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17/10/2022 15:10 Roteiro de Estudos
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Introdução
Olá, estudante! Este é o roteiro de estudos da disciplina Qualidade de serviços em redes IP .
Você terá a oportunidade de conhecer e/ou se aprofundar nos assuntos a seguir.
Conceitos basilares sobre a qualidade de serviços (QoS).
As fases e formas para a gerência de QoS.
Parâmetros utilizados como medidores de desempenho de QoS.
O modelo de serviço integrado (IntServ).
O modelo de serviço diferenciado (Di�serv).
Detalhes relacionados aos modelos IntServ e Di�serv.
Suporte do QoS em redes UMTS ( Universal Mobile Telecommunication Systems ).
Fases do QoS
A Qualidade de Serviço, conhecido pela sigla QoS (do inglês Quality of Service ), pode ser
apresentada como a capacidade de determinada rede em fornecer um tráfego diferenciado
Qualidade de serviços em redes IP
Roteiro de Roteiro de 
EstudosEstudos
Autor: Ivan de Mattos Lessa
Revisor: Amanda de Britto Murtinho
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para determinada aplicação . Essa priorização de tráfego pode ser vista nas mais distintas
tecnologias, como frame relay , ATM e Ethernet (802.1) (PERGUNTAS..., 2019). Santana (2019)
alerta que é importante considerar que o que prevalece nessas técnicas é a comutação de
pacotes com características do IP.
A tecnologia IP foi desenvolvida para ser simples, oferecendo a comutação de pacotes de
forma não con�ável, o que normalmente é tratado em camadas superiores. Com a evolução
tecnológica, diversas informações passaram a trafegar na rede, como dados, imagens, sons e
vídeos, o que trouxe alguns desa�os para a tecnologia. São eles: o IP não garante a qualidade
do serviço e existe a di�culdade em mudanças no protocolo, já que a tecnologia tem uma base
grande e difundida (SANTANA, 2019). Nesses desa�os é que se debruça a qualidade de serviço.
A Cisco Systems, empresa líder em diversos seguimentos na área de Tecnologia de Informação
e Redes, apresenta em sua página o�cial algumas vantagens da adoção de QoS em uma rede.
Destacam-se: tem maior previsibilidade do comportamento da rede; fornece suporte a uma
largura de banda dedicada; permite a melhoria nas perdas de pacotes; evita e controla o
congestionamento na rede; e de�ne as prioridades para pacotes trafegados. (PERGUNTAS...,
2019)
Figura 1 - Qualidade de Serviço apresenta várias vantagens quando adotada em uma rede 
Fonte: Minerva Studio / Shutterstock.
Para Gomes, Colcher e Soares (2019), um modelo genérico de sistema para QoS pode ser
de�nido em 4 fases: iniciação, requisição, estabelecimento de contratos de serviço e
manutenção de contratos de serviço. Na iniciação , deve-se de�nir a infraestrutura necessária
para suprir a demanda, bem como as políticas de QoS. Essas políticas explicitam a estratégia de
controle e gerência da qualidade de serviço. Na requisição , o usuário está apto à solicitação
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do serviço. Esse serviço deverá estar disponível e com a qualidade mapeada previamente nas
políticas.
O estabelecimento de contratos de serviço tem como responsabilidade veri�car, quando
recebe uma requisição, se existem recursos disponíveis para manter a qualidade de serviço e
se, ao ceder recursos para o usuário, haverá impactos nos �uxos já admitidos anteriormente
por outros usuários. Por �m, há a manutenção de contratos de serviço , que busca garantir
que o QoS negociado seja mantido durante o tempo de utilização do serviço. Algumas formas
são utilizadas para gerenciar o QoS.
Dentre elas, Maxwell (2019, p. 49) elenca:
Policiamento de �uxo: “veri�ca se a carga controlada pelo usuário está sendo mantida
[...]”.
Monitoramento: “permite a cada nível do sistema inferir sobre a qualidade de serviço
oferecida pelo nível inferior”.
Manutenção: “compara a qualidade de serviço monitorada com a esperada e dispara
mecanismos de ajuste”.
