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Arquitectura de calidad de servicio (QoS) basada en directivas de Windows Server \"Longhorn\" y Windows Vista: The Cable Guy - Marzo de 2006

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Arquitectura de calidad de servicio (QoS) basada en directivas de Windows Server "Longhorn" y Windows Vista

Publicado: marzo 1, 2006

cable_guy

Por The Cable Guy

La calidad de servicio (QoS) basada en directivas de Microsoft® Windows Server™ "Longhorn" y Windows Vista™ (ambas actualmente como versiones beta en fase de prueba) permite configurar perfiles de QoS que especifican el modo de marcar y limitar el tráfico saliente. La configuración de QoS basada en directivas se distribuye a través de la directiva de grupo. La arquitectura de QoS basada en directivas utiliza la pila Next-Generation TCP/IP, Windows® Filtering Platform y un nuevo controlador de filtro ligero de la especificación de interfaz de controlador de red (NDIS) 6.0.

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Introducción a la calidad de servicio (QoS) basada en directivas Introducción a la calidad de servicio (QoS) basada en directivas
Arquitectura de la calidad de servicio basada en directivas Arquitectura de la calidad de servicio basada en directivas
Funcionamiento de la calidad de servicio basada en directivas Funcionamiento de la calidad de servicio basada en directivas
Información adicional Información adicional

Introducción a la calidad de servicio (QoS) basada en directivas

Como se describe en el artículo técnico Quality of Service in Windows Server "Longhorn" and Windows Vista (en inglés), la calidad de servicio (QoS) basada en directivas de Windows Server "Longhorn" y Windows Vista permite ofrecer una experiencia de usuario final mejorada, controlar los costos de ancho de banda o negociar una mayor calidad de los niveles de servicio con los proveedores de ancho de banda o los departamentos empresariales. El ancho de banda de red de los equipos con Windows Server "Longhorn" o Windows Vista se puede administrar de forma central, independientemente de la aplicación en cuestión y en toda la infraestructura del servicio de directorio de Active Directory®. Debido a que la administración del tráfico tiene lugar por debajo de la capa de aplicación, no es necesario modificar las aplicaciones existentes para llevar a cabo la administración del tráfico de QoS basada en directivas.

La configuración de QoS basada en directivas de Windows Server "Longhorn" y Windows Vista permite establecer prioridades o administrar la velocidad de envío del tráfico de red saliente en función de las condiciones siguientes:

  • Aplicación de envío

  • Direcciones o prefijos de dirección de protocolo de Internet versión 4 (IPv4) o 6 (IPv6) de origen o destino

  • Protocolo (Protocolo de control de transmisión [TCP], Protocolo de datagramas de usuarios [UDP] o ambos)

  • Puertos de origen o destino (TCP o UDP)

Las directivas de QoS se aplican a la sesión de inicio de un usuario o a un equipo determinados como parte de un objeto de directiva de grupo (GPO) vinculado a un contenedor de Active Directory, como un dominio, un sitio o una unidad organizativa (OU). Como parte de la directiva de grupo, las directivas de QoS utilizan la infraestructura de administración de Active Directory existente.

La calidad de servicio basada en directivas permite:

  • Definir la prioridad del tráfico Se puede configurar una directiva de QoS para marcar el tráfico de red saliente con un valor de punto de código de servicios diferenciados (DSCP) específico, como se define en RFC 2474. El valor DSCP se almacena en el campo de tipo de servicio (TOS) del encabezado de IPv4 o en el campo de clase de tráfico del encabezado de IPv6. Los enrutadores empresariales más modernos admiten la diferenciación de tráfico DSCP, aunque esta característica está deshabilitada de forma predeterminada. Los enrutadores que admiten DSCP leen el valor DSCP y sitúan el paquete reenviado en una cola específica. Por ejemplo, los enrutadores se pueden configurar para que sitúen los paquetes reenviados en la cola de "prioridad alta", de "mejor esfuerzo" o "inferior al mejor esfuerzo" en función de los valores DSCP definidos. Al configurar las colas y los valores DSCP, el tráfico marcado con DSCP podrá tener niveles de servicio diferentes. Por ejemplo, el tráfico de red importante recibe preferencia de reenvío frente al tráfico masivo de datos de menor prioridad.

  • Administrar el uso del ancho de banda Se puede configurar una directiva de QoS con una tasa de limitación para el tráfico saliente. La limitación permite que los componentes de QoS limiten el tráfico de red saliente agregado que coincida con la configuración de directiva de QoS a una velocidad especificada.

Tanto el marcado DSCP como la limitación se pueden utilizar de forma conjunta para administrar el tráfico de forma efectiva.

Arquitectura de la calidad de servicio basada en directivas

En la figura siguiente se muestra la arquitectura de la calidad de servicio basada en directivas.

Architecture of Policy-based QoS

La arquitectura de la calidad de servicio basada en directivas consta de los componentes siguientes:

  • Servicio de cliente de directiva de grupo Servicio de Windows que administra la configuración de directiva de grupo del usuario y del equipo.

  • Motor de directiva de grupo Componente del servicio de cliente de directiva de grupo que durante el inicio recupera de Active Directory la configuración de directiva de grupo del usuario y el equipo. Asimismo, comprueba de forma periódica los cambios producidos (de forma predeterminada, cada 90 minutos). Si el componente detecta cambios, el motor de directiva de grupo recupera la nueva configuración de directiva de grupo. El motor de directiva de grupo procesa los objetos GPO entrantes e informa a la extensión de cliente de QoS de la actualización de las directivas de QoS.

