QoS Značenje u umrežavanju: Što je Qos? (Vodič)

Kvaliteta usluge ili QoS složen je predmet. No, njegova je upotreba toliko česta ovih dana da bi svaki administrator mreže trebao znati za to. QoS je postao popularan jer je sve više mreža počelo prenijeti podatke kojima je potrebno dati prioritet, a istovremeno je rekreacijska mreža postala sve uobičajenija.

Naša namjera nije da vas stvorimo za QoS stručnjake, već, umjesto toga, želimo osvijetliti ovu temu što je više moguće netehnički.

Jednostavnije rečeno, cilj nam je odgovoriti na sljedeće pitanje: Što QoS znači u umrežavanju i u čemu je dobar?

Ovo nije tečaj QoS teorije i primjene. Nećemo vam pokazati jednu naredbu preklopnika ili usmjerivača. Naš je cilj omogućiti vam da jednostavno shvatite suštinu QoS-a.

Počet ćemo razjašnjenjem što je QoS - a što nije. Nakon toga ćemo nakratko zastati kako bismo razgovarali o nekoliko alata iz SolarWinds-a koje biste možda željeli isprobati. Zatim ćemo raspravljati o različitim čimbenicima koji mogu utjecati na performanse mreže. Ovo će nas odvesti u srž naše materije: kako funkcionira QoS. Kao što ćete vidjeti, mnogo je jednostavnije nego što se čini. I prije nego što zaključimo, raspravljat ćemo što se događa kad ne upotrebljavate QoS i u čemu vam QoS ne može pomoći.

Što je QoS?

Kako se povećavala upotreba mreže, uključivalo se sve više prometa različitog tipa i kako su mrežni zastoji postajali sve veći a češći i važniji, inženjeri su ubrzo shvatili da im treba način organiziranja i određivanja prioriteta promet. QoS nije jedna stvar, već kombinacija značajki i tehnologija koje zajedno rade na tome.

Kroz mnoštvo pokušaja i pogrešaka, sada imamo relativno univerzalan QoS sustav koji se može koristiti za pouzdano osiguravanje da važan promet dobije potrebnu pažnju.

Važan aspekt QoS-a je da se on mora provoditi od kraja do kraja kako bi bio od koristi. QoS je postavljen na uređajima poput sklopki i usmjerivača koji upravljaju prometom. Svaki takav uređaj na putu podataka mora imati ispravnu QoS konfiguraciju ili u protivnom neće imati očekivani učinak.

Također, svaki uređaj mora imati QoS konfiguraciju kompatibilnu s ostalim. QoS koristi oznake prioriteta kako bi ostvario svoju magiju. Lako možete zamisliti što bi se dogodilo ako jedan uređaj smatra da je broj s višim prioritetom važniji, dok drugi čini suprotno.

QoS Značenje u umrežavanju

Mrežu često uspoređujemo s prometom u prometu gdje autoceste predstavljaju mrežne veze, a vozila predstavljaju pakete podataka. To je prilično dobra analogija s obzirom na to da postoje mnoge sličnosti između dvije vrste prometa. Vjerojatno više nego što postoje razlike. Pomoću te iste analogije pokušaćemo konkretno objasniti što je QoS.

Dakle, zamislimo prometnu autocestu. Petak je popodne u žurbu i puno je automobila i kamiona. Promet se već kreće prilično sporo, ali da stvar bude još gora, približavamo se raskrižju i nastavimo S druge strane tog raskrižja, odvijaju se neke prometne radnje, a ništa se ne dodaje problem. Većina vas je više nego vjerovatno bila u takvoj situaciji.

Da biste pokušali malo bolje pomoći prometu, na nadolazećem raskrižju prometni je policajac. Daje sve od sebe kako bi pokušao dati svakom vozaču svoj pravi put. Ali čak i uz njegovu pomoć, stvari se ne kreću puno i, htjeli mi to ili ne, zaglavili ste u prometu.

Tada u daljini čujete sirenu hitne pomoći koja dolazi iza vas. To je kada se prometni policajac na raskrižju mijenja u visokoj brzini.

Shvatajući da hitna pomoć zaista treba proći, on osigurava promet ispred kola hitne pomoći prolaze i zaustavljaju oprečni promet osiguravajući da svoj put može nastaviti sa što manje zakašnjenja moguće. U međuvremenu, ostali automobilisti moraju čekati svoj red prije nego što nastave put nakon što prođe vozilo s prioritetom.

