معنى جودة الخدمة في الشبكات: ما هو جودة الخدمة؟ (الدورة التعليمية)

جودة الخدمة ، أو QoS ، هي موضوع معقد. لكن استخدامه شائع جدًا هذه الأيام لدرجة أن كل مسؤول شبكة يجب أن يعرف عنه. أصبحت QoS شائعة حيث بدأ المزيد والمزيد من الشبكات في نقل البيانات التي تحتاج إلى تحديد أولوياتها بينما أصبح استخدام الشبكة الترفيهية في نفس الوقت شائعًا أكثر فأكثر.

لا نهدف إلى جعلك خبراء في جودة الخدمة ، ولكن بدلاً من ذلك ، نريد أن نلقي بعض الضوء على الموضوع بقدر ما هو طريقة غير تقنية قدر الإمكان.

بكل بساطة ، هدفنا بهذا هو الإجابة على السؤال التالي: ما معنى جودة الخدمة في الشبكات ، وما هي الفائدة منها؟

هذه ليست دورة حول نظرية جودة الخدمة وتنفيذها. لن نعرض لك مفتاح تبديل واحد أو أمر جهاز توجيه. هدفنا هو السماح لك ببساطة بفهم جوهر جودة الخدمة.

سنبدأ بتوضيح ماهية جودة الخدمة (QoS) - وما هو غير ذلك. بعد ذلك ، سنتوقف مؤقتًا لفترة وجيزة لمناقشة بعض الأدوات من SolarWinds التي قد ترغب في تجربتها. بعد ذلك ، سنناقش العوامل المختلفة التي يمكن أن تؤثر على أداء الشبكة. سيأخذنا هذا إلى جوهر قضيتنا: كيف تعمل جودة الخدمة. كما سترى ، إنه أبسط بكثير مما يبدو. وقبل أن ننتهي ، سنناقش ما يحدث عندما لا تستخدم جودة الخدمة (QoS) وما الذي لا يمكن أن يساعدك في جودة الخدمة (QoS).

ما هي جودة الخدمة؟

مع نمو استخدام الشبكة ليشمل المزيد والمزيد من حركة المرور من أنواع مختلفة ومع ازدياد ازدحام الشبكة وبصورة أكثر تكرارًا وهامة ، سرعان ما أدرك المهندسون أنهم بحاجة إلى طريقة للتنظيم وتحديد الأولويات حركة المرور. QoS ليس شيئًا واحدًا بل هو مزيج من الميزات والتقنيات التي تعمل معًا لتحقيق ذلك.

من خلال الكثير من التجربة والخطأ ، لدينا الآن نظام QoS عالمي نسبيًا يمكن استخدامه للتأكد بشكل موثوق من حصول حركة المرور المهمة على الاهتمام الذي تحتاجه.

ومن الجوانب المهمة لجودة الخدمة أنه يجب تنفيذها من النهاية إلى النهاية حتى تكون ذات فائدة. تم إعداد QoS على الأجهزة - مثل المفاتيح وأجهزة التوجيه - التي تتعامل مع حركة المرور. يجب أن يكون لأي جهاز في مسار البيانات تكوين QoS الصحيح أو أشياء أخرى لن يكون لها التأثير المتوقع.

أيضًا ، يجب أن يكون لكل جهاز تكوين QoS متوافق مع الأجهزة الأخرى. تستخدم QoS علامات الأولوية لإنجاز سحرها. يمكنك أن تتخيل بسهولة ما سيحدث إذا اعتبر أحد الأجهزة رقم أولوية عالية أعلى أكثر أهمية بينما فعل جهاز آخر عكس ذلك.

معنى جودة الخدمة في الشبكات

غالبًا ما نقارن الشبكة بحركة مرور المركبات حيث تمثل الطرق السريعة روابط الشبكة والمركبات تمثل حزم البيانات. إنه تشبيه جيد إلى حد ما حيث أن هناك العديد من أوجه التشابه بين نوعي حركة المرور. ربما أكثر من وجود اختلافات. سنستخدم هذا التشبيه نفسه لمحاولة شرح ما هو جودة الخدمة بشكل ملموس.

لذا ، دعونا نتخيل طريق سريع مزدحم. بعد ظهر يوم الجمعة في ساعة الذروة وهناك الكثير من السيارات والشاحنات. إن حركة المرور تتحرك بالفعل ببطء شديد ، ولكن لجعل الأمور أسوأ ، نحن نقترب من تقاطع ونستمر على الجانب الآخر من هذا التقاطع ، هناك بعض أعمال الطرق الجارية ، لا تفعل شيئًا سوى الإضافة إلى مشكلة. معظمكم من المرجح أن يكون في مثل هذه الحالة.

