importante que el resto, según las reglas definidas por el usuario relacionadas con la dirección IP, dirección MAC, activo servicios…

Casos de Uso de QoS en la Práctica

Para entender un poco mejor, tomemos el ejemplo de los atascos de tráfico en las autopistas en hora punta. Todos los conductores en la carretera tienen el objetivo de llegar al destino final. Y por eso tenían que seguir moviéndose, incluso a paso de tortuga.

Entonces, el sonido de la sirena de una ambulancia les alertó de un vehículo que necesitaba llegar a su destino con urgencia y debía adelantarse a ellos. Como resultado, los conductores se apartan del camino; ahora la ambulancia se convierte en la “línea prioritaria” y la dejan pasar.

De manera similar, cuando una red transmite datos, también tiene una configuración en la que algunos tipos de datos se manejan mejor que todos los demás. Los paquetes de datos importantes necesitan llegar a su destino mucho más rápido que el resto, porque son sensibles al tiempo y “caducarán” si no llegan a tiempo.

¿Por qué es Importante la QoS?

En los viejos tiempos, la red de información y la red empresarial eran entidades separadas. Las llamadas telefónicas y las comunicaciones remotas suelen gestionarse mediante una conexión RJ11. Las llamadas son monitoreadas por un sistema PABX. Se ejecuta por separado de la red IP conectada por RJ45 que vincula computadoras portátiles, de escritorio y servidores. Estos dos tipos de redes rara vez se cruzan, a menos que, por ejemplo, una computadora necesite una línea telefónica para conectarse a Internet. Un ejemplo de una red de este tipo se vería así:

Ejemplo de red telefónica
Ejemplo de red telefónica

Cuando la red solo transmite datos, la velocidad no es tan importante. Hoy en día, las aplicaciones interactivas que transportan audio y video deben distribuirse a través de la red a altas velocidades, para que no haya pérdida de paquetes de datos ni cambios en las tasas de distribución.

Las personas ahora hacen llamadas de negocios usando aplicaciones de reuniones en línea como Skype, Zoom y Meet, que usan protocolos de transporte IP para enviar y recibir mensajes de video o audio. En aras de la velocidad, estas aplicaciones de misión crítica pueden hacer el trabajo sin los procesos de gestión que suelen utilizar las transferencias de datos estándar.

¿Dónde Suele Ocurrir el Cuello de Botella?

El mecanismo operativo principal de QoS generalmente se aplica cuando ocurren cuellos de botella en un momento o lugar en el sistema, y ​​el factor principal aquí son los parámetros que configura relacionados con el ancho de banda:

QoS aplicado a Cuellos de Botella
QoS aplicado a Cuellos de Botella

Imagina que la configuración de QoS se inicializa para exceder el ancho de banda que recibe del proveedor. ¿Qué sucede si el tráfico en tu router no tiene prioridad porque el sistema “piensa” que este tráfico de ancho de banda es completamente razonable? Mientras tanto, si has usado hasta el límite de suministro del ISP, son ellos quienes deciden qué está permitido y qué no para seguir operando.

Además, si estableces el nivel de ancho de banda de QoS por debajo de los estándares del ISP, significa que tú mismo estás creando un cuello de botella “artificial”, y podemos controlarlos, gestionarlos y monitorearlos a través de los routers de Internet.

Algunos puntos a tener en cuenta para garantizar la estabilidad en el sistema, incluida la configuración de Uplink y Downlink:

  • Download Speed (Mbps): X00
  • Upload Speed (Mbps): X00

Empecemos comprobando la velocidad media de la línea que estamos utilizando desde el ISP. Para ello, puedes utilizar una serie de servicios de soporte en línea disponibles, como Speakeasy o SpeedTest:

Ejemplo de test velocidad de Internet
Ejemplo de test velocidad de Internet

De acuerdo con las recomendaciones de los expertos y de muchos usuarios experimentados, debes configurar la QoS en aproximadamente el 85 % del valor obtenido de la prueba para garantizar que el sistema funcione de manera efectiva. Después de determinar las velocidades de Uplink y Downlink, aumenta gradualmente alrededor de 1-2% en cada uno. Para algunos casos especiales, los usuarios pueden aumentar hasta un 95 % mientras el sistema aún garantiza el rendimiento, sin que se vea afectado por ningún efecto secundario.

