Quality of Service oder QoS ist ein wichtiges Merkmal moderner Netzwerke. Die Technologie ermöglicht eine unterschiedliche Verarbeitung unterschiedlicher Verkehrsarten und stellt so sicher, dass „wichtiger“ Verkehr immer Vorrang vor weniger wichtigem hat. Obwohl diese vereinfachte Erklärung es einfach erscheinen lässt, ist sie in Wirklichkeit ziemlich komplex, und wenn Sie sie einmal eingeführt haben, möchten Sie nach Wegen suchen, um zu sehen, ob sie funktioniert.
Es gibt natürlich das Offensichtliche. Wenn Ihr wichtiger Datenverkehr auch in Zeiten hoher Netzwerkauslastung gut funktioniert, besteht die Möglichkeit, dass die QoS ihre Aufgabe erfüllt. Aber um ein klares Bild davon zu bekommen, wie die Dinge funktionieren, sind QoS-Test- und -Messtools der richtige Weg. Und sie sind auch das Thema des heutigen Beitrags.
Heute werden wir zuerst QoS besprechen, erklären, was es ist und, was noch wichtiger ist, wie es funktioniert . Wir lernen die Klassifizierung und Markierung sowie das Einreihen in die Warteschlange kennen. Als nächstes besprechen wir die Folgen der Nichtverwendung von QoS und sprechen über die Grenzen dieser leistungsstarken Technologie, da sie wie alles andere nicht perfekt ist. Dies führt uns zum wichtigsten Teil dieses Beitrags, unseren Bewertungen einiger der besten Tools zum Testen und Messen von QoS. Wir werden die interessantesten Funktionen einer Handvoll Tools untersuchen, die wir für die interessantesten hielten.
Was ist QoS genau?
Da die typische Netzwerknutzung im Laufe der Jahre immer mehr Datenverkehr unterschiedlicher Art umfasste und Netzwerküberlastungen immer häufiger und wichtiger wurden, erkannten Ingenieure bald, dass sie eine Möglichkeit brauchten, den Datenverkehr zu organisieren und zu priorisieren. Schließlich ist die Überlastung des Netzwerks nicht so schlimm, wenn Sie dennoch sicherstellen können, dass wichtiger Datenverkehr eine Chance hat. Darum geht es bei Quality of Service (QoS). QoS ist nicht nur eine Sache, sondern eine Kombination von Funktionen und Technologien, die zusammenarbeiten, um das Ziel der korrekten Priorisierung und Weiterleitung des Netzwerkverkehrs zu erreichen. Durch viele Versuche und Irrtümer haben wir heute ein relativ universelles QoS-System, mit dem zuverlässig sichergestellt werden kann, dass wichtigem Verkehr die Aufmerksamkeit gewidmet wird, die er benötigt.
Ein wichtiger Aspekt von QoS ist, dass es von Ende zu Ende implementiert werden muss, um von Nutzen zu sein. QoS wird auf den Geräten – wie Switches und Routern – eingerichtet, die den Datenverkehr verarbeiten. Jedes solche Gerät im Datenpfad muss die richtige QoS-Konfiguration haben, sonst hat es nicht die erwartete Wirkung. Außerdem muss jedes Gerät über eine QoS-Konfiguration verfügen, die mit den anderen kompatibel ist. QoS verwendet Prioritätsmarkierungen, um seine Magie zu vollbringen. Sie können sich leicht vorstellen, was passieren würde, wenn ein Gerät eine Nummer mit höherer Priorität als wichtiger einstufen würde, während ein anderes das Gegenteil täte.
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So funktioniert QoS
Bevor wir beginnen, möchte ich ein paar Dinge sagen. Erstens bin ich kein Netzwerkingenieur. Zweitens besteht das Ziel dieser Erklärung nicht darin, absolut genau zu sein. Ich vereinfache bewusst die Dinge und verdrehe vielleicht sogar die Realität bis zu einem gewissen Grad, um diesen Abschnitt verständlicher zu machen. Mein Ziel ist es, Ihnen eine allgemeine Vorstellung davon zu geben, wie es funktioniert, und nicht, Sie in der QoS-Konfiguration zu schulen.
