La qualità del servizio, o QoS, è una caratteristica importante delle reti moderne. La tecnologia consente di elaborare differenti tipologie di traffico, garantendo così che il traffico “importante” abbia sempre la priorità su quello meno importante. Sebbene questa spiegazione semplicistica possa farla sembrare semplice, in realtà è piuttosto complessa e, una volta messa a punto, vorrai trovare il modo per vedere se funziona.
C'è, ovviamente, l'ovvio. Se il tuo traffico importante funziona bene anche in periodi di elevato utilizzo della rete, è probabile che il QoS stia facendo il suo lavoro. Ma per avere un quadro chiaro di come funzionano le cose, gli strumenti di test e misurazione della QoS sono la strada da percorrere. E sono anche l'argomento del post di oggi.
Oggi parleremo prima di QoS, spiegheremo cos'è e, soprattutto, come funziona . Impareremo a conoscere la classificazione e la marcatura, nonché le code. Successivamente, discuteremo delle conseguenze del mancato utilizzo di QoS e parleremo dei limiti di questa potente tecnologia perché, come tutto il resto, non è perfetta. Questo ci porterà alla parte più importante di questo post, le nostre recensioni di alcuni dei migliori strumenti per il test e la misurazione della QoS. Esploreremo le caratteristiche più interessanti di una manciata di strumenti che abbiamo trovato essere i più interessanti.
Quindi, cos'è esattamente QoS?
Poiché l'utilizzo tipico della rete è cresciuto nel corso degli anni per includere sempre più traffico di diversi tipi e poiché la congestione della rete è diventata sempre più frequente e importante, gli ingegneri si sono presto resi conto che avevano bisogno di un modo per organizzare e dare priorità al traffico. Dopotutto, la congestione della rete non è così grave se puoi ancora garantire che il traffico importante abbia la possibilità di passare. Questo è ciò che riguarda la qualità del servizio (QoS). QoS non è solo una cosa, ma piuttosto una combinazione di funzionalità e tecnologie che lavorano insieme per raggiungere l'obiettivo di assegnare correttamente le priorità e instradare il traffico di rete. Attraverso molti tentativi ed errori, quello che abbiamo oggi è un sistema QoS relativamente universale che può essere utilizzato per garantire in modo affidabile che il traffico importante riceva l'attenzione di cui ha bisogno.
Un aspetto importante della QoS è che deve essere implementato da un capo all'altro per essere utile. QoS è configurato sui dispositivi, come switch e router, che gestiscono il traffico. Qualsiasi dispositivo di questo tipo nel percorso dei dati deve avere la configurazione QoS corretta, altrimenti non avrà l'effetto previsto. Inoltre, ogni dispositivo deve avere una configurazione QoS compatibile con gli altri. QoS utilizza i contrassegni di priorità per realizzare la sua magia. Puoi facilmente immaginare cosa accadrebbe se un dispositivo considerasse più importante un numero con priorità più alta mentre un altro facesse il contrario.
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Come funziona QoS
Prima di iniziare, vorrei precisare alcune cose. Primo, non sono un ingegnere di rete. In secondo luogo, l'obiettivo di questa spiegazione non è essere assolutamente accurata. Sto semplificando consapevolmente le cose e forse anche stravolgendo la realtà in una certa misura per rendere più facile la comprensione di questa sezione. Il mio obiettivo è darti un'idea generale di come funziona, non per addestrarti sulla configurazione della QoS.
QoS funziona identificando quale traffico è più "importante" e dando la priorità a quel traffico in tutta la rete. Non esiste una "regola d'oro" su quale traffico sia più importante di altri. Ovviamente, parte del traffico, come voce o video in streaming, sarà normalmente considerato importante semplicemente perché non funzionerà correttamente quando si soffre di un degrado delle prestazioni . Parte del traffico, come la navigazione sul Web in molte organizzazioni, è considerato irrilevante e pertanto non avrà la priorità.
