QoS-merkitys verkottumisessa: Mikä on Qos? (Opetusohjelma)

Palvelun laatu tai QoS on monimutkainen aihe. Mutta sen käyttö on nykyään niin yleistä, että jokaisen verkonvalvojan pitäisi tietää siitä. QoS tuli suosituksi, kun yhä useammat verkot alkoivat kuljettaa tietoja, jotka on priorisoitava, samalla kun virkistysverkkojen käyttö on tullut yhä yleisemmäksi.

Tarkoituksenamme ei ole tehdä teistä QoS-asiantuntijoita, vaan sen sijaan haluamme valaista asiaa niin paljon kuin ei-teknisellä tavalla kuin mahdollista.

Yksinkertaisesti sanottuna tavoitteemme tällä on vastata seuraavaan kysymykseen: Mikä on QoS-merkitys verkottumisessa ja mihin se on hyvä?

Tämä ei ole QoS-teorian ja toteutuksen kurssi. Emme näytä sinulle yhtä kytkintä tai reitittimen komentoa. Tavoitteenamme on antaa sinun helposti ymmärtää QoS: n ydin.

Aloitamme selventämällä, mikä QoS on - ja mitä ei. Sen jälkeen pysähdymme hetkeksi keskustelemaan muutamasta SolarWindsin työkalusta, joita kannattaa kokeilla. Sitten keskustelemme erilaisista tekijöistä, jotka voivat vaikuttaa verkon suorituskykyyn. Tämä vie meidät asian ytimeen: miten QoS toimii. Kuten näette, se on paljon yksinkertaisempi kuin miltä näyttää. Ja ennen kuin päättelemme, keskustelemme siitä, mitä tapahtuu, kun et käytä QoS: ää ja mistä QoS ei voi auttaa sinua.

Mikä on QoS?

Kun verkon käyttö kasvoi sisällyttämään yhä enemmän erityyppistä liikennettä ja verkon ruuhkien kasvaessa ja usein ja tärkeämpää, insinöörit tajusivat pian tarvitsevansa tavan organisoida ja priorisoida liikennettä. QoS ei ole yksi asia, vaan yhdistelmä ominaisuuksia ja tekniikoita, jotka toimivat yhdessä tämän saavuttamiseksi.

Monien kokeilujen ja virheiden kautta meillä on nyt suhteellisen universaali QoS-järjestelmä, jota voidaan käyttää luotettavasti varmistamaan, että tärkeä liikenne saa tarvittavan huomion.

QoS: n tärkeä näkökohta on, että se on otettava käyttöön päästä päähän, jotta siitä olisi hyötyä. QoS on asetettu liikennettä hoitaville laitteille, kuten kytkimille ja reitittimille. Kaikilla sellaisilla datapolulla olevilla laitteilla on oltava oikea QoS-kokoonpano tai muuten asioilla, joilla sillä ei ole odotettua vaikutusta.

Jokaisella laitteella on myös oltava QoS-kokoonpano, joka on yhteensopiva muiden kanssa. QoS käyttää prioriteettimerkintöjä taikuutensa toteuttamiseen. Voit helposti kuvitella, mitä tapahtuisi, jos yhtä laitetta pidettäisiin korkeamman prioriteetin lukua tärkeämpänä, kun taas toinen tekisi päinvastaista.

QoS-merkitys verkottumisessa

Verraamme verkkoa usein ajoneuvoliikenteeseen, jossa moottoritiet edustavat verkkoyhteyksiä ja ajoneuvot edustavat datapaketteja. Se on melko hyvä analogia, koska näiden kahden liikennetyypin välillä on monia samankaltaisuuksia. Todennäköisesti enemmän kuin on eroja. Käytämme samaa analogiaa yrittäessään selventää konkreettisesti, mikä on QoS.

Kuvittelemme siis kiireistä moottoritietä. On perjantai-iltapäivä ruuhka-alueella, ja autoja ja kuorma-autoja on paljon. Liikenne liikkuu jo melko hitaasti, mutta tilanteen pahentamiseksi olemme lähestymässä risteystä ja kyseisen risteyksen toisella puolella on meneillään tienvarsityöt tekemättä mitään muuta kuin lisäämällä ongelma. Suurin osa teistä on todennäköisesti ollut sellaisessa tilanteessa.