QoS funktioniert, indem es identifiziert, welcher Datenverkehr „wichtiger“ ist, und diesen Datenverkehr im gesamten Netzwerk priorisiert. Es gibt keine „goldene Regel“, welcher Verkehr wichtiger ist als andere. Offensichtlich wird ein gewisser Datenverkehr – beispielsweise Sprach- oder Streaming-Video – normalerweise als wichtig angesehen, einfach weil er nicht richtig funktioniert, wenn er unter Leistungseinbußen leidet . Ein Teil des Datenverkehrs – wie das Surfen im Internet in vielen Organisationen – wird als unwichtig angesehen und wird daher nicht priorisiert.
QoS besteht aus zwei Komponenten. Zunächst muss der Verkehr klassifiziert und gekennzeichnet werden. Obwohl es mehrere Möglichkeiten gibt, den Verkehr zu markieren, sind heute differenzierte Dienste am weitesten verbreitet. Dies ist diejenige, die wir in Kürze näher erläutern werden. Die zweite Komponente ist das Queuing, das dafür sorgt, dass Prioritätsdaten mit möglichst geringen Verzögerungen übertragen werden. Die Warteschlangen werden an den Netzwerkgeräten gemäß den Markierungen der differenzierten Dienste durchgeführt.
Differentiated Services oder DiffServ verwenden einen Sechs-Bit-Code im Header jedes gepackten Pakets, um entsprechend mehreren Klassen mit zunehmender Priorität zu markieren. Diese Markierung wird als Differentiating Services Code Point oder DSCP bezeichnet. Typische DSCP-Werte reichen von 0, dem unwichtigsten Verkehr, bis 48, dem wichtigsten.
Klassifizierung und Kennzeichnung
Damit der Netzwerkverkehr entsprechend seiner Priorität richtig behandelt werden kann, muss er zunächst klassifiziert und entsprechend gekennzeichnet werden. Die Markierung kann direkt an der Quelle erfolgen. Zum Beispiel ist es nicht ungewöhnlich, dass IP-Telefone ihren Verkehr als DSCP 46 markieren, ein Wert mit hoher Priorität. Bei Traffic, der nicht an der Quelle markiert ist, sind die Dinge etwas komplizierter.
Unmarkierter Verkehr existiert bei DiffServ eigentlich nicht. Standardmäßig ist der gesamte Datenverkehr mit DSCP 0 gekennzeichnet, der niedrigsten Priorität. Es liegt am ersten Netzwerkgerät, das den Datenverkehr verarbeitet – normalerweise ein Switch –, um ihn zu markieren. Wie wird es gemacht? Meist über ACLs.
ACLs oder Access Control Lists sind eine Funktion der meisten Netzwerkgeräte, die zum Identifizieren des Datenverkehrs verwendet werden können. Wie der Name schon sagt, wurden sie ursprünglich zur Kontrolle des Zugriffs verwendet. ACLs identifizieren Datenverkehr basierend auf mehreren Kriterien. Darunter sind die Quell- und Ziel-IP-Adresse sowie die Quell- und Zielportnummer die gebräuchlicheren. Im Laufe der Jahre wurden ACLs immer weiter verfeinert und können nun verwendet werden, um sehr spezifischen Verkehr präzise auszuwählen.
Im Fall von ACLs, die zum Einfügen von QoS-Markierungen verwendet werden, legen die Regeln nicht nur fest, wie Datenverkehr erkannt wird, sondern auch, mit welchem DSCP-Wert dieser markiert wird.
