Contribución al soporte de Calidad del Servicio en Redes Móviles

Abstract

En esta Tesis se plantea una solución para soportar Calidad de Servicio en Internet. Esta solución, denominada IntServ6, opera sobre redes fijas y móviles basadas en el protocolo IPv6. IntServ6 está fundamentada en la Arquitectura de Servicios Integrados y utiliza el campo de Etiqueta de Flujo de la cabecera IPv6 para identificar los flujos que tienen reservas de recursos en los Encaminadores. La utilización del campo Etiqueta de Flujo de IPv6 no ha sido estandarizada, existiendo hasta el momento sólo ciertas especificaciones de uso y algunas propuestas de su utilización que también fueron estudiadas. Tales propuestas sólo abarcan algunos aspectos de una posible solución pero no plantean soluciones completas. Estos aspectos son entre otros, el formato de interpretación de la Etiqueta de Flujo y algunas definiciones de arquitecturas de QoS descritas de forma muy general. Adicionalmente, IntServ6 posee extensiones para operar sobre redes móviles. Tales extensiones están diseñadas para operar con los protocolos de movilidad existentes de forma que no requieren la alteración de dichos protocolos. Aunque IntServ6 podría operar con el protocolo Mobile IPv6, es preferible su operación sobre HMIPv6 para reducir el tiempo de Traspaso.<br/><br/>Para la evaluación de IntServ6, se obtuvieron diferentes modelos matemáticos y de simulación que permitieron evaluar el rendimiento de la propuesta IntServ6 con respecto al estándar IntServ y, en algunos aspectos, se comparó también con MPLS. Todos los aspectos evaluados arrojaron que definitivamente IntServ6 es superior a IntServ. Así, IntServ6 mejora el rendimiento de los Encaminadores en aspectos como el Ancho de Banda de Memoria y la velocidad de procesamiento, también mejora el Tiempo Medio de Retardo de los paquetes, mejora el Tráfico Servido a cada flujo en Reservas Simples y en las Reservas en Túneles. Por otro lado, IntServ6 reduce considerablemente la dependencia del Retardo de los paquetes con respecto a al movilidad de los usuarios y además no afecta, e incluso reduce levemente el Tiempo de Latencia de Traspaso.

This Thesis has obtained an approach to support Quality of Service on Internet. This approach, named IntServ6, operates over wired and wireless All IP Networks based on the IPv6 protocol. IntServ6 is based on the Integrated Services Architecture and it identifies traffic flows (with reservations at the routers), by means of the Flow Label Field allocated in the IPv6 Header. Currently, the use of the Flow Label Field is not standardized; thus, only there exist some general specifications about the use of this field and some proposals about it. However, such proposals only describe some aspects (Flow Label Field Format and general network architectures) but they not take into account many other issues that Internet requires today. In addition, IntServ6 has been designed with extensions to operate over Mobile Networks. Such extensions allow to IntServ6 to obtain a good performance with the current Mobility Protocols without make any modification to them. Although IntServ6 could operate with the Mobile IP protocol, is preferred that it operates with the Hierarchical Mobile IP protocol to reduce the Handoff Latency.<br/><br/>In order to evaluate IntServ6, several mathematical and simulation models were developed. Such models allowed evaluating the performance of IntServ6 and to compare it with the performance of the standard IntServ. In some cases, also IntServ6 was compared with MPLS. All evaluated issues show that IntServ6 is better than IntServ. Thus, IntServ6 improves the router performance in aspects as the Memory Bandwidth and the Processing Rate. IntServ6 reduces the mean packet delay; it also increases the Served Traffic for each flow in Simple Reservations and also in Reservations within Tunnels. On the other hand, IntServ6 reduces the packet delay dependence with the user mobility. Finally, IntServ6 also reduces the Handoff Latency.