Kas ir QoS? Kā izmantot QoS, lai iegūtu ātrāku interneta ātrumu, kad tas visvairāk nepieciešams

WebTech360 — šajā rakstā mēs iepazīstināsim jūs ar QoS — pakalpojuma kvalitātes maršrutētāju ierīcēs — koncepciju un palīdzēsim jums to apgūt.

Kas ir QoS?

QoS (saīsinājums no Quality of Service — pakalpojuma kvalitāte) ir veids, kā kontrolēt tīkla sistēmas datplūsmas prioritāti. Šī funkcija darbojas visos sistēmas līmeņos, taču šajā testā mēs koncentrēsimies uz maršrutētāju ierīcēm, ko izmanto mājas vai personīgajos modeļos. Precīzāk, QoS skaidri parādīs savu ietekmi vietās, kur bieži rodas sastrēgumi (jeb parasti saukti par sastrēgumiem), un vienlaikus, pamatojoties uz lietotāja iestatītajiem noteikumiem saistībā ar IP adresēm, MAC adresēm, aktīvajiem pakalpojumiem..., izlems, kura datplūsmas daļa ir svarīgāka par pārējo.

QoS lietošanas gadījumi praksē

Lai to labāk izprastu, ņemsim piemēru par sastrēgumu uz šosejas sastrēgumstundā. Visiem autovadītājiem uz ceļa ir viens mērķis – sasniegt galamērķi. Tāpēc viņiem ir jāturpina kustēties, pat gliemeža ātrumā.

Tad ātrās palīdzības sirēnas skaņa brīdināja viņus par transportlīdzekli, kuram steidzami jānokļūst galamērķī un kuram bija jābrauc viņiem pa priekšu. Tāpēc vadītāji novirzījās malā — tagad ātrās palīdzības "ceļā" — un ļāva tai pabraukt.

Līdzīgi, kad tīkls pārraida datus, tam ir iestatījums, kurā daži datu veidi tiek apstrādāti labāk nekā citi. Svarīgām datu paketēm ir jānonāk galamērķī daudz ātrāk nekā pārējām, jo ​​tām ir ierobežots laiks un tās "beidzas", ja tās neierodas laikā.

Kāpēc QoS ir svarīgs?

Vecajos laikos informācijas tīkli un uzņēmumu tīkli bija atsevišķas vienības. Telefona zvanus un attālo saziņu parasti apstrādāja tīkls, kas savienots ar RJ11. Zvanus uzraudzīja PABX sistēma. Tas darbojās atsevišķi no IP tīkla, kas savienots ar RJ45 un kas savienoja klēpjdatorus, galddatorus un serverus. Šie divi tīklu veidi reti krustojās, ja vien, piemēram, datoram nebija nepieciešama tālruņa līnija, lai izveidotu savienojumu ar internetu. Šāda tīkla piemērs izskatītos šādi:

Kad tīkli pārraidīja tikai datus, ātrums nebija tik svarīgs. Mūsdienās interaktīvās lietojumprogrammas, kas pārraida audio un video, ir jāpiegādā tīklos ar lielu ātrumu, bez pakešu zuduma vai piegādes ātruma izmaiņām.

Cilvēki tagad veic biznesa zvanus, izmantojot tiešsaistes sapulču lietojumprogrammas , piemēram, Skype, Zoom un GoToMeeting, kas izmanto IP pārraides protokolus, lai nosūtītu un saņemtu video vai audio ziņojumus. Ātruma labad šīs svarīgās lietojumprogrammas var paveikt darbu bez administratīvajiem procesiem, kas parasti nepieciešami standarta datu pārraidei.

Kur parasti rodas sašaurinājums?

QoS galvenais darbības mehānisms parasti tiek piemērots, ja noteiktā laikā vai vietā sistēmā rodas sašaurinājums , un galvenais faktors šeit ir jūsu iestatītie parametri, kas saistīti ar joslas platumu :

Pieņemsim, ka jūsu QoS iestatījumi ir iestatīti tā, lai tie pārsniegtu joslas platumu, ko saņemat no sava interneta pakalpojumu sniedzēja. Kas notiek, ja jūsu maršrutētāja datplūsma netiek prioritizēta , jo sistēma "domā", ka joslas platums ir pieņemams? Tikmēr, ja esat sasniedzis interneta pakalpojumu sniedzēja ierobežojumu, viņi izlemj, kam ir atļauts un kam nav atļauts turpināt darboties.