¿Qué Sucede si No se Utiliza QoS en la Red?

No tener QoS configurado correctamente puede generar uno (o todos) de los siguientes problemas:

Latencia

Cuando a los paquetes RTP (“Real Time Transport Protocol”) no se les ha asignado una prioridad requerida, se entregan a la velocidad predeterminada del dispositivo. En una red congestionada, los paquetes deben viajar con el resto de paquetes no urgentes. Si bien la latencia de la red en sí misma no afectará la calidad de los datos audiovisuales entregados, afectará la comunicación entre los usuarios finales.

Con una latencia de 100 ms, una persona comenzará a hablar sobre la otra a medida que los paquetes lleguen sin estar sincronizados, y con una latencia de 300 ms, la conversación será ininteligible.

Jitter (fluctuación del retardo)

Las aplicaciones en tiempo real eliminan el almacenamiento en búfer a nivel de transporte estándar, por lo que no existe un mecanismo para volver a ensamblar los paquetes entrantes en el orden correcto. Jitter es la tasa anormal de paquetes en la red.

Puede provocar que los paquetes lleguen tarde y fuera de secuencia. Dado que la aplicación no espera a que la secuencia se secuencie correctamente, los paquetes fuera de secuencia se ignoran, lo que genera distorsiones o interrupciones en el audio o video entregado.

Packet loss (Paquetes Perdidos)

Este es el peor de los casos, ya que algunos (o parte) de los paquetes se pierden debido a demasiada congestión en los dispositivos de red. Cuando la cola de salida de un switch o router está llena, el Tail Drop ocurre cuando el dispositivo elimina cualquier paquete entrante nuevo hasta que la capacidad vuelva a estar disponible.

En todos los casos que acabas de ver, QoS puede ayudar a clasificar datos, administrar colas y prevenir la pérdida de datos.

No es difícil imaginar cuán gravemente pueden verse afectadas la comunicación y la transmisión de medios sin usar QoS, especialmente en redes que sirven el protocolo RTP. Incluso si está perfectamente diseñado, la comunicación eventualmente se volverá difícil al principio, luego se deteriorará a medida que aumente el tráfico de la red y finalmente se volverá imposible.

Estos 3 errores son, de hecho, muy importantes para determinar la calidad del tráfico basado en RTP que QoS y las compañías de software de monitoreo de red como SolarWinds usan como criterio.

Herramienta de Red para Monitoreo de QoS

NetFlow Traffic Analyzer de SolarWinds (prueba gratuita)

Sería bastante injusto continuar sin mencionar un poco más sobre una de las mejores herramientas de monitoreo de red que existen: SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer.

Esta suite de monitoreo de red ayuda a resolver problemas que pueden ser causados ​​por:

  • Red lenta: una red lenta puede afectar el negocio ya que reduce aún más la velocidad de transferencia de datos. A menos que se eliminen los cuellos de botella de la red, toda la organización experimentará una conectividad deficiente.
  • Proceso de comunicación lento: Un negocio que no pueda establecer un canal de comunicación claro en su canal de red se paralizará. Peor aún, no ser capaz de comunicarse claramente con los clientes seguramente causará problemas en el negocio.
  • Red desatendida: los administradores que no puedan monitorear adecuadamente la red no podrán conocer el estado actual de la red ni cómo planificar la futura expansión de la red. Sin monitorear la red y monitorear el rendimiento de cada dispositivo, los administradores de red no pueden tomar decisiones informadas y potencialmente exacerbar los problemas de rendimiento de la red.

Equipado con Netflow Traffic Analyzer, los administradores de red podrán resolver problemas comunes, ya que ayuda a:

  • Implementar QoS y optimizarlo, a través de la retroalimentación del flujo de datos
  • Revisar e informar sobre la configuración actual de la política de QoS, informando las decisiones de diseño.
  • Supervisar el uso del ancho de banda para determinar qué aplicaciones y dispositivos están consumiendo recursos de red; estas aplicaciones y dispositivos se pueden aislar, reprogramar o apagar.

El tablero de Netflow Traffic Analyzer generalmente contiene la información crítica que los administradores necesitan para monitorear los estados y realizar ajustes rápidos en la configuración. Un ejemplo:

Interfaz de Netflow Traffic Analyzer
Interfaz de Netflow Traffic Analyzer

Estos informes y análisis incluyen: latencia, inestabilidad y pérdida de paquetes.

