Técnicas de optimización de parámetros de red para la mejora de la comunicación en servicios de tiempo real

Resumen

En esta tesis se presenta un conjunto de estudios sobre técnicas de optimización del tráfico de servicios de tiempo real, aplicables en el caso de que un número de flujos compartan la misma ruta. En estos escenarios la eficiencia se puede mejorar mediante la compresión de cabeceras cuyos campos se repiten o se incrementan de uno en uno para todos los paquetes del flujo. Posteriormente se pueden multiplexar varios paquetes en uno más grande, que se envía extremo a extremo utilizando un túnel. Algunos de estos métodos de optimización, como ocurre para servicios basados en RTP, han sido estandarizados por el IETF. También pueden adaptarse a otros servicios con características similares. Se han realizado pruebas encaminadas a medir la mejora que se puede obtener mediante estos métodos en servicios de tiempo real. Se han realizado medidas tanto en entornos reales como en otros emulados mediante virtualización o simulados. Se han evaluado los parámetros de calidad objetiva resultantes, como el retardo o las pérdidas, que posteriormente se han traducido en valores de calidad percibida, utilizando estimadores del MOS (Mean Opinion Score, puntuación de la opinión media). El primer servicio estudiado ha sido el de Voz sobre IP (Voice over IP, VoIP). Para ello, se ha diseñado un sistema de telefonía IP similar a los utilizados en entornos empresariales, incluyendo un sistema que multiplexa las llamadas simultáneas entre el mismo par de sucursales. El sistema se ha implementado en un entorno de pruebas, utilizando herramientas de software libre. Se han realizado también medidas de la mejora que se puede obtener en los parámetros de calidad de servicio cuando se multiplexa un número de flujos nativos. Por último, se han realizado simulaciones para evaluar el efecto en la probabilidad de admisión. El segundo servicio de tiempo real que se ha probado ha sido el del género FPS (First Person Shooter, Tirador en Primera Persona) de juegos online. Se ha adaptado el estándar de multiplexión para el tráfico de estos juegos, debido a que, a diferencia del servicio de voz, no usan el protocolo RTP sino que envían paquetes UDP. Se han estudiado, analíticamente y mediante simulaciones, las mejoras que se pueden obtener, mostrando que se consiguen ahorros significativos en ancho de banda y paquetes por segundo, que se pueden traducir en mejoras en los parámetros de calidad.