Turklāt, ja QoS joslas platuma līmenis ir iestatīts zemāks par interneta pakalpojumu sniedzēja standartu, tas nozīmē, ka jūs veidojat "mākslīgu" sašaurinājumu, un mēs varam tos kontrolēt, uzraudzīt un novērot, izmantojot maršrutētāju.

Daži punkti, kas jāņem vērā, lai nodrošinātu sistēmas stabilitāti, tostarp augšupielādes un lejupielādes iestatījumi :

Sāksim, pārbaudot mūsu interneta pakalpojumu sniedzēja vidējo savienojuma ātrumu. Lai to izdarītu, varat izmantot dažus pieejamos tiešsaistes atbalsta pakalpojumus, piemēram, Speakeasy Speed ​​​​Test un SpeedTest :

Saskaņā ar ekspertu, kā arī daudzu pieredzējušu lietotāju ieteikumiem, lai nodrošinātu sistēmas efektīvu darbību, QoS jāiestata aptuveni 85% apmērā no testa laikā iegūtās vērtības. Pēc augšupielādes un lejupielādes ātruma noteikšanas tas pakāpeniski jāpalielina par aptuveni 1–2% katru reizi. Dažos īpašos gadījumos lietotāji to var palielināt līdz 95% , sistēmai joprojām nodrošinot veiktspēju, neietekmējoties no jebkādām blakusparādībām.

Kas notiek, ja tīklā netiek izmantots QoS?

Nepareiza QoS konfigurācija var izraisīt vienu (vai visas) no šīm problēmām:

Kavēšanās

Ja RTP paketēm netiek piešķirta prioritāte, tās tiek piegādātas ar ierīces noklusējuma ātrumu. Pārslogotā tīklā paketēm ir jāpārvietojas kopā ar pārējām nesteidzīgajām paketēm. Lai gan tīkla latentums pats par sevi neietekmēs piegādājamo audiovizuālo datu kvalitāti, tas ietekmēs saziņu starp gala lietotājiem. Pie 100 ms latentuma viena persona sāks runāt pāri otrai, jo paketes pienāks nesinhronizētas, un pie 300 ms saruna kļūs nesaprotama.

Nervozitāte

Reāllaika lietojumprogrammas likvidē standarta transporta līmeņa buferizāciju, tāpēc nav mehānisma, lai atkārtoti saliktu ienākošās paketes pareizā secībā. Džiters ir neregulārs ātrums, ar kādu paketes nonāk tīklā. Tas var izraisīt pakešu ierašanos ar nokavēšanos un neatbilstošu secību. Tā kā lietojumprogramma negaida, kamēr plūsma tiek pareizi sakārtota, neatbilstošas ​​secības paketes tiek atmestas, kā rezultātā piegādātajā audio vai video rodas kropļojumi vai pārtraukumi.

Pakešu zudums

Šis ir sliktākais scenārijs, kad daļa (vai daļa) pakešu tiek zaudētas tīkla ierīču pārāk lielas pārslodzes dēļ. Kad komutatora vai maršrutētāja izvades rinda ir pilna, notiek datu pārslodzes aizkavēšanās, kad ierīce atmet visas jaunās paketes, līdz atkal ir pieejama jauda.

Visos tikko redzētajos gadījumos QoS var palīdzēt, plānojot datus, pārvaldot rindas un novēršot datu zudumu.

Nav grūti iedomāties, kā komunikācija un multivides straumēšana varētu tikt nopietni ietekmēta bez QoS, īpaši tīklos, kas apkalpo RTP protokolu. Pat ja tas ir perfekti izstrādāts, komunikācija galu galā vispirms kļūs sarežģīta, pēc tam pasliktināsies, palielinoties tīkla datplūsmai, un galu galā kļūs neiespējama.

Trīs iepriekš minētās kļūdas faktiski ir ļoti svarīgas, lai noteiktu RTP balstītas datplūsmas kvalitāti, ko QoS un tīkla uzraudzības programmatūras uzņēmumi , piemēram, SolarWinds, izmanto kā metriku.

