Por qué DPI: políticas de tráfico adaptadas a las aplicaciones y visibilidad

Resumen. La inspección profunda de paquetes (DPI) de BQN amplía la gestión del ancho de banda más allá de la gestión de suscriptores y flujos ( límites de velocidad ) al identificar las aplicaciones que generan tráfico. Este conocimiento de las aplicaciones permite a los operadores definir políticas para categorías específicas de aplicaciones, medir cómo se utilizan las aplicaciones y evaluar su rendimiento a lo largo del tiempo. Las políticas basadas en la DPI no sustituyen a las funciones de control automático de BQN. Por el contrario, complementan la gestión automática de la congestión (ACM) de BQN, que detecta y mitiga la congestión a partir de señales a nivel de abonado, y la gestión activa de colas (AQM) de BQN, que impone límites mediante un sistema avanzado de colas por flujo. En conjunto, la DPI, la ACM y la AQM proporcionan a los operadores tanto una protección automática de la calidad de la experiencia (QoE) como un control intencional basado en el reconocimiento de aplicaciones.

‍

Por qué es importante conocer las aplicaciones

El control del ancho de banda a nivel de suscriptor responde a la pregunta: «¿Cuánto tráfico debería recibir este usuario o grupo?». La identificación de paquetes por datos (DPI) añade una segunda dimensión: «¿Qué tipo de tráfico está utilizando esa capacidad?». Esta distinción es importante porque las aplicaciones tienen diferentes sensibilidades a la calidad de la experiencia (QoE). Una actualización de software, una transmisión de vídeo, una copia de seguridad en la nube, una sesión de juego y una videoconferencia pueden consumir capacidad, pero no reaccionan de la misma manera ante el retraso, la pérdida o la « shaping » temporal.

BQN utiliza perfiles DPI para identificar flujos cuyo dominio DPI coincida con firmas de aplicaciones predefinidas o personalizadas. Estas firmas predefinidas incluyen aplicaciones populares como las teleconferencias, los principales servicios de streaming de vídeo y las actualizaciones de software habituales. Una vez clasificado el tráfico, el sistema de políticas puede aplicar diferentes políticas de flujo a las distintas aplicaciones, sin dejar de operar dentro de los controles a nivel de abonado, de grupo o de red.

‍

El DPI como selector de políticas de aplicaciones

Las políticas de BQN se seleccionan mediante reglas que combinan perfiles con políticas. Los perfiles clasifican el tráfico; las políticas definen la acción. Por lo tanto, el DPI se convierte en un selector para tomar decisiones basadas en las aplicaciones. Una regla puede coincidir con el tráfico procedente de un grupo de abonados, un intervalo de tiempo, una red de acceso o una interfaz, y luego coincidir además con la firma de la aplicación a través de un perfil DPI. Esto hace que el control del tráfico basado en aplicaciones sea lo suficientemente preciso como para resultar útil sin convertir la red en un conjunto de listas de acceso estáticas de enrutadores.

Hay tres modelos de políticas que abarcan la mayoría de las implementaciones:

• Priorización de aplicaciones: se otorga una mayor prioridad relativa a las aplicaciones sensibles a la latencia, como las teleconferencias, cuando un abonado o un grupo alcanza un límite. Esta priorización se suma a la priorización automática que proporciona el elemento AQM, reforzándola.
• Moderación del tráfico de aplicaciones: ralentizar las categorías con mucho tráfico o poco interactivas durante las horas punta, en lugar de aplicar una penalización uniforme a todo el tráfico.
• plan de velocidad Precisión de la medición: identificar las pruebas de velocidad de modo que el resultado refleje la velocidad contratada y no la capacidad que sobre en el resto de la vivienda, tal y como se describe a continuación.

Las pruebas de velocidad ilustran bien por qué identificar la aplicación es importante desde el punto de vista comercial y no solo técnico. Cuando un abonado realiza una prueba, interpreta la cifra como la velocidad de su plan; pero la prueba compite con todas las demás actividades que se están llevando a cabo en el hogar en ese momento, por lo que un hogar que esté viendo vídeo en streaming, haciendo una copia de seguridad en la nube o descargando una actualización de una consola obtendrá un resultado muy por debajo de la velocidad contratada, aunque la red de acceso esté proporcionando exactamente lo que se vendió. El abonado concluye que no está recibiendo lo que le corresponde según su plan y abre un ticket, y el equipo de asistencia técnica dedica tiempo a demostrar lo contrario. Dado que el DPI reconoce los principales servicios de pruebas de velocidad por su firma en lugar de por la dirección del servidor, BQN puede tratar esos flujos como una aplicación distinta y asignar a la prueba el ancho de banda completo del abonado durante su breve duración, dejando que el tráfico simultáneo en segundo plano ceda el paso mientras se ejecuta. De este modo, la medición refleja el límite del plan, en lugar del plan restado de cualquier otra actividad que se estuviera realizando en el hogar, lo que elimina un tipo de incidencias de asistencia técnica recurrentes y totalmente evitables.

