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Modelado del tráfico

La conformación del tráfico es una técnica de gestión del ancho de banda utilizada en redes informáticas que retrasa algunos o todos los datagramas para que se ajusten a un perf...

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La conformación del tráfico es una técnica de gestión del ancho de banda utilizada en redes informáticas que retrasa algunos o todos los datagramas para que se ajusten a un perfil de tráfico deseado . [ 1 ] [ 2 ] La conformación del tráfico se utiliza para optimizar o garantizar el rendimiento, mejorar la latencia o aumentar el ancho de banda utilizable para ciertos tipos de paquetes retrasando otros. A menudo se confunde con la vigilancia del tráfico , la práctica distinta pero relacionada de descartar y marcar paquetes . [ 3 ]

Un tipo de modelado de tráfico es el modelado de tráfico basado en aplicaciones. En este tipo de modelado, primero se utilizan herramientas de identificación para detectar las aplicaciones de interés, las cuales quedan sujetas a políticas de modelado. [ 4 ] Algunos casos controvertidos de modelado de tráfico basado en aplicaciones incluyen la limitación del ancho de banda del tráfico de intercambio de archivos entre pares . Muchos protocolos de aplicación utilizan cifrado para eludir el modelado de tráfico basado en aplicaciones.

Otro tipo de modelado de tráfico es el modelado de tráfico basado en rutas. El modelado de tráfico basado en rutas se realiza en función de la información del salto anterior o del siguiente. [ 5 ]

Funcionalidad

Si un enlace se utiliza hasta el punto de generar una congestión significativa , la latencia puede aumentar considerablemente. La conformación del tráfico permite evitar esta situación y mantener la latencia bajo control. Esta técnica proporciona un medio para controlar el volumen de tráfico que se envía a una red en un período determinado ( limitación de ancho de banda ), la velocidad máxima a la que se envía ( limitación de velocidad ) o criterios más complejos, como el algoritmo genérico de velocidad de celda . Este control puede lograrse de diversas maneras y por diversas razones; sin embargo, la conformación del tráfico siempre se consigue retrasando los paquetes.

La conformación del tráfico se aplica comúnmente en los bordes de la red para controlar el tráfico que ingresa a la red, pero también puede ser aplicada por la fuente del tráfico (por ejemplo, computadora o tarjeta de red [ 6 ] ) o por un elemento en la red.

Usos

En ocasiones, las fuentes de tráfico aplican medidas de gestión del tráfico para garantizar que el tráfico que envían cumpla con un contrato, que puede ser aplicado en la red mediante el control del tráfico .

La conformación del tráfico se utiliza ampliamente para la ingeniería de tráfico de telecomunicaciones y aparece en las redes de los ISP nacionales como una de las diversas prácticas de gestión del tráfico de Internet (ITMP). [ 7 ] Algunos proveedores de servicios de Internet (ISP) pueden utilizar la conformación del tráfico para limitar los recursos consumidos por las redes de intercambio de archivos peer-to-peer, como BitTorrent . [ 8 ]

Los centros de datos utilizan la gestión del tráfico para mantener los acuerdos de nivel de servicio para la variedad de aplicaciones y los numerosos inquilinos alojados, ya que todos comparten la misma red física. [ 9 ]

La función Audio Video Bridging incluye una disposición integral de modelado de tráfico definida en IEEE 802.1Qav.

En una red IP, los nodos que almacenan paquetes en búfer antes de enviarlos por un enlace saturado generan un efecto de modelado de tráfico no deseado. Esto puede ocurrir, por ejemplo, en un enlace de bajo ancho de banda, un enlace WAN particularmente costoso o un enlace satelital.

Implementación

Un modelador de tráfico funciona retrasando el tráfico medido de manera que cada paquete cumpla con el contrato de tráfico correspondiente . La medición puede implementarse, por ejemplo, con los algoritmos de cubo con fugas o cubo de tokens (el primero típicamente en ATM y el segundo en redes IP ). Los paquetes o celdas medidos se almacenan en un búfer FIFO , uno para cada clase de tráfico modelada por separado, hasta que puedan transmitirse cumpliendo con el contrato de tráfico asociado. La transmisión puede ocurrir inmediatamente (si el tráfico que llega al modelador ya cumple con el contrato), después de un cierto retraso (esperando en el búfer hasta su tiempo de liberación programado) o nunca (en caso de pérdida de paquetes ).