QoS SolarWinds: Najbolji alati!

Prije nego što nastavimo dalje, želio bih razgovarati o nekoliko alata tvrtke SolarWinds. Iako nisu izravno povezani s QoS-om, oba su korisna za prepoznavanje mjesta u kojima postoje uska grla i što uzrokuje.

Oni će vam pomoći u procjeni trenutne situacije, što je prvi korak u ispravljanju problema općenito i implementaciji QoS-a.

Glavni proizvod tvrtke SolarWinds, Monitor performansi mreže je možda jedan od najboljih alata za praćenje propusnosti SNMP. Ovo je alat koji će pomoću protokola jednostavnog upravljanja mrežom oblikovati razvoj vremenske iskorištenosti mrežnih krugova. Nadzorna ploča softvera, njegova pogleda i grafikoni su u potpunosti prilagodljivi. Alat se može postaviti s minimalnim naporima i može započeti nadzor gotovo odmah nakon instalacije. NPM se može skalirati od najmanjih mreža do ogromnih mreža sa stotinama uređaja raspoređenih na više web lokacija.

• BESPLATNO ISPITIVANJE:Monitor performansi mreže SolarWinds
• Službeni preuzimanje:https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

Monitor performansi mreže SolarWinds koristi SNMP u redovitim intervalima - obično pet minuta - i čita njihove brojeve sučelja.

Zatim izračunava iskorištenje propusne širine pohranjuje ga u bazu podataka za buduću referencu i prikazuje grafikone koji prikazuju vremenski razvoj iskorištavanja propusnosti. NPM je ogroman alat s nekoliko dodatnih značajki. Na primjer, on može izgraditi mrežne karte i prikazati kritičnu putanju između dva uređaja.

Cijene za mrežni nadzor performansi počinju od oko 3000 dolara. 30-dnevna BESPLATNA proba je dostupna ako biste radije isprobali proizvod prije nego što ga kupite.

SolarWinds NetFlow analizator prometa pruža administratoru detaljniji pregled mrežnog prometa. To ne pokazuje samo propusnost u bitovima po sekundi.

• BESPLATNO ISPITIVANJE:SolarWinds Netflow analizator prometa
• Službeni preuzimanje: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

Alat pruža detaljne informacije o promatranom prometu. Ukazat će vam koja vrsta prometa je učestalija ili koji korisnik koristi veću propusnost. Također će pružiti neprocjenjive informacije o različitim vrstama prometa - poput pregledavanja weba, poslovnih aplikacija, telefonije ili streaminga videozapisa - koje se prenose na vašoj mreži.

NetFlow analizator prometa koristi NetFlow protokol za prikupljanje detaljnih informacija o upotrebi s vaših mrežnih uređaja. NetFlow protokol ugrađen je u brojne mrežne uređaje raznih dobavljača. Kad su konfigurirani, mrežni uređaji šalju detaljne informacije o svakom mrežnom "razgovoru" ili protoku u NetFlow sakupljač i analizator. SolarWinds NetFlow analizator prometa je jedan takav sakupljač i analizator.

Ako želite isprobati proizvod prije nego što ga počnete kupovati, a besplatna probna inačica od 30 dana može se preuzeti sa SolarWinds. Ovo je potpuno opremljena verzija koja nema ograničenja nego vremena.

Čimbenici koji utječu na performanse mreže

U tipičnoj mreži, na isporuku podataka može utjecati nekoliko čimbenika. Sastavili smo popis primarnih čimbenika koji mogu utjecati na performanse mreže.

Niska propusnost

To ima veze s kapacitetom mrežne veze. Neki mogu podnijeti više prometa od drugih. Obično se mjeri u Bitovima - ili često u kilogramima ili megabitima - u sekundi. Ako premašite kapacitet veze, doći će do zagušenja i degradacija će biti smanjena.

Odbačeni paketi

Paketi se mogu ispustiti mrežnim uređajima iz više razloga. Možda su se pokvarili u tranzitu i više ne mogu biti prepoznati. No češće se paketi ispadaju kad stignu na uređaj čiji su međuspremnici već puni. Prijava koja prima prima obično će shvatiti da neki podaci nedostaju i zatražit će ih ponovno slanje što će uzrokovati dodatna kašnjenja i pogoršanje performansi.

greške

Buka i smetnje mogu oštetiti podatke. To se posebno odnosi na bežičnu komunikaciju i duge bakrene žice. Kada se otkriju pogreške, prijamna aplikacija tražit će da se podaci koji nedostaju ponovno predaju, što opet umanjuje performanse.