Degradação: “sinaliza perdas de qualidade de serviço que os mecanismos de manutenção
não conseguem recuperar”.
Sinalização: “permite ao usuário especi�car o intervalo de um ou mais parâmetros de
qualidade de serviço, que devem ser monitorados” e sinalizados.
Parâmetros de desempenho de
QoS
Em uma primeira análise, faz-se necessário identi�car quais aplicações necessitam ser
priorizadas dentro de um tráfego de rede. Algumas não trazem uma criticidade que justi�que o
esforço de de�nir uma qualidade de serviço (QoS). Dentre os diferentes tipos, normalmente as
aplicações multimídia possuem maior exigência de QoS em uma rede. (SANTANA, 2019)
Após identi�cação das aplicações que exigem maior QoS, alguns parâmetros podem ser
avaliados. O parâmetro mais básico, conforme Santana (2019, on-line ), é a vazão :
No mínimo, as aplicações sempre precisam de vazão (banda) e, assim sendo,
este é o parâmetro mais básico e certamente mais presente nas especi�cações
de QoS. Este parâmetro da qualidade de serviço é normalmente considerado
durante a fase de projeto e implantação da rede e corresponde a um domínio
de conhecimento bem discutido e relatado na literatura técnica.
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Outros parâmetros relevantes são a latência e o atraso. Apesar de utilizados muitas vezes como
sinônimos, o termo latência foi convencionado para o tratamento relacionado aos
equipamentos de rede e atraso para as transmissões de informações. No ambiente
computacional, diz-se “latência da rede” como sendo a soma dos atrasos na rede e dos
equipamentos nos quais se propagam os dados. Da ótica da aplicação, esses atrasos são
percebidos na forma de demora nos tempos de resposta (SANTANA, 2019). Os principais
fatores que exercem in�uência sobre a latência são: atraso na propagação (tempo necessário
para propagar o sinal no meio utilizado), velocidade de transmissão e poder de processamento
dos equipamentos.
O jitter é outro parâmetro avaliado em QoS. Trata-se da variação no atraso, ou em outras
palavras, da variação na sequência de entrega dos dados. Esse parâmetro é muito importante
em aplicações de tempo real e de voz por IP (VOIP), por exemplo, a�nal, haveria um atraso
perceptível nas conversas.
As perdas de pacote são outro ponto de análise. Pacotes podem ser descartados por diversos
motivos, como erros, má formação, congestionamento, além das perdas durante o transporte.
Observando esse parâmetro à luz da QoS, tem-se que o objetivo é garantir limites aceitáveis de
perda para o bom funcionamento das aplicações.
Por �m, a disponibilidade é também um ponto observado no QoS. Visto que é a observância
de que o serviço esteja sempre disponível quando solicitado, depende, dentre outros fatores,
de os equipamentos estarem corretamente funcionando e devidamente con�gurados, assim
como a disponibilidade da rede pública.
Maxwell (2019, p. 50-51) resume os pontos de QoS, alguns supracitados, em cinco:
Disponibilidade: “[...] a fração de tempo em que o serviço está disponível entre um ponto
especi�cado de ingresso e um ponto de saída com os limites de�nidos em um acordo de
nível de serviço (SLA)”.
Perda de pacotes: “medida comparativa entre os pacotes �elmente transmitidos e
recebidos e o número total de pacotes que foram transmitidos”.
Atraso ( delay ): “quantidade �nita de tempo gasto por um pacote para alcançar o ponto
de receptação após ser transmitido a partir da origem de�nida. É a soma de todos os
intervalos de tempo, �xos e variáveis, gastos desde origem até o destino”.
Jitter : “[...] a diferença no atraso �m a �m ente os pacotes”.
Banda passante: “[...] largura de bandadisponível ao usuário entre um ponto de presença
de origem e um de destino”.