Warteschlangen
Nachdem der Verkehr nun markiert ist, müssen Sie ihn nur noch entsprechend seiner Markierung priorisieren. Dies wird normalerweise erreicht, indem mehrere Warteschlangen mit steigender Priorität verwendet werden. Obwohl DSCP-Werte 6 Bit breit sind und daher von 0 bis 63 reichen können, verwenden Netzwerkgeräte selten so viele Warteschlangen. Es ist typisch für die meisten Netzwerkgeräte, drei bis sieben Warteschlangen zu verwenden, wobei fünf die häufigste Zahl ist. Bei fünf Warteschlangen und über 60 Markierungen haben Sie sicher festgestellt, dass mehr als ein DSCP-Wert in jede Warteschlange passt.
Die Warteschlange mit der niedrigsten Priorität, die oft als Best-Effort- oder BE-Warteschlange bezeichnet wird, erhält die geringste Aufmerksamkeit von der Routing-Engine. Umgekehrt erhält die Warteschlange mit der höchsten Priorität, die wir oft als Echtzeit oder RT bezeichnen, die meiste Aufmerksamkeit. Dadurch wird sichergestellt, dass „wichtiger“ Verkehr vorrangig geroutet oder geschaltet wird. Dies bedeutet natürlich auch, dass Best-Effort-Verkehre stark verzögert und vielleicht sogar nie ausgeliefert werden. Dies ist bei der Klassifizierung und Kennzeichnung von Best-Effort-Verkehr zu beachten.
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Ist QoS obligatorisch?
Die Folgen der Nichtverwendung von QoS sind sehr unterschiedlich. Wenn Ihr Netzwerk beispielsweise keinen hochsensiblen Datenverkehr wie Voice over IP (VoIP) oder Videostreaming überträgt, kann die Nichtverwendung von QoS keinen Unterschied machen. Dies gilt insbesondere, wenn Ihr aktuelles Verkehrsaufkommen gering ist. Tatsächlich bringt QoS in einer Situation mit geringem Datenverkehr fast keinen Nutzen.
In Situationen, in denen Ihr Netzwerk jedoch unter einem oder mehreren Problemen wie Überlastung und Überlastung leidet, führt das Fehlen von QoS zu allen möglichen Problemen. Bei Datenverkehr, der eine Übertragung in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit erfordert, wie beispielsweise Voice over IP, kann dies beispielsweise die Ursache für verstümmeltes, abgehacktes oder unverständliches Audio sein. Das Videostreaming wäre ebenfalls betroffen, was zu übermäßiger Pufferung oder Pixelierung während der Wiedergabe führen würde.
Aber auch andere Dienste könnten unter dem Fehlen von QoS leiden. Stellen Sie sich vor, ein Benutzer eines Unternehmensnetzwerks versucht, auf ein wichtiges webbasiertes Buchhaltungssystem zuzugreifen, während gleichzeitig Hunderte von Benutzern in ihrer Mittagspause sind und intensiv im Internet surfen. Dies könnte die Abrechnungsanwendung unbrauchbar machen, es sei denn, ihr Verkehr wird unter Verwendung von QoS korrekt priorisiert.
QoS hat Einschränkungen
Aber so gut es auch ist, die Implementierung von QoS ist nicht die Lösung für jedes Problem. Netzwerkadministratoren neigen dazu, zu denken, dass die Implementierung von QoS sie von der Notwendigkeit befreit, zusätzliche Bandbreite hinzuzufügen. Es stimmt zwar, dass die Implementierung von QoS eine sofortige und sehr offensichtliche Verbesserung des Betriebs von Verkehr mit hoher Priorität bewirken wird. Es wird auch den Verkehr mit niedrigerer Priorität verschlechtern.
QoS kümmert sich um vorübergehende Netzwerküberlastungen und stellt sicher, dass geschäftskritische Dienste auch während einer Überlastung ordnungsgemäß funktionieren, aber nicht gestoppt werden. Sie müssen weiterhin die Netzwerknutzung überwachen und ein Kapazitätsplanungsprogramm eingerichtet haben.