Tīkla rīki QoS uzraudzībai

SolarWinds NetFlow trafika analizators (bezmaksas izmēģinājuma versija)

Būtu diezgan negodīgi turpināt, nepieminot nedaudz vairāk par vienu no labākajiem tīkla uzraudzības rīkiem: SolarWinds NetFlow trafika analizatoru.

Šis tīkla uzraudzības komplekts palīdz atrisināt problēmas, ko var izraisīt:

- Lēns tīkls : Lēns tīkls var ietekmēt uzņēmumu, jo tas turpina samazināt datu pārsūtīšanas ātrumu. Ja vien tīkla sastrēgumi netiks novērsti, visai organizācijai būs slikta savienojamība.

- Lēna komunikācija : Uzņēmums, kas savā tīklā neizveido skaidru komunikācijas kanālu, tiks paralizēts. Vēl ļaunāk, nespēja skaidri komunicēt ar klientiem gandrīz noteikti radīs uzņēmumam problēmas.

- Neuzraudzīts tīkls : administratori, kuri nevar pienācīgi uzraudzīt savus tīklus, nevarēs zināt savu tīklu pašreizējo stāvokli vai to, kā plānot turpmāko tīkla paplašināšanu. Bez tīkla uzraudzības un katras ierīces veiktspējas izsekošanas tīkla pārvaldnieki nevar pieņemt pamatotus lēmumus un, visticamāk, saasinās tīkla veiktspējas problēmas.

Aprīkoti ar Netflow Traffic Analyzer, tīkla administratori varēs atrisināt bieži sastopamas problēmas, jo rīks palīdz:

• Palīdz ieviest QoS un optimizēt to, izmantojot datu plūsmas atgriezenisko saiti
• Pārskatīt un ziņot par pašreizējo QoS politikas konfigurāciju, tādējādi ietekmējot dizaina lēmumus.
• Uzraugiet joslas platuma izmantošanu, lai noteiktu, kuras lietojumprogrammas un ierīces patērē tīkla resursus — tās var izolēt, pārplānot vai atspējot.

Tipisks Netflow Traffic Analyzer informācijas panelis satur svarīgu informāciju, kas administratoriem ir nepieciešama, lai uzraudzītu statusus un veiktu ātru iestatījumu pielāgošanu. Piemērs:

Šie ziņojumi un analīze ietver: latentumu, svārstības un pakešu zudumu.

Paessler PRTG

Vēl viena iespēja, ko varat izmantot QoS uzraudzībai, ir Paessler PRTG. Šim tīkla uzraudzības rīku komplektam ir īpaša sadaļa QoS veiktspējas uzraudzībai. Šī funkcija reāllaikā parāda atzīmētās datplūsmas, kā arī saglabā datus veiktspējas analīzei un jaudas plānošanai.

PRTG programmatūra ietver 4 uzraudzības sensorus, kas aptver 3 dažādas QoS metodes. Tos papildina Ping Jitter sensors, kas uzrauga pakešu piegādes regularitāti plūsmā.

PRTG var uzraudzīt trīs QoS veidus: standarta QoS, Cisco IP-SLA un Cisco CBQoS. Standarta QoS monitori tiek ieviesti kā vienvirziena sensori vai apļveida sensori. Šie monitori var darboties savienojumos visā internetā.

Cisco IP-SLA sensors ir īpaši izstrādāts, lai uzraudzītu atzīmēto VoIP datplūsmu jūsu tīklā. Tas reģistrē dažādus balss datplūsmas rādītājus, tostarp aprites aizkavi, latentumu, svārstības un vidējo viedokļa rādītāju (MOS).

Cisco CBQoS sensors ievēro uz klasēm balstītas pakalpojumu kvalitātes ieviešanas principu. CBQoS ir rindošanas metode, un, ja vēlaties to ieviest, jums būs jāuzrauga vairāki ieejas punkti maršrutētājos un komutatoros. Katrai ierīcei izveidojat vismaz 3 virtuālas rindas, tāpēc ir vairāk, ko uzraudzīt.

