Parte 3: La Priorización del Tráfico de Socket y QoS

Este artículo explica cómo funciona el motor QoS de Cato y ayuda significativamente a mejorar la utilización del ancho de banda de la red y optimizar el rendimiento de la red.

Gestión del Ancho de Banda con QoS de Cato

En la Aplicación de Gestión de Cato, use los perfiles de gestión de BW para configurar las prioridades de QoS para los diferentes tipos de tráfico. Cada perfil contiene tanto la prioridad de QoS como los límites de ancho de banda del tráfico. Puede entonces asignar el perfil de gestión de BW a una regla de red y priorizar el tipo específico de tráfico.

Puede establecer valores de prioridad entre 2 y 255 donde 0 y 1 están reservados para el tráfico administrativo de Cato y 255 está reservado como la prioridad más baja. Si configura el perfil de ancho de banda con prioridad P10, el tráfico coincidente tiene una prioridad más alta sobre el tráfico con prioridad P20. Puede proporcionar una prioridad diferente a diferentes aplicaciones y lograr el rendimiento requerido para este tipo de tráfico. Recomendamos que asigne un valor de prioridad más bajo a un tipo de tráfico más significativo. Por ejemplo, si el tráfico VoIP es más importante para su cuenta que RDP, asigne a las reglas de red VoIP una prioridad más alta que a las reglas RDP.

Nota: Si configura un Reenvío de Puerto Remoto (RPF) para su cuenta, el tráfico RPF se asigna automáticamente con la prioridad más baja de 255. Para más detalles sobre RPF, consulte Configuración de Reenvío de Puerto Remoto para la Cuenta.

Cómo Cato Envía el Tráfico Basado en la Política de Gestión de BW

Cato Networks utiliza una técnica estándar de modelado de tráfico para optimizar el rendimiento de la red controlando la tasa promedio de Subida y Bajada.

El siguiente diagrama muestra cómo el motor de QoS asigna prioridad a los diferentes tipos de tráfico.

mceclip0.png

Implementación del Algoritmo de Gestión de BW

Cato utiliza el algoritmo Cubo con Fugas para medir los límites del ancho de banda y la explosión. Implementar el Cubo con Fugas como un organizador de tráfico significa que cuando la tasa de paquetes entrantes es mayor que la tasa de salida, como en un caso de congestión de la red, los paquetes entran en la cola y se descartan una vez que la cola está llena. Cuando se transmiten los paquetes, se eliminan de la cola en un orden primero en entrar, primero en salir (FIFO) y los nuevos paquetes pueden entonces entrar en la cola.

Bajo el Capó - Cómo se Envía el Tráfico Según las Prioridades

El algoritmo Cubo con Fugas mide la tasa de tráfico e identifica cuándo el cubo está lleno. Utiliza estas métricas para enviar el tráfico priorizado usando el ejemplo de llenar un cubo de agua:

  • Tasa promedio - el límite real del BW. La tasa de agua que gotea del cubo en cada tic del reloj.

  • Capacidad de explosión - el tamaño del cubo. La cantidad total de agua que el cubo puede transportar antes de que comience a descartar paquetes.

  • Tasa de explosión – durante una explosión de tráfico, la tasa que se permite que el agua entre en el cubo. La tasa de explosión no está limitada, y cualquier explosión puede entrar en el cubo.

Si el cubo no está lleno, todos los paquetes se envían. Sin embargo, cuando el cubo está lleno, los paquetes son encolados. Cada prioridad tiene una cola diferente y los paquetes se envían por orden (FIFO) según las prioridades. Cuando todas las colas están llenas, se descartan nuevos paquetes.

Sin embargo, Cato implementa la Detección Temprana Aleatoria Ponderada (WRED) para evitar descartar una gran cantidad de paquetes. Para el tráfico TCP, Cato descarta los paquetes de datos y no los paquetes ACK para activar el algoritmo de congestión del remitente. Y en respuesta, el remitente reduce la tasa a la que envía paquetes.

Cómo se Envía el Tráfico desde las Colas de Prioridad

El Socket envía los paquetes desde las colas de prioridad en dos iteraciones: iteración de límite duro e iteración de mejor esfuerzo. El organizador de tráfico primero envía los paquetes según los límites de BW configurados y luego hace el mejor esfuerzo para enviar los paquetes restantes. Durante cada tic de 1ms, realiza ambas iteraciones:

  1. Iteración de Límites Duros – en esta iteración la secuencia es evaluar cada cola comenzando desde la prioridad más alta hasta la prioridad más baja. Para cada cola de prioridad, el Socket envía los paquetes según sus límites de QoS configurados. Durante esta iteración, si se excede el límite total de BW del enlace, el Socket deja de enviar paquetes.

  2. Iteración de Mejor Esfuerzo – si los paquetes transmitidos en la Iteración de Límites Duros no exceden el límite total de ancho de banda, entonces en esta iteración el Socket evalúa cada cola nuevamente. Comenzando desde la prioridad más alta hasta la más baja, envía los paquetes restantes. La motivación es utilizar todo el ancho de banda del enlace sin exceder el límite total de BW.

Ejemplo de las Iteraciones del Organizador de Tráfico

Esta sección muestra un ejemplo de cómo el motor QoS de Cato prioriza paquetes en las colas de tráfico.

Cinco Colas de Prioridad con Paquetes

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El diagrama anterior muestra los paquetes en 5 colas de prioridad antes de que el Socket inicie las iteraciones.

QoS – Iteración de Límites Duros

QoS_hard_limits.png

Este diagrama muestra la primera iteración, que es la Iteración de Límites Duros. Comenzando desde P10, P20, P30, P40 y por último P255. El ancho de banda disponible para cada cola es: dos paquetes de la cola P10, un paquete de P20, un paquete de P30, dos paquetes de P40 y un paquete de la cola P255.

QoS – Iteración de Mejor Esfuerzo

qos_best_effort.png

Este diagrama muestra la segunda iteración, que es la Iteración de Mejor Esfuerzo. En esta iteración, se enviaron tres paquetes de P10, y uno de cada uno de P20, P30, P40 y por último P255. En este caso, todo el ancho de banda disponible se usa y un paquete en la cola P255 permanece para el siguiente tic. Luego, llegan nuevos paquetes a las colas y el algoritmo ejecuta las dos iteraciones nuevamente y envía el paquete restante.

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