Calidad de Servicio (QoS) — Modelos

Definición

QoS (Quality of Service) es el conjunto de mecanismos que permiten a una red gestionar el tráfico para garantizar un rendimiento adecuado a distintos tipos de aplicaciones. Su objetivo es controlar retardo, jitter, ancho de banda y pérdida de paquetes.

Tabla Resumen — Los 3 Modelos

Diagrama de Comparación

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     MODELOS DE QoS                              │
│                                                                 │
│  BEST-EFFORT         INTSERV              DIFFSERV              │
│  ─────────────       ──────────────       ──────────────────    │
│  Todos los           Reserva por          Clases de             │
│  paquetes igual      flujo (RSVP)         servicio (DSCP)       │
│                                                                 │
│  [P1][P2][P3] →      [F1]──reserva→       [📦Alta][📦Med]→     │
│  mismo trato         [F2]──reserva→       trato distinto       │
│                      [F3]──reserva→                            │
│                                                                 │
│  Granularidad: —     Granularidad: Alta   Granularidad: Media   │
│  Escalabilidad: Alta Escalabilidad: ❌    Escalabilidad: ✓      │
│  Garantías: ❌        Garantías: ✓         Garantías: Parciales  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

1. Best-Effort

• Modelo por defecto de Internet (IP nativo).
• No existe reserva de recursos ni clasificación de tráfico.
• Los paquetes compiten en igualdad de condiciones.
• Adecuado para: tráfico no sensible a retardos (correo, navegación web no crítica).

⚠️ No es un "modelo QoS" en sentido estricto — es la ausencia de QoS.

2. IntServ (Integrated Services)

• Definido en RFC 1633.
• Enfoque de reserva de recursos extremo a extremo por cada flujo de datos.
• Utiliza el protocolo de señalización RSVP (Resource Reservation Protocol) para negociar la reserva antes de transmitir.

Clases de servicio en IntServ

Funcionamiento RSVP

Emisor ──PATH msg──────────────────────► Receptor
Emisor ◄──RESV msg (reserva de recursos)── Receptor
         (cada router intermedio reserva BW y buffers)

Problema principal: no escala bien en redes grandes (estado por flujo en cada router → sobrecarga de señalización).

3. DiffServ (Differentiated Services)

• Definido en RFC 2474 y RFC 2475.
• Enfoque de clasificación por clases de tráfico, no por flujo individual.
• Los paquetes se marcan en el campo DSCP (Differentiated Services Code Point, 6 bits del campo ToS en IPv4).

Campo DSCP en el encabezado IP

 0   1   2   3   4   5   6   7
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│     DSCP (6 bits)     │  ECN  │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

PHB — Per-Hop Behavior

Cada router aplica un comportamiento de salto según la marca DSCP:

Clases AF

        Alta prioridad de descarte ──────────────────►
                  AF11   AF12   AF13
Clase 1:           ●      ●      ●     (menor prioridad)
Clase 2:          AF21   AF22   AF23
Clase 3:          AF31   AF32   AF33
Clase 4:          AF41   AF42   AF43   (mayor prioridad)

Ventaja clave: escala bien porque el estado se mantiene por clase, no por flujo.

Tabla Comparativa Detallada

Resumen en 3 puntos

1. Best-Effort es el modelo por defecto de IP: todos los paquetes reciben el mismo trato, sin reservas ni priorización. No ofrece ninguna garantía de calidad.

2. IntServ garantiza QoS estricta mediante RSVP, reservando recursos en cada router para cada flujo. Es preciso pero no escala en redes grandes por la sobrecarga de señalización.

3. DiffServ es el modelo dominante en la práctica: marca los paquetes con DSCP y aplica un comportamiento PHB en cada salto. Ofrece garantías parciales pero escala correctamente al operar por clases, no por flujos individuales.