QoS Значение в мрежата: Какво е Qos? (Начинаещи)

Качеството на услугата или QoS е сложна тема. Но използването му е толкова често в наши дни, че всеки мрежов администратор трябва да знае за него. QoS стана популярен, тъй като все повече и повече мрежи започнаха да носят данни, които трябва да имат приоритет, докато в същото време използването на развлекателната мрежа става все по-често срещано.

Нашето намерение не е да ви направим QoS експерти, но вместо това, ние искаме да хвърлим малко светлина по темата е колкото е възможно по-нетехнически начин.

По-просто, нашата цел с това е да отговорим на следния въпрос: Какво означава QoS в работата в мрежа и за какво е полезно?

Това не е курс по QoS теория и внедряване. Няма да ви покажем една команда за превключване или рутер. Нашата цел е да ви позволим просто да разберете същността на QoS.

Ще започнем с изясняване какво е QoS - а не е. След това ще направим пауза за кратко, за да обсъдим няколко инструмента от SolarWinds, които може да искате да опитате. След това ще обсъдим различните фактори, които могат да повлияят на работата на мрежата. Това ще ни отведе до основата на нашата материя: как работи QoS. Както ще видите, тя е много по-проста, отколкото изглежда. И преди да заключим, ще обсъдим какво се случва, когато не използвате QoS и с какво QoS не може да ви помогне.

Какво е QoS?

С нарастването на използването на мрежата се включваше все повече трафик от различен тип и с натрупването на мрежи ставаше все повече и по-често и важно, инженерите скоро разбраха, че се нуждаят от начин за организиране и определяне на приоритети трафик. QoS не е едно, а комбинация от функции и технологии, които работят заедно за постигането на това.

Благодарение на много опити и грешки, сега имаме сравнително универсална QoS система, която може да се използва за надеждно гарантиране, че важният трафик получава необходимото внимание.

Важен аспект на QoS е, че той трябва да се прилага от край до край, за да бъде от всякаква полза. QoS е настроен на устройства - като превключватели и рутери - които обработват трафика. Всяко такова устройство в пътя на данните трябва да има правилната QoS конфигурация или в противен случай това няма да има очаквания ефект.

Освен това всяко устройство трябва да има QoS конфигурация, съвместима с другите. QoS използва маркировка за приоритет, за да постигне своята магия. Можете лесно да си представите какво би се случило, ако едно устройство счете фигурата с висок приоритет за по-важна, а друго направи обратното.

QoS Значение в мрежите

Често сравняваме мрежовия и автомобилния трафик, където магистралите представляват мрежови връзки, а превозните средства представляват пакети данни. Това е доста добра аналогия, тъй като има много прилики между двата типа трафик. Вероятно повече, отколкото има разлики. Ще използваме същата аналогия, за да се опитаме да обясним конкретно какво е QoS.

Така че, нека си представим натоварена магистрала. Петък е следобед в час пик и има много коли и камиони. Трафикът вече се движи доста бавно, но за да влошим нещата, наближаваме кръстовище и, нататък от другата страна на това кръстовище, върви някаква пътна работа, като не се прави нищо друго, освен да се добави към проблем. Повечето от вас повече от вероятно са били в такава ситуация.

За да се опитате да помогнете на трафика да се придвижи малко по-добре, на предстоящото кръстовище има ченге. Той прави всичко възможно да се опита да даде на всеки автомобилист своя справедлив дял от пътя. Но дори и с неговото съдействие нещата не се движат много и, харесва ви или не, вие сте заседнали в трафика.

Тогава в далечината чувате сирена на линейка, която идва отзад. Това е, когато ченгето на трафика на кръстовището се измества на висока предавка.

Осъзнавайки, че линейката наистина трябва да премине, той се грижи да пусне трафика пред линейката преминава през и спира да се противопоставя на трафика, като гарантира, че той може да продължи маршрута си с възможно най-малко закъснение възможен. Междувременно другите автомобилисти трябва да изчакат своя ред, преди да могат да възобновят маршрута си, след като премине превозното средство с приоритет.

