Quality of Service (QoS) ist eine Reihe von Netzwerktechniken, die dafür sorgen, dass wichtiger Datenverkehr bei Überlastung einer Verbindung oder eines Geräts besser vorhersehbar behandelt wird. QoS kann Sprachanrufe, Videokonferenzen und geschäftskritische Anwendungen gegenüber weniger zeitkritischem Datenverkehr wie großen Downloads priorisieren. QoS schafft keine zusätzliche Bandbreite und beschleunigt auch nicht jede Verbindung; es steuert die Konkurrenz um begrenzte Netzwerkressourcen.
QoS steht für Quality of Service (Dienstgüte) . Praktisch gesehen ermöglicht es Administratoren, festzulegen, wie Netzwerkgeräte verschiedene Paketkategorien behandeln sollen, insbesondere wenn mehrere Datenströme um die gleiche Schnittstelle konkurrieren. Ohne eine solche Richtlinie verwenden viele Netzwerke das Best-Effort-Prinzip: Pakete werden im Allgemeinen gleich behandelt, und Überlastung kann zu Verzögerungen oder Paketverlusten führen.
Stellen Sie sich eine stark befahrene Autobahn vor. Ein Verkehrssteuerer kann keine zusätzlichen Fahrspuren einrichten, aber er kann einem Krankenwagen helfen, eine Kreuzung vor dem übrigen Verkehr zu passieren. QoS funktioniert ähnlich: Es kann latenzempfindlichem Datenverkehr Vorrang einräumen, während anderer Verkehr warten muss. Dieser Kompromiss ist wichtig, da die Priorisierung einer Klasse zu längeren Verzögerungen für andere führen kann.
QoS ist am nützlichsten, wenn der Datenverkehr um eine begrenzte Ressource konkurriert. Verfügt eine Verbindung über ausreichend Kapazität und bilden sich selten Warteschlangen, kann eine Änderung der Paketprioritäten kaum eine merkliche Verbesserung bewirken.
Die Implementierungen variieren je nach Hersteller und Gerät, aber ein gängiges Modell umfasst drei Kernaktionen: Datenverkehr identifizieren, ihn einer Klasse zuordnen und festlegen, wie die Klasse Ressourcen nutzt, wenn die Nachfrage die Kapazität übersteigt. Zu den Richtlinien können auch Maßnahmen wie Verkehrssteuerung, Traffic Shaping und Stauvermeidung gehören.
Ein Switch oder Router identifiziert Pakete anhand von Richtlinienregeln. Je nach Gerät und Design können diese Regeln IP-Adressen, Protokolle, Ports, Anwendungsinformationen oder eine bestehende Verkehrskennzeichnung prüfen. Beispielsweise könnte ein Unternehmen verwaltete IP-Telefone getrennt vom Webzugriff von Gästen klassifizieren.
Ein weit verbreitetes Verfahren sind Differentiated Services (DiffServ). Das Differentiated-Services-Feld des IP-Headers enthält einen sechs Bit langen Differentiated Services Code Point (DSCP) mit 64 möglichen Codepoint-Werten. Geräte nutzen die konfigurierte Bedeutung eines Wertes, um das Weiterleitungsverhalten pro Hop festzulegen. DSCP-Werte bieten keine universelle End-to-End-Garantie: Die Geräte müssen so konfiguriert sein, dass sie diese konsistent interpretieren und verarbeiten.
DSCP 46 wird beispielsweise häufig mit beschleunigter Weiterleitung für entsprechend konfigurierten Echtzeitverkehr in Verbindung gebracht, während DSCP 0 die Standardkennzeichnung für bestmögliche Bemühungen darstellt. Vertrauen Sie nicht blindlings Kennzeichnungen von nicht vertrauenswürdigen Geräten; Netzwerke können den Datenverkehr an ihren Grenzen neu klassifizieren oder kennzeichnen.
Wenn Pakete darauf warten, eine Schnittstelle zu verlassen, bestimmt die Warteschlangen- und Scheduling-Richtlinie des Geräts, welche Warteschlange bedient wird und wie viel Bandbreite jeder Klasse zur Verfügung steht. Eine Echtzeit-Warteschlange kann eine Behandlung mit geringer Latenz erhalten; Geschäftsanwendungen erhalten einen definierten Anteil; und der Datenverkehr mit bestmöglicher Priorität nutzt den verbleibenden Dienst. Eine gut konzipierte Richtlinie begrenzt zudem den Prioritätsverkehr, sodass eine Klasse nicht den gesamten anderen Datenverkehr ausbremsen kann.
Das QoS-Verhalten hängt vom Pfad und den Richtlinien an jedem relevanten Engpass ab. Eine DSCP-Markierung kann mit einem IP-Paket übertragen werden, jedoch wendet jeder Router oder Switch nur die konfigurierte Behandlung an. Ein nachfolgendes Gerät oder ein Dienstanbieter kann die Markierung ignorieren oder überschreiben. Um konsistente Ergebnisse zu erzielen, sollten Klassifizierungen, Vertrauensgrenzen, Warteschlangenzuordnungen und Bandbreitenrichtlinien entlang des verwalteten Pfads koordiniert und das Verhalten an den Netzwerkrändern überprüft werden.
Netzwerküberwachungs- und Flussanalysetools können bei der Diagnose helfen, ersetzen aber nicht die korrekte QoS-Konfiguration. Informationen zur Geräte- und Schnittstellenüberwachung finden Sie in der offiziellen Dokumentation zum SolarWinds Network Performance Monitor . Für die flussbasierte Analyse des Datenverkehrs nach Anwendung, Protokoll und IP-Adressgruppe nutzen Sie den SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer .
QoS kann weder die physische Kapazität einer Verbindung erhöhen, noch ein beschädigtes Kabel reparieren, Funkstörungen beseitigen oder Überlastungen außerhalb des Netzwerks, auf das die Richtlinie angewendet wird, kontrollieren. Es verteilt die Auswirkungen von Überlastungen neu: Datenverkehr mit hoher Priorität kann sich verbessern, während Datenverkehr mit niedrigerer Priorität länger warten oder häufiger Paketverluste erleiden muss. Bleibt die Verbindung überlastet, können weiterhin Kapazitätsplanung, Verkehrsreduzierung oder eine Bandbreitenerweiterung erforderlich sein.
QoS sollte daher auf gemessenen Bedingungen und einer klaren Service-Richtlinie basieren – und nicht pauschal aktiviert werden. Beginnen Sie damit, den Engpass zu lokalisieren, priorisieren Sie den Datenverkehr, der tatsächlich eine vorhersehbare Zustellung benötigt, und überwachen Sie die Ergebnisse für jede Klasse.
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