QoS Pomen v omrežju: Kaj je Qos? (Vadnica)

Kakovost storitve ali QoS je zapletena tema. Toda njegova uporaba je v teh dneh tako pogosta, da bi zanjo moral vedeti vsak skrbnik omrežja. QoS je postal priljubljen, ko je vse več omrežij začelo prenašati podatke, ki jim je treba dati prednost, hkrati pa je uporaba rekreacijskega omrežja postajala vse bolj običajna.

Naš namen ni, da vas pripravimo za QoS strokovnjake, ampak namesto tega želimo osvetliti to temo, kolikor je mogoče netehnični način.

Preprosto povedano, naš cilj s tem je odgovoriti na naslednje vprašanje: Kaj pomeni QoS v mreženju in za kaj je to dobro?

To ni tečaj QoS teorije in izvedbe. Ne bomo vam prikazali niti enega ukaza za stikalo ali usmerjevalnika. Naš cilj je, da vam omogočimo preprosto razumevanje bistva QoS-a.

Začeli bomo z razjasnitvijo, kaj je QoS - in ne. Po tem bomo na kratko zastali, da bomo razpravljali o nekaj orodjih SolarWinds, ki jih boste morda želeli preizkusiti. Nato bomo razpravljali o različnih dejavnikih, ki lahko vplivajo na delovanje omrežja. To nas bo popeljalo do bistva naše zadeve: kako deluje QoS. Kot boste videli, je veliko preprostejše, kot se zdi. In preden zaključimo, bomo razpravljali o tem, kaj se zgodi, ko ne uporabljate QoS in kaj vam QoS ne more pomagati.

Kaj je QoS?

Ko se je raba omrežja povečevala in vključevala vedno več prometa različnih vrst in ko so omrežni zastoji postajali vedno večji in pogostejši in pomembnejši so inženirji kmalu spoznali, da potrebujejo način organizacije in določanja prednosti prometa. QoS ni ena stvar, ampak kombinacija funkcij in tehnologij, ki skupaj to dosegajo.

Z veliko poskusov in napak imamo zdaj razmeroma univerzalen sistem QoS, s pomočjo katerega lahko zanesljivo zagotovimo, da pomemben promet dobi pozornost, ki jo potrebuje.

Pomemben vidik QoS je, da ga je treba izvajati od konca do konca, da bi lahko bil koristen. QoS je nastavljen na napravah, kot so stikala in usmerjevalniki, ki upravljajo s prometom. Vsaka taka naprava v podatkovni poti mora imeti pravilno konfiguracijo QoS, sicer pa ne bo imela pričakovanega učinka.

Vsaka naprava mora imeti tudi konfiguracijo QoS, ki je združljiva z drugimi. QoS uporablja prednostne oznake za doseganje svoje čarovnije. Lahko si predstavljate, kaj bi se zgodilo, če bi ena naprava ocenila, da je številka višje prioritete pomembnejša, druga pa obratno.

QoS Pomen v omrežju

Mrežo pogosto primerjamo s prometom v avtomobilih, kjer avtoceste predstavljajo omrežne povezave, vozila pa podatkovne pakete. To je precej dobra analogija, saj obstaja veliko podobnosti med obema vrstama prometa. Verjetno več kot je razlik. Uporabili bomo isto analogijo, da bi poskušali konkretno razložiti, kaj je QoS.

Torej, predstavljajmo si prometno avtocesto. Petek popoldne je v uri in veliko je avtomobilov in tovornjakov. Promet se že precej počasi giblje, vendar, da bi se poslabšali, se približujemo križišču in naprej na drugi strani tega križišča se dogaja nekaj cestnih del, ki ne delajo ničesar, razen dodajajo na problem. Večina vas je več kot verjetno bila v takih razmerah.

Če želite poskušati promet nekoliko bolje, je na prihodnjem križišču prometni policaj. Po najboljših močeh se trudi, da bi vsakemu motoristu omogočil pravičen delež ceste. Toda tudi ob njegovi pomoči se stvari ne premaknejo veliko, všeč mi je ali ne, zataknili ste se v prometu.

Nato v daljavi zaslišite sireno reševalnega vozila, ki prihaja izza vas. To je takrat, ko se prometni policaj na križišču prestavlja v visoko prestavo.

Ko se zaveda, da je treba rešilca ​​rešiti, poskrbi, da bo promet spustil pred reševalna cesta gre skozi in ustavi nasprotni promet, s čimer zagotovi, da lahko nadaljuje svojo pot s čim manj zamude mogoče. Medtem morajo drugi avtomobilisti počakati na svojo pot, preden lahko nadaljujejo svojo pot, potem ko je prednostno vozilo prešlo.