Ci sono due componenti per QoS. Innanzitutto, il traffico deve essere classificato e contrassegnato. Sebbene ci siano diversi modi in cui il traffico può essere contrassegnato, i Servizi differenziati sono i più diffusi oggi. Questo è quello di cui parleremo in dettaglio tra poco. La seconda componente è l'accodamento che assicurerà che i dati prioritari vengano trasmessi con il minor ritardo possibile. L'accodamento viene eseguito sui dispositivi di rete in base ai contrassegni dei servizi differenziati.
I servizi differenziati, o DiffServ, utilizzano un codice a sei bit nell'intestazione di ogni pacchetto per contrassegnare secondo diverse classi di priorità crescente. Questo contrassegno è denominato Differentiating Services Code Point o DSCP. I valori tipici di DSCP vanno da 0, il traffico meno importante, a 48, il più importante.
Classificazione e marcatura
Affinché il traffico di rete sia gestito correttamente in base alla sua priorità, deve prima essere classificato e contrassegnato in modo appropriato. La marcatura può essere eseguita direttamente alla fonte. Ad esempio, non è raro che i telefoni IP contrassegnino il loro traffico come DSCP 46, un valore ad alta priorità. Per il traffico che non è contrassegnato alla fonte, le cose sono un po' più complicate.
Il traffico non contrassegnato in realtà non esiste con DiffServ. Per impostazione predefinita, tutto il traffico è contrassegnato come DSCP 0, la priorità più bassa. Spetta al primo dispositivo di rete che gestisce il traffico, di solito uno switch, contrassegnarlo. Com'è fatto? Principalmente tramite ACL.
Gli ACL, o elenchi di controllo di accesso, sono una caratteristica della maggior parte delle apparecchiature di rete che possono essere utilizzate per identificare il traffico. Come suggerisce il nome, erano originariamente usati come mezzo per controllare l'accesso. Gli ACL identificano il traffico in base a diversi criteri. Tra questi, i più comuni sono l'indirizzo IP di origine e di destinazione e il numero di porta di origine e di destinazione. Nel corso degli anni, gli ACL sono diventati sempre più raffinati e ora possono essere utilizzati per selezionare con precisione traffico molto specifico.
Nel caso degli ACL utilizzati per inserire contrassegni QoS, le regole non solo specificano come riconoscere il traffico ma anche con quale valore DSCP contrassegnarlo.
in coda
Ora che il traffico è contrassegnato, non resta che dargli la priorità in base alla sua marcatura. Ciò si ottiene normalmente utilizzando più code con priorità crescente. Sebbene i valori DSCP siano larghi 6 bit e possano quindi variare da 0 a 63, le apparecchiature di rete raramente utilizzano così tante code. È tipico per la maggior parte delle apparecchiature di rete utilizzare da tre a sette code, cinque è il numero più comune. Con cinque code e oltre 60 contrassegni, hai sicuramente pensato che più di un valore DSCP va in ogni coda.
La coda con priorità più bassa, spesso chiamata coda best-effort o coda BE, sarà quella che riceverà meno attenzione dal motore di routing. Al contrario, la coda con la priorità più alta, che spesso chiamiamo tempo reale o RT, riceverà la massima attenzione. Ciò garantisce che il traffico "importante" venga instradato o commutato in priorità. Naturalmente, questo significa anche che il traffico best-effort potrebbe subire gravi ritardi e forse anche non essere mai consegnato. Questo è qualcosa da tenere a mente quando si classifica e si contrassegna il traffico best-effort.
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La QoS è obbligatoria?
Le conseguenze del mancato utilizzo di QoS variano notevolmente. Ad esempio, se la tua rete non trasporta traffico altamente sensibile come Voice over IP (VoIP) o video in streaming, non utilizzare QoS potrebbe non fare alcuna differenza. Ciò è particolarmente vero quando i livelli di traffico attuali sono bassi. Infatti, in una situazione di basso traffico, la QoS non porta quasi alcun beneficio.