Die besten QoS-Test- und Messtools
Wir haben gesehen, dass QoS besonders vorteilhaft für Echtzeitdatenverkehr wie VoIP-Datenverkehr oder Streaming-Ansicht ist. Es wird daher nicht überraschen, dass viele QoS-Test- und -Messtools in Wirklichkeit VoIP-Testtools sind. Die Tools, die wir in unsere Liste aufgenommen haben, haben eines gemeinsam: Sie messen die Leistung von Netzwerken bei Verwendung von QoS gründlich und können daher verwendet werden, um zu überprüfen, ob Ihre QoS-Konfiguration wie erwartet funktioniert.
1. SolarWinds VoIP- und Netzwerkqualitätsmanager (KOSTENLOSE TESTVERSION)
Viele Netzwerkadministratoren kennen SolarWinds , das Unternehmen, das seit 20 Jahren einige der besten Tools zur Netzwerkverwaltung herstellt. Der Network Performance Monitor zum Beispiel ist eine SNMP-Überwachungsplattform, die durchweg zu den besten verfügbaren zählt. Das Unternehmen ist auch für seine kostenlosen Tools bekannt, die jeweils für einen bestimmten Bedarf von Netzwerkadministratoren entwickelt wurden. Dazu gehören beispielsweise ein Free TFTP S erver oder ein Advanced Subnet C alculator .
Für QoS-Tests und -Messungen ist der SolarWinds VoIP and Network Quality Manager genau das Richtige für Sie. Es ist ein dediziertes VoIP-Überwachungstool, das mit großartigen Funktionen ausgestattet ist. Dieses Tool kann verwendet werden, um Metriken zur VoIP-Anrufqualität zu überwachen, einschließlich Jitter, Latenz, Paketverlust und MOS. Es kann auch verwendet werden, um die Leistung von VoIP-Anrufen zu beheben, indem Anrufprobleme mit der WAN-Leistung korreliert werden. Das System bietet auch Echtzeit-WAN-Überwachung mithilfe der Cisco IP-SLA-Technologie. Mit der visuellen Funktion zur Verfolgung des VoIP-Anrufpfads können Sie Anrufprobleme entlang des gesamten Netzwerkpfads anzeigen und lokalisieren.
Die Einrichtung des SolarWinds VoIP and Network Quality Manager ist einfach und kann mit nur wenigen Mausklicks durchgeführt werden. Das System erkennt automatisch Cisco IP SLA-fähige Netzwerkgeräte und wird in der Regel in weniger als einer Stunde bereitgestellt. Und sobald es einsatzbereit ist, bietet es einen sehr tiefen Einblick in Ihre VoIP-Netzwerkumgebung.
Dieses Tool bietet eine Echtzeitüberwachung der Site-to-Site-WAN-Leistung und verfügt außerdem über Warnfunktionen, die Sie über ungewöhnliche Situationen informieren. Es kann dazu beitragen, dass WAN-Verbindungen wie erwartet funktionieren, indem es Cisco IP-SLA-Metriken, Tests des synthetischen Datenverkehrs und benutzerdefinierte Leistungsschwellenwerte und Warnungen verwendet. Es verfügt auch über eine visuelle VoIP-Anruf-Patch-Ablaufverfolgung, ein unschätzbares Tool zur Fehlerbehebung.
The SolarWinds VoIP and Network Quality Manager won’t only monitor your WAN circuits, it can also display the utilization and performance metrics of your VoIP gateways and PRI trunks. It can help with capacity planning by allowing you to measure voice quality in advance of new VoIP deployments.
Price for the SolarWinds VoIP and Network Quality Manager start $1,615 for up to 5 IP SLA source devices and 300 IP phones. Other licensing levels–including a device-unlimited license–are also available. And like with most SolarWinds tools, a free 30-day trial is available should you want to test the product before committing to purchasing it.