Paessler PRTG

Otra opción que puedes utilizar para la supervisión de QoS es Paessler PRTG. Este kit de herramientas de monitoreo de red tiene una sección especial que monitorea el rendimiento de QoS (Sensor Unidireccional QoS). Esta función te muestra los flujos de tráfico etiquetados en tiempo real y también almacena datos para el análisis del rendimiento y la planificación de la capacidad.

El software de PRTG incluye 4 sensores de monitoreo, incluidos 3 métodos de QoS diferentes. Se complementan con un sensor Ping Jitter que monitorea la regularidad de la entrega de paquetes en un flujo.

Los 3 tipos de QoS que PRTG puede monitorear son QoS estándar, Cisco IP-SLA y Cisco CBQoS. El rastreador QoS estándar se aplica como un sensor unidireccional o un sensor de ida y vuelta. Estos rastreadores pueden operar en conexiones a través de Internet.

Interfaz de Paessler para QoS
Interfaz de Paessler para QoS

PRTG puede configurar y mapear automáticamente toda tu infraestructura de red. Sin embargo, la implementación de QoS requiere la toma de decisiones, por lo que deberás establecer el método tú mismo decidiendo qué tipo de tráfico de red priorizar.

Paessler te permite usar PRTG gratis si solo activas hasta 100 sensores. Si necesitas más, puedes probar el software de forma gratuita durante 30 días, incluida la supervisión de QoS.

¿Cómo Configurar QoS?

Ejemplo de configuración de QoS
Ejemplo de configuración de QoS

Los routers y switches de cable se pueden configurar para priorizar los protocolos a los que accede comúnmente la suite de administración de routers. Todo el proceso de configuración de las opciones de QoS es un trabajo bastante simple que incluye:

  • Iniciar sesión en la aplicación a través del dispositivo
  • Navegar al menú de configuración de QoS
  • Establecer preferencia de paquete

Y así, los paquetes de medios podrán pasar a través de la red sin problemas. Los ingenieros de redes expertos pueden realizar todas las tareas enumeradas anteriormente a través de la interfaz de configuración de la línea de comandos.

¿Cómo se Priorizan los Paquetes RTP?

La priorización de paquetes QoS se puede lograr mediante dos métodos principales:

  • Clasificación: este método eficiente identifica los tipos de paquetes y asigna su prioridad marcándolos. La identificación se puede realizar mediante ACL (Listas de control de acceso), implementación de LAN mediante CoS (Clase de servicio) o con la ayuda de switches que utilizan marcado QoS basado en hardware.
  • Cola: Las colas son búferes de memoria de alto rendimiento que se encuentran en routers y switches. Los paquetes que pasan a través de ellos se mantienen en áreas de memoria dedicadas mientras esperan ser enviados. Cuando a los protocolos, como RTP, se les asigna una prioridad más alta, se mueven a una cola dedicada que empuja los datos a un ritmo más rápido, lo que reduce el riesgo de abandonos. Las colas de menor prioridad no tienen esta “recompensa”.

Una cosa importante a tener en cuenta aquí es que el marcado de prioridad de paquetes solo es válido en la red en la que se creó. Cuando sale de la red, el propietario de la red receptora determina su nueva prioridad.

Aspectos a Tener en Cuenta al Priorizar Paquetes

Algunas cosas y consejos que pueden ser útiles al decidir cómo priorizar los paquetes incluyen:

  • Por lo general, es una buena idea tener marcadores de prioridad asignados por los dispositivos más cercanos a la fuente de datos. Esto garantiza que los paquetes viajen por toda la red con la prioridad correcta.
  • El dispositivo seleccionado para marcar los paquetes entrantes debe ser siempre un switch. Esto se debe a que estos dispositivos pueden equilibrar la carga del tráfico en la red y compartir la carga con otros switches, lo que reduce la carga en sus CPU.
  • El tráfico entrante es casi siempre mayor que el tráfico que va en la dirección opuesta. Los proveedores de ISP normalmente asignan menos ancho de banda al tráfico saliente de sus clientes, y es allí (en la ruta de red saliente) donde principalmente se debe aplicar QoS.

En última instancia, el éxito de una implementación de QoS siempre depende de la calidad de la política que rige cómo se clasifican, marcan y ponen en cola los paquetes. Puedes aprender más sobre esto en Técnicas de Implementación de QoS. La política debe redactarse cuidadosamente para una implementación exitosa de QoS.

