Hispanopedia WikiLa pérdida de paquetes ocurre cuando uno o más paquetes de datos que viajan a través de una red informática no llegan a su destino. La pérdida de paquetes se debe a errores en la transmisión de datos, generalmente en redes inalámbricas , [ 1 ] [ 2 ] o a la congestión de la red . [ 3 ] : 36 La pérdida de paquetes se mide como un porcentaje de paquetes perdidos con respecto a los paquetes enviados.
El Protocolo de Control de Transmisión (TCP) detecta la pérdida de paquetes y realiza retransmisiones para garantizar la fiabilidad de la comunicación . La pérdida de paquetes en una conexión TCP también se utiliza para evitar la congestión y, por lo tanto, produce una reducción intencionada del rendimiento de la conexión.
En aplicaciones en tiempo real, como la transmisión de contenido multimedia o los juegos en línea , la pérdida de paquetes puede afectar la calidad de la experiencia del usuario (QoE).
Causas
El Protocolo de Internet (IP) está diseñado según el principio de extremo a extremo como un servicio de entrega de mejor esfuerzo , con la intención de mantener la lógica que deben implementar los enrutadores lo más simple posible. Si la red garantizara la entrega de forma fiable por sí misma, requeriría una infraestructura de almacenamiento y reenvío , donde cada enrutador dedicaría una cantidad significativa de espacio de almacenamiento a los paquetes mientras espera a verificar que el siguiente nodo los haya recibido correctamente. Una red fiable no podría mantener sus garantías de entrega en caso de fallo de un enrutador. La fiabilidad tampoco es necesaria para todas las aplicaciones. Por ejemplo, en la transmisión de contenido multimedia en directo , es más importante entregar rápidamente los paquetes recientes que asegurar que los paquetes obsoletos se entreguen finalmente. Una aplicación o un usuario también puede decidir reintentar una operación que está tardando mucho tiempo, en cuyo caso se añadirá otro conjunto de paquetes a la carga de entrega del conjunto original. Dicha red también podría necesitar un protocolo de comando y control para la gestión de la congestión, lo que añadiría aún más complejidad.
Para evitar todos estos problemas, el Protocolo de Internet permite que los enrutadores simplemente descarten paquetes si el enrutador o un segmento de red está demasiado ocupado para entregar los datos de manera oportuna. Esto no es ideal para una transmisión de datos rápida y eficiente, y no se espera que ocurra en una red sin congestión. [ 4 ] El descarte de paquetes actúa como una señal implícita de que la red está congestionada y puede hacer que los remitentes reduzcan la cantidad de ancho de banda consumido o intenten encontrar otra ruta. Por ejemplo, utilizando la pérdida de paquetes percibida como retroalimentación para detectar la congestión, el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) está diseñado para que una pérdida excesiva de paquetes haga que el remitente reduzca la velocidad y deje de saturar el punto de cuello de botella con datos. [ 3 ] : 282–283
Los paquetes también pueden descartarse si la suma de comprobación del encabezado IPv4 o la secuencia de comprobación de la trama Ethernet indican que el paquete está dañado. La pérdida de paquetes también puede ser causada por un ataque de descarte de paquetes .
Redes inalámbricas
Las redes inalámbricas son susceptibles a una serie de factores que pueden corromper o perder paquetes en tránsito, como la interferencia de radiofrecuencia (RFI), [ 1 ] señales de radio demasiado débiles debido a la distancia o al desvanecimiento por trayectos múltiples , hardware de red defectuoso o controladores de red defectuosos.
El Wi-Fi es inherentemente poco fiable e incluso cuando dos receptores Wi-Fi idénticos se colocan muy cerca uno del otro, no presentan patrones similares de pérdida de paquetes, como cabría esperar. [ 1 ]
Las redes celulares pueden experimentar pérdida de paquetes debido a una alta tasa de error de bits (BER), características inestables del canal y movilidad del usuario. [ 5 ] El comportamiento de limitación intencional de TCP impide que las redes inalámbricas alcancen velocidades de transferencia cercanas a sus potenciales teóricos, ya que TCP sin modificar trata todos los paquetes descartados como si fueran causados por la congestión de la red , y por lo tanto puede limitar las redes inalámbricas incluso cuando no están realmente congestionadas. [ 5 ]
Congestión de la red
La congestión de la red es una causa de pérdida de paquetes que puede afectar a todo tipo de redes. Cuando el contenido llega durante un período prolongado a un enrutador o segmento de red determinado a una velocidad mayor de la que se puede transmitir, no hay otra opción que descartar paquetes. [ 3 ] : 36 Si un solo enrutador o enlace está limitando la capacidad de la ruta de viaje completa o del viaje de la red en general, se conoce como cuello de botella . En algunos casos, los paquetes se descartan intencionalmente mediante rutinas de enrutamiento, [ 6 ] o mediante técnicas de disuasión de red con fines de gestión operativa. [ 7 ]
Efectos
La pérdida de paquetes reduce directamente el rendimiento de un emisor, ya que algunos datos enviados nunca se reciben y no se contabilizan. La pérdida de paquetes también reduce el rendimiento indirectamente, puesto que algunos protocolos de la capa de transporte interpretan la pérdida como un indicio de congestión y ajustan su tasa de transmisión para evitar el colapso por congestión.