Yrittää auttaa liikennettä liikkumaan hiukan paremmin tulevassa risteyksessä on liikennepoliisi. Hän tekee parhaansa yrittääkseen antaa jokaiselle autoilijalle oikeudenmukaisen osuuden tieltä. Mutta edes hänen avustuksellaan asiat eivät liiku paljon, ja pidät siitä liikenteestä, pidä siitä tai ei.

Sitten etäältä kuulet ambulanssin sireenin tulevan takaasi. Tällöin liikenteen poliisi risteyksessä siirtyy suurella vaihdelaitteella.

Tunnustaessaan, että ambulanssin on todella käydä läpi, hän varmistaa, että liikenne pääsee edessä ambulanssi menee läpi ja lopettaa vastakkaisen liikenteen varmistamalla, että se voi jatkaa reittiä niin pienellä viiveellä kuin mahdollista. Samaan aikaan muiden autoilijoiden on odotettava vuoroaan, ennen kuin he voivat jatkaa reittiään ensisijaisen ajoneuvon ohitettua.

SolarWinds QoS: Parhaat työkalut!

Ennen kuin jatkamme eteenpäin, haluaisin keskustella muutamasta SolarWindsin työkalusta. Vaikka ne eivät liity suoraan QoS: ään, molemmat ovat erittäin hyödyllisiä tunnistaessasi, missä verkoissa on pullonkauloja ja mikä niitä aiheuttaa.

Ne auttavat sinua arvioimaan nykytilannetta, mikä on ensimmäinen askel ongelmien korjaamisessa yleensä ja QoS: n toteuttamisessa.

SolarWindsin lippulaivatuote, Verkon suorituskyvyn näyttö on mahdollisesti yksi parhaimmista SNMP-kaistanleveyden valvontatyökaluista. Tämä on työkalu, joka käyttää yksinkertaista verkonhallintaprotokollaa kuvaamaan verkkopiirien kaistanleveyden käytön kehitystä ajan myötä. Ohjelmiston kojetaulu, sen näkymät ja kaaviot ovat täysin muokattavissa. Työkalu voidaan asentaa pienellä vaivalla ja se voi alkaa seurata melkein heti asennuksen jälkeen. NPM voi skaalata pienimmistä verkoista valtaisiin verkkoihin, joissa sadat laitteet sijaitsevat useilla sivustoilla.

• ILMAINEN KOKEILU:SolarWinds-verkon suorituskyvyn näyttö
• Virallinen lataus:https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

SolarWinds-verkon suorituskykymittari käyttää SNMP: tä laitteiden kyselyyn säännöllisin väliajoin - yleensä viiden minuutin välein - ja lukemaan niiden käyttöliittymälaskurit.

Sitten se laskee kaistanleveyden käytön, tallentaa sen tietokantaan tulevaa käyttöä varten ja näyttää kaaviot, jotka osoittavat kaistanleveyden käytön kehityksen ajan myötä. NPM on valtava työkalu, jolla on useita lisäominaisuuksia. Se voi esimerkiksi rakentaa verkkokarttoja ja näyttää kriittisen reitin kahden laitteen välillä.

Verkon suorituskykymittarin hinnoittelu alkaa noin 3 000 dollarista. 30 päivän ILMAINEN kokeilu on saatavilla kannattaako kokeilla tuotetta mieluummin ennen sen ostamista.

SolarWinds NetFlow-liikenneanalysaattori antaa järjestelmänvalvojalle tarkemman kuvan verkkoliikenteestä. Se ei tarkoita vain kaistanleveyden käyttöä bitteinä sekunnissa.

• ILMAINEN KOKEILU:SolarWinds Netflow Traffic Analyzer
• Virallinen lataus: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

Työkalu tarjoaa yksityiskohtaisia ​​tietoja havaitusta liikenteestä. Se kertoo, minkä tyyppinen liikenne on yleisempää tai mikä käyttäjä käyttää enemmän kaistanleveyttä. Se tarjoaa myös arvokasta tietoa verkon eri tyyppisestä liikenteestä - kuten verkkoselailusta, yrityssovelluksista, puhelimesta tai suoratoistovideosta -.

