Redes

Algoritmos de gestión de tráfico en redes de
servicios múltiples: una aproximación

Julio Carlos Delgado Hernández
UVM-Lomas Verdes

Resumen

El régimen de conmutación de paquetes en las redes actuales de transmisión de datos genera la necesidad de introducir medidas que permitan alcanzar un uso eficiente de recursos en condiciones de alta demanda. Con este fin, han de ser considerados tresaspectos fundamentales en la gestión de paquetes: servicios con retardos mínimos y ocupación máxima del ancho de banda; un esquema de enrutamiento flexible; altos niveles de seguridad y confiabilidad.

Con base en estas premisas se proponen dos métodos de cálculo de la capacidad de transmisión en los canales de comunicación con régimen de conmutación de paquetes. El primer método se basa en laaplicación de la teoría de procesos markovianos multidimensionales, utilizado para el modelado de tráfico de tiempo real (video, voz sobre IP); el segundo método se basa en una descripción de la carga por medio de un método denominado aproximación Z, que permite pasar de una carga marcada con distribución de Poisson a una carga equivalente, definida por medio de sus dos primeros momentos de distribuciónmatemática.
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Introducción
El estado actual de la transmisión en redes de datos bajo el régimen de conmutación de paquetes, su carácter heterogéneo y altamente demandante de recursos, genera la necesidad de introducir medidas que permitan alcanzar altos niveles de utilización de la red. La gestión de redes está relacionada con el uso eficiente de recursos encondiciones de alta demanda [1].
Algunos de los criterios utilizados para definir el destino de un paquete en condiciones de congestión son la aplicación de reservas de canal o de políticas de calidad de servicio, que habrán de definirse considerando las particularidades del tipo de tráfico a cursar (altamente sensible al retardo o a la pérdida de paquetes) [1]. Sin embargo, independientemente de laestrategia de comunicación a implantar, el manejo de paquetes en las redes de comunicación debe de considerar tres momentos particularmente importantes:
* Proporcionar servicios con retardos mínimos y una ocupación máxima del ancho de banda del enlace;
* Tomar decisiones sobre los caminos a seguir por el paquete con costos mínimos (expresados en términos de la capacidad de transmisión real delcanal de comunicación a utilizar), y
* Proporcionar a cada uno de los paquetes altos niveles de seguridad y confiabilidad.
Con base en estas premisas referenciales, se proponen dos métodos de cálculo de la capacidad de transmisión, en los canales de comunicación con régimen de conmutación de paquetes, a fin de evaluar cuantitativamente, por medio del modelado, el comportamiento de una red contráfico heterogéneo.
El primer método se basa en la aplicación de la teoría de procesos markovianos multidimensionales, utilizados para el modelado de tráfico de tiempo real (video, voz sobre IP).
El segundo método se basa en una descripción de la carga por medio de un método denominado aproximación Z. Este método permite pasar de una carga marcada con distribución de Poisson a una cargaequivalente, definida por medio de sus dos primeros momentos de distribución matemática (esperanza matemática y desviación estándar de la intensidad de la carga) de su probabilidad de pérdidas de llamadas para diversas clases de usuarios. Como ha sido demostrado [2, 3], la aplicación de este modelo permite obtener resultados altamente aproximados a los resultados empíricos observados en escenariosreales.

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Problema de investigación
El presente documento es resultado de un estudio realizado con el objetivo de introducir en los programas académicos de las materias de “Redes de computadores” e “Ingeniería de redes computacionales”, pertenecientes a las carreras de “Ingeniería en Sistemas” y “Licenciatura en Sistemas de Computación Administrativa”, los temas de...