A transmissão de dados pode ocorrer através de diversos tipos de linhas de transmissão. O que diferencia uma linha de outra são as propriedades físicas dos materiais com que são feitas e a distância entre a origem e o destino da comunicação.

São três os parâmetros mais usados para definir a qualidade de um canal de comunicação: a vazão (Throughput), o retardo (Delay) e a Confiabilidade (Realibility).

A vazão é medida em bits por segundo (bps) e representa a quantidade de sinais (bits) que o canal é capaz de transmitir por segundo. A vazão é também chamada de largura de banda. Por exemplo, uma certa linha de comunicação, sobre fibra óptica, pode enviar 1,5 Mbps de dados. Enquanto uma linha de comunicação, criada sobre uma conexão discada utilizando uma linha telefônica convencional e um Modem padrão V.90 terá no máximo a vazão de 56 Kbps.

Os motivos das diferenças das taxas de vazão entre esses canais de comunicação são: os materiais usados na construção do canal e as diferentes tecnologias empregadas para transportar o sinal digital. Cada tipo de material introduz uma limitação diferente na construção do canal. Além disto, fatores relacionados com a implementação dos protocolos para cada tipo de hardware envolvido no processo também são relevantes. Todavia, somente a avaliação da largura de banda de um canal não diz tudo a respeito de sua qualidade de transmissão.

Outro fator importante na análise da qualidade da linha é o retardo introduzido na comunicação. O retardo é medido por uma unidade de tempo, usualmente o milissegundo (ms). O retardo total é resultado da soma entre o retardo de acesso (tempo gasto até obter o canal de comunicação) e o retardo de transmissão (tempo decorrido até que o dado seja totalmente entregue ao aplicativo de destino).

Uma linha de comunicação pode entregar dados mais rápido do que outra devido a diversos fatores. O principal fator de retardo é a distância entre a origem e o destino. A distância introduz retardo na comunicação já que o sinal tende a sofrer mais atenuação (ficar mais fraco) quando a distância a percorrer for muito longa. A atenuação ocorre tanto no sinal analógico quanto no digital, nos cabos metálicos e até nas fibras ópticas.

O sinal analógico está mais sujeito a atenuação, em contra partida, ele permite alcançar distâncias maiores que o sinal digital. A razão para isso é que o sinal analógico utiliza uma faixa de freqüências maior.

Entretanto, uma comunicação digital (Ethernet) alcança larguras de banda bastante superiores as da comunicação analógica (ADSL). Às vezes, quando a distância entre origem e destino é muito longa, pode ser necessário que o sinal seja regenerado por estações intermediárias, o que introduz mais retardo.

O terceiro fator que influencia a qualidade do serviço é a confiabilidade. A confiabilidade é uma medida estatística do tempo de uso da linha e da disponibilidade do canal para o usuário. As linhas de comunicação podem se tornar indisponíveis por diversos fatores.

Um exemplo simples que afeta a confiabilidade de um canal são os fatores climáticos. Fenômenos como chuvas, geadas, ventos, descargas elétricas e até o calor excessivo podem afetar as linhas de transmissão introduzindo erros durante a transmissão e diminuindo a confiabilidade.

Assim, quando uma linha de comunicação introduz falhas na comunicação sua confiabilidade é baixa. A confiabilidade de um canal pode estar diretamente associada ao custo financeiro da sua contratação. As empresas de comunicação vão cobrar mais caro por canais de comunicação que tenham um índice de confiabilidade mais alto.

A confiabilidade total de um sistema de comunicação pode ser aumentada pela introdução de redundância de canais. Esses canais redundantes suprem as possíveis falhas do canal principal e aumentam os índices de confiabilidade total do sistema.

De certo modo, a qualidade do serviço (QoS) é garantida pela qualidade da estrutura física da inter-rede, mas outros fatores relacionados com a implementação dos protocolos também são importantes. O atual modelo da Internet utiliza o método do "melhor esforço" (best effort) para realizar a entrega dos pacotes. Basicamente, o melhor esforço é tudo que a inter-rede faz de esforço para que os pacotes sejam entregues. Mas a inter-rede apenas promete dar o melhor de si, ou seja, não há quaisquer garantias reais de vazão, baixo retardo ou alta confiabilidade na inter-rede.

O modelo de tráfego atual da Internet também não diferencia os pacotes entre si. Assim o tráfego de diversos tipos de aplicações usam o canal do mesmo modo, e quando esse canal fica realmente saturado tudo que o protocolo IP faz para resolver o problema é descartar pacotes.

Existem duas abordagens na tentativa de resolver o problema da qualidade do serviço nas redes padrão TCP/IP: reserva de recursos e diferenciação do tipo de serviço (ToS - Type of Service).

A reserva de recursos é implementada no nível dos sistemas de comunicação e transmissão. O administrador define as quantidades de recursos disponíveis para uma aplicação ou usuário. Deste modo, a quantidade de memória, o tempo de uso da CPU, horários de liberação/proibição do acesso, introdução de linhas redundantes, alternativas de rotas são algumas medidas possíveis. A reserva de recursos sempre leva em consideração a qualidade do hardware atual, e serve de parâmetro para avaliar as necessidades de atualização ou aquisição de novos recursos.

A diferenciação de serviços é implementada no nível do protocolo de cada sistema. Deste modo, o administrador pode optar pelos protocolos que terão acesso a largura de banda e os que não terão. O funcionamento pode se dar pelo simples bloqueio de protocolos não permitidos ou mesmo pela liberação de um percentual da largura de banda para um dado protocolo, de modo que esses protocolos não ocupem todo o canal.

Por exemplo, uma rede empresarial pode não permitir o tráfego originado de sites de multimídia como rádio e vídeo na Internet ou ainda aplicativos que afetam a produtividade como jogos on-line ou salas de bate-papo. Essas duas abordagens juntas podem também contribuir indiretamente para a segurança das redes, pois muitos desses serviços são inseguros.

De modo geral, todos os benefícios que a reserva de recursos e o ToS trazem contribuem diretamente para a qualidade do serviço da rede. A limitação e o controle do tráfego passante, dá maior vazão, reduz o retardo e aumenta a confiabilidade.