A QoS jelentése a hálózatépítésben: Mi a Qos? (Bemutató)

A szolgáltatás minősége (QoS) összetett téma. De manapság annyira gyakori a használata, hogy minden hálózati rendszergazdának tudnia kell róla. A QoS népszerűvé vált, amikor egyre több hálózat kezdte el hordozni azokat az adatokat, amelyeket prioritássá kell tenni, miközben a rekreációs hálózatok használata egyre gyakoribbá vált.

Nem az a szándékunk, hogy QoS szakértővé tegyük Önt, hanem ehelyett azt szeretnénk, hogy a lehető legkevésbé nem technikai szempontból rávilágítsunk a témára.

Egyszerűen fogalmazva, ezzel a célunk a következő kérdés megválaszolása: Mi a QoS jelentése a hálózatépítésben, és mire jó?

Ez nem egy tanfolyam a QoS elméletéről és megvalósításáról. Nem jelenítjük meg egyetlen kapcsoló vagy útválasztó parancsot. Célunk, hogy lehetővé tegyük, hogy egyszerűen megértse a QoS lényegét.

Először tisztázzuk, mi a QoS és mi nem. Ezt követően röviden szünetet tartunk, hogy megvitassuk a SolarWinds néhány olyan eszközét, amelyeket érdemes kipróbálni. Ezután megvitatjuk azokat a különféle tényezőket, amelyek befolyásolhatják a hálózat teljesítményét. Ez elvezet minket ügyünk lényegéhez: a QoS működéséhez. Mint látni fogja, sokkal egyszerűbb, mint amilyennek látszik. És mielőtt befejeznénk, megvitatjuk, mi történik, ha nem használja a QoS-t, és mi nem tud segíteni neked.

Mi a QoS?

Ahogy a hálózati használat egyre több és többféle típusú forgalmat foglal magában, és ahogy a hálózati torlódások is növekedtek és gyakrabban és fontosabban, a mérnökök hamar rájöttek, hogy módjukra van szükségük a szervezéshez és a rangsoroláshoz forgalom. A QoS nem egy dolog, hanem a funkciók és technológiák kombinációja, amelyek együtt működnek ennek megvalósítása érdekében.

Sok próba és hiba révén most egy viszonylag univerzális QoS rendszerünk van, amely megbízhatóan biztosítja, hogy a fontos forgalom megkapja a szükséges figyelmet.

A QoS fontos szempontja, hogy a végétől a végéig végre kell hajtani, hogy bármilyen hasznos legyen. A QoS a forgalmat kezelő eszközökön, például kapcsolóknál és útválasztóknál van beállítva. Az adatútvonal bármelyik ilyen eszközének a helyes QoS-konfigurációval kell rendelkeznie, különben olyan dolgoknak, amelyeknek nem lesz a várt hatása.

Ezenkívül minden eszköznek QoS-konfigurációjával kell rendelkeznie, amely kompatibilis a többiekkel. A QoS prioritási jelöléseket használ a varázslat megvalósításához. Könnyedén el tudod képzelni, mi történne, ha az egyik eszköz fontosabbnak tartja a magas prioritású számot, míg a másik az ellenkezőjét tenné.

QoS jelentése a hálózatépítésben

Gyakran összehasonlítjuk a hálózatot a járműforgalommal, ahol az autópályák a hálózati kapcsolatokat, a járművek pedig az adatcsomagokat képviselik. Ez egy meglehetősen jó analógia, mivel a két forgalom között sok hasonlóság van. Valószínűleg több, mint vannak különbségek. Ugyanezt az analógiát fogjuk használni, hogy megpróbáljuk konkrétan megmagyarázni, mi a QoS.

Képzeljük el tehát egy forgalmas autópályát. Péntek délután csúcsforgalomban van, és rengeteg autó és teherautó van. A forgalom már elég lassan mozog, de a dolgok még rosszabbá tételéhez közeledünk egy kereszteződéshez, és tovább a kereszteződés másik oldalán újabb munkák zajlanak, csak a következőkre terelik: probléma. Legtöbben valószínűleg ilyen helyzetben voltak.

Annak érdekében, hogy a forgalom kissé jobban mozoghasson, van egy forgalmi rendőr a közelgő kereszteződésnél. Mindent megtesz annak érdekében, hogy megpróbáljon minden autósnak megosztani az útját. De még az ő segítsége mellett sem mozognak sok a dolgok, és akár tetszik, akár nem, akkor megragad a forgalomban.

Aztán a távolból egy mentő sziréna hallatszik hátulról. Ez az, amikor a kereszteződésnél a rendőr nagy sebességgel vált.