  • Extensión de cliente de QoS Componente del servicio de cliente de directiva de grupo que espera las indicaciones del motor de directiva de grupo con respecto a los cambios de las directivas de QoS, e informa al módulo de inspección de QoS.

  • Pila Next-Generation TCP/IP Pila TCP/IP rediseñada para Windows Server "Longhorn" y Windows Vista que incluye compatibilidad integrada para IPv4 e IPv6 y admite la nueva plataforma Windows Filtering Platform. Para obtener más información, consulte el artículo de septiembre de 2005 de The Cable Guy La pila Next Generation TCP/IP en Windows Vista y Windows Server Longhorn.

  • Módulo de inspección de QoS Componente de la pila Next-Generation TCP/IP que espera indicaciones de la extensión de cliente de QoS con respecto a los cambios de directiva de QoS, recupera la configuración de directiva de QoS e interactúa con la capa Transporte y Pacer.sys para marcar de forma interna el tráfico que coincide con las directivas de QoS.

  • NDIS 6.0 Interfaz estándar entre los controladores de red de modo de núcleo y el sistema operativo de Windows Server “Longhorn” y Windows Vista. NDIS 6.0 admite los nuevos filtros ligeros, un modelo de controladores simplificados diseñado para controladores intermedios y de minipuerto NDIS que aporta un mayor rendimiento.

  • Interfaz de proveedor de red (NPI) de QoS Interfaz para controladores de modo de núcleo que interactúa con Pacer.sys.

  • Pacer.sys Nuevo controlador de filtro ligero NDIS 6.0 que controla la programación de paquetes correspondiente a la calidad de servicio basada en directivas y al tráfico de las aplicaciones que utilizan las API genéricas de QoS (GQoS) y de control de tráfico (TC). Pacer.sys sustituye a Psched.sys en Windows Server 2003 y Windows XP. Pacer.sys se instala con el componente Programador de paquetes QoS desde las propiedades de una conexión o un adaptador de red.

Funcionamiento de la calidad de servicio basada en directivas

El proceso siguiente tiene lugar al iniciar o al obtener la configuración actualizada de directiva de grupo del usuario o el equipo correspondiente a QoS:

  1. El motor de directiva de grupo recupera de Active Directory la configuración de directiva de grupo del usuario o el equipo.

  2. El motor de directiva de grupo informa a la extensión de cliente de QoS que se produjeron cambios en las directivas de QoS.

  3. La extensión de cliente de QoS envía una notificación de evento de directiva de QoS al módulo de inspección de QoS.

  4. El módulo de inspección de QoS recupera las directivas de QoS de usuario o equipo y las almacena.

El proceso siguiente tiene lugar al crear un nuevo extremo Capa Transporte (conexión TCP o tráfico UDP):

  1. El componente Capa Transporte de la pila Next Generation TCP/IP informa al módulo de inspección de QoS.

  2. El módulo de inspección de QoS compara los parámetros del extremo Capa Transporte con las directivas de QoS almacenadas.

  3. Si se encuentra alguna coincidencia, el módulo de inspección de QoS se pone en contacto con Pacer.sys para crear un flujo, una estructura de datos que contiene el valor DSCP y la configuración de limitación de tráfico de la directiva de QoS coincidente. Si existen varias directivas de QoS que coinciden con los parámetros del extremo Capa Transporte, se utilizará la directiva de QoS más específica.

  4. Pacer.sys almacena el flujo y devuelve un número de flujo correspondiente al flujo del módulo de inspección de QoS.

  5. El módulo de inspección de QoS devuelve el número de flujo a la capa Transporte.

  6. La capa Transporte almacena el número de flujo con el extremo Capa Transporte.

El proceso siguiente tiene lugar cuando se envía un paquete correspondiente a un extremo Capa Transporte marcado con un número de flujo:

  1. La capa Transporte marca de forma interna el paquete con el número de flujo.

  2. La capa Red solicita a Pacer.sys el valor DSCP correspondiente al número de flujo del paquete.

  3. Pacer.sys devuelve el valor DSCP a la capa Red.

  4. La capa Red cambia el campo TOS de IPv4 o el campo de clase de tráfico de IPv6 por el valor DSCP especificado por Pacer.sys y, para los paquetes de IPv4, calcula la suma de comprobación final del encabezado de IPv4.

  5. La capa Red entrega el paquete a la capa Tramas.

  6. Debido a que el paquete está marcado con un número de flujo, la capa Tramas lo entrega a Pacer.sys a través de NDIS 6.0.

  7. Pacer.sys utiliza el número de flujo del paquete para determinar si éste necesita o no limitación, y en caso afirmativo, programa el envío del mismo.

  8. Pacer.sys entrega el paquete, bien inmediatamente (si no hay limitación de tráfico), o bien según lo programado (si la hay) a NDIS 6.0 para su transmisión a través del adaptador de red adecuado.

El diseño de los componentes de QoS basada en directivas conlleva las ventajas siguientes:

  • La inspección del tráfico para determinar si una directiva de QoS se aplica o no se realiza por extremo Capa Transporte, y no por paquete.

  • El rendimiento del tráfico que no coincide con una directiva de QoS no se ve afectado.

  • No es necesario modificar las aplicaciones para utilizar el servicio diferenciado basado en DSCP o la limitación del tráfico.

  • Las directivas de QoS se pueden aplicar al tráfico protegido por seguridad de protocolo de Internet (IPsec).

Información adicional

Para obtener más información sobre este tema, consulte los siguientes recursos:

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