Kas yra QoS? Kaip naudoti QoS, kad interneto greitis būtų didesnis, kai to labiausiai reikia

„WebTech360“ – toliau pateiktame straipsnyje pristatysime ir padėsime jums sužinoti apie QoS – paslaugų kokybės maršrutizatorių įrenginiuose – koncepciją.

Kas yra QoS?

QoS (angl. Quality of Service) – tai būdas valdyti tinklo sistemos srauto prioritetą. Ši funkcija veikia visuose skirtinguose sistemos sluoksniuose, tačiau šiame bandyme daugiausia dėmesio skirsime maršrutizatorių įrenginiams, naudojamiems namų ar asmeniniuose modeliuose. Tiksliau sakant, QoS aiškiai parodys savo poveikį tose vietose, kur dažnai susidaro kliūtys (arba paprastai vadinamos kliūtimis), ir tuo pačiu metu nuspręs, kuri srauto dalis yra svarbesnė už likusią, remiantis vartotojo nustatytomis taisyklėmis, susijusiomis su IP adresais, MAC adresais, aktyviomis paslaugomis ir kt.

QoS naudojimo atvejai praktikoje

Kad geriau suprastume, panagrinėkime kamštį greitkelyje piko valandos metu. Visi vairuotojai kelyje turi vieną tikslą – pasiekti galutinę kelionės vietą. Todėl jie turi judėti toliau, net ir labai lėtai.

Tuomet greitosios pagalbos automobilio sirenos garsas įspėjo juos apie transporto priemonę, kuri turėjo skubiai pasiekti kelionės tikslą ir važiuoti priešais juos. Taigi vairuotojai pasitraukė iš kelio – dabar jau greitosios pagalbos automobilio „pirmumo“ – ir leido jam praeiti.

Panašiai, kai tinklas perduoda duomenis, kai kurių tipų duomenys apdorojami geriau nei kiti. Svarbūs duomenų paketai turi pasiekti savo paskirties vietą daug greičiau nei kiti, nes jiems ribotas laikas ir jie „negalios“, jei neatvyks laiku.

Kodėl QoS yra svarbus?

Seniau informaciniai tinklai ir verslo tinklai buvo atskiri subjektai. Telefono skambučiai ir nuotolinis ryšys paprastai buvo tvarkomi RJ11 jungtimi prijungtu tinklu. Skambučius stebėjo PABX sistema. Ji veikė atskirai nuo RJ45 jungtimi prijungto IP tinklo, kuris jungė nešiojamuosius ir stalinius kompiuterius bei serverius. Šie du tinklų tipai retai susikirsdavo, nebent, pavyzdžiui, kompiuteriui reikėjo telefono linijos, kad prisijungtų prie interneto. Tokio tinklo pavyzdys atrodytų taip:

Kai tinklai perdavinėjo tik duomenis, greitis nebuvo toks svarbus. Šiandien interaktyvios programos, perduodančios garsą ir vaizdą, turi būti teikiamos tinklais dideliu greičiu, neprarandant paketų ar nekintant perdavimo greičiui.

Dabar žmonės verslo skambučius atlieka naudodamiesi internetinių susitikimų programomis , tokiomis kaip „Skype“, „Zoom“ ir „GoToMeeting“, kurios naudoja IP perdavimo protokolus vaizdo ar garso pranešimams siųsti ir gauti. Siekiant greičio, šios svarbios programos gali atlikti darbą be administracinių procesų, kurių paprastai reikalauja standartinis duomenų perdavimas.

Kur dažniausiai susidaro kliūtis?

Pagrindinis QoS veikimo mechanizmas paprastai taikomas, kai tam tikru laiku ar tam tikroje sistemos vietoje atsiranda kliūtis , o pagrindinis veiksnys čia yra jūsų nustatyti pralaidumo parametrai :

Tarkime, kad jūsų QoS nustatymai viršija pralaidumą, kurį gaunate iš savo interneto paslaugų teikėjo. Kas nutinka, jei jūsų maršrutizatoriaus srautui nesuteikiamas prioritetas , nes sistema „mano“, kad pralaidumas yra pakankamas? Tuo tarpu, jei pasiekėte savo interneto paslaugų teikėjo ribą, jie sprendžia, kas gali, o kas ne, toliau veikti.