Felismerve, hogy a mentõnek tényleg át kell mennie, gondoskodik arról, hogy engedje a forgalmat a mentő ment keresztül, és hagyja abba az ellenkező forgalmat, biztosítva, hogy az útvonalat a lehető legkisebb késéssel tudja folytatni lehetséges. Eközben más autósoknak meg kell várniuk a fordulatot, mielőtt folytathatják útjukat, miután az elsőbbségi jármű elhaladt.

SolarWinds QoS: A legjobb eszközök!

Mielőtt továbbmennénk, szeretnék megvitatni a SolarWinds néhány eszközét. Bár nem kapcsolódnak közvetlenül a QoS-hez, mindkettő nagyon hasznos annak meghatározásában, hogy vannak-e szűk keresztmetszetek a hálózatokban, és mi okozza őket.

Segítenek felmérni a jelenlegi helyzetet, amely az első lépés a problémák általános kijavításában és a QoS végrehajtásában.

A SolarWinds zászlóshajója, a Hálózati teljesítményfigyelő valószínűleg az egyik legjobb SNMP sávszélesség-figyelő eszköz. Ez az eszköz az Egyszerű Hálózatkezelési Protokollot használja a hálózati áramkörök sávszélesség-kihasználásának időbeli ábrázolására. A szoftver irányítópultja, nézetei és diagramjai teljesen testreszabhatók. Az eszköz minimális erőfeszítéssel beállítható, és szinte közvetlenül a telepítés után megkezdheti a figyelést. Az NPM a legkisebb hálózatoktól a hatalmas hálózatáig terjedhet, több száz eszköz több webhelyen elosztva.

• INGYENES PRÓBAVERZIÓ:SolarWinds hálózati teljesítményfigyelő
• Hivatalos letöltés:https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

A SolarWinds Network Performance Monitor az SNMP használatával rendszeres időközönként - általában öt percenként - lekérdezi az eszközöket és felolvassa az interfész számlálóikat.

Ezután kiszámítja a sávszélesség-felhasználást, amely későbbi referenciaként tárolja az adatbázisban, és grafikonokat mutat be, amelyek a sávszélesség-felhasználás alakulását mutatják az idő múlásával. Az NPM egy hatalmas eszköz, számos extra funkcióval. Például hálózati térképeket készíthet és megjelenítheti a kritikus utat két eszköz között.

A Network Performance Monitor ára 3000 dollár körül kezdődik. A A 30 napos ingyenes próbaverzió elérhető érdemes-e kipróbálnia a terméket vásárlás előtt.

Az SolarWinds NetFlow forgalmi elemző részletesebb képet ad a rendszergazda számára a hálózati forgalomról. Ez nem csak a sávszélesség-felhasználást mutatja bitben másodpercenként.

• INGYENES PRÓBAVERZIÓ:SolarWinds Netflow forgalmi elemző
• Hivatalos letöltés: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

Az eszköz részletes információkat nyújt a megfigyelt forgalomról. Megmondja, hogy milyen típusú forgalom elterjedtebb, vagy melyik felhasználó használja nagyobb sávszélességet. Felbecsülhetetlen értékű információt nyújt a hálózaton zajló forgalom különféle típusairól - például az internetes böngészésről, az üzleti alkalmazásokról, a telefonálásról vagy a streaming videóról -.

Az NetFlow forgalmi elemző a NetFlow protokollt használja a részletes használati információk gyűjtésére a hálózati eszközökről. A NetFlow protokoll be van építve számos hálózati eszközbe, különböző gyártók részéről. Konfigurálás után a hálózati eszközök részletes információkat küldnek minden hálózati „beszélgetésről” vagy folyamatáról a NetFlow kollektorhoz és elemzőhöz. A SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer az egyik ilyen kollektor és elemző.

Ha meg akarja próbálni a terméket, mielőtt vásárolni vállalja, a ingyenes 30 napos próbaverzió letölthető a SolarWinds oldalról. Ez egy teljes értékű verzió, amelynek nincs korlátozása, csak idő.

A hálózati teljesítményt befolyásoló tényezők

Egy tipikus hálózatban az adatátadást több tényező befolyásolhatja. Összeállítottuk azon elsődleges tényezők listáját, amelyek befolyásolhatják a hálózat teljesítményét.

Alacsony teljesítmény

Ennek köze van a hálózati kapcsolat kapacitásához. Egyesek több forgalmat tudnak kezelni, mint mások. Általában bitekben, másodpercenként gyakran kilóban vagy megabitben mérik. Ha túllépi a link kapacitását, torlódások lépnek fel, és a teljesítmény romlik.

Leesett csomagok

A hálózati eszközökkel a csomagok több okból is eldobhatók. Talán megsérültek a tranzit során, és már nem ismerik fel őket. De leggyakrabban a csomagokat eldobják, amikor olyan eszközre érkeznek, amelynek pufferje már megtelt. A fogadó alkalmazás általában rájön, hogy bizonyos adatok hiányoznak, és kéri az újbóli továbbítást, ami további késéseket és teljesítményromlást okoz.

hibák

A zaj és az interferencia tönkreteheti az adatokat. Ez különösen igaz a vezeték nélküli kommunikációra és a hosszú rézvezetékekre. Hiba észlelésekor a fogadó alkalmazás kéri a hiányzó adatok újbóli továbbítását, ez ismét rontja a teljesítményt.