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Principais diferenças entre
Modelo IntServ x Modelo Diffserv
Após identi�car os parâmetros de QoS, é importante conhecer os mecanismos que
efetivamente compõem a qualidade de serviço. Os mecanismos de qualidade de serviço atuam
nos equipamentos, camadas dos protocolos e entidades de forma colaborativa (SANTANA,
2019). As principais alternativas para implementação da QoS em redes IP, conforme Santana
(2019), são:
IntServ ( Integrated Services Architecture ).
Di�Serv ( Di�erentiated Services Framework ).
MPLS ( Multiprotocol Label Switching ).
SBM ( Subnet Bandwidth Management ).
Dimensionamento.
O IntServ é um mecanismo de garantia de QoS através da reserva de recursos. O Di�Serv
garante o QoS priorizando pacotes. No MPLS, são criados rótulos que estabelecem prioridades
ao trafegar informações. A SBM especi�ca um método de sinalização baseado em LANs,
utilizando o �uxo de reserva RSVP ( Resource Reservation Protocol . Por �m, o dimensionamento
é uma técnica que visa dimensionar os recursos para trafegar na rede ainda na fase de
projetos, evitando, com isso, o congestionamento.
Dentre as técnicas citadas, será dada ênfase ao IntServ e Di�serv, uma vez que a utilização de
ambas para QoS em redes IP é amplamente difundida.
O IntServ estabelece uma espécie de circuito virtual em uma rede de comutação de pacotes IP.
Os recursos são reservados antes de se iniciar o envio dos dados. Para a de�nição de uma
arquitetura IntServ, dois pontos precisam ser de�nidos: de que forma as aplicações realizam
sua reserva; e como os equipamentos intermediários farão para garantir essa reserva.
Segundo a RFC (BRADEN et al ., 1997), as aplicações solicitam a QoS através do protocolo de
sinalização RSVP ( Resource Reservation Protocol ), a partir das seguintes ações: a aplicação
identi�ca as necessidades da qualidade de serviço; a aplicação solicita a QoS à rede pelo
protocolo de sinalização (RSVP); os equipamentos de rede aceitam a reserva e tentam garantir
a reserva; por �m, após reservados, os �uxos são identi�cados e roteados conforme o caminho
pré-estabelecido. A forma de garantir essa qualidade pelos equipamentos é abordada em
diversas recomendações. Santana (2019, on-line ) aponta como sendo as de maior importância:
RFC 2211 – Speci�cation of the Controlled-Load Network Element Service : De�ne como um
elemento de rede (Roteador,...) e garante uma solicitação de reserva para um serviço de “carga
controlada” solicitado por uma aplicação.
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RFC 2212 – Speci�cation of Guaranteed Quality of Service : De�ne como um elemento de rede
(Roteador,...) e garante uma solicitação de reserva para um serviço tipo “garantido” solicitado
por uma aplicação.
RFC 2215 – General Characterization Parameters for Integrated Services Network Elements : De�ne
como o conjunto de parâmetros gerais de caracterização e controle dos �uxos com QoS para
os elementos de rede (Roteador,...).
RFC 2213 – Integrated Services Management Information Basin using SMIv2 : De�ne aspectos
técnicos relativos à base de dados de gerenciamento dos serviços na arquitetura IntServ.
Uma alternativa ao IntServ é o Di�Serv . O Di�Serv não faz reserva prévia de recursos, como o
IntServ. A ideia por trás dessa técnica de QoS é classi�car os pacotes para que tenham
tratamento diferenciado (NICHOLS et al ., 1998). Os pacotes recebem uma “marcação” que
identi�ca a classe de serviço ao qual pertencem. Duas classes são de�nidas no Di�Serv e
indicam comportamento: a Expedited Forwarding (EF) provê um nível maior de qualidade de
serviço e utiliza mecanismos como a criação de bu�ers para garantir a entrega dos dados de
maneira e�ciente; a Assured Forwarding (AF) utiliza níveis de prioridade para tratar dos pacotes.
Detalhes de serviços integrados e
diferenciados
Neste tópico, vamos aprofundar um pouco mais os conceitos abordados nos serviços
integrados (IntServ) e diferenciados (Di�serv).
