Mikä on QoS? Kuinka käyttää QoS:ia nopeampien internet-nopeuksien saavuttamiseksi silloin, kun sitä eniten tarvitset

WebTech360 - Alla olevassa artikkelissa esittelemme ja opastamme sinua oppimaan QoS:n eli palvelun laadun reitittimissä.

Mikä on QoS?

QoS (lyhenne sanoista Quality of Service) on tapa hallita verkkojärjestelmän liikenteen prioriteettia. Tämä ominaisuus toimii järjestelmän kaikilla eri tasoilla, mutta tässä testissä keskitymme koti- tai henkilökohtaisissa malleissa käytettyihin reitittimiin. Tarkemmin sanottuna QoS osoittaa selvästi vaikutuksensa paikoissa, joissa pullonkauloja esiintyy usein (tai joita yleisesti kutsutaan pullonkauloiksi), ja samalla se päättää, mikä osa liikenteestä on tärkeämpää kuin muu, käyttäjän asettamien IP-osoitteisiin, MAC-osoitteisiin, aktiivisiin palveluihin... liittyvien sääntöjen perusteella.

QoS-käyttötapaukset käytännössä

Ymmärtääksemme asiaa hieman paremmin, otetaan esimerkkinä ruuhka valtatiellä. Kaikilla tiellä liikkuvilla kuljettajilla on yksi tavoite, päästä määränpäähänsä. Ja siksi heidän on jatkettava liikkeelle, vaikka etananvauhtia.

Sitten ambulanssin sireenin ääni hälytti heidät ajoneuvosta, jonka piti päästä kiireesti määränpäähänsä ja jonka oli mentävä heidän edellään. Niinpä kuljettajat väistivät tieltä – nyt ambulanssin "etuajo-oikeudella" – ja antoivat sen mennä ohi.

Samoin verkon lähettäessä dataa tietyntyyppisiä tietoja käsitellään paremmin kuin muita. Tärkeiden datapakettien on saavuttava määränpäänsä paljon nopeammin kuin muiden, koska ne ovat aikaherkkiä ja "vanhenevat", jos ne eivät saavu ajoissa.

Miksi QoS on tärkeä?

Ennen vanhaan tietoverkot ja yritysverkot olivat erillisiä kokonaisuuksia. Puhelut ja etäviestintä hoidettiin tyypillisesti RJ11-liitännällä varustetun verkon kautta. Puheluita valvottiin PABX-järjestelmällä. Tämä toimi erillään RJ45-liitännällä varustetusta IP-verkosta, joka yhdisti kannettavat tietokoneet, pöytätietokoneet ja palvelimet. Nämä kaksi verkkotyyppiä harvoin kohtasivat, ellei esimerkiksi tietokone tarvinnut puhelinlinjaa yhteyden muodostamiseen Internetiin. Esimerkki tällaisesta verkosta näyttäisi tältä:

Kun verkot lähettivät vain dataa, nopeudella ei ollut niin suurta merkitystä. Nykyään ääntä ja videota siirtävät interaktiiviset sovellukset on toimitettava verkkojen kautta suurilla nopeuksilla ilman pakettien menetystä tai toimitusnopeuden vaihteluita.

Ihmiset soittavat nykyään työpuheluita käyttämällä verkkokokoussovelluksia, kuten Skypeä, Zoomia ja GoToMeetingiä, jotka käyttävät IP-siirtoprotokollia video- tai ääniviestien lähettämiseen ja vastaanottamiseen. Nopeuden vuoksi nämä tärkeät sovellukset voivat hoitaa homman ilman hallinnollisia prosesseja, joita tavalliset tiedonsiirrot tyypillisesti vaativat.

Missä pullonkaula yleensä esiintyy?

QoS :n pääasiallista toimintamekanismia käytetään yleensä, kun järjestelmässä esiintyy pullonkaula tiettyyn aikaan tai paikkaan, ja tärkein tekijä tässä on kaistanleveyteen liittyvät parametrit :

Oletetaan, että QoS -asetuksesi on asetettu ylittämään internet-palveluntarjoajaltasi saamasi kaistanleveys . Mitä tapahtuu, jos reitittimesi liikennettä ei priorisoida , koska järjestelmä "luulee" kaistanleveyden olevan kohtuullinen? Jos taas olet saavuttanut internet-palveluntarjoajasi rajan, he päättävät, mikä saa ja mikä ei saa jatkaa toimintaansa?

