Optimización de la Transmisión de Voz: Retardo, Jitter y Pérdida de Paquetes

Parámetros Influyentes en la Transmisión de Voz

Los parámetros más influyentes en el comportamiento de la transmisión de voz son: Retardo de Paquetes, Jitter y Pérdida de Paquetes.

Retardo de Paquetes

La recomendación de la UIT sobre el retardo indica que el límite de un canal unidireccional de voz debe ser de 400 ms, aunque este valor es subjetivo. El protocolo RSVP (Response s'il vous plaît) tiene como función principal trocear los paquetes de datos grandes y dar prioridad a los paquetes de voz cuando hay congestión en un router.

Calidad de Servicio (QoS)

¿Pero qué significa exactamente QoS?

Se define QoS como el valor de un conjunto de parámetros de rendimiento que aseguran al usuario de un servicio niveles aceptables de calidad.

Funcionamiento de QoS

Las aplicaciones generan tráfico a ritmos variables y requieren que la red pueda transportar el tráfico al ritmo que las aplicaciones lo han generado. Para ello, primero debemos identificar el tipo de tráfico que está pasando por la red. La implementación de las Políticas de Calidad de Servicio se puede enfocar en varios puntos según los requerimientos de la red. Los principales son:

• Asignar ancho de banda de forma diferenciada.
• Evitar y/o administrar la congestión en la red.
• Manejar prioridades de acuerdo al tipo de tráfico.
• Modelar el tráfico de la red.

Jitter

Jitter: Tiempo de variación en la llegada de paquetes.

Mecanismos de Control de Tráfico

Existen varios mecanismos de control del tráfico. Este apartado se centra en varios mecanismos clave: servicios diferenciados (DiffServ), 802.1p, servicios integrados (IntServ), ATM e ISSLOW.

Mecanismos de Provisión y Configuración

Los mecanismos de provisión y configuración se pueden clasificar de arriba a abajo o señalizados.

Multidifusión (Multicast)

Multidifusión (multicast) es el envío de información en una red a múltiples destinos simultáneamente, usando la estrategia más eficiente para el envío de los mensajes sobre cada enlace de la red solo una vez y creando copias cuando los enlaces en los destinos se dividen. En comparación con multicast, los envíos de un punto a otro en una red se denominan unidifusión (unicast), y el envío a todos los nodos en una red se denomina difusión amplia (broadcast).

La versión actual del protocolo de internet, conocida como IPv4, reserva las direcciones de tipo D para la multidifusión. Las direcciones IP tienen 32 bits, y las de tipo D son aquellas en las cuales los 4 bits más significativos son '1110' (224.0.0.0 a 239.255.255.255).

Protocolos de Transmisión Multidifusión en IP

• IP Multicast o IGMP (Internet Group Management Protocol)

Protocolos de Enrutamiento Multidifusión en IP

• PIM DM (Protocol Independent Multicast Dense Mode)
• PIM SM (Protocol Independent Multicast Sparse Mode)
• MBGP (Multicast Border Gateway Protocol)
• MSDP (Multicast Source Discovery Protocol)
• DVMRP (Protocolo de Enrutamiento Multitransmisión por Vector Distancia)

Protocolos de Multidifusión en Internet

• IP Multicast
• Internet Relay Chat
• NNTP (Network News Transport Protocol)
• PSYC (Protocol for SYnchronous Conferencing)
• Peercasting usando conexiones punto a punto.

Funcionamiento de IGMP

Protocolos Multicast Tecsup Julio 2008 Página 8

• Si hay varios routers en la misma subred, el responsable de las interrogaciones es el de dirección IP unicast más baja.
• Los hosts pueden enviar mensajes de abandono (Leave_group) a los routers cuando dejan un grupo. Este mecanismo es opcional y puede ayudar a reducir la latencia de detección de grupos no solicitados en una subred.
• Los mensajes de abandono se envían al grupo 224.0.0.2, especificando el grupo que se abandona.
• Los routers responden con una interrogación específica (Membership_query:específico) al grupo en cuestión por la interfaz desde la que se recibió el mensaje de abandono.
• IGMP se encarga de la relación entre los routers y los hosts directamente conectados a sus subredes.
• IGMP no ofrece ningún mecanismo para encaminar datagramas entre los routers ni desde un router hacia un host remoto.
• Es necesario que los routers utilicen técnicas específicas para encaminar los paquetes. Todos los mensajes que se intercambian en el protocolo tienen un TTL=1.
• Cuando una aplicación en un host se suscribe a un grupo particular, el host envía un mensaje de informe (Membership_report) con la dirección del grupo a la que se ha suscrito.
• Periódicamente, los encaminadores envían interrogaciones (Membership_query:general) al grupo 224.0.0.1 (todos los hosts).
• Cada ordenador responde con un informe (Membership report) por cada grupo al que pertenece, incluyendo la dirección de dicho grupo.
• Para evitar una avalancha de respuestas, antes de enviar el informe, cada host arranca un timer aleatorio que va entre cero y el Máximo Tiempo de Respuesta (campo Max.T. Resp. del paquete IGMP) de la interrogación.
• Si un host observa un informe de algún otro host asociado al mismo grupo de multidifusión, desecha su propio mensaje.
• Este mecanismo que evita el envío de mensajes Membership_report innecesarios se denomina de supresión de retroalimentación.
• Si después de varias interrogaciones no se recibe ningún mensaje relativo a alguno de los grupos activos de esa subred, el router elimina dicho grupo de la tabla asociada a ese interfaz.

Direcciones Multicast IPv4 Especiales

• La dirección 224.0.0.1 identifica a todos los hosts de una subred. Cualquier host con capacidades multicast que se encuentre en una subred deberá unirse a este grupo.
• La dirección 224.0.0.2 identifica a todos los routers con capacidades multicast de una subred.
• El rango de direcciones 224.0.0.0 - 224.0.0.255 está reservado para protocolos de bajo nivel. Los datagramas destinados a direcciones dentro de este rango nunca serán encaminados por routers multicast.
• El rango de direcciones 239.0.0.0 - 239.255.255.255 está reservado para usos administrativos. Las direcciones en este rango se asignan de forma local por cada organización, pero no se asegura que no existan otras direcciones como esas fuera de la red de la organización. Los routers de la organización no deberán encaminar los datagramas destinados a direcciones dentro de este rango fuera de la red corporativa.

NNTP (Network News Transport Protocol)

NNTP (Network News Transport Protocol) es un protocolo inicialmente creado para la lectura y publicación de artículos de noticias en Usenet. Su traducción literal al español es "protocolo para la transferencia de noticias en red". Esta conexión se realiza sobre el protocolo TCP. El puerto 119 está reservado para el NNTP. Sin embargo, cuando los clientes se conectan al servidor de noticias mediante SSL, se utiliza el puerto 563.

Direccionamiento Multicast

A la hora de direccionar un host (interface) dentro de una red, se puede hacer uso de tres tipos diferentes de direcciones:

• Dirección unicast. Este tipo de dirección hace referencia a un único host (interface) dentro de la subred. Un ejemplo de dirección IP unicast es 192.168.100.9. Una dirección MAC unicast es, por ejemplo, 80:C0:F6:A0:4A:B1.
• Dirección broadcast. Con una dirección de este tipo se consigue direccionar a todos los hosts (interfaces) dentro de una subred. Una dirección IP broadcast es 192.168.100.255 y una dirección MAC broadcast es FF:FF:FF:FF:FF:FF.
• Dirección multicast. Este tipo de direcciones permite direccionar a un grupo concreto de hosts (interfaces) dentro de una subred.