لمحاولة مساعدة حركة المرور على التحرك بشكل أفضل قليلاً ، يوجد شرطي مرور في التقاطع القادم. يبذل قصارى جهده في محاولة لإعطاء كل سائق نصيبه العادل من الطريق. ولكن حتى بمساعدته ، فإن الأشياء لا تتحرك كثيرًا ، وسواء أحببت ذلك أم لا ، فأنت عالق في حركة المرور.

ثم ، في المسافة ، تسمع صفارات سيارات الإسعاف قادمة من خلفك. هذا عندما يتحول شرطي المرور عند التقاطع بسرعة عالية.

إدراك أن سيارة الإسعاف تحتاج بالفعل إلى المرور ، فإنه يتأكد من السماح بمرور حركة المرور أمام تمر سيارة الإسعاف وتتوقف عن معارضة حركة المرور ، مما يضمن أنها يمكن أن تستمر في طريقها بأقل تأخير ممكن ممكن. وفي الوقت نفسه ، يتعين على سائقي السيارات الآخرين انتظار دورهم قبل أن يتمكنوا من استئناف طريقهم بمجرد مرور السيارة ذات الأولوية.

SolarWinds QoS: أفضل الأدوات!

قبل أن نمضي قدمًا ، أود مناقشة بعض الأدوات من SolarWinds. على الرغم من عدم ارتباطهما بشكل مباشر بجودة الخدمة ، إلا أنهما مفيدان جدًا في تحديد مكان الاختناقات في شبكاتك وما الذي يسببها.

سيساعدونك في تقييم الوضع الحالي ، وهو الخطوة الأولى في تصحيح المشكلات بشكل عام وتنفيذ جودة الخدمة.

المنتج الرائد SolarWinds ، مراقب أداء الشبكة ربما تكون واحدة من أفضل أدوات مراقبة عرض النطاق الترددي SNMP. هذه أداة ستستخدم بروتوكول إدارة الشبكة البسيطة لرسم تطور استخدام النطاق الترددي لدوائر الشبكة بمرور الوقت. لوحة تحكم البرنامج ، وجهات نظره ، ومخططاته قابلة للتخصيص بالكامل. يمكن إعداد الأداة بأقل جهد ويمكنها بدء المراقبة فورًا بعد التثبيت. يمكن لـ NPM التوسع من أصغر الشبكات إلى الشبكات الضخمة مع مئات الأجهزة المنتشرة عبر مواقع متعددة.

• تجربة مجانية:مراقب أداء الشبكة SolarWinds
• التنزيل الرسمي:https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

تستخدم أداة مراقبة أداء الشبكة SolarWinds SNMP لاستقصاء الأجهزة على فترات منتظمة - عادةً خمس دقائق - وقراءة عدادات الواجهة.

ثم يحسب استخدام النطاق الترددي يخزنها في قاعدة بيانات للرجوع إليها مستقبلاً ويعرض الرسوم البيانية التي توضح تطور استخدام النطاق الترددي بمرور الوقت. NPM هي أداة ضخمة مع العديد من الميزات الإضافية. على سبيل المثال ، يمكنه إنشاء خرائط الشبكة وعرض المسار الحرج بين جهازين.

يبدأ سعر مراقب أداء الشبكة من حوالي 3000 دولار أمريكي. أ تجربة مجانية لمدة 30 يومًا متاحة إذا كنت تفضل تجربة المنتج قبل شرائه.

ال سولارويندز نيتفلو المرور محلل يعطي المسؤول عرضًا أكثر تفصيلاً لحركة مرور الشبكة. لا يعرض فقط استخدام النطاق الترددي بالبت في الثانية.

• تجربة مجانية:SolarWinds Netflow Traffic Analyzer
• التنزيل الرسمي: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

توفر الأداة معلومات مفصلة عن حركة المرور المرصودة. سيخبرك بنوع حركة المرور الأكثر شيوعًا أو المستخدم الذي يستخدم المزيد من النطاق الترددي. سيوفر أيضًا معلومات لا تقدر بثمن حول الأنواع المختلفة لحركة المرور - مثل تصفح الويب أو تطبيقات الأعمال أو الاتصالات الهاتفية أو بث الفيديو - التي يتم نقلها على شبكتك.