Latentnost

Latencija ima veze s mrežnim uređajima koji čekaju na red podatke prije slanja. To se može dogoditi i kada se koriste duži ruti kako bi se izbjegli zagušenja. Ne treba ga brkati s propusnošću. S kašnjenjem, odgoda se može vremenom povećati, čak i ako je propusnost dovoljna.

biti nervozan

Jitter se definira kao varijacija kašnjenja koje je potrebno da svaki podatkovni paket dosegne svoje odredište. To se događa iz različitih razloga. Na primjer, dva paketa mogu potrajati različitim putovima. Posljedica toga je da, kada treperenje postane previsoko, paketi mogu stići iz niza na odredištu. Ako su paketi dio Wordovog dokumenta, bit će ispravno uređeni i na njih nitko neće utjecati, no ako govorimo o glasovnim ili streaming video podacima, to može uzrokovati sve vrste problema.

Kao što smo tek vidjeli, neke vrste prometa - poput glasovne ili streaming video snimke - više će utjecati na probleme performansi. Zbog toga različit promet zahtijeva različita rukovanja i zašto postoji QoS.

Kako funkcionira QoS

Prije nego što započnemo, želio bih navesti nekoliko stvari. Prvo, nisam inženjer umrežavanja. Drugo, cilj ovog objašnjenja nije biti apsolutno točan. Svjesno pojednostavljujem stvari, pa čak i do neke mjere izvrćujem stvarnost kako bih olakšala probavu ovog odjeljka. Moj je cilj dati vam općenitu ideju kako to radi, a ne da vas osposobim za QoS konfiguraciju.

QoS funkcionira tako što identificira koji je promet "važniji" i daje prioritet tom prometu kroz mrežu. Ne postoji „zlatno pravilo“ o tome koji je promet važniji od ostalih. Očito će se neki promet - kao što je glasovni ili streaming video - smatrati važnim samo zato što neće raditi ispravno ako pati od degradacije performansi. Neki promet - poput pregledavanja web stranica u mnogim organizacijama - smatra se nevažnim i stoga mu neće biti prioritet.

Dvije su komponente za QoS. Prvo, promet se mora klasificirati i označiti. Iako postoji nekoliko načina na koji se promet može označiti, danas su najprisutnije diferencirane usluge. To ćemo opisati u kratkom vremenu. Druga komponenta je red čekanja koji će osigurati da se prioritetni podaci prenose s što manjim odgađanjima. Red čekanja obavlja se na mrežnim uređajima prema oznakama diferenciranih usluga.

Diferencirane usluge ili DiffServ koriste šesterobitni kod u zaglavlju svakog pakiranog za označavanje je prema nekoliko klasa sa sve većim prioritetom. To se označavanje naziva Kodo točka diferenciranih usluga ili DSCP. Tipične DSCP vrijednosti se kreću od 0, najmanje važni promet do 48, najvažniji.

Razvrstavanje i označivanje

Da bi se mrežnim prometom pravilno upravljalo u skladu s njegovim prioritetom, prvo ga se mora klasificirati i označiti na odgovarajući način. Označavanje se može izvršiti odmah kod izvora. Na primjer, nije neuobičajeno da IP telefonski aparati svoj promet označavaju kao DSCP 46, vrijednost visokog prioriteta. Za promet koji nije označen na izvoru stvari su kompliciranije.

Označeni promet zapravo ne postoji uz DiffServ. Prema zadanom, sav promet označen je DSCP 0, najniži prioritet. Sve je to prvi mrežni uređaj koji upravlja prometom - obično prekidačem - kako bi ga označio. Kako se to radi? Uglavnom putem ACL-ova.

ACL-ovi ili popisi za kontrolu pristupa značajka su većine mrežnih uređaja koja se mogu koristiti za prepoznavanje prometa. Kao što im ime govori, izvorno su korišteni kao sredstvo kontrole pristupa. ACL-ovi identificiraju promet na temelju nekoliko kriterija. Među njima su najčešći IP adresa izvora i odredišta te broj izvora i odredišta. Tijekom godina, ACL-ovi su postajali sve rafiniraniji i sada se mogu koristiti za precizan odabir vrlo specifičnog prometa.