Be to, jei nustatote QoS pralaidumo lygį mažesnį nei interneto paslaugų teikėjo standartas, tai reiškia, kad sukuriate „dirbtinę“ kliūtį, kurią galime valdyti, stebėti ir stebėti per maršrutizatorių.

Keletas punktų, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį siekiant užtikrinti sistemos stabilumą, įskaitant duomenų išsiuntimo ir atsisiuntimo nustatymus :

Pradėkime nuo vidutinio mūsų interneto paslaugų teikėjo ryšio greičio patikrinimo. Norėdami tai padaryti, galite pasinaudoti kai kuriomis prieinamomis internetinėmis pagalbos paslaugomis, tokiomis kaip „Speakeasy Speed ​​​​Test“ ir „SpeedTest“ :

Remiantis ekspertų ir daugelio patyrusių vartotojų rekomendacijomis, norint užtikrinti efektyvų sistemos veikimą, QoS reikėtų nustatyti maždaug 85 % bandymo metu gautos vertės. Nustačius duomenų perdavimo ir atsisiuntimo greitį , jį reikėtų palaipsniui didinti maždaug 1–2 % kiekvieną kartą. Kai kuriais ypatingais atvejais vartotojai gali jį padidinti iki 95 % , o sistema vis tiek užtikrins našumą be jokio šalutinio poveikio.

Kas nutinka, jei tinkle nenaudojamas QoS?

Netinkamai sukonfigūruotas QoS gali sukelti vieną (arba visas) iš šių problemų:

Vėlavimas

Kai RTP paketams nepriskiriamas prioritetas, jie pristatomi numatytuoju įrenginio greičiu. Perpildytame tinkle paketai turi keliauti kartu su kitais neskubiais paketais. Nors pats tinklo delsos laikas neturi įtakos perduodamų audiovizualinių duomenų kokybei, jis paveiks galutinių vartotojų bendravimą. Esant 100 ms delsos laikui, vienas asmuo pradės kalbėti per kitą, nes paketai atvyks nesinchroniškai, o esant 300 ms delsos laikui, pokalbis taps nesuprantamas.

Virpėjimas

Realaus laiko programos panaikina standartinį transportavimo lygio buferizavimą, todėl nėra mechanizmo, kuris tinkamai surinktų gaunamus paketus. Virpėjimas – tai netolygus paketų atvykimo į tinklą dažnis. Dėl to paketai gali atvykti pavėluotai ir ne eilės tvarka. Kadangi programa nelaukia, kol srautas bus tinkamai sutvarkytas, ne eilės tvarka esantys paketai yra atmetami, todėl pateikiamame garse ar vaizdo įraše atsiranda iškraipymų arba spragų.

Paketų praradimas

Tai blogiausias scenarijus, kai dėl per didelės tinklo įrenginių apkrovos prarandami kai kurie (arba jų dalis) paketai. Kai komutatoriaus arba maršrutizatoriaus išvesties eilė pilna, įvyksta „uodegos kritimas“, kai įrenginys atmeta visus naujus paketus, kol vėl atsiranda pajėgumų.

Visais ką tik matytais atvejais QoS gali padėti planuoti duomenis, valdyti eiles ir užkirsti kelią duomenų praradimui.

Nesunku įsivaizduoti, kaip ryšys ir medijos srautinis perdavimas galėtų būti smarkiai paveikti be QoS, ypač tinkluose, aptarnaujančiuose RTP protokolą. Net jei jis puikiai suprojektuotas, galiausiai ryšys pirmiausia taps sudėtingas, tada blogės didėjant tinklo srautui ir galiausiai taps neįmanomas.

Trys aukščiau paminėtos klaidos iš tikrųjų yra labai svarbios nustatant RTP pagrįsto srauto kokybę, kurią QoS ir tinklo stebėjimo programinės įrangos įmonės , tokios kaip „SolarWinds“, naudoja kaip metriką.