2. PRTG Network Monitor
Der PRTG Network Monitor der Paessler AG ist ein bekanntes Netzwerküberwachungssystem, das weit mehr kann, als nur die Nutzung der Netzwerkbandbreite zu überwachen. Durch den Einsatz von Sensoren, die wie Programmerweiterungen wirken, können mit PRTG verschiedene Parameter von Netzwerken und Systemen überwacht werden. Das Tool kann alle Systeme, Geräte, Datenverkehr und Anwendungen in Ihrer IT-Infrastruktur überwachen. Zwei konkrete Sensoren sind im Kontext des heutigen Beitrags besonders interessant. Der QoS-Sensor misst Parameter wie UDP-Paketverlust, Jitter, Ethernet-Latenz usw. Und für IP-SLA-fähige Cisco-Geräte gibt es einen IP-SLA-Sensor, mit dem ähnliche Metriken von Cisco-Geräten gelesen werden können. Beide Methoden zeigen Ihnen die Qualität Ihrer VoIP-Verbindung und ermöglichen Ihnen,Definieren Sie, welche Latenz , Jitter usw. akzeptabel sind. Wenn der Schwellenwert überschritten wird, können Sie benachrichtigt werden und geeignete Maßnahmen ergreifen, um der Situation zu begegnen. Benachrichtigungen können per E-Mail oder SMS gesendet oder mithilfe der kostenlosen Client-App, die für Android, iOS und Windows Phone verfügbar ist, an ein mobiles Gerät gesendet werden.
Paessler behauptet, dass Sie innerhalb weniger Minuten nach dem Start der Installation mit der Überwachung mit PRTG beginnen könnten . Das Auto-Discovery-System des Tools scannt Netzwerksegmente und erkennt automatisch eine Vielzahl von Geräten und Systemen. Es erstellt dann Sensoren aus vordefinierten Gerätevorlagen. Dann müssen spezielle QoS-bezogene Sensoren eingerichtet werden, was die Installation etwas länger macht, aber dies ist immer noch eines der am schnellsten einzurichtenden Tools.
Der PRTG Network Monitor ist in einer kostenlosen Version mit vollem Funktionsumfang erhältlich, die auf 100 Sensoren beschränkt ist, wobei jeder überwachte Parameter als ein Sensor zählt. Beispielsweise zählt die Überwachung der Bandbreite an jedem Port eines 48-Port-Switch als 48 Sensoren. Um mehr als 100 Sensoren zu überwachen, müssen Sie eine Lizenz erwerben. Sie verbrauchen auch einen Sensor für jede QoS-Instanz, die Sie überwachen möchten. Der Preis steigt mit der Anzahl der Sensoren und beginnt bei 1.600 USD für 500 Sensoren bis zu 14.500 USD für unbegrenzte Sensoren. Eine kostenlose, geräteunabhängige 30-Tage-Testversion ist verfügbar.
3. ManageEngine OpManager
The ManageEngine OpManager is another one of the best-known network monitoring tools. It will monitor the vital signs of your servers (physical and virtual) as well as your network equipment and alert you as soon as something is out of specs. The tool features an intuitive user interface that will let you easily find the information you need. The product also features an excellent reporting engine along with some pre-built as well as custom reports. To complete the package, this system’s alerting features are also very complete.
Und wenn es um die QoS-Überwachung geht, lässt sich die VoIP-Überwachungsoption von ManageEngine OpManager nahtlos in OpManager integrieren, um proaktiv die Kapazität Ihrer Infrastruktur zur Verarbeitung von VoIP-Anrufen zu überwachen und zu berichten. Das Tool verwendet Cisco IP SLA, um kritische Quality of Service-Parameter von VoIP-Netzwerken kontinuierlich zu überwachen. Zu den überwachten VoIP-Parametern gehören Paketverlust, Verzögerung, Jitter, der Mean Opinion Score (MOS) und Round Trip Time (RTT).