SolarWinds QoS: Najboljša orodja!

Preden nadaljujemo, bi želel razpravljati o nekaterih orodjih podjetja SolarWinds. Čeprav nista neposredno povezana s QoS, sta oba zelo koristna pri ugotavljanju, kje v vaših omrežjih obstajajo ozka grla in kaj jih povzroča.

Pomagali vam bodo oceniti trenutno stanje, kar je prvi korak pri odpravljanju težav na splošno in izvajanju QoS.

Vodilni izdelek SolarWinds, Monitor zmogljivosti omrežja je verjetno eno najboljših orodij za nadzor pasovne širine SNMP. To je orodje, ki bo s pomočjo protokola Simple Network Management Protocol sčasoma oblikovalo razvoj uporabe pasovne širine omrežnih vezij. Nadzorna plošča programske opreme, njeni pogledi in grafikoni so popolnoma prilagodljivi. Orodje lahko nastavite z minimalnimi napori in lahko začnete spremljati skoraj takoj po namestitvi. NPM lahko obsega od najmanjših omrežij do ogromnih omrežij z več sto napravami, razporejenimi na več mestih.

• BREZPLAČEN PREIZKUS:Monitor zmogljivosti SolarWinds
• Uradni prenos:https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

SolarWinds Network Performance Monitor uporablja SNMP v rednih presledkih - običajno pet minut - in bere njihove števce vmesnikov.

Nato izračuna izkoriščenost pasovne širine in jo shrani v bazo podatkov za prihodnje reference ter prikaže grafe, ki prikazujejo razvoj uporabe pasovne širine sčasoma. NPM je ogromno orodje z več dodatnimi funkcijami. Na primer, lahko sestavi mrežne karte in prikaže kritično pot med dvema napravama.

Cena za nadzor uspešnosti omrežja se začne pri približno 3000 USD. A Na voljo je 30-dnevna BREZPLAČNA preizkusna različica naj raje poskusite izdelek, preden ga kupite.

The SolarWinds NetFlow analizator prometa administratorju podrobneje predstavi mrežni promet. Ne kaže samo porabe pasovne širine v bitih na sekundo.

• BREZPLAČEN PREIZKUS:SolarWinds analizator prometa Netflow
• Uradni prenos: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

Orodje ponuja podrobne informacije o opazovanem prometu. Povedal vam bo, kateri tip prometa je bolj razširjen ali kateri uporabnik uporablja več pasovne širine. Prav tako bo zagotovil neprecenljive podatke o različnih vrstah prometa - na primer brskanje po spletu, poslovne aplikacije, telefonija ali pretakanje videoposnetkov -, ki se izvajajo v vašem omrežju.

The NetFlow analizator prometa uporablja protokol NetFlow za zbiranje podrobnih informacij o uporabi iz vaših omrežnih naprav. Protokol NetFlow je vgrajen v številne omrežne naprave različnih ponudnikov. Ko so konfigurirane, omrežne naprave pošljejo podrobne informacije o vsakem omrežnem "pogovoru" ali toku, na NetFlow kolektor in analizator. SolarWinds NetFlow analizator prometa je eden takšnih zbiralcev in analizatorjev.

Če želite izdelek preizkusiti, preden se obvezujete, da ga boste kupili, a brezplačna 30-dnevna preizkusna različica lahko prenesete s SolarWinds. To je popolnoma opremljena različica, ki nima omejitev, ampak čas.

Dejavniki, ki vplivajo na delovanje omrežja

V običajnem omrežju lahko na dostavo podatkov vpliva več dejavnikov. Sestavili smo seznam glavnih dejavnikov, ki lahko vplivajo na delovanje omrežja.

Nizka prepustnost

To je povezano z zmogljivostjo omrežne povezave. Nekateri zmorejo več prometa kot drugi. Običajno se meri v bitnih - ali pogosto v kilo ali megabitih - na sekundo. Če presežete zmogljivost povezave, bo prišlo do preobremenjenosti in delovanje se bo poslabšalo.

Izpuščeni paketi

Omrežne naprave lahko iz več razlogov izpustijo pakete. Mogoče so se pokvarili pri tranzitu in ne morejo biti več prepoznani. Pogosteje paketi odpadejo, ko prispejo na napravo, katere so medpomnilniki že polni. Prejemna aplikacija običajno spozna, da nekateri podatki manjkajo, in zahteva njihovo ponovno posredovanje, kar bo povzročilo dodatne zamude in poslabšanje uspešnosti.