SolarWinds QoS: Най-добрите инструменти!

Преди да продължим по-нататък, бих искал да обсъдим няколко инструмента от SolarWinds. Въпреки че не са пряко свързани с QoS, и двата са много полезни при идентифицирането на местата, които има затруднения във вашите мрежи и какво ги причинява.

Те ще ви помогнат да оцените текущата ситуация, което е първата стъпка за коригиране на проблемите като цяло и прилагането на QoS.

Водещият продукт на SolarWinds, Монитор на ефективността на мрежата вероятно е един от най-добрите инструменти за мониторинг на честотната лента SNMP. Това е инструмент, който ще използва Протокола за прост мрежов мениджмънт, за да изчисли развитието на пропускателната способност на мрежовите вериги във времето. Таблото за управление на софтуера, неговите изгледи и диаграми са напълно адаптивни. Инструментът може да бъде настроен с минимални усилия и може да започне мониторинг почти веднага след инсталирането. NPM може да мащабира от най-малките мрежи до огромни такива със стотици устройства, разпределени в множество сайтове.

• БЕЗПЛАТЕН ПРОБЕН ПЕРИОД:SolarWinds Network Monitor Monitor
• Официално изтегляне:https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

Мониторът за ефективност на SolarWinds използва SNMP за анкетиране на устройства на редовни интервали - обикновено пет минути - и чете техните броячи на интерфейси.

След това изчислява използването на пропускателната способност, съхранява го в база данни за бъдеща справка и показва графики, показващи развитието на използването на честотната лента във времето. NPM е огромен инструмент с няколко допълнителни функции. Например, той може да изгражда мрежови карти и да показва критичния път между две устройства.

Цените за мрежовия монитор за ефективност започват от около 3000 долара. А Предлага се 30-дневна БЕЗПЛАТНА пробна версия ако предпочитате да опитате продукта, преди да го купите.

Най- SolarWinds NetFlow анализатор на трафика дава на администратора по-подробен изглед на мрежовия трафик. Той не показва просто използване на честотна лента в битове в секунда.

• БЕЗПЛАТЕН ПРОБЕН ПЕРИОД:SolarWinds Netflow трафик анализатор
• Официално изтегляне: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

Инструментът предоставя подробна информация за наблюдавания трафик. Той ще ви каже какъв тип трафик е по-разпространен или какъв потребител използва повече честотна лента. Той също така ще предостави безценна информация за различните видове трафик - като уеб сърфиране, бизнес приложения, телефония или поточно видео - които се пренасят във вашата мрежа.

Най- NetFlow анализатор на трафика използва протокола NetFlow за събиране на подробна информация за използването от вашите мрежови устройства. Протоколът NetFlow е вграден в много мрежови устройства от различни доставчици. Когато са конфигурирани, мрежовите устройства изпращат подробна информация за всеки “разговор” или поток в мрежата до NetFlow колектор и анализатор. Анализаторът на трафика на SolarWinds NetFlow е един такъв колектор и анализатор.

Ако искате да изпробвате продукта, преди да се ангажирате да го закупите, a безплатна 30-дневна пробна версия може да бъде изтеглен от SolarWinds. Това е пълнофункционална версия, която няма ограничение, а време.

Фактори, влияещи върху ефективността на мрежата

В типичната мрежа доставката на данни може да бъде повлияна от няколко фактора. Съставихме списък на основните фактори, които могат да повлияят на работата на мрежата.

Ниска пропускателна способност

Това е свързано с капацитета на мрежовата връзка. Някои могат да се справят с повече трафик от други. Обикновено се измерва в битове - или често кило или мегабити - в секунда. Ако превишите капацитета на връзката, ще възникнат задръствания и ще се влоши работата.

Отпаднали пакети

Пакетите могат да бъдат изпуснати от мрежови устройства по няколко причини. Може би са се повредили по време на транзита и не могат да бъдат разпознати вече. Но по-често пакетите отпадат, когато пристигнат на устройство, чиито буфери вече са пълни. Приемащото приложение обикновено ще осъзнае, че някои данни липсват и ще поиска повторното му предаване, което ще доведе до допълнителни забавяния и влошаване на производителността.

