Describing the Access Network by Means of Router Buffer Modelling: a New Methodology

The behaviour of the routers’ buffer may affect the quality of service (QoS) of network services under certain conditions, since it may modify some traffic characteristics, as delay or jitter, and may also drop packets. As a consequence, the characterization of the buffer is interesting, especially when multimedia flows are transmitted and even more if they transport information with real-time requirements.This work presents a new methodology with the aim of determining the technical and functional characteristics of real buffers (i.e., behaviour, size, limits, and input and output rate) of a network path. It permits the characterization of intermediate buffers of different devices in a network path across the Interne

The Effect of the Buffer Size in QoS for Multimedia and bursty Traffic: When an Upgrade Becomes a Downgrade

This work presents an analysis of the buffer features of an access router, especially the size, the impact on delay and the packet loss rate. In particular, we study how these features can affect the Quality of Service (QoS) of multimedia applications when generating traffic bursts in local networks. First, we show how in a typical SME (Small and Medium Enterprise) network in which several multimedia flows (VoIP, videoconferencing and video surveillance) share access, the upgrade of the bandwidth of the internal network may cause the appearance of a significant amount of packet loss caused by buffer overflow. Secondly, the study shows that the bursty nature of the traffic in some applications traffic (video surveillance) may impair their QoS and that of other services (VoIP and videoconferencing), especially when a certain number of bursts overlap. Various tests have been developed with the aim of characterizing the problems that may appear when network capacity is increased in these scenarios. In some cases, especially when applications generating bursty traffic are present, increasing the network speed may lead to a deterioration in the quality. It has been found that the cause of this quality degradation is buffer overflow, which depends on the bandwidth relationship between the access and the internal networks. Besides, it has been necessary to describe the packet loss distribution by means of a histogram since, although most of the communications present good QoS results, a few of them have worse outcomes. Finally, in order to complete the study we present the MOS results for VoIP calculated from the delay and packet loss rate

Herramienta de control de tráfico de red para el análisis y evaluación de servicios multimedia interactivos

Para la realización de este trabajo se ha colaborado con el grupo de investigación de la Universidad de Zaragoza CeNITEQ (Communications Networks and Information Technologies For E-Health and Quality of Experience Group). Un problema para los investigadores en redes, es el tiempo que tienen que invertir en configurar los entornos de experimentación. Tras analizar la metodología de trabajo del grupo, y trabajos relacionados en la materia de otros investigadores, se decidió implementar una herramienta que permita reproducir de manera automática, escalable y flexible, distintas condiciones en entornos controlados para diferentes tipos de experimentos que permitan analizar los casos estudiados. Mastercraft, puede ser utilizada con una mínima instalación en cualquier sistema Linux. Permite crear distintos proyectos y dentro de estos, le muestra al usuario, de forma amigable, un menú con las distintas fuciones que utilizar. Permitiendo capturar, procesar y modificar tráfico de red. Realizar capturas de tráfico de red en el equipo local, pudiendo elegir el dispositivo de captura y múltiples capturas en equipos remotos para posteriormente almacenarlas para su tratamiento y procesado, filtrándolas y mostrando un resumen de los resultados de la captura de red. También permite la modificación del tráfico de red de manera automática, remota y en cualquier momento, además de controlar las características de un determinado escenario de red permitiendo la repetitividad de los experimentos. Se pueden generar pérdidas de datos, retardos en el tráfico de la red, duplicar paquetes enviados, modificar los anchos de banda de las conexiones, etc Para probar el buen funcionamiento de la herramienta se ha generado tráfico sintético con la herramienta Iperf y se realizan distintas capturas modificando el tráfico de red y viendo cómo cambia el comportamiento del medio. Para probar y validar la utilidad de la herramienta en entornos de servicios multimedia interactivos, se utiliza Minecraft. La herramienta es útil, procesa, captura y modifica el tráfico de red de la manera en la que se ha diseñado e implementado, es de fácil utilización, intuitiva y permite la automatización. Implementa el concepto de “Proyecto” que definir su estructura. Está publicada para su libre utilización y consulta en un repositorio “gitlab” de gestión de proyectos y control de versiones que posee la Universidad de Zaragoza, https://gitlab.unizar.es/dgimenez/Herramienta_Mastercraft . Se ha creado un manual de usuario / programador. La herramienta ha sido presentada en el congreso, II Workshop QoS y QoE en Comunicación Multimedia (QQCM) que se celebró en Zaragoza en el mes de Julio de 2016