Quality of Service (QoS)

Quality of Service (QoS) que en inglés significa calidad de servicio, es un conjunto de tecnologías que garantizan la transmisión de cierta cantidad de información en un tiempo determinado a uno o varios dispositivos, esto quiere decir que si por ejemplo nosotros tenemos un uniservicio (télefono VoIP, cable e internet) podamos navegar por internet de la misma manera que realizamos una llamada y al mismo tiempo juguemos un juego en línea sin problema alguno.

 Imagen: http://www.ahatelcom.com/img/Tipica-diagramacion-Voip.gif

QoS prioritiza el tráfico en tu red separandoló en 4 tipos de colas: Voz, video, datos y tráfico de internet, estos se les asigna diferentes niveles de prioridad y de los cuales tu puedes cambiar en cualquier momento.

QoS prioritiza el ancho de banda disponible en función de las necesidades del usuario y basándose en una serie de criterios que clasifican el tráfico, esto puede depender del tipo de usuario que eres por ejemplo sí tu perfil es que de querer calidad de llamadas entonces tú configuración debe ser como en el de la imágen de abajo.

Donde VoIP tiene alta prioridad, datos y video media prioridad y tráfico de internet prioridad baja.

La calidad del servicio se identifica por los paquetes que pasan desde su origen hasta el destino, los problemas más comunes que existen de las cuales nos ayudan a medir la calidad de servicio son los siguientes: Paquetes suelos, retardos, jitter, entrega de paquetes fuera de orden y errores.

• Paquetes sueltos

Los ruteadores pueden fallar en liberar algunos paquetes si ellos llegan cuando los buffers ya están llenos, entonces algunos, ninguno o todos los paquetes pueden quedar sueltos dependiendo del estado de la red, y es imposible determinar que pasará. 

• Retardos 

Puede ocurrir que los paquetes tomen un largo periodo en alcanzar su destino, debido a que pueden permanecer en largas colas o tomen una ruta menos directa para prevenir la congestión de la red, en algunos casos, los retardos excesivos pueden inutilizar aplicaciones como VoIP o juegos en línea.

• Jitter

Los paquetes del transmisor pueden llegar a su destino con diferentes retardos. Un retardo de un paquete varía impredeciblemente con su posición en las colas de los ruteadores a lo largo del camino entre el transmisor y el destino. Esta variación en retardo se conoce como jitter y puede afectar seriamente la calidad del flujo de audio y/o video.

• Entrega de paquetes

Cuando un conjunto de paquetes relacionados entre sí son encaminados a Internet, los paquetes pueden tomar diferentes rutas, resultando en diferentes retardos. Esto ocasiona que los paquetes lleguen en diferente orden de como fueron enviados.

Este problema requiere un protocolo que pueda arreglar los paquetes fuera de orden a un estado isócrono a una vez que ellos lleguen a su destino. Esto es especialmente importante para flujos de datos de video y VoIP donde la calidad es dramáticamente afectada tanto por latencia y pérdida de sincronía.

• Errores

A veces, los paquetes son mal dirigidos, combinados entre sí o corrompidos cuando se encaminan. El receptor tiene que detectarlos y justo cuando el paquete es liberado, pregunta al transmisor para repetirlo así mismo.

Ahora que hemos visto una introducción de QoS podemos ver como se mide el QoS en VoIP.

El enfoque que le daremos será en como se garantiza el tráfico de paquetes por voz para que no haiga retardos o haiga diferentes interferencias desde una baja prioridad de tráfico.

Problemas a tomar en cuenta son los siguientes:

1. Latencia. Tomar el retardo de paquetes entregados.
2. Jitter. Las variaciones en retardos de paquetes entregados.
3. Paquetes perdidos. Mucho tráfico en la red causa que en la red cause algún tipo de interferencia. Para el usuario final, largos retardos son pesados y pueden causar el efecto de ecos en las llamadas, es díficil tener llamadas de alta calidad con largos retardos.  El jitter causa un extraño efecto de sonido en las llamadas VoIP, pero este puede ser manejado con un cierto cambio de grados con el buffer del jitter.
   

Ahora veremos los requerimientos de VoIP en QoS. 

Latencia.
Los retardos de las llamadas en ida y vuelta se encuentran desde 250ms o más. UIT-T G.114 recomienda un máximo de un 150 ms solamente de una vía de latencia. Debido a que la ruta de la voz incluyen datos que van a estar en la internet pública, es necesario que la propia red debe tener latencias de tránsito de menos de 150 ms.

La mayoría de las redes SLA (Acuerdo de nivel de servicio) específica el nivel máximo de latencia:

• Axioware SLA 65 ms de latencia.
• Internap SLA 45 ms de latencia.
• Qwest SLA 50 ms de latencia. 
• Verio SLA 55 ms de latencia. 

El número total por cada red puede variar ya que se agrega latencia adicional dependiendo del proverdor y el usuario.

Jitter.
Jitter puede ser medido de varias maneras, a continuación veremos algunas establecidas por IETF (Internet Engineering Task Force):

RTP Protocolo de Transporte de Tiempo Real. Es un protocolo de nivel de sesión utilizado para la transmisión de información en tiempo real, como por ejemplo audio y video en una video-conferencia.

RTP Control Protocol Extended Reports. Protocolo de Control de Reportes Extendidos.

Buffer jitter se usa para compensar la varianza de retardo. Son efectivos en varianzas de retardos menores a 100 ms. El nivel aceptable de jitter en la mayor parte de la red específicados por SLA son los siguientes:

• Axioware SLA 0.5 ms de jitter. 
• Internap SLA 0.5 ms de jitter. 
• Qwest SLA 2 ms de jitter. 
• Verio SLA 0.5 ms de jitter. 
• Viterla SLA 1 ms de jitter. 

El número total por cada red puede variar ya que se agrega jitter adicional dependiendo del proverdor y el usuario.

Pérdida de datos VoIP no es tolerante a la pérdida de datos, inclusive aunque el 1% de los datos fuera perdido este puede ser significativamente degrado, el VoIP usa un codec llamado G.711 y otros tipos de codecs de compresión que hacen tolerable a menor pérdida de datos.

Por parte de Cisco se dice que el codec de default el G.729 requiere menos del 1% para evitar llamadas inaudibles. Aunque idealmente no debería de haber ninguna pérdida.

El nivel aceptable de pérdida de datos en la mayor parte de la red específicados por SLA son los siguientes:

• Axioware SLA 0% de pérdida de datos. 
• Internap SLA 0.3% de pérdida de datos. 
• Qwest SLA 0.5% de pérdida de datos. 
• Verio SLA 0.1% de pérdida de datos. 

El número total por cada red puede variar ya que se agrega la pérdida de datos adicional dependiendo del proverdor y el usuario.

Herramientas de Monitoreo de QoS en VoIP Audio. 

Nos permite medir la calidad de servicio de VoIP.
http://www.sevana.fi/aqua_wiki.phpVoIPmonitor. 

Nos permite sniffear paquetes SIP RTP y RTCP.
http://www.voipmonitor.org/ 

Prognosis VoIP Monitor. Puedes administrar la calidad de servicio de algunos servicios como Avaya, Cisco y MicrosoftLync en VoIP.
http://www.prognosis.com/products/uc-products/prognosis-voip-monitor 

Fuentes de información: 
VoIP
http://www.voip-info.org/wiki/view/QoS 

QoS 
http://www.muycomputer.com/2012/10/04/qos-que-es-para-que-sirve-y-como-habilitarlo-en-un-router-d-link