грешки

Шумът и намесата могат да повредят данните. Това важи особено за безжичните комуникации и за дългите медни проводници. Когато бъдат открити грешки, получаващото приложение ще поиска прехвърлянето на липсващите данни, което отново влошава производителността.

латентност

Закъснението е свързано с мрежовите устройства, които поставят на опашка данни, преди да ги изпратите. Това може да се случи и когато се използват по-дълги маршрути, за да се избегне задръстванията. Не трябва да се бърка с производителността. При забавяне забавянето може да се натрупа с течение на времето, дори ако пропускателната способност е достатъчна.

нервнича

Jitter се дефинира като промяна в закъснението, необходимо за всеки пакет данни, за да достигне своето местоназначение. Случва се по различни причини. Например, два пакета могат да поемат различни маршрути. Следствието е, че когато трептенето стане твърде високо, пакетите могат да излязат от последователността на местоназначението си. Ако пакетите са част от Word документ, те ще бъдат пренаредени правилно и никой няма да бъде засегнат, но ако говорим за гласови или поточни видео данни, това може да доведе до всякакви проблеми.

Както току-що видяхме, някои видове трафик - като гласов или поточно видео - ще бъдат по-засегнати от проблеми с производителността. Ето защо различният трафик се нуждае от различно управление и защо има QoS.

Как работи QoS

Преди да започнем, бих искал да заявя няколко неща. Първо, не съм инженер в мрежа. Второ, целта на това обяснение не е да бъде абсолютно точна. Умишлено опростявам нещата и дори може би усуквам реалността до известна степен, за да улесня смилането на този раздел. Целта ми е да ви дам обща представа как работи, а не да ви обучавам на QoS конфигурация.

QoS работи, като идентифицира какъв трафик е по-важен и като приоритизира този трафик в цялата мрежа. Няма „златно правило“ за това, кой трафик е по-важен от други. Очевидно, някои трафик - като гласово или поточно видео - обикновено се счита за важен, просто защото няма да работи правилно, когато страда от влошаване на производителността. Някои трафик, като например уеб сърфиране в много организации, се считат за маловажни и следователно няма да имат приоритет.

В QoS има два компонента. Първо, трафикът трябва да бъде класифициран и маркиран. Въпреки че има няколко начина, по които трафикът може да бъде маркиран, диференцираните услуги са най-разпространените днес. Това е, което ще детайлираме в кратко време. Вторият компонент е опашката, която ще гарантира предаването на приоритетни данни с възможно най-малко закъснения. Опашката се извършва на мрежовите устройства според маркировките на диференцираните услуги.

Диференцираните услуги или DiffServ, използвайте шест-битов код в заглавката на всеки опакован, за да маркирате е според няколко класа с увеличаващ се приоритет. Тази маркировка се обозначава като точка за диференциране на услугите или DSCP. Типичните DSCP стойности варират от 0, най-малко важният трафик до 48, най-важният.

Класификация и маркиране

За да се управлява правилно мрежовият трафик според неговия приоритет, той първо трябва да бъде класифициран и маркиран по подходящ начин. Маркирането може да се направи точно при източника. Например, не е рядкост IP телефонните апарати да маркират трафика си като DSCP 46, стойност с висок приоритет. За трафика, който не е маркиран в източника, нещата са по-сложни.

Без маркиран трафик всъщност не съществува с DiffServ. По подразбиране целият трафик е маркиран DSCP 0, най-ниският приоритет. Това е до първото мрежово устройство, управляващо трафика - обикновено превключвател - за да го маркира. Как се прави? Най-вече чрез ACL.

ACL или списъците за контрол на достъпа са функция на повечето мрежово оборудване, което може да се използва за идентифициране на трафика. Както подсказва името им, те първоначално са били използвани като средство за контрол на достъпа. ACL идентифицират трафика въз основа на няколко критерия. Сред тях по-често срещаните са IP адресът на източника и дестинацията и номера на източника и местоназначението. С течение на годините ACL стават все по-усъвършенствани и вече могат да се използват за точно избиране на много специфичен трафик.