O procedimento de reserva do IntServ é idealizado para formar um caminho entre o emissor e
o destinatário da informação – sua principal vantagem é a reserva dos serviços integrados. O
primeiro passo dessa reserva é a de�nição de um caminho �xo, realizado através de uma
mensagem “PATH”. A mensagem “PATH” inclui a descrição dos parâmetros que serão
transmitidos, utilizando um modelo conhecido como “ Token Bucket ” ou Balde de Fichas
(JAMHOUR, 2021). O Balde de Fichas é um algoritmo que regula a transmissão de dados,
forçando uma saída constante do tráfego. A reserva de recursos, por sua vez, é realizada pelo
“RESV”.
Para ilustrar o funcionamento da mensagem, imagine o cenário no qual uma máquina, com
endereço “maquina1.empresa1.com.br”, deseje realizar uma ligação de voz por IP (VOIP) para
outra máquina, geogra�camente distante, em outra empresa, de endereço
“maquina2.empresa2.com.br”. Um dos requisitos para essa comunicação é que o parâmetro
jitter (variação do atraso) seja baixo. Portanto, para essa comunicação, adotou-se o IntServ para
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QoS. A “maquina1” envia uma mensagem “PATH” especi�cando as características do que será
trafegado pela rede até a “maquina2”. A “maquina2”, já conhecendo o percurso e a
necessidade, envia uma mensagem “RESV” pelo caminho de rede solicitando a reserva por
todos os nós do caminho. Dessa forma, os equipamentos se preparam e reservam o necessário
para estabelecer a conexão, formando um circuito virtual entre a “maquina1” e a “maquina2”.
O serviço diferenciado (Di�Serv) utiliza a classe de serviços para estabelecer QoS. O grande
ponto do Di�Serv é que ele utiliza o próprio pacote IP para estabelecer o QoS. Dentro do
cabeçalho IP existe o campo Tipo de Serviço ( Type of Service – TOS), utilizado para esse �m. O
TOS, na prática, é utilizado como Di�erentiated Services Field (DS), que, por sua vez, divide-se em
DSCP ( Di�erentiated Services Code Point ) e o ECN ( Explicit Congestion Noti�cation ). O DSCP é
utilizado no serviço diferenciado. (JAMHOUR, 2021).
As classes no Di�Serv terão tratamentos diferenciados nos equipamentos. Conforme Dias
(2005), as classes possíveis são:
CS ( Class Selector – seletor de classe): determina o valor da prioridade de modo linear;
BE ( Best E�ort – Melhor esforço): utiliza o melhor esforço (padrão do protocolo IP), não
levando em conta os parâmetros de desempenho;
EF ( Expedited Forwarding ): usado para aplicações que necessitam de baixa latência;
IP Precedence : é compatível com o CS, além de incluir o BE;
AF ( Assured Forwarding ) sendo mais especí�co que o CS, também consegue tratar do nível
de descarte. Sua atuação é semelhante a uma matriz [4][3]. Desta forma, até 12 valores
podem ser imputados.
Suporte do QoS em UMTS
Vamos, agora, apresentar uma adequação da qualidade de serviço às redes de telefonia móvel
UTMS ( Universal Mobile Telecommunication System ). A ideia é observar uma análise prática para
a implantação de QoS em redes de telefonia móvel.
Com o avanço das tecnologias móveis, os telefones celulares passaram a trafegar não apenas
som, mas também vídeos e dados, e a servir como verdadeiros “computadores” para as
pessoas. As operadoras, em resposta, devem saber como melhor gerir o tráfego para atender
às demandas dos usuários.
Pensando em QoS, Maxwell (2019) de�ne quatro classes de serviço para utilização em redes
UMTS:
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Quadro 1 - Classes de serviço para utilização em redes UMTS 
Fonte: Adaptado de Maxwell (2019).
Alinhados às classes, foram mapeados os atributos que devem ser gerenciados. Ainda segundo
Maxwell (2019), são eles:
Classe de tráfego: classi�cação do pacote na rede de acordo com a aplicação.
Taxa de bit máxima (Kbps): bits entregues em um período dividido pela duração.