Lisäksi, jos asetat QoS-kaistanleveyden tason alemmaksi kuin internet-palveluntarjoajan standardi, se tarkoittaa, että luot "keinotekoisen" pullonkaulan, jota voimme hallita, valvoa ja tarkkailla reitittimen kautta.

Järjestelmän vakauden varmistamiseksi on otettava huomioon joitakin huomioitavia seikkoja, mukaan lukien Uplink- ja Downlink -asetukset :

Aloitetaan tarkistamalla internet-palveluntarjoajan yhteyskeskinopeus. Voit tehdä tämän käyttämällä joitakin saatavilla olevia online-tukipalveluita, kuten Speakeasy Speed ​​​​Test ja SpeedTest :

Asiantuntijoiden ja monien kokeneiden käyttäjien suositusten mukaan QoS tulisi asettaa noin 85 prosenttiin testissä saadusta arvosta järjestelmän tehokkaan toiminnan varmistamiseksi. Kun olet määrittänyt Uplink- ja Downlink -nopeudet , sinun tulisi lisätä niitä vähitellen noin 1–2 % kerrallaan. Joissakin erityistapauksissa käyttäjät voivat lisätä sitä jopa 95 prosenttiin , jolloin järjestelmän suorituskyky pysyy yllä ilman sivuvaikutuksia.

Mitä tapahtuu, jos verkossa ei käytetä QoS:ää?

QoS-määrityksen virheellinen määrittäminen voi johtaa yhteen (tai kaikkiin) seuraavista ongelmista:

Viive

Kun RTP-paketteja ei ole prioriteetoitu, ne toimitetaan laitteen oletusnopeudella. Ruuhkaisessa verkossa pakettien on kuljettava muiden ei-kiireellisten pakettien mukana. Vaikka verkon latenssi sinänsä ei vaikuta toimitettavan audiovisuaalisen datan laatuun, se vaikuttaa loppukäyttäjien väliseen kommunikaatioon. 100 ms:n latenssilla yksi henkilö alkaa puhua toisen päälle pakettien saapuessa epätahdissa, ja 300 ms:n latenssilla keskustelusta tulee käsittämätön.

Värinä

Reaaliaikaiset sovellukset poistavat standardin mukaisen siirtotason puskuroinnin, joten ei ole mekanismia, joka kokoaisi saapuvat paketit uudelleen oikeaan järjestykseen. Jitterillä tarkoitetaan epäsäännöllistä nopeutta, jolla paketit saapuvat verkkoon. Se voi johtaa pakettien myöhästyneeseen saapumiseen ja väärään järjestykseen. Koska sovellus ei odota virran oikeaa järjestystä, väärässä järjestyksessä olevat paketit hylätään, mikä johtaa toimitetun äänen tai videon vääristymiseen tai aukkoihin.

Pakettihäviö

Tämä on pahin mahdollinen skenaario, jossa osa (tai osa) paketeista menetetään verkkolaitteiden liiallisen ruuhkan vuoksi. Kun kytkimen tai reitittimen lähtöjono on täynnä, tapahtuu häntähäviö, jossa laite pudottaa kaikki uudet paketit, kunnes kapasiteettia on taas saatavilla.

Kaikissa juuri näkemissäsi tapauksissa QoS voi auttaa aikatauluttamalla tietoja, hallitsemalla jonoja ja estämällä tietojen menetyksen.

Ei ole vaikea kuvitella, miten viestintä ja median suoratoisto voisivat vakavasti heikentyä ilman QoS:ää – etenkin RTP-protokollaa käyttävissä verkoissa. Vaikka se olisi täydellisesti suunniteltu, viestinnästä lopulta tulee ensin vaikeaa, sitten se heikkenee verkkoliikenteen kasvaessa ja lopulta tulee mahdottomaksi.

Kolme edellä mainittua virhettä ovat itse asiassa erittäin tärkeitä RTP-pohjaisen liikenteen laadun määrittämisessä, jota QoS- ja verkonvalvontaohjelmistoyritykset, kuten SolarWinds, käyttävät mittarina.