Condición de desbordamiento

Todas las implementaciones de modelado de tráfico tienen un búfer finito y deben manejar el caso en que el búfer esté lleno. Un enfoque simple y común es descartar el tráfico que llega cuando el búfer está lleno, una estrategia conocida como tail drop y que resulta en control de tráfico además de modelado. Una implementación más sofisticada [ 2 ] podría aplicar un algoritmo de descarte como la detección temprana aleatoria .

Clasificación del tráfico

Los esquemas de modelado de tráfico simples distribuyen todo el tráfico de manera uniforme. Los modeladores más sofisticados primero clasifican el tráfico. La clasificación del tráfico lo categoriza (por ejemplo, según el número de puerto o el protocolo ). Luego, se pueden modelar diferentes clases por separado para lograr el efecto deseado.

Fuentes autolimitantes

Una fuente autolimitante produce tráfico que nunca excede un límite superior, por ejemplo, fuentes de medios que no pueden transmitir más rápido de lo que permite su tasa de codificación. [ 10 ] Las fuentes autolimitantes dan forma al tráfico que generan en mayor o menor grado. Los mecanismos de control de congestión también pueden afectar la forma del tráfico de alguna manera; por ejemplo, el mecanismo de ventana de TCP implementa una restricción de tasa variable relacionada con el producto ancho de banda-retardo .

TCP Nice, una versión modificada de TCP desarrollada por investigadores de la Universidad de Texas en Austin, permite que las aplicaciones soliciten que ciertas conexiones TCP sean gestionadas por el sistema operativo como transferencias en segundo plano de coste casi nulo, o flujos nice . Estos flujos interfieren mínimamente con los flujos en primer plano (no nice), al tiempo que aprovechan una gran parte del ancho de banda de red disponible. [ 11 ]

Relación con la gestión del ancho de banda

La conformación del tráfico es una técnica específica y una de varias que, combinadas, constituyen la gestión del ancho de banda . [ 12 ]

Proveedores de servicios de Internet y gestión del tráfico

La gestión del tráfico es de interés, especialmente para los proveedores de servicios de Internet (ISP). Sus redes de alto coste y alto tráfico son sus principales activos y, como tales, son el centro de su atención. A veces utilizan la gestión del tráfico para optimizar el uso de su red, otras veces modelando el tráfico según su evaluación de importancia y, por lo tanto, desalentando el uso de ciertas aplicaciones. [ 13 ]

Empresas

La mayoría de las empresas con oficinas remotas ahora están conectadas a través de una red de área amplia (WAN). Las aplicaciones suelen estar alojadas centralmente en la sede principal, y se espera que las oficinas remotas obtengan datos de bases de datos y centros de datos centrales . Dado que las aplicaciones requieren cada vez más ancho de banda y los precios de los circuitos dedicados son relativamente altos en la mayor parte del mundo, en lugar de aumentar el tamaño de sus circuitos WAN, las empresas sienten la necesidad de gestionar adecuadamente sus circuitos para garantizar que el tráfico orientado al negocio tenga prioridad sobre el resto del tráfico. Por lo tanto, la gestión del tráfico es una buena manera para que las empresas eviten comprar ancho de banda adicional y, al mismo tiempo, gestionen adecuadamente estos recursos.

En este sentido, las alternativas a la gestión del tráfico son la aceleración de aplicaciones y la optimización y compresión de la WAN, que son fundamentalmente diferentes. La gestión del tráfico define reglas de ancho de banda, mientras que la aceleración de aplicaciones utiliza diversas técnicas, como un proxy TCP que mejora el rendimiento . La optimización de la WAN, por otro lado, comprime los flujos de datos o envía únicamente las diferencias en las actualizaciones de archivos. Esta última es bastante eficaz para protocolos con mucho tráfico como CIFS .