‍

Datos sobre el uso y el rendimiento de la aplicación

DPI también convierte a BQN en una plataforma de visibilidad de aplicaciones. Con BQN, los operadores pueden ver qué aplicaciones se están ejecutando en la red y cuál es su rendimiento, llegando hasta grupos concretos de abonados y el tráfico en tiempo real de un único abonado. Estos datos tienen un valor operativo directo. Los equipos de asistencia pueden determinar si una queja está relacionada con una aplicación específica, un problema de acceso de un abonado o un segmento de red congestionado. Los equipos de ingeniería pueden detectar si la presión sobre la capacidad en las horas punta se debe a un pequeño número de categorías que consumen mucho tráfico o a una demanda generalizada de los abonados. Los equipos de producto pueden comprender la combinación de aplicaciones y diseñar políticas que protejan la calidad de experiencia (QoE) interactiva sin suprimir innecesariamente el tráfico útil.

‍

Cómo complementa el DPI al ACM y al AQM

ACM y AQM son mecanismos de control automático. El ACM detecta la congestión observando la velocidad, la latencia y el comportamiento de pérdidas de los abonados, y luego mitiga la situación cuando esta se produce. El AQM impone límites mediante el en cola por flujo, de modo que un flujo de gran volumen no provoque un retraso excesivo en los demás flujos. Las políticas basadas en DPI incorporan la intención del operador. Responden a preguntas para las que el ACM y el AQM no están diseñados, como qué categorías de aplicaciones deben recibir prioridad durante las horas de mayor tráfico y qué categorías de gran volumen deben moderarse.

Por lo tanto, se trata de una relación complementaria. El ACM localiza el punto real de congestión y ajusta la tasa de funcionamiento. El AQM mantiene las colas cortas y los flujos aislados dentro del límite establecido. El DPI determina cómo deben tratarse las aplicaciones dentro de ese entorno controlado. Por ejemplo, cuando un grupo de abonados alcanza un límite de velocidad en horas punta, el AQM evita que se formen grandes colas compartidas, el ACM detecta si la congestión sigue siendo perjudicial y las políticas del DPI pueden dar prioridad a las aplicaciones en tiempo real frente a las actualizaciones en segundo plano u otro tipo de tráfico elástico.

‍

Principios de diseño para las políticas basadas en el DPI

• Utiliza el DPI para expresar la intención, no para sustituir el control automático. Deja que el ACM y el AQM se encarguen de los mecanismos de congestión; utiliza el DPI para decidir qué clases de aplicaciones merecen un trato especial.
• Aplicar el ámbito de las horas punta. Combinar los perfiles de DPI y de tiempo para que las políticas se activen cuando la capacidad sea escasa.
• Compruébalo con las métricas de la aplicación. Analiza la velocidad de la aplicación, las latencias, las retransmisiones y las tendencias de uso antes y después de los cambios en las políticas.
• Trabaja por grupos de abonados. Utiliza los grupos de abonados para establecer políticas específicas para el segmento afectado.

‍

DPI frente a ASN para la identificación de aplicaciones

Una alternativa más sencilla al DPI consiste en clasificar el tráfico según los rangos de IP o el número de sistema autónomo (ASN) del que procede. Este enfoque es económico, pero identifica a la entidad que gestiona los servidores, no el servicio que el suscriptor está utilizando realmente. Los grandes proveedores de contenidos ofrecen muchos servicios distintos desde el mismo ASN y, a menudo, desde los mismos rangos de direcciones, por lo que una regla basada en el ASN no puede diferenciarlos. Netflix es el ejemplo más claro: tanto el streaming de vídeo como la prueba de velocidad de fast.com son operados por Netflix y aparecen bajo el mismo sistema autónomo, pero requieren un tratamiento opuesto: un flujo de vídeo es elástico, se almacena en el búfer y es un candidato legítimo para la moderación en horas punta, mientras que una prueba de velocidad es un flujo de medición breve cuyo resultado el suscriptor interpreta como la velocidad de su plan. Del mismo modo, Google puede alojar en la misma dirección IP servicios tan diferentes como el streaming de vídeo de YouTube, Google Drive y Google Meet. Una regla basada en el ASN detecta un único origen y trata todos los servicios de forma idéntica; un perfil de DPI identifica la firma del servicio y permite al operador moderar el streaming sin afectar a la prueba de velocidad.

‍

Conclusión

BQN DPI aporta inteligencia de aplicaciones al ciclo de gestión del ancho de banda. Permite a los operadores identificar aplicaciones, crear políticas basadas en aplicaciones y medir el uso y el rendimiento de las mismas. ACM y AQM siguen proporcionando la base automática de la calidad de experiencia (QoE): ACM detecta y mitiga la congestión, mientras que AQM gestiona las colas y el aislamiento de flujos. DPI los complementa añadiendo la intención de las políticas y la visibilidad, lo que permite a los operadores proteger los servicios sensibles a la latencia, moderar la demanda elástica y comprender qué aplicaciones están generando realmente la carga de la red.