PRTG var automātiski iestatīt un kartēt visu jūsu tīkla infrastruktūru. Tomēr QoS ieviešanai ir nepieciešama lēmumu pieņemšana, tāpēc jums pašam būs jāiestata metode, izlemjot, kāda veida tīkla trafiku prioritizēt.

Paessler ļauj jums izmantot PRTG bez maksas, ja aktivizējat tikai līdz 100 sensoriem. Ja jums nepieciešams vairāk, varat izmēģināt sistēmu bez maksas 30 dienas, kas ietver QoS uzraudzību.

Kā konfigurēt QoS?

Kabeļu maršrutētājus un komutatorus var konfigurēt, lai noteiktu prioritātes protokoliem, kuriem parasti piekļūst maršrutētāju pārvaldības programmatūras komplekts. Viss QoS opciju konfigurēšanas process ir diezgan vienkāršs uzdevums, kas ietver:

• Piesakieties lietotnē un izveidojiet savienojumu ar centrmezglu vai pārslēdzieties caur to.
• Dodieties uz QoS konfigurācijas izvēlni
• Iestatiet pakotnes prioritātes opcijas

Tādējādi multivides paketes varēs vienmērīgi plūst tīklā. Pieredzējuši tīkla inženieri var veikt visus iepriekš minētos uzdevumus, izmantojot komandrindas konfigurācijas saskarni.

Kā tiek noteikta RTP pakešu prioritāte?

QoS pakešu prioritāšu noteikšanu var veikt, izmantojot divas galvenās metodes:

- Klasifikācija : šī efektīvā metode identificē pakešu tipus un piešķir tiem prioritāti, tos atzīmējot. Identifikāciju var veikt, izmantojot ACL (piekļuves kontroles sarakstus), ieviešot lokālos tīklus (LAN), izmantojot CoS (pakalpojumu klasi), vai izmantojot komutatorus, kas izmanto uz aparatūras balstītu QoS marķēšanu.

- Rindas : Rindas ir augstas veiktspējas atmiņas buferi, kas atrodami maršrutētājos un komutatoros. Caur tām plūstošās paketes tiek glabātas īpašās atmiņas zonās, gaidot nosūtīšanu. Kad protokoliem, piemēram, RTP, tiek piešķirta augstāka prioritāte, tie tiek pārvietoti uz īpašu rindu, kas pārsūta datus ātrāk, tādējādi samazinot datu zuduma risku. Zemākas prioritātes rindām šāda apstrāde netiek piemērota.

Svarīgi atcerēties, ka paketes prioritātes marķējums ir derīgs tikai tajā tīklā, kurā tā tika izveidota. Kad pakete atstāj tīklu, saņēmēja tīkla īpašnieks nosaka tās jauno prioritāti.

Lietas, kas jāņem vērā, nosakot paketes prioritāti

Dažas lietas un padomi, kas var būt noderīgi, lemjot par pakotņu prioritāti, ir šādi:

- Parasti ieteicams, lai prioritātes marķierus piešķirtu ierīces, kas atrodas vistuvāk datu avotam. Tas nodrošina, ka paketes pārvietojas visā tīklā ar pareizo prioritāti.

- Ienākošo pakešu marķēšanai izvēlētajai ierīcei vienmēr jābūt komutatoram. Tas ir tāpēc, ka šīs ierīces var līdzsvarot slodzi tīklā un dalīties ar slodzi ar citiem komutatoriem, tādējādi samazinot slodzi uz saviem centrālajiem procesoriem.

- Ienākošā datplūsma gandrīz vienmēr ir lielāka nekā izejošā datplūsma. Interneta pakalpojumu sniedzēji parasti piešķir mazāku joslas platumu klientu izejošajai datplūsmai, un tieši tur (izejošajā tīkla ceļā) galvenokārt ir jāpiemēro QoS.

Cisco ir ieteikums par to, kā paketes būtu jāmarķē, kā parādīts šajā diagrammā:

Galu galā QoS ieviešanas panākumi vienmēr ir atkarīgi no politikas kvalitātes, kas nosaka pakešu klasificēšanu, marķēšanu un rindā ievietošanu. Lai QoS ieviešana būtu veiksmīga, politika ir rūpīgi jāizstrādā.

Kam nevajadzētu izmantot QoS?