NetFlow-liikenneanalysaattori käyttää NetFlow-protokollaa kerätäksesi yksityiskohtaisia ​​käyttötietoja verkkolaitteistasi. NetFlow-yhteyskäytäntö on rakennettu moniin verkkolaitteisiin eri valmistajilta. Kun verkkoasetukset on määritetty, ne lähettävät yksityiskohtaisia ​​tietoja jokaisesta verkon "keskustelusta" tai virtauksesta NetFlow-keräilijälle ja analysaattorille. SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer on yksi tällainen keräilijä ja analysaattori.

Jos haluat kokeilla tuotetta ennen sitoutumista sen ostamiseen, a ilmainen 30 päivän kokeiluversio voidaan ladata SolarWinds-sivustosta. Tämä on täysin varusteltu versio, jolla ei ole mitään rajoituksia vaan aikaa.

Verkon suorituskykyyn vaikuttavat tekijät

Tyypillisessä verkossa tietojen toimittamiseen voivat vaikuttaa monet tekijät. Olemme laatineet luettelon päätekijöistä, jotka voivat vaikuttaa verkon suorituskykyyn.

Alhainen suorituskyky

Tämä liittyy verkkolinkin kapasiteettiin. Jotkut pystyvät käsittelemään enemmän liikennettä kuin toiset. Se mitataan yleensä bitteinä - tai usein kiloina tai megabitteinä - sekunnissa. Jos ylität linkin kapasiteetin, syntyy ruuhkia ja suorituskyky heikkenee.

Pudotut paketit

Verkkolaitteet voivat pudottaa paketteja useista syistä. Ehkä he ovat vioittuneet kauttakulussa ja eivät voi enää tunnustaa. Mutta yleisemmin paketit pudotetaan saapuessaan laitteeseen, jonka puskurit ovat jo täynnä. Vastaanottava sovellus huomaa yleensä, että jotkut tiedot puuttuvat, ja pyytää sen uudelleenlähetystä, mikä aiheuttaa lisäviiveitä ja suorituskyvyn heikkenemistä.

virheet

Melu ja häiriöt voivat vioittaa tietoja. Tämä pätee erityisesti langattomaan viestintään ja pitkiin kuparilankoihin. Kun virheitä havaitaan, vastaanottava sovellus pyytää puuttuvan tiedon lähettämistä uudelleen, mikä heikentää jälleen suorituskykyä.

Viive

Viive on verkon laitteiden jonotusjonossa ennen niiden lähettämistä. Se voi tapahtua myös käytettäessä pidempiä reittejä ruuhkien välttämiseksi. Sitä ei pidä sekoittaa suorituskykyyn. Latenssin myötä viive voi kasvaa ajan myötä, vaikka läpäisykyky olisi riittävä.

värinää

Jitter määritellään muutoksena viiveessä, joka kuluu kunkin datapaketin saavuttamiseen määränpäähänsä. Se tapahtuu monista syistä. Esimerkiksi kaksi pakettia voivat kulkea eri reittejä. Seuraus on, että kun värinää nousee liian korkeaksi, paketit voivat saapua peräkkäin määränpäähänsä. Jos paketit ovat osa Word-asiakirjaa, ne järjestetään uudelleen oikein, eikä niihin vaikuta ketään, mutta jos puhumme ääni- tai videotiedoista, se voi aiheuttaa kaikenlaisia ​​ongelmia.

Kuten olemme juuri nähneet, suorituskykyongelmat vaikuttavat enemmän tietyntyyppisiin liikenteisiin, kuten ääni- tai suoratoistovideoihin. Siksi eri liikenne tarvitsee erilaista käsittelyä ja miksi QoS on olemassa.

Kuinka QoS toimii

Ennen kuin aloitamme, haluaisin kertoa muutamia asioita. Ensinnäkin, en ole verkko-insinööri. Toiseksi, tämän selityksen tavoitteena ei ole olla ehdottoman tarkka. Olen yksinkertaistanut tietoisesti asioita yksinkertaisesti ja jopa kiertäen todellisuutta tietyssä määrin tämän osion helpottamiseksi. Tavoitteenani on antaa sinulle yleinen käsitys sen toiminnasta, ei kouluttaa sinua QoS-määrityksiin.