detección de modelado de tráfico

Existen varios métodos para detectar y medir la conformación del tráfico. Se han desarrollado herramientas para facilitar la detección. [ 14 ] [ 15 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ IETF RFC 2475 "Una arquitectura para servicios diferenciados", sección 2.3.3.3 - Definición estándar de Internet de "Shaper"
  2. 1 2 "I.371: Control de tráfico y control de congestión en B-ISDN" . www.itu.int . Consultado el 27 de enero de 2026 .
  3. ↑ "Notas técnicas de Cisco: Comparación entre control de tráfico y modelado de tráfico para la limitación de ancho de banda. ID del documento: 19645" . Cisco Systems . 10 de agosto de 2005. Consultado el 8 de marzo de 2014 .Los gráficos ilustran las diferencias en la producción típica.
  4. ↑ "¿Qué es la gestión del tráfico?" . CBT Nuggets . Consultado el 08-12-2025 .
  5. ↑ Determinación de la realidad de la violación de la neutralidad de la red en los proveedores de servicios de Internet troncales , ACM HotNets 2008
  6. ↑ IEEE Infocom 2001. Arsenic: una interfaz Ethernet gigabit accesible para el usuario Pratt, I. , Fraser, K., Laboratorio de Computación , Universidad de Cambridge ; Vigésima Conferencia Anual Conjunta de las Sociedades de Computación y Comunicaciones del IEEE. Actas 2001 Volumen 1, páginas: 67-76 vol.1. Describe una NIC Ethernet gigabit con modelado de tráfico de transmisión.
  7. ↑ Revisión de las prácticas de gestión del tráfico de Internet de los proveedores de servicios de Internet (Política de regulación de telecomunicaciones CRTC 2009-657) Resolución del regulador canadiense de telecomunicaciones CRTC relativa al uso de la conformación del tráfico por parte de los ISP nacionales.
  8. ↑ "Cómo eludir la censura en Internet" . Manuales de Floss. Archivado del original el 14 de julio de 2014. Consultado el 7 de marzo de 2014 .
  9. ↑ M. Noormohammadpour, CS Raghavendra, "Control de tráfico en centros de datos: comprensión de técnicas y compensaciones" , IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. PP, n.º 99, págs. 1-1.
  10. ↑ Helzer, Josh; Xu, Lisong (27 de febrero de 2009), Control de congestión para transmisión multimedia con fuentes autolimitantes (PDF) , archivado del original (PDF) el 27 de febrero de 2009.
  11. ↑ Venkataramani, Arun; Kokku, Ravi; Dahlin, Mike. "TCP Nice: Soporte de red autoajustable para aplicaciones en segundo plano" . CiteSeerX 10.1.1.81.5905 . doi : 10.1145/844128.844159 . Consultado el 27 de agosto de 2023 . 
  12. ↑ Especificación de gestión de tráfico del Foro ATM, versión 4.0. Especificación aprobada 0056.00, sección 5.5, modelado de tráfico.
  13. ↑ CNet: ¿El filtrado de BitTorrent de Comcast infringe la ley? Análisis de las técnicas de suplantación de identidad de Comcast para limitar el uso de BitTorrent.
  14. ↑ ShaperProbe de Partha Kanuparthy y Constantine Dovrolis (Instituto Tecnológico de Georgia) (Jubilados)
  15. ^ Glasnost de Marcel Dischinger y Krishna Gummadi (MPI-SWS) (retirado)
  • John Evans; Clarence Filsfils (2007). Implementación de QoS IP y MPLS para redes multiservicio: teoría y práctica . Morgan Kaufmann. ISBN 978-0-12-370549-5.
  • BBC News - Gestión del tráfico y BitTorrent
  • IT-world.com, Artículo sobre la gestión del tráfico que compara diferentes técnicas de administración del tráfico (alrededor de 2001)
  • Network World, 03/05/01: ¿Dónde debería realizarse la gestión del tráfico?
  • Network World, 03/07/01: Modelado de tráfico en el lado de la WAN
  • Núcleo de Linux: Control de tráfico, modelado y calidad de servicio (QoS)
  • Una guía práctica para el control de tráfico en Linux
  • Enrutador/puente de modelado de tráfico basado en web. Archivado el 9 de septiembre de 2012 en Wayback Machine.
  • Dynamisches Bandbreitenmanagement im Chemnitzer StudentenNetz (trabajo alemán sobre " DynShaper-Software " utilizado en CSN (red de estudiantes de la Universidad Tecnológica de Chemnitz ): Manuales )