В случая на ACL, използвани за поставяне на QoS маркировки, правилата не само определят как да разпознавате трафика, но и каква DSCP стойност да го маркирате.

На опашката

Сега, когато трафикът е маркиран, всичко, което е останало, е да го приоритизирате според неговата маркировка. Обикновено това се осъществява чрез използване на множество опашки с увеличаване на приоритета. Въпреки че стойностите на DSCP са 6-битови и могат, следователно, да варират от 0 до 63, мрежовото оборудване рядко използва толкова много опашки. Характерно е за повечето мрежови устройства да се използват от три до седем опашки, като пет са най-често срещаните. С пет опашки и над 60 маркировки със сигурност сте разбрали, че повече от една DSCP стойност влиза във всяка опашка.

Опашката с най-нисък приоритет, която често се нарича опашка с най-добри усилия или BE, ще бъде тази, която получава най-малко внимание от маршрутизатора. Обратно, опашката с най-висок приоритет, която често наричаме в реално време или RT, ще получи най-много внимание. Това гарантира, че „важният“ трафик ще бъде насочен или превключен с приоритет. Разбира се, това също означава, че най-добрите усилия могат да бъдат сериозно забавени и може би дори никога не бъдат доставени. Това е нещо, което трябва да имате предвид, когато класифицирате и маркирате трафика с най-големи усилия

Последици от неизползването на QoS

Последиците от неизползването на QoS варират в голяма степен. Например, ако вашата мрежа не носи силно чувствителен трафик, като IP телефония или поточно видео, използването на QoS може да няма никаква разлика. Това е особено вярно, когато текущите ни нива на трафик са ниски. В действителност, в ситуация на нисък трафик, QoS не носи почти никаква полза. Ако се върнем към нашата магистрална аналогия. Ако линейката е сама по 5-лентова магистрала, няма да е необходимо да се дава приоритет.

Но в ситуации, в които вашата мрежа страда от някакви - или много - проблеми като преизползване и задръствания, отсъствието на QoS ще доведе до всякакви проблеми. За трафик, който изисква предаване в реално време или почти в реално време - като IP телефония, например, това може да бъде причина за разбъркано, нарязано или неразбираемо аудио. Потокът на видео също ще бъде засегнат, което води до прекомерно буфериране по време на възпроизвеждане.

Но дори и други услуги могат да страдат от отсъствието на QoS. Представете си, че потребител на корпоративна мрежа се опитва да получи достъп до важна уеб-базирана счетоводна система, докато в същото време стотици потребители са на обедната си почивка, като сърфират в Интернет. Това може да направи счетоводното приложение неизползваемо, освен ако трафикът му не е приоритет правилно с помощта на QoS.

QoS няма да поправи всичко

Но колкото и да е добре, прилагането на QoS не е решението на всеки проблем. Мрежовите администратори са склонни да мислят, че прилагането на QoS ще ги освободи от необходимостта да добавят честотна лента. Въпреки че е вярно, че прилагането на QoS ще доведе до незабавно и много очевидно подобрение на работата на трафик с висок приоритет. Той също ще намали един с по-нисък приоритет.

QoS ще се погрижи за временните задръствания в мрежата и ще гарантира, че критичните за бизнеса услуги продължават да работят правилно, докато има задръствания, но няма да го спрат. Все още трябва да наблюдавате използването на мрежата и да имате програма за планиране на капацитет.

заключение

QoS трябва да бъде част от мрежовата стратегия на всяка организация, но не трябва да е единственият елемент. Но повече от всичко трябва да се прилага изключително внимание при планирането и създаването на QoS. Въпреки че може да направи малки чудеса, когато се приложи правилно, това може да влоши ситуацията много по-лошо за определени потребители. И преди да приложите QoS, трябва да се въведат и инструменти за мониторинг, които да оценят ситуацията. Същите тези инструменти ще предоставят безценни и след внедряването.