QoS em WLANs – Parte I

Publicado: 17 de novembro de 2011 em Wireless - WLC
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Hoje vou falar de uma forma resumida sobre QoS aplicado a redes Wireless Cisco. A melhor forma de explicar é através de exemplos, mostrando como opera a marcação dos pacotes ao longo de seu percurso.

Primeiramente, QoS significa Quality of Service e é um modo de utilizar melhor a banda disponível priorizando determinado tipo de tráfego em detrimento de outros. Isso é importante principalmente para aplicações de Voz, pois são sensíveis ao delay e jitter. Delay é o atraso nos pacotes. Obviamente, em uma conversa, se pacotes forem perdidos, a qualidade será comprometida. Já o jitter é a variação no atraso dos pacotes recebidos. Essa variação também é prejudicial à qualidade.

O padrão IEEE 802.11e define o QoS para redes Wireless.

O WLC suporta quatro níveis de QoS:

  • Platinum/Voice
  • Gold/Video
  • Silver/Best Effort
  • Bronze/Background

Um pacote pode ser taggeado na camada 3 (DSCP) e/ou na camada 2, 802.1p (rede cabeada) e 802.11e (rede Wireless). Portanto, quando um pacote é transferido da rede cabeada para Wireless, conversões são necessárias. A tabela abaixo é utilizada para realizar tais conversões:

Cisco   AVVID 802.1p UP-Based Traffic Type Layer   3(Wireless/Wired) Layer   2(Wired) Layer   2(Wireless) Observações
Cisco AVVIDIP DSCP Cisco AVVID802.1p UP IEEE 802.11e UP
Network Control 7 Reservado para Network Control apenas.
Inter-Network Control 48 6 7 (AC_VO) CAPWAP/LWAPP control
Voice 46 (EF) 5 6 (AC_VO) Controller Platinum QoS
Video 34 (AF41) 4 5 (AC_VI) Controller Gold QoS
Voice Control 26 (AF31) 3 4 (AC_VI)
Best Effort 0 (BE) 0 3 (AC_BE)/0 (AC_BE) Controller Silver QoS
Background   (Cisco AVVID Gold Background) 18 (AF21) 2 2 (AC_BK)
Background   (Cisco AVVID Silver Background) 10 (AF11) 1 1 (AC_BK) Controller Bronze QoS

Primeiramente vou explicar, passo a passo, como funciona e, em seguida, como configurar. Neste exemplo, vamos utilizar a topologia simplificada abaixo.

Na rede Wireless Unificada Cisco, os pacotes entre o Access Point (LAP) e o WLC são transmitidos através de um túnel LWAPP ou CAPWAP (versões mais novas do IOS do WLC utilizam CAPWAP).

Primeiramente, vamos imaginar um dispositivo compatível com 802.11e transmitindo um pacote para outro dispositivo na rede cabeada. Este caminho é chamado de upstream. O dispositivo WiFi está conectada a uma WLAN com QoS Platinum (DSCP = EF, 802.1p =5 e 802.11e = 6).

Upstream QoS

O dispositivo Wireless cria um pacote e envia-o para o Access Point. Como o dispositivo é compativel com o padrão 802.11e, ele tagueia o pacote com 802.11e = 6 e DSCP = EF.

Pacote 802.11

Ao chegar no Access Point, o AP encapsula o pacote, no cabeçalho, converte o valor 802.11e para o DSCP correspondente e envia, via túnel LWAPP/CAPWAP para o WLC. Nesta conversão o AP faz o policiamento (policy) para garantir que o QoS requisitado pelo client Wireless não seja superior ao QoS atribuído à WLAN. O QoS atribuido a WLAN é Platinum, então, o 801.11e = 6 e o DSCP correspondente é EF.

AP -> WLC

O WLC recebe esse pacote, desencapsula, converte o DSCP do cabeçalho para o 802.1p correspondente e envia para o destinatário na rede cabeada.

WLC -> Wired Network

Observe que o DSCP não é alterado ao longo do processo!

Agora vamos imaginar a situação contrária: um dispositivo na rede cabeada enviando um pacote para um client Wireless (downstream):

Downstream QoS

Quando o pacote chega ao WLC, o WLC o encapsula em LWAPP ou CAPWAP e, no cabeçalho, copia o DSCP e converte para o respectivo 802.1p. Em seguida o pacote é enviado para o Access Point ao qual o client destinatário está conectado.

Neste exemplo vamos imaginar uma rede de Video, com QoS Gold (DSCP = AF41, 802.1p = 4, 802.11e = 5).

WLC -> AP

Quando chega ao Access Point, o AP desencapsula o pacote e converte o DSCP do cabeçalho para o 802.11e correspondente, fazendo novamente o policiamento para garantir que o QoS requisitado não seja superior ao permitido. Em seguida coloca o pacote na fila de transmissão apropriada e envia para o destinatário WiFi. o DSCP requisitado neste exemplo foi AF41 que é convertido em 802.11e = 5.

AP -> Client 802.11

Este foi o primeiro post sobre QoS em redes Wireless. No post seguinte irei mostrar como configurar o WLC e Switches.

Abraços,

Bartulihe

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