ال محلل المرور NetFlow يستخدم بروتوكول NetFlow لجمع معلومات الاستخدام التفصيلية من أجهزة الشبكة الخاصة بك. تم دمج بروتوكول NetFlow في العديد من أجهزة الشبكات من موردين مختلفين. عند التهيئة ، ترسل أجهزة الشبكات معلومات تفصيلية حول كل "محادثة" شبكة ، أو تدفق ، إلى جامع ومحلل NetFlow. يعد SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer أحد هذه المجمعات والمحلل.

إذا كنت ترغب في تجربة المنتج قبل الالتزام بشرائه ، أ نسخة تجريبية مجانية لمدة 30 يومًا يمكن تحميلها من SolarWinds. هذه نسخة كاملة المواصفات ليس لها حدود ولكن الوقت.

العوامل المؤثرة على أداء الشبكة

في الشبكة النموذجية ، يمكن أن يتأثر تسليم البيانات بعدة عوامل. لقد قمنا بتجميع قائمة بالعوامل الأساسية التي يمكن أن تؤثر على أداء الشبكة.

إنتاجية منخفضة

هذا له علاقة بسعة رابط الشبكة. يمكن للبعض التعامل مع حركة المرور أكثر من البعض الآخر. وعادة ما يتم قياسه بالبت - أو غالبًا بالكيلو أو ميجابيت - في الثانية. إذا تجاوزت سعة الرابط ، فسيحدث الازدحام وسيتراجع الأداء.

الحزم المسقطة

يمكن إسقاط الحزم بواسطة أجهزة الشبكات لعدة أسباب. ربما تلفوا في العبور ولم يعد من الممكن التعرف عليهم. لكن الحزم الأكثر شيوعًا يتم إسقاطها عند وصولها إلى جهاز تكون مخازنه التخزينية ممتلئة بالفعل. سوف يدرك التطبيق المتلقي عادة أن بعض البيانات مفقودة ويطلب إعادة الإرسال مما سيؤدي إلى تأخيرات إضافية وتدهور في الأداء.

أخطاء

الضوضاء والتداخل يمكن أن يفسد البيانات. وينطبق هذا بشكل خاص على الاتصالات اللاسلكية وعلى الأسلاك النحاسية الطويلة. عندما يتم الكشف عن الأخطاء ، سيطلب التطبيق المتلقي إعادة إرسال البيانات المفقودة ، مما يؤدي إلى تدهور الأداء مرة أخرى.

وقت الإستجابة

يتعلق الكمون بأجهزة الشبكة في قائمة انتظار البيانات قبل إرسالها. يمكن أن يحدث أيضًا عند استخدام مسارات أطول لتجنب الازدحام. لا ينبغي الخلط بينه وبين الإنتاجية. مع الكمون ، يمكن أن يتراكم التأخير بمرور الوقت ، حتى لو كان معدل النقل كافيًا.

تقطع

يُعرف الارتعاش بأنه اختلاف في التأخير الذي يستغرقه وصول كل حزمة بيانات إلى وجهتها. يحدث ذلك لأسباب مختلفة. على سبيل المثال ، قد تأخذ حزمتان مسارات مختلفة. والنتيجة هي أنه عندما يصبح الارتعاش عاليًا جدًا ، يمكن أن تصل الحزم خارج التسلسل في وجهتها. إذا كانت الحزم جزءًا من مستند Word ، فسيتم إعادة ترتيبها بشكل صحيح ولن يتأثر أحد ولكن إذا كنا نتحدث عن الصوت أو دفق بيانات الفيديو ، فقد تتسبب في كل أنواع المشاكل.

كما رأينا للتو ، فإن بعض أنواع الزيارات - مثل الصوت أو بث الفيديو - ستتأثر أكثر بمشكلات الأداء. هذا هو السبب في أن حركة المرور المختلفة تحتاج إلى معالجة مختلفة وسبب وجود جودة الخدمة.

كيف يعمل QoS

قبل أن نبدأ ، أود أن أذكر بعض الأشياء. أولاً ، أنا لست مهندس شبكات. ثانيًا ، ليس الهدف من هذا التفسير أن تكون دقيقًا تمامًا. أفرط في تبسيط الأمور عن قصد ، بل وربما لُف الواقع إلى حد ما لتسهيل استيعاب هذا القسم. هدفي هو إعطائك فكرة عامة عن كيفية عملها ، وليس تدريبك على تكوين جودة الخدمة.