Tinklo įrankiai QoS stebėjimui

„SolarWinds NetFlow“ srauto analizatorius (nemokama bandomoji versija)

Būtų gana nesąžininga tęsti nepaminint šiek tiek daugiau apie vieną geriausių tinklo stebėjimo įrankių: „SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer“.

Šis tinklo stebėjimo programų rinkinys padeda išspręsti problemas, kurias gali sukelti:

- Lėtas tinklas : lėtas tinklas gali paveikti verslą, nes jis ir toliau lėtina duomenų perdavimo greitį. Jei nebus pašalintos tinklo kliūtys, visa organizacija susidurs su prastu ryšiu.

- Lėta komunikacija : įmonė, kuri nesugeba sukurti aiškaus komunikacijos kanalo savo tinkle, bus paralyžiuota. Dar blogiau, nesugebėjimas aiškiai bendrauti su klientais beveik neabejotinai sukels problemų įmonei.

- Neprižiūrimas tinklas : administratoriai, kurie negali tinkamai stebėti savo tinklų, negalės žinoti dabartinės jų būklės ar kaip planuoti būsimą tinklo plėtrą. Neprižiūrėdami tinklo ir nestebėdami kiekvieno įrenginio našumo, tinklo valdytojai negali priimti pagrįstų sprendimų ir gali paaštrinti tinklo našumo problemas.

Turėdami „Netflow Traffic Analyzer“, tinklo administratoriai galės išspręsti dažniausiai pasitaikančias problemas, nes ši priemonė padeda:

• Padeda įdiegti QoS ir jį optimizuoti – per duomenų srauto grįžtamąjį ryšį
• Peržiūrėkite ir pateikite ataskaitą apie dabartinę QoS politikos konfigūraciją, pagrįsdami projektavimo sprendimus.
• Stebėkite pralaidumo naudojimą, kad nustatytumėte, kurios programos ir įrenginiai naudoja tinklo išteklius – juos galima izoliuoti, perplanuoti arba išjungti.

Tipinėje „Netflow Traffic Analyzer“ prietaisų skydelyje yra svarbios informacijos, kurios administratoriams reikia norint stebėti būsenas ir greitai koreguoti nustatymus. Pavyzdys:

Šios ataskaitos ir analizė apima: delsą, trūkčiojimą ir paketų praradimą.

Paessler PRTG

Kita QoS stebėjimo parinktis yra „Paessler PRTG“. Šiame tinklo stebėjimo įrankių rinkinyje yra specialus skyrius, skirtas QoS našumo stebėjimui. Ši funkcija rodo pažymėtus srautus realiuoju laiku ir taip pat saugo duomenis našumo analizei ir pajėgumų planavimui.

PRTG programinė įranga apima 4 stebėjimo jutiklius, apimančius 3 skirtingus QoS metodus. Juos papildo „Ping Jitter“ jutiklis, kuris stebi paketų pristatymo sraute reguliarumą.

PRTG gali stebėti tris QoS tipus: standartinį QoS, „Cisco IP-SLA“ ir „Cisco CBQoS“. Standartiniai QoS monitoriai įgyvendinami kaip vienpusiai jutikliai arba dvipusio ryšio jutikliai. Šie monitoriai gali veikti jungtyse per internetą.

„Cisco IP-SLA“ jutiklis yra specialiai sukurtas stebėti pažymėtą VoIP srautą jūsų tinkle. Jis įrašo įvairius balso srauto rodiklius, įskaitant siuntimo pirmyn ir atgal vėlavimą, delsą, virpėjimą ir vidutinį nuomonės balą (MOS).

„Cisco CBQoS“ jutiklis taiko klasėmis pagrįstą paslaugų kokybės (QO) diegimą. CBQoS yra eilių valdymo metodas, ir jei norite jį įdiegti, turėsite stebėti kelis įėjimo taškus savo maršrutizatoriuose ir komutatoriuose. Kiekvienam įrenginiui sukuriate bent 3 virtualias eiles, todėl stebėti reikia daugiau.

PRTG gali automatiškai nustatyti ir susieti visą jūsų tinklo infrastruktūrą. Tačiau norint įdiegti QoS, reikia priimti sprendimus, todėl metodą turėsite nustatyti patys, nuspręsdami, kokio tipo tinklo srautui teikti pirmenybę.