Verkkotyökalut QoS-valvontaan

SolarWinds NetFlow -liikenneanalysaattori (ilmainen kokeilu)

Olisi melko epäreilua jatkaa mainitsematta hieman lisää yhdestä parhaista verkonvalvontatyökaluista: SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer.

Tämä verkonvalvontaohjelmisto auttaa ratkaisemaan ongelmia, joita voi aiheuttaa:

- Hidas verkko : Hidas verkko voi vaikuttaa liiketoimintaan, koska se hidastaa tiedonsiirtonopeuksia jatkuvasti. Ellei verkon pullonkauloja poisteta, koko organisaatiossa on heikko yhteys.

- Hidas viestintä : Yritys, joka ei onnistu luomaan selkeää viestintäkanavaa verkostoonsa, lamaantuu. Mikä pahinta, selkeän asiakasviestinnän epäonnistuminen ajaa yrityksen lähes varmasti vaikeuksiin.

- Valvomaton verkko : Järjestelmänvalvojat, jotka eivät pysty valvomaan verkkojaan kunnolla, eivät pysty tietämään verkkojensa nykytilaa tai suunnittelemaan tulevaa verkon laajennusta. Ilman verkon valvontaa ja kunkin laitteen suorituskyvyn seuraamista verkonvalvojat eivät voi tehdä tietoon perustuvia päätöksiä ja todennäköisesti pahentavat verkon suorituskykyongelmia.

Netflow Traffic Analyzerin avulla verkonvalvojat pystyvät ratkaisemaan yleisimpiä ongelmia, sillä työkalu auttaa:

• Auttaa QoS:n toteuttamisessa ja optimoinnissa – tiedonkulkupalautteen avulla
• Tarkista ja raportoi nykyisestä QoS-käytäntökonfiguraatiosta, mikä tukee suunnittelupäätöksiä.
• Valvo kaistanleveyden käyttöä selvittääksesi, mitkä sovellukset ja laitteet kuluttavat verkkoresursseja – ne voidaan eristää, ajoittaa uudelleen tai poistaa käytöstä.

Tyypillinen Netflow Traffic Analyzer -hallintapaneeli sisältää tärkeitä tietoja, joita järjestelmänvalvojat tarvitsevat tilojen seuraamiseen ja asetusten nopeaan säätämiseen. Esimerkki:

Näihin raportteihin ja analytiikkaan kuuluvat: latenssi, jitter ja pakettihäviö.

Paessler PRTG

Toinen vaihtoehto, jolla voit valvoa QoS:ää, on Paessler PRTG. Tässä verkonvalvontatyökalussa on oma osio QoS-suorituskyvyn valvontaan. Tämä ominaisuus näyttää merkityt liikennevirrat reaaliajassa ja tallentaa tiedot suorituskykyanalyysiä ja kapasiteettisuunnittelua varten.

PRTG-ohjelmisto sisältää neljä valvonta-anturia, jotka kattavat kolme erilaista QoS-menetelmää. Niitä täydentää Ping Jitter -anturi, joka valvoo pakettien toimituksen säännöllisyyttä virrassa.

PRTG voi valvoa kolmea QoS-tyyppiä: vakio QoS, Cisco IP-SLA ja Cisco CBQoS. Vakio QoS-monitorit toteutetaan yksisuuntaisina antureina tai edestakaisin toimivina antureina. Nämä monitorit voivat toimia Internet-yhteyksissä.

Cisco IP-SLA Sensor on erityisesti suunniteltu valvomaan tunnistettua VoIP-liikennettä verkossasi. Se tallentaa erilaisia ​​​​mittareita ääniliikenteestä, mukaan lukien edestakaisen viiveen, latenssin, jitterin ja keskimääräisen mielipidepistemäärän (MOS).

Cisco CBQoS Sensor noudattaa luokkapohjaista palvelun laatua (Quality of Service). CBQoS on jonotusmenetelmä, ja jos haluat ottaa sen käyttöön, sinun on valvottava useita reitittimiesi ja kytkimiesi sisääntulopisteitä. Jokaiselle laitteelle luodaan vähintään kolme virtuaalijonoa, joten valvottavaa on enemmän.

PRTG voi automaattisesti määrittää ja kartoittaa koko verkkoinfrastruktuurisi. QoS:n käyttöönotto vaatii kuitenkin päätöksentekoa, joten sinun on itse määritettävä menetelmä päättämällä, minkä tyyppistä verkkoliikennettä priorisoidaan.