Késleltetés

A késésnek az a hálózati eszköznek kell lennie, amely sorba állítja az adatokat, mielőtt elküldi. Ez akkor is előfordulhat, ha hosszabb útvonalakat használnak a torlódások elkerülésére. Nem szabad összetéveszteni a teljesítménnyel. Várakozási idővel a késleltetés idővel felépülhet, még akkor is, ha az áteresztőképesség elegendő.

jitter

A jitter a késleltetés változása, amelyet az egyes adatcsomagok elérése a rendeltetési helyéhez szükséges. Különböző okokból történik. Például két csomag különböző útvonalakat vehet fel. Ennek következménye az, hogy amikor a jitter túl magasra emelkedik, a csomagok sorrendben megérkezhetnek rendeltetési helyükre. Ha a csomagok egy Word dokumentum részét képezik, akkor azok helyes sorrendben vannak, és senkit sem érintnek, de ha beszélek hangról vagy streaming video adatokról, akkor mindenféle probléma felmerülhet.

Mint láttuk, a forgalom bizonyos típusait - például a hangot vagy a streaming videót - jobban befolyásolják a teljesítményproblémák. Ezért van szükség a különböző forgalom eltérő kezelésére, és miért létezik a QoS.

Hogyan működik a QoS?

Mielőtt elkezdenénk, szeretnék néhány dolgot mondani. Először is, nem vagyok hálózati mérnök. Másodszor, ennek a magyarázatnak a célja nem abszolút pontos. Tudatosan túl egyszerűsítem a dolgokat, sőt talán bizonyos mértékben meg is csavarom a valóságot, hogy ez a szakasz könnyebben megemlíthető legyen. Célom, hogy általános képet kapjak arról, hogyan működik, nem pedig a QoS konfigurációjának kiképzésére.

A QoS úgy működik, hogy meghatározza, mely forgalom „fontosabb”, és prioritássá teszi ezt a forgalmat a hálózaton keresztül. Nincs „aranyszabály” arról, hogy a forgalom miért fontosabb. Nyilvánvaló, hogy bizonyos forgalmat - például a hangot vagy a streaming videót - általában fontosnak tekintik egyszerűen azért, mert nem működik megfelelően, ha a teljesítmény romlása miatt szenved. Néhány forgalmat - például a webböngészést sok szervezetben - nem tekintünk fontosnak, ezért nem helyezzük el prioritásainak.

A QoS-nek két összetevője van. Először a forgalmat osztályozni és meg kell jelölni. Noha a forgalom megjelölése többféle módon történik, a leginkább elterjedt szolgáltatások a differenciált szolgáltatások. Ez az, amit röviden ismertetünk. A második elem a sorba állítás, amely biztosítja, hogy a prioritási adatokat a lehető legkisebb késéssel továbbítsák. A sorba állítást a hálózati eszközökön végzik, a differenciált szolgáltatások jelölése szerint.

A Differenciált szolgáltatások vagy a DiffServ minden egyes csomag fejlécében hat bites kódot használ, hogy megjelölje az egyre növekvő prioritású osztályokat. Ezt a jelölést differenciáló szolgáltatási kódpontnak vagy DSCP-nek nevezzük. A tipikus DSCP értékek 0-tól, a legkevésbé fontos forgalomtól 48-ig, a legfontosabb értékig terjednek.

Osztályozás és jelölés

Annak érdekében, hogy a hálózati forgalmat prioritásának megfelelően kezelje, először azt megfelelő módon kell osztályozni és megjelölni. A jelölés közvetlenül a forrásnál megtehető. Például nem szokatlan, hogy az IP telefonkészülékek forgalmát DSCP 46-ként jelölik, amely magas prioritású érték. A forrásnál nem megjelölt forgalom esetében a dolgok bonyolultabbak.

A jelöletlen forgalom valójában nem létezik a DiffServnél. Alapértelmezés szerint az összes forgalom DSCP 0, a legalacsonyabb prioritású. Az első hálózati eszköz, amely a forgalmat kezeli, általában egy kapcsolót, jelölheti meg. Hogyan történik ez? Leginkább az ACL-eken keresztül.

Az ACL-ek vagy hozzáférés-vezérlési listák a legtöbb hálózati berendezés jellemzője, amely felhasználható a forgalom azonosítására. Ahogy a neve is sugallja, eredetileg a hozzáférés ellenőrzésének eszközeként használták őket. Az ACL-ek több kritérium alapján azonosítják a forgalmat. Közülük a leggyakoribb a forrás és a cél IP-cím, valamint a forrás és a cél port száma. Az évek során az ACL-ek egyre finomabbá váltak, és most már felhasználhatók egy nagyon specifikus forgalom pontos kiválasztására.