تعمل جودة الخدمة (QoS) من خلال تحديد حركة المرور "الأكثر أهمية" وتحديد أولويات حركة المرور عبر الشبكة. لا توجد "قاعدة ذهبية" بشأن حركة المرور الأكثر أهمية من غيرها. من الواضح أن بعض الزيارات - مثل الصوت أو بث الفيديو - ستُعتبر مهمة عادةً لأنها ببساطة لن تعمل بشكل صحيح عندما تعاني من تدهور الأداء. تعتبر بعض الزيارات - مثل تصفح الويب في العديد من المؤسسات - غير مهمة وبالتالي لن يتم تحديد أولوياتها.

هناك مكونان لجودة الخدمة. أولاً ، يجب تصنيف حركة المرور ووضع علامة عليها. على الرغم من أن هناك العديد من الطرق التي يمكن بها تمييز حركة المرور ، فإن الخدمات المتميزة هي الأكثر انتشارًا اليوم. هذا هو الذي سنفصله في وقت قصير. المكون الثاني هو قائمة الانتظار التي ستضمن إرسال البيانات ذات الأولوية بأقل قدر ممكن من التأخير. يتم وضع قائمة الانتظار في أجهزة الشبكة وفقًا لعلامات الخدمات المتمايزة.

تستخدم الخدمات المتباينة ، أو DiffServ ، رمزًا سداسي البت في رأس كل حزمة معبأة لوضع علامة وفقًا لعدة فئات ذات أولوية متزايدة. يُشار إلى هذه العلامة باسم نقطة رمز الخدمات المميزة أو DSCP. تتراوح قيم DSCP النموذجية من 0 ، أقل حركة مرور إلى 48 ، أهمها.

التصنيف والوسم

لكي تتم معالجة حركة مرور الشبكة بشكل صحيح وفقًا لأولويتها ، يجب أولاً تصنيفها ووضع علامة عليها بشكل مناسب. يمكن أن يتم وضع العلامات في المصدر. على سبيل المثال ، ليس من غير المألوف أن تقوم أجهزة هاتف IP بتمييز حركة مرورها على أنها DSCP 46 ، وهي قيمة ذات أولوية عالية. بالنسبة لحركة المرور التي لم يتم وضع علامة عليها في المصدر ، تكون الأمور أكثر تعقيدًا.

حركة المرور غير المميزة لا توجد في الواقع مع DiffServ. بشكل افتراضي ، يتم وضع علامة DSCP 0 على كل حركة المرور ، وهي الأولوية الأقل. يرجع الأمر إلى أول جهاز شبكة يتعامل مع حركة المرور - عادةً ما يكون مفتاح تبديل - لوضع علامة عليه. كيف يتم ذلك؟ في الغالب من خلال قوائم ACL.

تعد قوائم التحكم في الوصول (ACLs) أو قوائم التحكم في الوصول ميزة لمعظم معدات الشبكات التي يمكن استخدامها لتحديد حركة المرور. كما يوحي اسمها ، تم استخدامها في الأصل كوسيلة للتحكم في الوصول. تحدد قوائم التحكم في الوصول (ACL) حركة المرور بناءً على عدة معايير. من بينها ، الأكثر شيوعًا هو عنوان IP المصدر والوجهة ورقم منفذ المصدر والوجهة. على مر السنين ، أصبحت قوائم التحكم في الوصول أكثر وأكثر دقة ويمكن استخدامها الآن لتحديد حركة مرور محددة بدقة.

في حالة ACLs المستخدمة لإدراج علامات QoS ، لا تحدد القواعد فقط كيفية التعرف على حركة المرور ولكن أيضًا ما هي قيمة DSCP لوضع علامة عليها.

الطابور

الآن بعد أن تم تمييز حركة المرور ، كل ما تبقى هو تحديد أولوياتها وفقًا لعلاماتها. يتم تحقيق ذلك عادةً باستخدام قوائم انتظار متعددة بأولوية متزايدة. على الرغم من أن قيم DSCP بعرض 6 بت ، وبالتالي يمكن أن تتراوح من 0 إلى 63 ، نادرًا ما تستخدم معدات الشبكات العديد من قوائم الانتظار. من المعتاد أن تستخدم معظم معدات الشبكات من ثلاث إلى سبع قوائم انتظار مع كون خمسة منها الرقم الأكثر شيوعًا. باستخدام خمسة قوائم انتظار وأكثر من 60 علامة ، تأكدت من أن أكثر من قيمة DSCP واحدة في كل قائمة انتظار.