Izlasot informāciju par QoS, jūs varētu domāt, ka tas ir panaceja tīkla pārslodzes novēršanai. Zināmā mērā QoS var padarīt lielāko daļu RTP komunikāciju vienmērīgāku un šķietami racionalizēt tīkla trafiku. Diemžēl QoS nav universāls risinājums visām tīkla problēmām.

Nekad neizmantojiet QoS šādiem mērķiem:

Palielināt joslas platumu

Lai gan QoS palīdz noteikt RTP pakešu prioritāti un rada iespaidu, ka tīkls pēkšņi palielina joslas platumu, to nekad nevajadzētu uztvert šādi. QoS nekad nevajadzētu izmantot kā rīku "joslas platuma palielināšanai", ja tas tikai nedaudz efektīvāk izmanto esošos resursus (un par labu RTP paketēm).

Tā vietā apsveriet failu kešatmiņu, lai samazinātu ienākošo un izejošo datu apjomu. Ja tas nepalīdz, tas nozīmē, ka ir sasniegts joslas platuma ierobežojums. Kad uzņēmums sasniedz savu joslas platuma ierobežojumu, vienīgā reālā iespēja ir iegādāties papildu tīkla aprīkojumu, nevis izmantot QoS.

Novērst tīkla pārslodzi

Ja dažas lietojumprogrammas joprojām darbojas un lēnām patērē tīkla joslas platumu, QoS ieviešana nav risinājums. Lai gan Skype zvani beidzot varētu sākt notikt, QoS neatrisinās pamatproblēmu. Galu galā lietojumprogrammas "norīs" visus pieejamos resursus, anulējot QoS sniegtās priekšrocības.

Viens no risinājumiem, kas varētu šeit darboties, ir meklēt resursus patērējošas lietotnes un atspējot tās vai pārplānot to darbību ārpus darba laika.

Atkal, QoS konfigurēšanas mērķis tīklā ir nodrošināt, lai jūsu straumētie audio un video zvani neaizturētu (vai pat neavārtu) tīkla pārslodzes dēļ. QoS nav rīks, kas faktiski var palielināt joslas platumu. Tas arī nevar tikt cauri pārslogotam tīklam.

Laba QoS ieviešana uzlabo kritisko datu kvalitāti un ātrumu, optimizējot piešķirto joslas platumu, atvieglojot pakešu marķēšanu, lai tās tiktu identificētas, un piešķirot noteiktas prioritātes. QoS izmanto pieejamo joslas platumu, bet to nepaplašina.

Bieži uzdotie jautājumi par QoS tīklošanā

Kāda ir atšķirība starp QoS un tīkla droseļvārstu?

Droseļvārsta ierobežošana, kas pazīstama arī kā policijas darbība, ietver vispārēja datplūsmas caurlaidspējas ierobežojuma noteikšanu un pārmērīga datplūsmas līmeņa samazināšanu. QoS ir metode, kas prioritizē daļu datplūsmas salīdzinājumā ar citu un izmanto rindu veidošanu, tādējādi maksimāli palielinot joslas platumu daļai datplūsmas uz citas datplūsmas joslas platuma rēķina.

Kāda ir DSCP galvenā loma QoS?

Diferencēto pakalpojumu koda punkts (DSCP) tiek parādīts paketes galvenē. Šī ir paketes līmeņa iespēja pieprasīt prioritāti no QoS pārvaldības programmatūras tīkla ierīcēs. Tīkla pārvaldnieks var izvēlēties iespējot vai atspējot DSCP noteikšanu ierīcē, tāpēc šo vērtību var ignorēt par labu citai QoS rindošanas metodei.

Vai varat paskaidrot datplūsmas veidošanu QoS?

Datplūsmas regulēšana ir QoS (QoS — pakalpojuma kvalitātes nodrošināšanas) metode, lai iegūtu vislabāko vērtību no tīkla jaudas. Visos tīklos ir maksimālais pieprasījums, un tradicionālā jaudas plānošana prasa joslas platuma nodrošināšanu maksimālā līmenī, kā arī drošības rezervi. QoS datplūsmas regulēšana ievieš nelielas aizkaves noteiktai datplūsmai, lai tīkls ar mazāku jaudu nekā maksimālais pieprasījums varētu apstrādāt visu datplūsmu.

Lai veicas!