Cuando se requiere una entrega confiable, la pérdida de paquetes aumenta la latencia debido al tiempo adicional necesario para la retransmisión. [ a ] Suponiendo que no haya retransmisión, los paquetes que experimentan los mayores retrasos podrían descartarse preferentemente (dependiendo de la disciplina de cola utilizada), lo que resulta en una latencia general menor.
Medición
La pérdida de paquetes se puede medir como la tasa de pérdida de tramas, definida como el porcentaje de tramas que deberían haber sido reenviadas por una red pero no lo fueron. [ 8 ] : 4
Pérdida de paquetes aceptable
La pérdida de paquetes está estrechamente relacionada con la calidad del servicio . La cantidad de pérdida de paquetes aceptable depende del tipo de datos que se envían. Por ejemplo, para el tráfico de voz sobre IP , un comentarista opinó que «[p]ierrarse uno o dos paquetes de vez en cuando no afectará la calidad de la conversación. Las pérdidas entre el 5 % y el 10 % del flujo total de paquetes afectarán significativamente la calidad». [ 9 ] Otro describió una pérdida de paquetes inferior al 1 % como «buena» para la transmisión de audio o vídeo, y entre el 1 % y el 2,5 % como «aceptable». [ 10 ]
Diagnóstico
La pérdida de paquetes se detecta mediante protocolos fiables como TCP. Estos protocolos reaccionan automáticamente a la pérdida de paquetes, por lo que cuando una persona, como un administrador de red , necesita detectar y diagnosticar dicha pérdida, suele utilizar la información de estado de los equipos de red o herramientas específicas para ello.
El Protocolo de Mensajes de Control de Internet (CMSP) proporciona una funcionalidad de eco , donde se transmite un paquete especial que siempre produce una respuesta. Herramientas como ping , traceroute , MTR y PathPing utilizan este protocolo para proporcionar una representación visual de la ruta que siguen los paquetes y para medir la pérdida de paquetes en cada salto . [ b ]
Muchos routers tienen páginas de estado o registros donde el propietario puede encontrar la cantidad o el porcentaje de paquetes descartados durante un período determinado.
Recuperación de paquetes para una entrega confiable
Según el principio de extremo a extremo , el Protocolo de Internet delega la responsabilidad de la recuperación de paquetes mediante la retransmisión de los paquetes perdidos a los puntos finales: los ordenadores que envían y reciben los datos. Estos son los más indicados para decidir si la retransmisión es necesaria, ya que la aplicación que envía los datos debería saber si conviene retransmitir un mensaje total o parcialmente, si ya no es necesario enviarlo y cómo controlar el ancho de banda consumido para compensar cualquier congestión.
Los protocolos de transporte de red como TCP proporcionan a los puntos finales una forma sencilla de garantizar la entrega fiable de paquetes, de modo que las aplicaciones individuales no necesitan implementar la lógica para ello. En caso de pérdida de paquetes, el receptor solicita la retransmisión o el remitente reenvía automáticamente cualquier segmento que no haya sido confirmado. [ 3 ] : 242 Aunque TCP puede recuperarse de la pérdida de paquetes, la retransmisión de los paquetes perdidos reduce el rendimiento de la conexión, ya que los receptores esperan las retransmisiones y consumen ancho de banda adicional. En ciertas variantes de TCP, si se pierde un paquete transmitido, se reenviará junto con todos los paquetes que ya se hayan enviado después.
Protocolos como el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP) no ofrecen recuperación para los paquetes perdidos. Se espera que las aplicaciones que utilizan UDP implementen sus propios mecanismos para gestionar la pérdida de paquetes, si fuera necesario.
Impacto de la disciplina en las colas
Existen diversas disciplinas de cola para determinar qué paquetes descartar. La mayoría de los equipos de red básicos utilizan la cola FIFO para los paquetes que esperan pasar por el cuello de botella y los descartan si la cola está llena en el momento de su recepción. Este tipo de descarte se denomina descarte de cola . Otros mecanismos de cola llena incluyen la detección temprana aleatoria y la detección temprana aleatoria ponderada . Descartar paquetes es indeseable, ya que el paquete se pierde o debe retransmitirse, lo que puede afectar al rendimiento en tiempo real; sin embargo, aumentar el tamaño del búfer puede provocar un bufferbloat , que a su vez afecta a la latencia y la fluctuación durante la congestión.