QoS toimii tunnistamalla mikä liikenne on ”tärkeämpää” ja priorisoimalla liikenne koko verkossa. Ei ole mitään "kultaista sääntöä" siitä, mikä liikenne on tärkeämpää kuin muut. Tietenkin osaa liikenteestä, kuten ääni- tai suoratoistovideota, pidetään yleensä tärkeänä yksinkertaisesti siksi, että se ei toimi kunnolla, kun kärsii suorituskyvyn heikkenemisestä. Joitakin liikenteitä, kuten web-selaamista monissa organisaatioissa, pidetään merkityksettöminä, joten niitä ei priorisoida.

QoS: lla on kaksi komponenttia. Ensinnäkin liikenne on luokiteltava ja merkittävä. Vaikka liikennettä voidaan merkitä monella tapaa, eriytetyt palvelut ovat yleisimpiä tänään. Tätä me yksityiskohtaamme pian. Toinen komponentti on jonottelu, joka varmistaa, että prioriteettitiedot lähetetään mahdollisimman pienin viivein. Jonottaminen tapahtuu verkkolaitteissa Differentified Services -merkintöjen mukaan.

Erotetut palvelut, tai DiffServ, käyttävät kuuden bittistä koodia kunkin pakatun otsikossa merkitäkseen useita kasvavan prioriteetin luokkia. Tätä merkintää kutsutaan DIFP: ksi (Differentialing Services Code Point). Tyypilliset DSCP-arvot vaihtelevat nollasta, vähiten tärkeästä liikenteestä 48: een, tärkeimmästä.

Luokittelu ja merkinnät

Jotta verkkoliikennettä voitaisiin käsitellä oikein sen prioriteetin mukaan, se on ensin luokiteltava ja merkittävä asianmukaisesti. Merkintä voidaan tehdä suoraan lähteellä. Esimerkiksi, ei ole harvinaista, että IP-puhelinlaitteet merkitsevät liikenteensä DSCP 46: ksi, korkean prioriteetin arvoksi. Liikenteessä, jota ei ole merkitty lähteellä, asiat ovat hieman monimutkaisempia.

Merkitsemätöntä liikennettä ei oikeastaan ​​ole DiffServin kanssa. Oletusarvon mukaan koko liikenteelle on merkitty DSCP 0, alin prioriteetti. Ensimmäinen verkkolaite, joka käsittelee liikennettä - yleensä kytkintä - voi merkitä sen. Kuinka se tehdään? Enimmäkseen ACL: ien kautta.

ACL-luettelot tai pääsynhallintaluettelot ovat ominaisuus useimmissa verkkolaitteissa, joita voidaan käyttää liikenteen tunnistamiseen. Kuten nimensä viittaa, niitä käytettiin alun perin välineenä pääsyn hallitsemiseksi. ACL: t tunnistavat liikenteen useiden kriteerien perusteella. Niistä yleisimpiä ovat lähteen ja määränpään IP-osoite sekä lähde- ja kohdeportin numero. ACL: t ovat vuosien varrella muuttuneet yhä hienostuneemmiksi, ja niitä voidaan käyttää nyt tarkan liikenteen valitsemiseen.

Kun kyseessä ovat ACL-tunnisteet, joita käytetään QoS-merkintöjen lisäämiseen, säännöt määrittelevät paitsi kuinka tunnistaa liikenne, myös mitä DSCP-arvoa sen merkitsemiseksi.

Jonotus

Nyt kun liikenne on merkitty, jäljellä on vain priorisoida sitä merkinnänsä mukaan. Tämä saadaan normaalisti aikaan käyttämällä useita jonoja prioriteetin kasvaessa. Vaikka DSCP-arvot ovat 6-bittisiä ja voivat siten vaihdella välillä 0 - 63, verkkolaitteet käyttävät harvoin niin monta jonoa. Useimmille verkkolaitteille on tyypillistä käyttää kolmesta seitsemään jonoa, viiden ollessa yleisin numero. Viidellä jonolla ja yli 60 merkinnällä olet varmasti tajunnut, että useampi kuin yksi DSCP-arvo menee jokaisessa jonossa.