„Paessler“ leidžia nemokamai naudoti PRTG, jei aktyvuojate tik iki 100 jutiklių. Jei reikia daugiau, galite nemokamai išbandyti sistemą 30 dienų, įskaitant QoS stebėjimą.

Kaip konfigūruoti QoS?

Kabelinius maršrutizatorius ir komutatorius galima sukonfigūruoti taip, kad jie teiktų pirmenybę protokolams, prie kurių paprastai prisijungia maršrutizatorių valdymo programinės įrangos paketas. Visas QoS parinkčių konfigūravimo procesas yra gana paprasta užduotis, apimanti:

• Prisijunkite prie programėlės ir prisijunkite prie šakotuvo arba perjunkite per jį
• Eikite į QoS konfigūracijos meniu
• Nustatykite paketo prioriteto parinktis

Taigi, medijos paketai galės sklandžiai tekėti tinkle. Patyrę tinklo inžinieriai gali atlikti visas aukščiau išvardytas užduotis naudodami komandinės eilutės konfigūravimo sąsają.

Kaip RTP paketams suteikiamas prioritetas?

QoS paketų prioritetizavimas gali būti atliekamas dviem pagrindiniais metodais:

- Klasifikavimas : šis efektyvus metodas identifikuoja paketų tipus ir priskiria jiems prioritetą juos pažymint. Identifikavimas gali būti atliekamas naudojant ACL (prieigos kontrolės sąrašus), diegiant LAN naudojant CoS (paslaugų klasę) arba naudojant komutatorius, naudojančius aparatinės įrangos pagrindu veikiantį QoS žymėjimą.

– Eilės : eilės yra didelio našumo atminties buferiai, randami maršrutizatoriuose ir komutatoriuose. Per jas praeinantys paketai laikomi specialiose atminties srityse, kol laukia išsiuntimo. Kai protokolams, pvz., RTP, priskiriamas didesnis prioritetas, jie perkeliami į specialią eilę, kuri stumia duomenis į priekį greičiau, taip sumažinant duomenų praradimo riziką. Mažesnio prioriteto eilėms toks apdorojimas netaikomas.

Svarbu atsiminti, kad paketo prioriteto žymėjimas galioja tik tame tinkle, kuriame jis buvo sukurtas. Kai paketas palieka tinklą, priimančiojo tinklo savininkas nustato jo naują prioritetą.

Į ką reikia atsižvelgti nustatant paketų prioritetus

Kai kurie dalykai ir patarimai, kurie gali būti naudingi sprendžiant, kaip suskirstyti paketus pagal prioritetus, yra šie:

– Paprastai geriausia, kad prioriteto žymeklius priskirtų įrenginiai, esantys arčiausiai duomenų šaltinio. Tai užtikrina, kad paketai visame tinkle keliautų su tinkamu prioritetu.

– Įrenginys, pasirinktas gaunamiems paketams žymėti, visada turėtų būti komutatorius. Taip yra todėl, kad šie įrenginiai gali subalansuoti srautą tinkle ir pasidalyti apkrova su kitais komutatoriais, taip sumažindami savo procesorių apkrovą.

– Įeinantis srautas beveik visada yra didesnis nei išeinantis. Interneto paslaugų teikėjai paprastai skiria mažiau pralaidumo klientų išeinančiam srautui, ir būtent ten (išeinančio tinklo kelyje) daugiausia reikia taikyti QoS.

„Cisco“ rekomenduoja, kaip paketai turėtų būti žymimi, kaip parodyta šioje diagramoje:

Galiausiai, QoS diegimo sėkmė visada priklauso nuo politikos, kuria reglamentuojama paketų klasifikavimas, žymėjimas ir eilės sudarymas, kokybės. Norint sėkmingai įdiegti QoS, politika turi būti kruopščiai parengta.

Kam neturėtų būti naudojamas QoS?