Napake

Hrup in motnje lahko poškodujejo podatke. To še posebej velja za brezžične komunikacije in daljše bakrene žice. Ko odkrijejo napake, bo prejemna aplikacija zahtevala ponovno posredovanje manjkajočih podatkov in ponovno poslabšala uspešnost.

Zamuda

Zamuda je povezana z omrežnimi napravami, ki pred čakanjem pošljejo podatke v čakalni vrsti. Lahko se zgodi tudi, če se uporabljajo daljše poti, da se izognemo zastojem. Ne bi ga bilo treba zamenjati s prepustnostjo. Z zamudo se lahko zamuda sčasoma poveča, tudi če je prepustnost zadostna.

Jitter

Jitter je opredeljen kot variacija zamude, ki jo potrebuje vsak podatkovni paket, da doseže svoj cilj. Zgodi se iz različnih razlogov. Na primer, dva paketa lahko trajata po različnih poteh. Posledica tega je, da ko se tresenje preveč poveča, lahko paketi pridejo iz zaporedja na cilj. Če so paketi del Wordovega dokumenta, bodo pravilno razvrščeni in nihče ne bo vplival, če pa govorimo o glasovnih ali pretočnih videoposnetkih, lahko to povzroči različne težave.

Kot smo že videli, bodo težave z uspešnostjo bolj vplivale na nekatere vrste prometa - na primer glasovni ali pretočni video. Zato različen promet potrebuje različno upravljanje in zakaj QoS obstaja.

Kako deluje QoS

Preden začnemo, želim povedati nekaj stvari. Prvič, nisem inženir omrežij. Drugič, cilj te razlage ni biti popolnoma natančen. Zavestno preveč poenostavim stvari in celo do določene mere morda zvijam resničnost, da bom ta del lažje prebavil. Moj cilj je, da vam dam splošno predstavo o tem, kako deluje, ne da vas usposobim za QoS konfiguracijo.

QoS deluje tako, da ugotovi, kateri promet je bolj "pomemben" in da prednostnemu prometu po omrežju. Ni "zlatega pravila", kaj je promet pomembnejši od drugega. Očitno se bo nekater promet - na primer glasovni ali pretočni video - običajno smatral kot pomemben samo zato, ker ne bo deloval pravilno, če trpi zaradi poslabšanja učinkovitosti. Nekateri promet - na primer brskanje po spletu v mnogih organizacijah - se šteje za nepomemben in zato ne bo imel prednost.

QoS ima dve komponenti. Najprej je treba promet razvrstiti in označiti. Čeprav je promet mogoče označiti na več načinov, so danes najbolj razširjene različne storitve. To bomo podrobneje opisali v kratkem. Druga komponenta je čakalna vrsta, ki bo zagotovila, da se bodo prednostni podatki posredovali s čim manjšimi zamudami. Čakalne vrste se izvajajo na omrežnih napravah v skladu z oznakami diferenciranih storitev.

Diferencirane storitve ali DiffServ uporabljajo šest-bitno kodo v glavi vsakega pakiranega, da označite glede na več razredov večje prednostne naloge. Ta oznaka se imenuje kodiranja diferencialnih storitev ali DSCP. Značilne vrednosti DSCP segajo od 0, najmanj pomemben promet do 48, najpomembnejši.

Razvrstitev in označevanje

Da se omrežni promet pravilno izvaja glede na njegovo prednostno nalogo, ga je treba najprej ustrezno razvrstiti in označiti. Označevanje se lahko izvede neposredno pri viru. Na primer, ni redko, da IP telefonski aparati svoj promet označijo kot DSCP 46, vrednost visokega prioriteta. Za promet, ki ni označen na izviru, so stvari tad bolj zapletene.

Označenega prometa v storitvi DiffServ dejansko ne obstaja. Privzeto je ves promet označen z DSCP 0, najnižja prednost. Do prve omrežne naprave, ki upravlja promet, ponavadi stikalo, je na voljo le ta. Kako je to storjeno? Večinoma prek ACL-jev.

ACL-ji ali seznami za nadzor dostopa so značilnost večine omrežne opreme, ki se lahko uporablja za prepoznavanje prometa. Kot pove že njihovo ime, so jih prvotno uporabljali kot sredstvo za nadzor dostopa. ACL identificirajo promet na podlagi več meril. Med njimi sta pogostejša izvorni in ciljni naslov IP ter številka izvornega in ciljnega pristanišča. Skozi leta so ACL-ji postajali vedno bolj izpopolnjeni in jih je zdaj mogoče uporabiti za natančno izbiro zelo specifičnega prometa.