Der Preis für den ManageEngine OpManager richtet sich nach der Anzahl der überwachten Geräte. Die Preise reichen von 715 US-Dollar für 25 Geräte bis 14 995 US-Dollar für 1000 Geräte. Die VoIP-Überwachungsoption fügt $125 pro Gerät hinzu, das sie benötigt. Wie bei den meisten kommerziellen Überwachungstools mit vollem Funktionsumfang ist eine kostenlose 30-Tage-Testversion verfügbar.
4. VoIPmonitor
VoIPmonitor ist ein Open-Source-Netzwerkpaket-Sniffer mit einem kommerziellen Frontend zur Überwachung der meisten VoIP-Protokolle. Das auf Linux laufende Tool wurde entwickelt, um die Qualität von VoIP-Anrufen basierend auf Netzwerkparametern wie Verzögerungsvariation (Jitter) und Paketverlust nach dem ITU-T G.107 E-Modell zu analysieren, das die Qualität mithilfe der MOS-Skala vorhersagt . Anrufinformationen werden zusammen mit relevanten Statistiken in einer MySQL-Datenbank gespeichert. Optional kann jeder Anruf in einer pcap-Datei (einem Dateierfassungsformat, das mit anderen Analysetools wie Wireshark geöffnet werden kann) entweder nur mit dem SIP-Protokoll oder mit den Protokollen SIP, RTP, RTCP, T.38 und udptl gespeichert werden. VoIPmonitorkann auch Sprache dekodieren und über die WEB-GUI wiedergeben sowie als .WAV-Datei auf der Festplatte speichern. Es unterstützt nativ die G.711 alaw- und ulaw-Codecs und kommerzielle Plugins fügen Unterstützung für G.722, G.729a, G.723, iLBC, Speex, GSM, Silk, iSAC und OPUS hinzu. VoIPmonitor kann auch T.38 FAX in PDF konvertieren.
Das VoIPmonitor GUI-Frontend ist entweder als lokal gehosteter Server zu Preisen von 42 USD/Monat für 10 Kanäle bis 917 USD/Monat für 6000 Kanäle oder als Cloud-basierter Service mit Preisen von 20 USD/Monat für 3 Kanäle bis 200 USD/Monat erhältlich. Monat für 200 Kanäle. Beide Versionen sind als kostenlose und unbegrenzte 30-Tage-Testversion erhältlich.
5. VQmon/EP
VQmon/EP unterscheidet sich von anderen QoS-Überwachungstools dadurch, dass es in Ihre Geräte integriert ist. Es behauptet, die am weitesten verbreitete Technologie zur Überwachung der Qualität und Leistung von Live-VoIP-Anrufen zu sein. Das System ist in eine Reihe von IP-Telefonen integriert, die von Avaya, Mitel, Polycom, Cisco und mehreren anderen Herstellern vertrieben werden. Es bietet integrierte Unterstützung für die Berichtsprotokolle SIP QoE (RFC 6035) und RTCP XR (RFC 3611) nach Industriestandard, sodass Netzwerkadministratoren die Anrufqualität überall in ihrem Netzwerk ohne den Einsatz von Sonden überwachen können.
VQmon/EP kann Paketverluste und Ereignisse zum Verwerfen von Jitter-Puffer erkennen. Es kann auch wichtige Informationen aus der DSP-Software extrahieren und Echtzeit-Anrufqualitätsbewertungen und Diagnosedaten erstellen. Dieses Tool generiert MOS-Scores und R-Faktoren für Hör- und Gesprächsqualität sowie eine breite Palette diagnostischer Daten. Darüber hinaus bietet VQmon/EP Echtzeit- Anrufqualitätsschwellenwerte , die entweder die Alarmgenerierung oder die automatische Konfiguration unterstützen.
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