A QoS-jelölések beillesztésére használt ACL-ek esetében a szabályok nem csak a forgalom felismerésének módját határozzák meg, hanem azt is, hogy a DSCP-értékkel melyik jelölje meg.

Sorban állás

Most, hogy a forgalom meg van jelölve, csak annyit kell tennie, hogy a jelölés szerint rangsorolja. Ezt általában több sor használatával, növekvő prioritással érik el. Bár a DSCP értékek 6 bites szélesek, és ezért 0-tól 63-ig terjedhetnek, a hálózati eszközök ritkán használnak ilyen sok sort. A legtöbb hálózati eszközre jellemző, hogy három-hét sorból áll, öt közül a leggyakoribb. Öt várólistával és több mint 60 jelöléssel biztosan kitalálta, hogy minden sorban egynél több DSCP-érték jelenik meg.

A legalacsonyabb prioritási sor, amelyet gyakran a legnagyobb erőfeszítésnek vagy a BE sornak nevezünk, az lesz a legkevésbé figyelmes az útválasztó motorra. Ezzel szemben a legnagyobb figyelmet kap a legfontosabb sor, amelyet gyakran valósidejűnek vagy RT-nek hívunk. Ez biztosítja, hogy a „fontos” forgalom prioritást élvezzen. Ez természetesen azt is jelenti, hogy a legjobb erőfeszítések súlyosan késleltethetők, sőt talán soha nem is teljesítik azokat. Ezt figyelembe kell venni, amikor osztályozják és megjelölik a legjobban teljesítő forgalmat

A QoS használatának következményei

A QoS nem használatának következményei nagyon változatosak. Például, ha a hálózat nem folytat nagyon érzékeny forgalmat, például IP-telefóniát vagy video streaming-et, akkor a QoS használatának hiányában lehet, hogy nincs különbség. Ez különösen igaz, ha a jelenlegi forgalom alacsony. Valójában alacsony forgalom esetén a QoS szinte semmilyen előnyt nem jelent. Ha visszatérünk az autópálya-analógiához. Ha a mentő egyedül van egy 5 sávos autópályán, akkor nem kell prioritást élveznie.

De olyan helyzetekben, amikor a hálózat bármilyen - vagy sok - olyan problémától szenved, mint például a túlhasználat és a torlódások, akkor a QoS hiánya mindenféle problémát okoz. Valós idejű vagy közel-valós idejű átvitelt igénylő forgalom esetén - például az IP-telefonálás esetén - ez lehet az összezavarodott, apróra vágott vagy érthetetlen hangok oka. A video streaming szintén befolyásolódik, ami a lejátszás során túlzott pufferelést eredményez.

De még a többi szolgáltatás is szenvedhet a QoS hiánya miatt. Képzelje el, hogy egy vállalati hálózati felhasználó megkísérel elérni egy fontos web-alapú számviteli rendszert, miközben ugyanakkor több száz felhasználó tart ebédszünetre, és erőteljesen böngészi az internetet. Ez a számviteli alkalmazást használhatatlanná teheti, kivéve, ha a forgalmát a QoS használatával helyesen rangsorolják.

A QoS nem fog mindent megjavítani

Bármennyire jó is, a QoS végrehajtása nem megoldja minden problémát. A hálózati rendszergazdák általában úgy gondolják, hogy a QoS végrehajtása mentesíti őket a sávszélesség növelésének szükségességétől. Noha igaz, hogy a QoS végrehajtása azonnali és nyilvánvaló javulást eredményez a magas prioritású forgalom működésében. Ez az alacsonyabb prioritást is rontja.

A QoS gondoskodik az ideiglenes hálózati torlódásokról, és gondoskodik arról, hogy az üzleti szempontból kritikus szolgáltatások továbbra is megfelelően működjenek a torlódások ideje alatt, de nem állítja meg. Még mindig figyelemmel kell kísérnie a hálózat használatát, és rendelkeznie kell egy kapacitástervező programmal.

Következtetés

A QoS-nek szerepelnie kell bármely szervezet hálózati stratégiájában, ám ez nem lehet az egyetlen elem. Sokkal több, a QoS tervezésében és beállításában rendkívüli gondossággal kell eljárni. Noha a helyes alkalmazás során csodákat csinálhat, bizonyos felhasználók számára a helyzet sokkal rosszabbá teheti. És a QoS végrehajtása előtt ellenőrző eszközöket is be kell vezetni a helyzet felmérésére. Ugyanezek az eszközök a végrehajtás után is felbecsülhetetlen értékeket nyújtanak.