O documento discute a noção de qualidade de serviço (QoS) em redes de pacotes, definindo QoS como a capacidade de fornecer um serviço de acordo com requisitos de tempo de resposta e largura de banda. São descritos três níveis de QoS - melhor esforço, serviço diferenciado e serviço garantido - e critérios como largura de banda, jitter, latência e perda de pacotes. Duas arquiteturas para QoS em redes IP são apresentadas: IntServ, baseada em reserva de recursos, e DiffServ

1. Qos – Qualidade de Serviço Noção de qualidade de serviço O termo QoS (Qualidade de Serviço”) designa a capacidade de fornecer um serviço conforme as exigências em matéria de tempos de resposta e de banda concorrida. Aplicado às redes de comutação de pacotes (redes baseadas na utilização de switchs) o QoS designa a aptidão de garantir um nível aceitável de perda de pacotes, definido contratualmente, para um uso dado (vozes em IP, videoconferência, etc.).

2. Contrariamente às redes de comutação de circuitos, como a rede telefônica comutada, onde um circuito de comunicação é dedicado durante toda a duração da comunicação, é impossível na Internet predizer o caminho seguido pelos diferentes pacotes. Nada garante que uma comunicação necessitando ser regular possa não ter um congestionamento. Por isso, existem "mecanismos de QoS", que diferenciam os diferentes fluxos de rede e podem reservar uma parte da banda concorrida para os que necessitam um serviço contínuo, sem cortes.

3. Níveis de serviço O termo “ nível de serviço ” é definido pelo nível de exigência para a capacidade de uma rede de fornecer um serviço ponto a ponto ou de extremidade a extremidade com um tráfego dado. Definem-se geralmente três níveis de QoS:

4. Melhor esforço ( best effort ), que não tem fornece diferenciação entre os vários fluxos redes e não permite garantia nenhuma. Este nível de serviço é chamado de lack of QoS Serviço diferenciado ( differenciated service ou soft QoS ), permite definir níveis de prioridade para diferentes fluxos rede, sem contudo fornecer uma garantia estrita. Serviço garantido ( guaranteed service ou hard QoS ), consiste em reservar recursos de rede para certos tipos de fluxos. O principal mecanismo utilizado para obter tal nível de serviço é o RSVP ( Resource reSerVation Protocol) Protocolo de reserva de recursos.

5. Critérios de qualidade de serviço Os principais critérios para visualização da qualidade de serviço são os seguintes: Débito ( bandwidth ), às vezes chamado banda concorrida, define o volume máximo de informação (bits) por unidade de tempo. Flutuação ( jitter ): representa a flutuação do sinal numérico, no tempo ou em fase. Latência, prazo ou tempo de resposta ( delay ): caracteriza o atraso entre a emissão e a recepção de um pacote.

6. Perda de pacote ( packet loss ): é a não entrega de um pacote de dados na maior parte do tempo, devido a uma obstrução na rede. Desequencing : trata-se de uma modificação na ordem de chegada dos pacotes.

7. Arquiteturas para QoS em Redes IP A introdução de QoS nas redes IP atuais prevê um nível de previsibilidade e controle além do serviço de melhor esforço. Duas estratégias para provisão de QoS na Internet : Serviços Integrados – IntServ Serviços Diferenciados – DiffServ Os recursos são atribuídos às aplicações segundo suas demandas de QoS, antes da transmissão dos dados

8. Serviços Integrados – IntServ É considerado como não sendo escalável, e impróprio para ser utilizado em uma rede de grande dimensão, como a Internet. Os principais problemas que possue são: a quantidade de informação de estado que cresce proporcionalmente ao número de fluxos que um roteador tem que tratar. O tráfego na rede é classificado segundo suas características de demanda, nos pontos de ingresso na rede e a QoS é garantida a cada hop

9. Serviços Diferenciados Tem como objetivo estudar e fornecer soluções mais simples e eficientes para a implantação da QoS na Internet. As propostas de serviços diferenciados definem um conjunto de mecanismos implementados nos roteadores da rede que dão suporte a uma grande variedade de serviços e que permitem a discriminação de serviços de forma escalável.

10. O DiffServ prove a QoS e tenta suprir algumas deficiências encontradas na arquitetura InterServ , utilizando-se de conceitos como o de agregação de fluxos , previsão de recursos para essas agregações e separação das funções dos roteadores dentro do domínio de Diferenciação de Serviços. A troca de informações de sinalização é muito grande, inclusive porque o RSVP trabalha com estado leve, prejudicando a escalabilidade; e as exigências para os roteadores são bastante altas. Todos têm que implementar RSVP, classificação, controle de admissão e escalonamento de pacotes.

11. É utilizado por sistemas finais para requisitar à rede níveis específicos de QoS para as aplicações. RSVP (Resource Reservation Protocol) Utilizado pelos roteadores para repassar as requisições de QoS para todos os outros roteadores que estiverem no caminho entre fonte e destino e para estabelecer e manter informações de estado que possibilitam oferecer o serviço desejado. Protocolo desenvolvido para realizar reserva de recursos em uma rede de serviços integrados.

12. As requisições RSVP geralmente terão como resultado a reserva de recursos feita em todos os roteadores no caminho dos dados. As duas mensagens mais importantes do protocolo RSVP são PATH e RESV PATH: é originado no transmissor e RESV, mensagem que indica a reserva de 31 recursos, transmitida em saltos pelos elementos da rede, e é originado no receptor. A mensagem PATH informa o receptor sobre as características de tráfego da requisição do transmissor e o caminho fim-a-fim entre eles.

13. O patch instala informações de roteamento reverso em todos os nós por onde passa, para que a mensagem RESV possa percorrer o mesmo caminho. Após receber uma mensagem PATH, um receptor envia uma mensagem RESV de volta ao último roteador solicitando uma reserva de recursos de acordo com os parâmetros especificados em PATH. Essa mensagem é reencaminhada para todos os roteadores no caminho, até chegar no transmissor. Cada roteador pode aceitar ou rejeitar a reserva de recursos solicitada, de acordo com a quantidade de recursos disponíveis e a política de controle de admissão adotada

14. Se a requisição é rejeitada, o roteador envia uma mensagem de erro para o receptor e a sinalização é encerrada. Se a requisição é aceita, largura de banda do enlace e espaço em buffers é alocada para o fluxo e informação de estado relacionada ao fluxo é instalada no roteador.