Alin prioriteettijono, jota usein kutsutaan parhaimmaksi vai BE-jonoksi, on se, joka kiinnittää reititysmoottorista vähiten huomiota. Toisaalta korkeimman prioriteetin jono, jota kutsumme usein reaaliaikaiseksi tai RT, saa eniten huomiota. Tämä varmistaa, että ”tärkeä” liikenne reititetään tai vaihdetaan prioriteettina. Tämä tarkoittaa tietysti myös sitä, että parhaiden pyrkimysten toteuttaminen saattaa viivästyä vakavasti eikä ehkä jopa koskaan toteudu. Tämä on jotain pidettävä mielessä luokiteltaessa ja merkitsemällä parhaan mahdollisen liikenteen liikennettä

Seuraukset QoS: n käytöstä

QoS: n käyttämättä jättämisen seuraukset vaihtelevat suuresti. Esimerkiksi, jos verkossasi ei ole erityisen arkaluonteista liikennettä, kuten IP-puhelinta tai suoratoistovideota, QoS: n käyttämättä jättämisellä ei ehkä ole merkitystä. Tämä pätee erityisen hyvin, kun nykyinen liikennettasosi on alhainen. Itse asiassa vähäisen liikenteen tilanteessa QoS ei tuo melkein mitään hyötyä. Jos palaamme takaisin moottoritieanalogiaan. Jos ambulanssi on yksin 5-kaistaisella moottoritiellä, sitä ei tarvitse asettaa etusijalle.

Mutta tilanteissa, joissa verkkoosi kärsii kaikista tai monista asioista, kuten ylikuormituksesta ja ruuhkista, QoS: n puuttuminen johtaa kaikenlaisiin ongelmiin. Liikenteessä, joka vaatii reaaliaikaista tai melkein reaaliaikaista lähetystä - kuten IP-puhelin, se voi olla esimerkiksi syynä vääristyneeseen, pilkottuun tai käsittämättömään ääneen. Vaikuttaisi myös videon suoratoisto, mikä johtaa liialliseen puskurointiin toiston aikana.

Mutta jopa muut palvelut voivat kärsiä QoS: n puuttumisesta. Kuvittele, että yritysverkon käyttäjä yrittää päästä tärkeään verkkopohjaiseen kirjanpitojärjestelmään samalla kun sadat käyttäjät ovat lounastauollaan ja selailevat voimakkaasti Internetiä. Tämä voi tehdä kirjanpitosovelluksen käyttökelvottomaksi, ellei sen liikennettä priorisoida oikein QoS: n avulla.

QoS ei korjaa kaikkea

Mutta niin hyvä kuin se on, QoS: n toteuttaminen ei ole ratkaisu kaikkiin ongelmiin. Verkonvalvojat ajattelevat yleensä, että QoS: n käyttöönotto vapauttaa heidät tarpeesta lisätä kaistanleveyttä. Vaikka on totta, että QoS: n toteuttaminen aiheuttaa välittömän ja erittäin ilmeisen parannuksen korkean prioriteetin liikenteen toimintaan. Se huonontaa myös alempaa prioriteettia.

QoS huolehtii verkon väliaikaisesta ruuhkasta ja varmistaa, että yrityskriittiset palvelut toimivat edelleen oikein ruuhkien aikana, mutta se ei lopeta sitä. Sinun on edelleen valvottava verkon käyttöä ja oltava kapasiteetin suunnitteluohjelma käytössä.

johtopäätös

QoS: n tulisi olla osa minkä tahansa organisaation verkkostrategiaa, mutta sen ei pitäisi olla ainoa kohde. Mutta enemmän kuin mitään, QoS: n suunnittelussa ja asettamisessa tulee noudattaa erityistä varovaisuutta. Vaikka se voi tehdä pieniä ihmeitä oikein sovellettuna, se voi tehdä tilanteesta paljon pahemman tietyille käyttäjille. Ja ennen kuin otat QoS: n käyttöön, myös seurantavälineet tulisi ottaa käyttöön tilanteen arvioimiseksi. Samat työkalut tarjoavat arvokasta myös toteutuksen jälkeen.