En los casos en que la calidad del servicio limita la velocidad de una conexión, por ejemplo, mediante un algoritmo de cubo con fugas , es posible que se descarten paquetes intencionadamente para ralentizar servicios específicos y garantizar así el ancho de banda disponible para otros servicios considerados de mayor prioridad. Por este motivo, la pérdida de paquetes no indica necesariamente una conexión poco fiable ni un cuello de botella en el ancho de banda.
Véase también
Notas
- ↑ Durante una congestión típica de la red, no todos los paquetes de un flujo se pierden. Esto significa que los paquetes no perdidos llegarán con baja latencia en comparación con los paquetes retransmitidos, que llegan con alta latencia. Los paquetes retransmitidos no solo tienen que recorrer parte del camino dos veces, sino que el remitente no se dará cuenta de que el paquete se ha perdido hasta que no reciba la confirmación de recepción en el orden esperado o hasta que no la reciba durante un tiempo suficientemente prolongado como para asumir que el paquete se ha perdido en lugar de simplemente retrasado.
- ↑ En algunos casos, estas herramientas pueden indicar descartes de paquetes que terminan en un número reducido de saltos, pero no de aquellos que llegan a su destino. Por ejemplo, los enrutadores pueden dar baja prioridad al eco de paquetes ICMP y descartarlos preferentemente para destinar recursos a datos legítimos; esto generalmente se considera un artefacto de las pruebas y puede ignorarse en favor de los resultados de extremo a extremo. [ 11 ]
Referencias
- 1 2 3 Salyers, David C.; Striegel, Aaron; Poellabauer, Christian. "Fiabilidad inalámbrica: repensando la pérdida de paquetes 802.11" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 12 de julio de 2019. Recuperado el 19 de febrero de 2018 .
- ↑ Tian, Ye; Xu, Kai; Ansari, Nirwan (marzo de 2005). "TCP en entornos inalámbricos: problemas y soluciones" (PDF) . IEEE Communications Magazine . 43 (3): S27– S32. doi : 10.1109/MCOM.2005.1404595 . S2CID 735922. Archivado del original (PDF) el 9 de agosto de 2017. Recuperado el 19 de febrero de 2018 .
- 1 2 3 4 Kurose, JF y Ross, KW (2010). Redes informáticas: un enfoque de arriba hacia abajo . Nueva York: Addison-Wesley.
- ↑ Kurose, JF; Ross, KW (2010). Redes informáticas: Un enfoque descendente . Nueva York: Addison-Wesley. págs. 42-43 . ISBN 9780136079675La fracción de paquetes perdidos aumenta a medida que aumenta la intensidad del tráfico. Por lo tanto ,
el rendimiento en un nodo a menudo se mide no solo en términos de retardo, sino también en términos de la probabilidad de pérdida de paquetes… un paquete perdido puede retransmitirse de extremo a extremo para garantizar que todos los datos se transfieran finalmente desde el origen hasta el destino.
- 1 2 Ye Tian; Kai Xu; Nirwan Ansari (marzo de 2005). "TCP en entornos inalámbricos: problemas y soluciones" (PDF) . Comunicaciones de radio IEEE . IEEE . Archivado del original (PDF) el 9 de agosto de 2017. Recuperado el 19 de febrero de 2018 .
- ↑ Perkins, CE (2001). Redes ad hoc . Boston: Addison-Wesley. pág. 147.
- ↑ "Control de aplicaciones mediante la gestión de las características de la red" Vahab Pournaghshband, Leonard Kleinrock, Peter Reiher y Alexander Afanasyev ICC 2012
- ↑ S. Bradner , ed. (julio de 1991). Terminología de evaluación comparativa para dispositivos de interconexión de redes . Grupo de trabajo de redes. doi : 10.17487/RFC1242 . RFC 1242 .Informativo.
- ↑ Mansfield, KC y Antonakos, JL (2010). Redes informáticas: de LAN a WAN: hardware, software y seguridad . Boston: Course Technology, Cengage Learning. pág. 501.
- ↑ "ICTP-SDU: Acerca de PingER" . Archivado del original el 10 de octubre de 2013. Consultado el 16 de mayo de 2013 .
- ↑ "Pérdida de paquetes o latencia en saltos intermedios" . Consultado el 25 de febrero de 2007 .
Enlaces externos
- Prueba de pérdida de paquetes : comprueba si tu conexión a Internet presenta pérdida de paquetes.
- Prueba de pérdida de paquetes : comprueba si tu conexión a Internet presenta pérdida de paquetes.
- Paquetes (tecnología de la información)