U slučaju ACL-ova koji se koriste za umetanje QoS oznaka, pravila ne samo određuju kako prepoznati promet već i DSCP vrijednost s kojom ga mogu označiti.

Čekanje u redu

Sada kada je promet obilježen, preostalo mu je dati prioritet prema njegovom obilježavanju. To se obično postiže korištenjem više redova s ​​povećanjem prioriteta. Iako su vrijednosti DSCP-a 6-bitne i mogu se tada kretati od 0 do 63, mrežna oprema rijetko koristi tolike redove. Za većinu mrežnih uređaja uobičajeno je koristiti od tri do sedam redova, a pet ih je najčešće. S pet redova i preko 60 oznaka sigurno ste shvatili da više vrijednosti od jedne DSCP ide u svaki red.

Red čekanja s najnižim prioritetom, koji se često naziva i najboljim naporom ili BE red čekanja, bit će onaj koji privlači najmanje pažnje od motora usmjeravanja. Suprotno tome, redovi s najvišim prioritetom, koje često nazivamo u stvarnom vremenu ili RT, privući će najviše pažnje. To osigurava da će "važan" promet biti preusmjeren ili prebačen u prioritet. Naravno, to također znači da bi se najbolji napori mogli ozbiljno odgoditi i možda čak i nikada ne isporučiti. To treba imati na umu pri razvrstavanju i označavanju prometa s najboljim naporima

Posljedice ne korištenja QoS-a

Posljedice nekorištenja QoS-a uvelike se razlikuju. Na primjer, ako vaša mreža ne ostvaruje izuzetno osjetljiv promet poput IP telefonije ili strujećeg videa, nije korištenje QoS-a bez razlike. To se posebno odnosi na trenutnu razinu prometa. Zapravo, u situaciji niskog prometa, QoS gotovo da i nema koristi. Ako se vratimo na našu analogiju sa autocestama. Ako je ambulanta sama na autoputu s 5 traka, neće joj trebati dati prednost.

Ali u situacijama kada vaša mreža pati od bilo kojih - ili mnogobrojnih - problema kao što su prekomjerna upotreba i zagušenja, odsutnost QoS-a dovest će do svakakvih problema. Za promet koji zahtijeva prijenos u stvarnom vremenu ili gotovo u stvarnom vremenu - kao što je IP telefonija, mogao bi, na primjer, biti uzrok smetanog, sjeckanog ili nerazumljivog zvuka. To bi također utjecalo na strujanje videa, što rezultira pretjeranim puferiranjem tijekom reprodukcije.

Ali čak bi i druge službe mogle patiti od nepostojanja QoS-a. Zamislite da korisnik korporativne mreže pokušava pristupiti važnom internetskom računovodstvenom sustavu, dok istodobno stotine korisnika odlaze na pauzu za ručak i uveliko pregledavaju Internet. To bi moglo učiniti računovodstvenu aplikaciju neupotrebljivom ako joj promet pravilno ne prioritetno koristi QoS.

QoS neće popraviti sve

Ali koliko god dobro bilo, implementacija QoS-a nije rješenje za svaki problem. Mrežni administratori obično misle da će ih primjena QoS-a osloboditi potrebe dodavanja propusnosti. Iako je istina da će implementacija QoS-a izazvati trenutno i vrlo prividno poboljšanje rada visokog prioriteta prometa. Degradirat će i jedan niži prioritet.

QoS će se pobrinuti za privremene zagušenja mreže i osigurat će da poslovne kritične usluge i dalje ispravno rade dok zaguši, ali to neće zaustaviti. I dalje trebate pratiti upotrebu mreže i imati program planiranja kapaciteta.

Zaključak

QoS bi trebao biti dio mrežne strategije bilo koje organizacije, ali ne bi trebao biti jedina stavka. No više od svega treba biti vrlo pažljiva u planiranju i postavljanju QoS-a. Iako se ispravno primijeni, može činiti i mala čuda, određenim korisnicima može pogoršati situaciju. Prije nego što primijenite QoS, trebali biste uvesti i alate za nadzor kako bi procijenili situaciju. Isti će ti alati također pružiti neprocjenjivu vrijednost nakon primjene.