¿Para Qué no se Debe Usar QoS?

Después de leer sobre QoS, puedes pensar en ello como una panacea para los problemas relacionados con la congestión de la red. Hasta cierto punto, QoS puede hacer que la mayoría de las comunicaciones RTP sean más fluidas y parece haber simplificado el tráfico en la red. Desafortunadamente, QoS no es una solución integral para todos los problemas de red.

Nunca uses QoS para los siguientes propósitos:

Aumentar el ancho de banda

Si bien QoS ayuda a ordenar la prioridad de los paquetes RTP y hacer que parezca que la red ha aumentado repentinamente en ancho de banda, nunca tome cosas así. QoS nunca debe usarse como una herramienta para “aumentar el ancho de banda”, cuando todo lo que hace es usar los recursos existentes de manera un poco más eficiente (y a favor de los paquetes RTP).

Considera la posibilidad de almacenar en caché tus archivos para reducir la cantidad de datos que van y vienen. Si eso no funciona, significa que se ha alcanzado el límite de ancho de banda especificado. Cuando una empresa alcanza su límite de banda ancha, la única opción viable es salir y comprar más equipos de red, en lugar de usar QoS.

Ayudar a que la red no se congestione

Si algunas aplicaciones todavía se están ejecutando y están consumiendo lentamente el ancho de banda de la red, implementar QoS no es la solución. Si bien las llamadas de Skype eventualmente pueden comenzar a realizarse, QoS no resolverá el problema de raíz. Eventualmente, las aplicaciones “engullirán” cualquier recurso disponible, privándolos de los beneficios de QoS.

Una solución que podría funcionar aquí es encontrar aplicaciones que consumen muchos recursos y apagarlas o reprogramarlas para que se ejecuten fuera del horario de atención.

Nuevamente, el propósito de configurar QoS en una red es garantizar que la transmisión de audio y videollamadas no se retrase (o incluso se bloquee) debido a redes congestionadas. QoS no es una herramienta que realmente pueda aumentar el ancho de banda. Tampoco puede pasar por una red congestionada.

Una buena implementación de QoS mejorará la calidad y la velocidad de los datos críticos al optimizar el ancho de banda asignado, facilitar el etiquetado de paquetes para que sean identificados y ofrecer prioridades designadas primero. QoS utiliza el ancho de banda disponible, pero no lo amplía.

Preguntas Frecuentes sobre QoS en la Red

¿Cuál es la diferencia entre QoS y el estrangulamiento del ancho de banda?

El throttling, también conocida como regulación (del ancho de banda), implica establecer un límite general para el rendimiento del tráfico y reducir el exceso de tráfico. QoS es un método para priorizar un tráfico sobre otros y usar colas, maximizando así el ancho de banda para un tráfico a expensas de otros.

¿Cuál es el papel principal de DSCP en QoS?

El Punto de Código de Servicios Diferenciados (DSCP) aparece en el encabezado del paquete. Esta es una oportunidad a nivel de paquete para solicitar prioridad del software de administración de QoS en dispositivos de red. El administrador de la red puede optar por habilitar o deshabilitar el descubrimiento de DSCP en el dispositivo, por lo que este valor se puede omitir en favor de otro método de cola de QoS.

¿Puedes explicar el conformado de tráfico en QoS?

El conformado tráfico (traffic shaping) es un método utilizado por QoS para obtener el mejor valor de la capacidad de la red. Todas las redes experimentan picos en la demanda, y la planificación tradicional de la capacidad requiere brindar un ancho de banda máximo más un margen de seguridad. El conformado de tráfico de QoS provoca pequeños retrasos en cierto tráfico para permitir que una red con menos capacidad que la demanda máxima se adapte a todo el tráfico.

Conclusión

La QoS debe formar parte de la estrategia de red de cualquier organización, pero no debe ser el único elemento. Pero, sobre todo, hay que tener mucho cuidado a la hora de planificar y configurar la QoS. Aunque puede hacer pequeños milagros cuando se aplica correctamente, podría empeorar mucho la situación de determinados usuarios. Y antes de implantar la QoS, también deben ponerse en marcha herramientas de supervisión para evaluar la situación. Esas mismas herramientas también serán muy valiosas después de la implantación.

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