Una propuesta de arquitectura MPLS/DiffServ para proveer mecanismos de calidad de servicio (QOS) en el transporte de la telefonía IP

摘要

Este trabajo de tesis presenta una propuesta de un modelo de Red de Voz Virtual para cursar el tráfico de voz sobre una red de paquetes IP (Telefonía IP), utilizando una arquitectura basada en MPLS/DiffServ para proveer calidad de servicio. Se pretende que esta arquitectura proporcione eficiencia, fiabilidad, escalabilidad y disponibilidad orientada a la comunicación de voz sobre redes IP, proporcionando un servicio de forma transparente y con niveles de calidad equivalentes a los ofrecidos por la telefonía clásica. Para ello, se propone la unión de las técnicas y algoritmos de optimización de la telefonía clásica, la conectividad que proporcionan las redes IP y la flexibilidad e ingeniería de tráfico de las arquitecturas MPLS y DiffServ. Dentro del entorno de la Telefonía IP se busca establecer una arquitectura de red que responda, de manera favorable, a la congestión y a los cambios en el modelo de tráfico para los servicios de voz sobre redes de paquetes. Este trabajo aporta a la ingeniería de tráfico de las redes de nueva generación la idea de utilizar encaminamiento offline basado en rutas explícitas, calculadas a través de un modelo de optimización, para resolver la complejidad en el transporte del servicio de VoIP, proporcionando eficiencia en la entrega de paquetes en tiempo real. El objetivo propuesto consiste en calcular las rutas menos congestionadas mediante técnicas de optimización y procedimientos de planificación, utilizando como datos de entrada la información de los nodos de origen-destino y las demandas de paquetes de voz entre ellos. La arquitectura propuesta considera un Modelo de Red de Voz Virtual como una red privada para el tráfico de voz formada por routers con funcionalidad MPLS. El modelo de Red de Voz Virtual consiste en determinar una subred por donde el tráfico de voz será encaminado en el backbone y para ello se formula el problema como un modelo de programación entera mixta. La idea principal y contribución de este trabajo consiste en separar el tráfico de voz resolviendo un problema de flujo multiproducto para los paquetes que transportan la voz. Como resultado del modelo se obtiene una red de voz que comparte la misma infraestructura física de la red de datos (nodos, enlaces) pero planificada y dimensionada para el servicio de voz. El diseño del modelo prevé la aplicación de una política de gestión que garantice la "factibilidad" de la red de voz para un perfil de tráfico determinado, de manera que se pueda disponer de recursos de red suficientes para cursar el tráfico de voz con niveles aceptables de calidad, fiabilidad y disponibilidad (tolerancia a fallos). Asimismo, se considera la aplicación de políticas de interconexión entre diferentes redes virtuales donde se pretende hacer un seguimiento del tráfico de voz entre distintos dominios de forma que se garantice la continuidad de la llamada en diferentes redes, manteniendo un nivel alto de calidad para llamadas de larga distancia entre operadores o proveedores de servicios de telefonía IP.