Paessler antaa sinun käyttää PRTG:tä ilmaiseksi, jos aktivoit vain enintään 100 anturia. Jos tarvitset enemmän, voit kokeilla järjestelmää ilmaiseksi 30 päivän ajan, joka sisältää QoS-valvonnan.

Kuinka QoS-palvelu konfiguroidaan?

Kaapelireitittimet ja -kytkimet voidaan konfiguroida priorisoimaan protokollia, joita reitittimien hallintaohjelmisto yleensä käyttää. QoS-asetusten määrittäminen on melko yksinkertainen tehtävä, joka sisältää seuraavat:

• Kirjaudu sovellukseen ja muodosta yhteys keskittimeen tai vaihda sen kautta.
• Siirry QoS-määritysvalikkoon
• Aseta paketin prioriteettiasetukset

Ja näin mediapaketit voivat kulkea sujuvasti verkossa. Kovat verkkoinsinöörit voivat suorittaa kaikki yllä luetellut tehtävät komentorivin määrityskäyttöliittymän kautta.

Miten RTP-paketit priorisoidaan?

QoS-pakettien priorisointi voidaan tehdä kahdella päämenetelmällä:

- Luokittelu : Tämä tehokas menetelmä tunnistaa pakettityypit ja määrittää niille prioriteetin merkitsemällä ne. Tunnistus voidaan tehdä käyttämällä ACL-luetteloita (Access Control Lists), toteuttamalla lähiverkkoja CoS-luokan (Class of Service) avulla tai kytkimien avulla laitteistopohjaista QoS-merkintää käyttäen.

- Jonot : Jonot ovat reitittimissä ja kytkimissä olevia tehokkaita muistipuskureita. Niiden läpi kulkevat paketit säilytetään erillisissä muistialueissa odottaessaan lähetystä. Kun protokollille, kuten RTP:lle, annetaan korkeampi prioriteetti, ne siirretään erilliseen jonoon, joka siirtää dataa eteenpäin nopeammin, mikä vähentää tiedon katoamisen riskiä. Alemman prioriteetin jonot eivät saa tätä käsittelyä.

Yksi tärkeä asia, joka on muistettava, on se, että paketin prioriteettimerkintä on voimassa vain siinä verkossa, jossa se luotiin. Kun se poistuu verkosta, vastaanottavan verkon omistaja määrittää sen uuden prioriteetin.

Huomioitavia asioita paketteja priorisoitaessa

Joitakin asioita ja vinkkejä, joista voi olla hyötyä pakettien priorisointia päätettäessä, ovat:

- Yleensä on hyvä ajatus, että prioriteettimerkit määritetään lähimpänä tietolähdettä olevien laitteiden toimesta. Tämä varmistaa, että paketit kulkevat koko verkossa oikealla prioriteetilla.

- Saapuvien pakettien merkitsemiseen valitun laitteen tulisi aina olla kytkin. Tämä johtuu siitä, että nämä laitteet voivat tasata verkon kuormaa ja jakaa taakan muiden kytkimien kanssa, mikä vähentää niiden suorittimien kuormitusta.

- Saapuva liikenne on lähes aina suurempaa kuin lähtevä liikenne. Internet-palveluntarjoajat varaavat yleensä vähemmän kaistanleveyttä asiakkaiden lähtevälle liikenteelle, ja juuri siellä (lähtevällä verkkopolulla) QoS-palvelua on pääasiassa sovellettava.

Ciscolla on suositus pakettien merkitsemisestä, kuten tässä kaaviossa näkyy:

Viime kädessä QoS-toteutuksen onnistuminen riippuu aina pakettien luokittelua, merkitsemistä ja jonottamista koskevan politiikan laadusta. Käytäntö on laadittava huolellisesti, jotta QoS-toteutus onnistuu.

Mihin QoS:ää ei pitäisi käyttää?

Luettuasi QoS:sta saatat ajatella sitä verkon ruuhkautumisen ihmelääkkeenä. Tietyssä määrin QoS voi tehdä useimmista RTP-tiedonsiirroista sujuvampia ja näennäisesti tehostaa verkkoliikennettä. Valitettavasti QoS ei ole yhden koon ratkaisu kaikkiin verkko-ongelmiin.