Ma in situazioni in cui la tua rete soffre di uno o più problemi come l'eccessivo utilizzo e la congestione, l'assenza di QoS porterà a tutti i tipi di problemi. Per il traffico che richiede una trasmissione in tempo reale o quasi, come Voice over IP, potrebbe, ad esempio, essere la causa di audio confuso, tagliato o incomprensibile. Anche lo streaming video ne risentirebbe, con conseguente buffering eccessivo o pixelation durante la riproduzione.
Ma anche altri servizi potrebbero risentire dell'assenza di QoS. Immagina che un utente di una rete aziendale stia tentando di accedere a un importante sistema di contabilità basato sul Web mentre, allo stesso tempo, centinaia di utenti sono in pausa pranzo, navigando pesantemente in Internet. Ciò potrebbe rendere inutilizzabile l'applicazione di contabilità a meno che il suo traffico non sia correttamente prioritizzato utilizzando QoS.
QoS ha dei limiti
Ma per quanto sia buono, l'implementazione di QoS non è la soluzione a tutti i problemi. Gli amministratori di rete tendono a pensare che l'implementazione di QoS li sollevi dalla necessità di aggiungere larghezza di banda. Mentre è vero che l'implementazione di QoS causerà un miglioramento immediato e molto evidente nel funzionamento del traffico ad alta priorità. Degraderà anche il traffico a priorità inferiore.
QoS si occuperà della congestione temporanea della rete e assicurerà che i servizi business-critical continuino a funzionare correttamente mentre c'è congestione, ma non la fermerà. È comunque necessario monitorare l'utilizzo della rete e disporre di un programma di pianificazione della capacità.
I migliori strumenti di test e misurazione QoS
Abbiamo visto come QoS sia particolarmente vantaggioso per il traffico in tempo reale come il traffico VoIP o la visualizzazione in streaming. Non sorprende quindi che molti strumenti di test e misurazione della QoS siano in realtà strumenti di test VoIP. Gli strumenti che abbiamo incluso nel nostro elenco condividono una cosa in comune, misureranno accuratamente le prestazioni delle reti quando è in uso QoS e possono, quindi, essere utilizzati per convalidare che la configurazione QoS funzioni come previsto.
1. SolarWinds VoIP e Network Quality Manager (PROVA GRATUITA)
Molti amministratori di rete hanno familiarità con SolarWinds , l'azienda che ha realizzato alcuni dei migliori strumenti di amministrazione di rete negli ultimi 20 anni. Il suo Network Performance Monitor , ad esempio, è una piattaforma di monitoraggio SNMP che si classifica costantemente tra le migliori disponibili. L'azienda è anche famosa per i suoi strumenti gratuiti, ciascuno progettato per soddisfare un'esigenza specifica degli amministratori di rete. Essi comprendono una libera TFTP S erver o un avanzato S ubnet C alculator , per esempio.
Per i test e le misurazioni QoS, il SolarWinds VoIP e Network Quality Manager è ciò di cui hai bisogno. È uno strumento di monitoraggio VoIP dedicato ricco di fantastiche funzionalità. Questo strumento può essere utilizzato per monitorare i parametri di qualità delle chiamate VoIP, inclusi jitter, latenza, perdita di pacchetti e MOS. Può anche essere utilizzato per risolvere i problemi relativi alle prestazioni delle chiamate VoIP correlando i problemi delle chiamate con le prestazioni della WAN. Il sistema offre anche il monitoraggio WAN in tempo reale utilizzando la tecnologia Cisco IP SLA. La sua funzione di tracciamento visivo del percorso delle chiamate VoIP consente di visualizzare e individuare i problemi di chiamata lungo l'intero percorso di rete.
La configurazione di SolarWinds VoIP e Network Quality Manager è facile e può essere eseguita con pochi clic del mouse. Il sistema rileva automaticamente i dispositivi di rete abilitati per Cisco IP SLA e in genere si implementa in meno di un'ora. E una volta installato e funzionante, fornisce una visione molto approfondita del tuo ambiente di rete VoIP.
