Técnicas de estimación de buffer, centradas en las redes de acceso, para la transmisión de flujos ip en tiempo real

Resumen

Esta tesis doctoral presenta una serie de estudios que analizan la respuesta de la transmisión de flujos IP en tiempo real, en escenarios de redes de acceso, en los cuales dichos flujos convergen en un enlace de salida, compitiendo por alcanzar un determinado nivel de calidad de servicio. La concurrencia de este tipo de flujos puede generar ráfagas de paquetes, que en determinadas circunstancias pueden comprometer la capacidad que tienen los buffer para absorber paquetes en períodos de congestión. En estos estudios se ha identificado que el comportamiento del buffer en los dispositivos de acceso, es crítico en el planeamiento de una red. Por este motivo, se propone un conjunto de métodos para descubrir y describir características de redes, por medio de la identificación y el modelado de buffer presentes e influyentes en un camino de red. Esto se lleva a cabo mediante la estimación del tamaño de los buffer y otros parámetros relacionados, como umbrales presentes o las tasas de salida. La caracterización del comportamiento y los parámetros de los buffer son útiles ya que estos aspectos dan más información de un enlace que mediante la utilización de las técnicas tradicionales de estimación de ancho de banda disponible. Los métodos propuestos se pueden clasificar como: de acceso físico o de acceso remoto. El método exacto es el de acceso físico y se utiliza para comparar la exactitud de los otros métodos. El método de acceso remoto es útil en entornos donde no se puede tener acceso físico a los dispositivos que restringen un enlace (que es el caso más común por ejemplo en Internet). Además, se ha propuesto un método que permite detectar diversos buffer que se encuentran en congestión en un camino de red, lo cual permite obtener más información útil de las mediciones. Todos los métodos propuestos han sido validados mediante implementaciones reales con dispositivos comerciales bien conocidos y de uso común en diversas redes. Dichos dispositivos se han estudiado en escenarios controlados de laboratorio en redes cableadas e inalámbricas. Los resultados muestran que los métodos planteados permiten descubrir y describir el comportamiento y los parámetros del modelo de buffer propuesto con altos niveles de exactitud. Por último, se presenta un análisis de las características de los buffer (especialmente su tamaño y la pérdida de paquetes) en los dispositivos de acceso. En particular se estudia cómo estas características pueden afectar a la calidad de las aplicaciones multimedia cuando éstas generan tráfico a ráfagas y sus posibles efectos en el tráfico de otras aplicaciones que comparten un enlace en común.