Perskaitę apie QoS, galite pagalvoti apie tai kaip apie panacėją nuo tinklo perkrovos. Tam tikru mastu QoS gali sklandžiau valdyti daugumą RTP ryšių ir, regis, supaprastinti tinklo srautą. Deja, QoS nėra universalus sprendimas kiekvienai tinklo problemai.

Niekada nenaudokite QoS šiais tikslais:

Padidinkite pralaidumą

Nors QoS padeda nustatyti RTP paketų prioritetus ir sukuria įspūdį, kad tinklas staiga padidina pralaidumą, to niekada nereikėtų suprasti tokiu būdu. QoS niekada neturėtų būti naudojamas kaip įrankis „padidinti pralaidumą“, kai jis tik šiek tiek efektyviau naudoja esamus išteklius (ir RTP paketų naudai).

Verčiau apsvarstykite failų kaupimą talpykloje, kad sumažintumėte gaunamų ir išeinančių duomenų kiekį. Jei tai nepadeda, tai reiškia, kad pasiektas pralaidumo limitas. Kai įmonė pasiekia savo pralaidumo limitą, vienintelė reali išeitis yra pirkti daugiau tinklo įrangos, o ne naudoti QoS.

Neleiskite tinklui perkrauti

Jei kai kurios programos vis dar veikia ir lėtai eikvoja tinklo pralaidumą, QoS įdiegimas nėra sprendimas. Nors „Skype“ skambučiai pagaliau gali pradėti vykti, QoS neišspręs pagrindinės problemos. Galiausiai programos „prarys“ visus turimus išteklius, panaikindamos QoS teikiamą naudą.

Vienas iš sprendimų, kuris čia galėtų veikti, yra ieškoti daug išteklių reikalaujančių programų ir jas išjungti arba suplanuoti, kad jos veiktų po darbo valandų.

Vėlgi, pagrindinis QoS konfigūravimo tinkle tikslas yra užtikrinti, kad jūsų transliuojami garso ir vaizdo skambučiai nevėluotų (ar net nesugestų) dėl tinklo perkrovos. QoS nėra įrankis, kuris iš tikrųjų gali padidinti pralaidumą. Jis taip pat negali prasiskverbti pro perpildytą tinklą.

Geras QoS įgyvendinimas pagerina svarbių duomenų kokybę ir greitį, optimizuodamas paskirstytą pralaidumą, palengvindamas paketų žymėjimą, kad jie būtų identifikuojami, ir priskirdamas konkrečius prioritetus. QoS naudoja turimą pralaidumą, bet jo neišplečia.

Dažnai užduodami klausimai apie QoS tinkluose

Kuo skiriasi QoS ir tinklo droseliavimas?

Srauto ribojimo, dar vadinamo policijos valdymu, tikslas – nustatyti bendrą srauto pralaidumo ribą ir sumažinti perteklinį srautą. Paslaugų kokybė (QoS) – tai metodas, kai tam tikras srautas teikiamas pirmenybei prieš kitą ir naudojamas eilių sudarymas, taip maksimaliai padidinant kai kurių srautų pralaidumą kitų srautų pralaidumo sąskaita.

Koks yra pagrindinis DSCP vaidmuo QoS?

Diferencijuotų paslaugų kodo taškas (DSCP) rodomas paketo antraštėje. Tai yra paketo lygio galimybė prašyti prioriteto iš QoS valdymo programinės įrangos tinklo įrenginiuose. Tinklo valdytojas gali pasirinkti įjungti arba išjungti DSCP aptikimą įrenginyje, todėl šios reikšmės galima nepaisyti ir pasirinkti kitą QoS eilės sudarymo metodą.

Ar galite paaiškinti srauto formavimą QoS sistemoje?

Srauto formavimas yra QoS naudojamas metodas, siekiant gauti geriausią vertę iš tinklo pajėgumų. Visuose tinkluose patiriama didžiausia paklausa, o tradicinis pajėgumų planavimas reikalauja skirti pralaidumą piko lygiu plius saugos rezervą. QoS srauto formavimas sukelia nedidelius tam tikro srauto vėlavimus, kad tinklas, kurio pajėgumas mažesnis nei didžiausia paklausa, galėtų apdoroti visą srautą.

Sėkmės!