Questo strumento fornisce il monitoraggio in tempo reale delle prestazioni WAN da sito a sito e dispone anche di funzioni di avviso per notificare qualsiasi situazione anomala. Può aiutare a garantire che i circuiti WAN funzionino come previsto utilizzando le metriche Cisco IP SLA, test sintetici sul traffico e soglie e avvisi di prestazioni personalizzati. Ha anche una traccia visiva delle patch per le chiamate VoIP, uno strumento prezioso per la risoluzione dei problemi.
Il SolarWinds VoIP e Network Quality Manager non solo monitorerà i tuoi circuiti WAN, ma può anche visualizzare l'utilizzo e le metriche delle prestazioni dei tuoi gateway VoIP e trunk PRI. Può aiutare con la pianificazione della capacità consentendo di misurare la qualità della voce prima delle nuove implementazioni VoIP.
Il prezzo per SolarWinds VoIP e Network Quality Manager parte da $ 1.615 per un massimo di 5 dispositivi sorgente SLA IP e 300 telefoni IP. Sono disponibili anche altri livelli di licenza, inclusa una licenza illimitata per il dispositivo. E come con la maggior parte degli strumenti SolarWinds, è disponibile una prova gratuita di 30 giorni se desideri testare il prodotto prima di impegnarti ad acquistarlo.
2. Monitor di rete PRTG
Il PRTG Network Monitor di Paessler AG è un noto sistema di monitoraggio della rete che fa molto di più che monitorare l'utilizzo della larghezza di banda della rete. Attraverso l'uso di sensori, che sono come componenti aggiuntivi del programma, PRTG può essere utilizzato per monitorare vari parametri di reti e sistemi. Lo strumento può monitorare qualsiasi sistema, dispositivo, traffico e applicazione nella tua infrastruttura IT. Due sensori specifici sono particolarmente interessanti nel contesto del post di oggi. Il sensore QoS misura parametri come perdita di pacchetti UDP, jitter, latenza Ethernet, ecc. E per i dispositivi Cisco abilitati IP-SLA, esiste un sensore IP-SLA, che può essere utilizzato per leggere metriche simili dai dispositivi Cisco. Entrambi i metodi ti mostrano la qualità della tua connessione VoIP e ti consentono didefinire quale livello di latenza , jitter, ecc. è accettabile. Ogni volta che la soglia viene superata, puoi essere avvisato e prendere le misure appropriate per affrontare la situazione. Le notifiche possono essere inviate tramite e-mail o SMS o inviate a un dispositivo mobile utilizzando l'app client gratuita disponibile per Android, iOS e Windows Phone.
Paessler afferma che è possibile avviare il monitoraggio con PRTG entro un paio di minuti dall'avvio dell'installazione. Il sistema di rilevamento automatico dello strumento eseguirà la scansione dei segmenti di rete e riconoscerà automaticamente un'ampia gamma di dispositivi e sistemi. Quindi creerà sensori da modelli di dispositivi predefiniti. Sarà quindi necessario configurare sensori specifici relativi alla QoS, rendendo l'installazione un po' più lunga, ma questo è ancora uno degli strumenti più veloci da configurare.
Il PRTG Network Monitor è disponibile in una versione gratuita, full-optional che è limitata a 100 sensori, dove ogni monitorati conta dei parametri da un sensore. Ad esempio, il monitoraggio della larghezza di banda su ciascuna porta di uno switch a 48 porte conterà come 48 sensori. Per monitorare più di 100 sensori, dovrai acquistare una licenza. Utilizzerai anche un sensore per ogni istanza di QoS che desideri monitorare. Il prezzo aumenta con il numero di sensori e parte da $ 1 600 per 500 sensori fino a $ 14 500 per sensori illimitati. È disponibile una versione di prova gratuita illimitata per dispositivi per 30 giorni.
3. ManageEngine OpManager
Il ManageEngine OpManager è un altro degli strumenti di monitoraggio della rete più conosciuti. Monitorerà i segni vitali dei tuoi server (fisici e virtuali) e delle tue apparecchiature di rete e ti avviserà non appena qualcosa non rientra nelle specifiche. Lo strumento presenta un'interfaccia utente intuitiva che ti consentirà di trovare facilmente le informazioni di cui hai bisogno. Il prodotto dispone anche di un eccellente motore di reportistica insieme ad alcuni report predefiniti e personalizzati. Per completare il pacchetto, anche le funzionalità di avviso di questo sistema sono molto complete.