Taxa de bit garantida (Kbps): número garantido de bits que foram entregues dividido pelo
período;
Ordem de entrega: estabelece se a aplicação exige ou não a entrega em sequência.
Tamanho máximo: tamanho permitido pela rede.
Informação sobre formato: tamanhos exatos que podem ser utilizados.
Taxa de erro: quantidade aceitável de taxa de erros perdidos ou detectados.
Taxa de erro de bit residual.
Entrega de pacotes errados: informa se os pacotes detectados como errados são
entregues ou descartados.
Atrasos na entrega: indicação dos atrasos permitidos na transmissão.
Prioridade do tráfego negociado: especi�cação da importância dos pacotes.
Em suma, a abordagem UMTS permite o acesso não somente às aplicações convencionais
existentes na internet, mas o uso de uma tecnologia universal para trafegar por todo tipo de
informação, a sinergia entre redes móveis e internet e possibilita trafegar voz e vídeo por IP.
Estabelecendo esses critérios de qualidade de serviço, é possível sumarizar a classi�cação por
per�s de tráfego e direcionar uma determinada aplicação dentro de uma classe, a depender da
Convencional
É uma classe que possui tráfego em tempo real e tem o intuito de
preservar relação de tempo (variação) entre entidades de informação do
�uxo. Portanto, segue um padrão de conversação (atraso rigoroso e
baixo). Exemplo: pacotes de voz.
Streaming
É uma classe que também possui tráfego em tempo real e tem o objetivo
de preservar a relação de tempo (variação) entre entidades de
informação do �uxo. Exemplo: transmissão de vídeo.
Interativa
É uma classe que possui tráfego baseado no melhor esforço, agindo
através do padrão de resposta de solicitação, além de preservar o
conteúdo de carga útil. Exemplo: navegação em sites .
Segundo
Plano
É uma classe que também possui tráfego baseado no melhor esforço, na
qual o destino não está esperando os dados dentro de um certo tempo.
Porém, preserva-se o conteúdo da carga útil. Exemplo: e-mail .
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necessidade do que será trafegado em rede.
Conclusão
O conceito por trás de Qualidade de Serviço (QoS) é relativamente simples, porém requer um
bom planejamento e constante atenção para prover os melhores parâmetros de forma
dinâmica. A escolha adequada da banda passante, bem como o modelo de serviço, in�uenciará
constantemente na performance como um todo – e de uma forma bem mais aparente do que
os outros parâmetros, o que, por si só, denota a sua importância e os cuidados necessários na
sua aplicação.
Referências Bibliográ�cas
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https://tools.ietf.org/html/rfc2205 . Acesso em: 22 set. 2021.
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Comunicação) – Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, 2005. Disponível em:
https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/12022/2/Texto%20integral.pdf . Acesso em:
22 jul. 2021.
GOMES, A. T.; COLCHER, S.; SOARES, L. F. Um framework para provisão de QoS em
ambientes genéricos de processamento e comunicação . 1999. Disponível em:
https://bit.ly/3i6dzgy . Acesso em: 22 jul. 2021.
JAMHOUR, E. Qualidade de Serviço (QoS) em Redes IP . [2021]. Disponível em:
https://www.ppgia.pucpr.br/~jamhour/Pessoal/Mestrado/TARC/QoSIP.pdf . Acesso em: 22 jul.
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MAXWELL. Qualidade de Serviço (QoS) . 2019. Disponível em: https://www.maxwell.vrac.puc-
rio.br/8559/8559_4.PDF . Acesso em: 22 jul. 2021.
NICHOLS, K. et al . De�nition of the Di�erentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 and
IPv6 Headers . 1998. Disponível em: https://tools.ietf.org/html/rfc2474 . Acesso em: 22 set.
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https://tools.ietf.org/html/rfc2205
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SANTANA, H. Qualidade de Serviço (QoS) em Redes IP : princípios básicos, parâmetros e
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https://www.cisco.com/c/pt_br/support/docs/quality-of-service-qos/qos-policing/22833-qos-faq.html