Älä koskaan käytä QoS:ia seuraaviin tarkoituksiin:

Lisää kaistanleveyttä

Vaikka QoS auttaa priorisoimaan RTP-paketteja ja saa näyttämään siltä, ​​että verkko äkillisesti lisää kaistanleveyttä, sitä ei pitäisi koskaan tulkita sillä tavalla. QoS:ää ei pitäisi koskaan käyttää työkaluna "kaistanleveyden lisäämiseen", kun se vain käyttää olemassa olevia resursseja hieman tehokkaammin (ja RTP-pakettien hyväksi).

Harkitse sen sijaan tiedostojen välimuistiin tallentamista vähentääksesi tulevan ja lähtevän datan määrää. Jos se ei toimi, se tarkoittaa, että kaistanleveysraja on saavutettu. Kun yritys saavuttaa kaistanleveysrajansa, ainoa mahdollinen vaihtoehto on ostaa lisää verkkolaitteita QoS:n käytön sijaan.

Pidä verkko ruuhkautumisen estämiseksi

Jos jotkin sovellukset ovat edelleen käynnissä ja kuluttavat hitaasti verkon kaistanleveyttä, QoS:n käyttöönotto ei ole ratkaisu. Vaikka Skype-puhelut saattavat vihdoin alkaa toimia, QoS ei ratkaise ongelman perimmäistä syytä. Lopulta sovellukset "nielevät" kaikki käytettävissä olevat resurssit, mikä mitätöi QoS:n hyödyt.

Yksi ratkaisu, joka saattaisi toimia tässä, on etsiä resursseja kuluttavia sovelluksia ja poistaa ne käytöstä tai ajoittaa ne toimimaan uudelleen aukioloaikojen ulkopuolella.

Jälleen kerran, QoS-ominaisuuden määrittämisen koko tarkoitus verkossa on varmistaa, että suoratoistettavat ääni- ja videopuhelut eivät viivy (tai edes kaadu) verkon ruuhkan vuoksi. QoS ei ole työkalu, joka voi itse asiassa lisätä kaistanleveyttä. Se ei myöskään pääse ruuhkaisen verkon läpi.

Hyvä QoS-toteutus parantaa kriittisen datan laatua ja nopeutta optimoimalla varatun kaistanleveyden, helpottamalla pakettien merkitsemistä niiden tunnistamiseksi ja määrittämällä tietyt prioriteetit. QoS käyttää käytettävissä olevaa kaistanleveyttä, mutta ei laajenna sitä.

Usein kysytyt kysymykset QoS:sta verkoissa

Mitä eroa on QoS:n ja verkon rajoittamisen välillä?

Rajoitus, joka tunnetaan myös nimellä valvonta, tarkoittaa liikenteen läpimenon kokonaisrajoituksen asettamista ja ylimääräisen liikenteen vähentämistä. QoS on menetelmä, jossa priorisoidaan tiettyä liikennettä toiseen nähden ja käytetään jonotusta, jolloin maksimoidaan kaistanleveys joillekin liikenteelle toisen liikenteen kaistanleveyden kustannuksella.

Mikä on DSCP:n päärooli QoS:ssa?

Differentiated Services Code Point (DSCP) näkyy paketin otsikossa. Tämä on pakettitason mahdollisuus pyytää prioriteettia verkkolaitteiden QoS-hallintaohjelmistolta. Verkon hallintaohjelma voi ottaa DSCP-etsinnän käyttöön tai poistaa sen käytöstä laitteessa, joten tämä arvo voidaan jättää huomiotta ja käyttää toista QoS-jonotusmenetelmää.

Voitko selittää liikenteen muokkausta QoS:ssa?

Liikenteen muokkaus on QoS:n käyttämä menetelmä, jolla saadaan paras vastine verkon kapasiteetille. Kaikissa verkoissa on huippukuormitus, ja perinteinen kapasiteettisuunnittelu edellyttää kaistanleveyden tarjoamista huipputasolla sekä turvamarginaalin lisäämistä. QoS-liikenteen muokkaus aiheuttaa pieniä viiveitä tietylle liikenteelle, jotta verkko, jonka kapasiteetti on pienempi kuin huippukuormitus, voi käsitellä kaiken liikenteen.

Onnea!