E quando si tratta di monitoraggio QoS, l' opzione di monitoraggio VoIP di ManageEngine OpManager si integra perfettamente con OpManager per monitorare in modo proattivo e generare report sulla capacità dell'infrastruttura di gestire le chiamate VoIP. Lo strumento utilizza Cisco IP SLA per monitorare continuamente i parametri critici della qualità del servizio delle reti VoIP. I parametri VoIP monitorati includono la perdita di pacchetti, il ritardo, il jitter, il Mean Opinion Score (MOS) e il Round Trip Time (RTT).
Il prezzo di ManageEngine OpManager è basato sul numero di dispositivi monitorati. I prezzi vanno da $ 715 per 25 dispositivi a $ 14 995 per 1000 dispositivi. L'opzione di monitoraggio VoIP aggiunge $ 125 per dispositivo che lo richiede. Come con la maggior parte degli strumenti di monitoraggio commerciale completi, è disponibile una prova gratuita di 30 giorni.
4. Monitor VoIP
VoIPmonitor è uno sniffer di pacchetti di rete open source con un front-end commerciale per il monitoraggio della maggior parte dei protocolli VoIP. Lo strumento, che funziona su Linux, è progettato per analizzare la qualità delle chiamate VoIP in base a parametri di rete come variazione di ritardo (jitter) e perdita di pacchetti secondo il modello E ITU-T G.107 che prevede la qualità utilizzando la scala MOS . Le informazioni sulla chiamata, insieme alle statistiche pertinenti, vengono salvate in un database MySQL. Facoltativamente, ogni chiamata può essere salvata in un file pcap (un formato di acquisizione file che può essere aperto con altri strumenti di analisi come Wireshark) con il solo protocollo SIP o con i protocolli SIP, RTP, RTCP, T.38 e udptl. Monitor VoIPpuò anche decodificare il parlato e riprodurlo sulla sua GUI WEB e salvarlo su disco come file .WAV. Supporta nativamente i codec G.711 alaw e ulaw e i plug-in commerciali aggiungono supporto per G.722, G.729a, G.723, iLBC, Speex, GSM, Silk, iSAC e OPUS. VoIPmonitor è anche in grado di convertire FAX T.38 in PDF.
Il front-end della GUI VoIPmonitor è disponibile come server ospitato localmente a prezzi che vanno da $ 42/mese per 10 canali a $ 917/mese per 6000 canali o come servizio basato su cloud con prezzi che variano da $ 20/mese per 3 canali a $ 200/ mese per 200 canali. Entrambe le versioni sono disponibili in una prova gratuita e illimitata di 30 giorni.
5. VQmon/EP
VQmon/EP è diverso dagli altri strumenti di monitoraggio QoS in quanto è integrato nei tuoi dispositivi. Afferma di essere la tecnologia più utilizzata per monitorare la qualità e le prestazioni delle chiamate VoIP in tempo reale. Il sistema è integrato in una gamma di telefoni IP venduti da Avaya, Mitel, Polycom, Cisco e molti altri produttori. Fornisce supporto integrato per i protocolli di reporting standard SIP QoE (RFC 6035) e RTCP XR (RFC 3611), consentendo agli amministratori di rete di monitorare la qualità delle chiamate ovunque all'interno della rete senza l'uso di sonde.
VQmon/EP è in grado di rilevare la perdita di pacchetti e gli eventi di scarto del buffer jitter. Può anche estrarre informazioni chiave dal software DSP e produrre punteggi di qualità delle chiamate in tempo reale e dati diagnostici. Questo strumento genera punteggi MOS di qualità dell'ascolto e della conversazione e fattori R, nonché un'ampia gamma di dati diagnostici. Inoltre, VQmon/EP dispone di soglie di qualità delle chiamate in tempo reale, supportando la generazione di avvisi o la configurazione automatica.
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