قائمة الانتظار ذات الأولوية الأقل ، والتي غالبًا ما تسمى أفضل جهد أو قائمة انتظار BE ستكون تلك التي تحظى بأقل اهتمام من محرك التوجيه. على العكس من ذلك ، فإن قائمة الانتظار ذات الأولوية القصوى ، والتي نسميها غالبًا في الوقت الفعلي أو RT ستحظى بأكبر قدر من الاهتمام. وهذا يضمن توجيه حركة المرور "المهمة" أو تبديلها حسب الأولوية. بالطبع ، هذا يعني أيضًا أن أفضل جهد قد يتأخر بشكل خطير وربما لا يتم تسليمه أبدًا. هذا شيء يجب وضعه في الاعتبار عند تصنيف حركة المرور الأفضل ووضع علامة عليها

عواقب عدم استخدام جودة الخدمة

تختلف عواقب عدم استخدام جودة الخدمة بشكل كبير. على سبيل المثال ، إذا كانت شبكتك لا تحتوي على حركة مرور حساسة للغاية مثل الاتصال الهاتفي عبر الإنترنت أو بث الفيديو ، فقد لا يحدث عدم استخدام جودة الخدمة أي فرق. هذا صحيح بشكل خاص عندما تكون مستويات حركة المرور الحالية منخفضة. في الواقع ، في حالة حركة المرور المنخفضة ، لا تجلب جودة الخدمة أي فائدة تقريبًا. إذا عدنا إلى القياس على الطريق السريع لدينا. إذا كانت سيارة الإسعاف وحدها على طريق سريع مكون من 5 حارات ، فلن تحتاج إلى تحديد أولوياتها.

ولكن في المواقف التي تعاني فيها شبكتك من أي - أو العديد - من المشكلات مثل الإفراط في الاستخدام والازدحام ، فإن غياب جودة الخدمة سيؤدي إلى كل أنواع المشاكل. بالنسبة لحركة المرور التي تتطلب إرسالًا في الوقت الفعلي أو شبه في الوقت الفعلي - مثل المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت (IP) ، يمكن أن يكون ، على سبيل المثال ، سببًا لصوت مشوه أو مقطوع أو غير واضح. قد يتأثر دفق الفيديو أيضًا ، مما يؤدي إلى التخزين المؤقت المفرط أثناء التشغيل.

ولكن حتى الخدمات الأخرى قد تعاني من غياب جودة الخدمة. تخيل أن مستخدم شبكة الشركة يحاول الوصول إلى نظام محاسبي مهم قائم على الويب بينما في نفس الوقت ، يكون مئات المستخدمين في استراحة الغداء ، ويتصفحون الإنترنت بكثافة. قد يؤدي ذلك إلى جعل التطبيق المحاسبي غير قابل للاستخدام ما لم يتم تحديد أولويات حركة البيانات الخاصة به بشكل صحيح باستخدام QoS.

جودة الخدمة لن تصلح كل شيء

ولكن على الرغم من كونه جيدًا ، فإن تطبيق QoS ليس الحل لكل مشكلة. يميل مسؤولو الشبكات إلى الاعتقاد بأن تنفيذ جودة الخدمة سيخفف من الحاجة إلى إضافة عرض النطاق الترددي. في حين أنه من الصحيح أن تنفيذ جودة الخدمة سيؤدي إلى تحسن فوري وواضح للغاية في تشغيل حركة المرور ذات الأولوية العالية. كما أنه سوف يحط من الأولوية الأقل.

ستهتم جودة الخدمة (QoS) بالازدحام المؤقت للشبكة وستضمن استمرار الخدمات الحيوية للأعمال في العمل بشكل صحيح أثناء وجود الازدحام ولكنها لن توقفها. لا تزال بحاجة إلى مراقبة استخدام الشبكة ولديك برنامج لتخطيط السعة.

استنتاج

يجب أن تكون QoS جزءًا من إستراتيجية شبكة أي مؤسسة ولكن يجب ألا تكون العنصر الوحيد. ولكن أكثر من أي شيء آخر ، يجب تطبيق العناية القصوى في التخطيط وإعداد جودة الخدمة. في حين أنه يمكن أن يصنع معجزات صغيرة عند تطبيقه بشكل صحيح ، إلا أنه يمكن أن يجعل الموقف أسوأ بكثير بالنسبة لبعض المستخدمين. وقبل تنفيذ جودة الخدمة (QoS) ، يجب أيضًا وضع أدوات المراقبة لتقييم الوضع. ستوفر هذه الأدوات نفسها قيمة لا تقدر بثمن بعد التنفيذ أيضًا.