V primeru ACL-jev, ki se uporabljajo za vstavljanje oznak QoS, pravila ne določajo samo, kako prepoznati promet, ampak tudi, kakšno vrednost DSCP označiti.

Čakalne vrste

Zdaj, ko je promet zaznamovan, je vse, kar mu preostane, dati prednost glede na njegovo označbo. To se običajno doseže z uporabo več čakalnih vrst z naraščajočo prednostjo. Čeprav so vrednosti DSCP široke 6-bitne in se lahko gibljejo med 0 in 63, mrežna oprema redko uporablja toliko čakalnih vrst. Za večino mrežne opreme je značilno, da uporablja od tri do sedem čakalnih vrst, pri čemer je pet najpogostejše število. S petimi čakalnimi vrstami in več kot 60 oznakami ste zagotovo ugotovili, da gre v vsako čakalno vrsto več kot ena vrednost DSCP.

Čakalna vrsta z najnižjo prioriteto, ki jo pogosto imenujemo skupina z najboljšimi napori ali BE, bo tista, ki dobi najmanj pozornosti s strani usmerjevalnega motorja. Nasprotno pa bo največ pozornosti deležna čakalna vrsta z najvišjo prioriteto, ki jo pogosto imenujemo v realnem času ali RT. To zagotavlja, da bo "pomemben" promet prednostno usmerjen ali preklopljen. Seveda to pomeni tudi, da se lahko najboljši napori resno zavlečejo in morda celo nikoli ne dosežejo. To morate upoštevati pri razvrščanju in označevanju prometa z najboljšimi napori

Posledice neuporabe QoS

Posledice neuporabe QoS so zelo različne. Na primer, če vaše omrežje ne prenaša zelo občutljivega prometa, kot sta IP telefonija ali pretočni video, uporaba QoS morda ne bo pomenila nobene razlike. To še posebej velja, če so trenutne stopnje prometa nizke. Pravzaprav QoS v razmerah nizkega prometa skoraj ne prinaša nobene koristi. Če se vrnemo k analogiji naše avtoceste. Če je reševalna vozila na avtocesti s 5 voznimi pasovi sama, ji ne bo treba dati prednost.

Toda v primerih, ko vaše omrežje trpi zaradi kakršnih koli - ali številnih - vprašanj, kot sta prekomerna uporaba in preobremenjenost, bo odsotnost QoS-a povzročila vse vrste težav. Za promet, ki zahteva prenos v realnem času ali skoraj v realnem času - na primer IP telefonija, bi lahko bil na primer vznemirjen, sesekljan ali nerazumljiv zvok. Prav tako bi to vplivalo na pretakanje videoposnetkov, kar bi povzročilo prekomerno pufranje med predvajanjem.

Toda tudi druge storitve bi lahko trpele zaradi odsotnosti QoS-a. Predstavljajte si, da uporabnik korporativnega omrežja poskuša dostopati do pomembnega spletnega računovodskega sistema, hkrati pa je na stotine uporabnikov na počitnicah za kosilo in močno brskajo po internetu. Tako bi lahko bila računovodska aplikacija neuporabna, razen če je njen promet pravilno določen s prednostjo QoS.

QoS ne bo popravil vsega

Toda kot je dobro, izvajanje QoS ni rešitev za vsako težavo. Omrežni skrbniki ponavadi mislijo, da jih bo izvajanje QoS razbremenilo potrebe po dodajanju pasovne širine. Res pa je, da bo izvajanje QoS takoj in zelo navidezno izboljšalo delovanje visoko prioritetnega prometa. Zmanjšala bo tudi spodnjo prioriteto.

QoS bo skrbel za začasne preobremenitve omrežja in zagotovil, da bodo poslovne kritične storitve še naprej pravilno delovale, ko pride do zastojev, vendar tega ne bodo ustavile. Še vedno morate spremljati uporabo omrežja in imeti program za načrtovanje zmogljivosti.

Zaključek

QoS bi moral biti del omrežne strategije katere koli organizacije, vendar ne sme biti edini element. Toda pri načrtovanju in vzpostavljanju QoS-a je treba skrbno paziti. Ob pravilnem nanašanju lahko naredi majhne čudeže, vendar lahko za nekatere uporabnike položaj še poslabša. Preden začnete izvajati QoS, je treba uvesti tudi orodja za spremljanje, ki bodo ocenili položaj. Ista orodja bodo po uvedbi tudi dragocena.