네트워킹에서의 QoS 의미: Qos란? (지도 시간)

서비스 품질(QoS)은 복잡한 주제입니다. 그러나 오늘날에는 그 사용이 너무 일반적이어서 모든 네트워크 관리자가 이에 대해 알아야 합니다. QoS는 점점 더 많은 네트워크가 우선 순위를 지정해야 하는 데이터를 전송하기 시작하면서 동시에 레크리에이션 네트워크 사용이 점점 더 일반화되면서 대중화되었습니다.

우리의 의도는 당신을 QoS 전문가로 만드는 것이 아니라 가능한 한 비기술적인 방법이라는 주제에 대해 조명하고 싶습니다.

간단히 말해서, 이것에 대한 우리의 목표는 다음 질문에 답하는 것입니다. 네트워킹에서 QoS는 무엇을 의미하며 무엇에 좋은가요?

QoS 이론 및 구현에 대한 과정이 아닙니다. 단일 스위치 또는 라우터 명령은 표시하지 않습니다. 우리의 목표는 QoS의 본질을 간단히 파악할 수 있도록 하는 것입니다.

QoS가 무엇이고 무엇이 아닌지부터 설명하겠습니다. 그런 다음 잠시 멈추고 시도해 볼 수 있는 SolarWinds의 몇 가지 도구에 대해 논의하겠습니다. 그런 다음 네트워크 성능에 영향을 줄 수 있는 다양한 요소에 대해 논의합니다. 이것은 우리 문제의 핵심인 QoS 작동 방식으로 우리를 데려갈 것입니다. 보시다시피, 보이는 것보다 훨씬 간단합니다. 그리고 결론을 내리기 전에 QoS를 사용하지 않을 때 어떤 일이 발생하고 QoS가 도움이 되지 않는 경우에 대해 논의할 것입니다.

QoS란 무엇입니까?

네트워크 사용량이 증가하여 다양한 유형의 트래픽이 점점 더 많아지고 네트워크 정체가 점점 더 빈번하고 중요해짐에 따라 엔지니어는 곧 트래픽을 구성하고 우선 순위를 지정하는 방법이 필요하다는 것을 깨달았습니다. QoS는 한 가지가 아니라 이를 달성하기 위해 함께 작동하는 기능과 기술의 조합입니다.

많은 시행착오를 거쳐 이제 중요한 트래픽이 필요한 주의를 끌 수 있도록 안정적으로 사용할 수 있는 비교적 보편적인 QoS 시스템을 갖게 되었습니다.

QoS의 중요한 측면은 어떤 용도로든 끝에서 끝까지 구현되어야 한다는 것입니다. QoS는 트래픽을 처리하는 스위치 및 라우터와 같은 장치에 설정됩니다. 데이터 경로에 있는 그러한 장치에는 올바른 QoS 구성이 있어야 합니다. 그렇지 않으면 예상한 효과가 없습니다.

또한 각 장치에는 다른 장치와 호환되는 QoS 구성이 있어야 합니다. QoS는 마법을 달성하기 위해 우선 순위 표시를 사용합니다. 한 장치는 우선 순위가 높은 수치를 더 중요하게 여겼고 다른 장치는 그 반대로 생각했다면 어떤 일이 일어날지 쉽게 상상할 수 있습니다.

네트워킹에서의 QoS 의미

우리는 종종 고속도로가 네트워크 링크를 나타내고 차량이 데이터 패킷을 나타내는 차량 트래픽과 네트워크를 비교합니다. 두 가지 유형의 트래픽 사이에 많은 유사점이 있기 때문에 다소 좋은 비유입니다. 아마도 차이점보다 더 많을 것입니다. QoS가 무엇인지 구체적으로 설명하기 위해 동일한 비유를 사용합니다.

복잡한 고속도로를 상상해 봅시다. 러시아워의 금요일 오후이고 많은 차와 트럭이 있습니다. 교통은 이미 아주 천천히 움직이고 있지만 설상가상으로 우리는 교차로에 접근하고 있으며 그 교차로의 다른 쪽에서는 도로 공사가 진행 중이며 문제를 가중시키는 것 외에는 아무 것도 하지 않습니다. 대부분의 사람들은 그러한 상황에 처했을 가능성이 큽니다.

교통 흐름을 조금이라도 좋게 하기 위해 다가오는 교차로에 교통 경찰이 있습니다. 그는 모든 운전자에게 도로의 공정한 몫을 주기 위해 최선을 다합니다. 그러나 그의 도움에도 불구하고 상황이 많이 움직이지 않고 좋든 싫든 당신은 교통 체증에 갇혔습니다.

그때, 멀리서 뒤에서 구급차의 사이렌 소리가 들립니다. 교차로의 교통경찰이 고단으로 변속할 때입니다.

그는 구급차가 반드시 통과해야 한다는 사실을 인식하고 앞의 차량을 통과시키고 반대편 차량을 정지시켜 최대한 지연 없이 경로를 계속 이어갈 수 있도록 합니다. 한편, 다른 운전자들은 우선 차량이 지나간 후 ​​경로를 재개하기 전에 차례를 기다려야 합니다.

SolarWinds QoS: 최고의 도구!

더 진행하기 전에 SolarWinds의 몇 가지 도구에 대해 논의하고 싶습니다. QoS와 직접적인 관련은 없지만 둘 다 네트워크의 병목 지점과 원인을 식별하는 데 매우 유용합니다.

그들은 일반적인 문제를 수정하고 QoS를 구현하는 첫 번째 단계인 현재 상황을 평가하는 데 도움을 줄 것입니다.

1. 네트워크 성능 모니터 ( 무료 평가판 )

SolarWinds의 주력 제품인 Network Performance Monitor 는 아마도 최고의 SNMP 대역폭 모니터링 도구 중 하나일 것입니다. 이것은 단순 네트워크 관리 프로토콜을 사용하여 시간 경과에 따른 네트워크 회로 대역폭 활용의 변화를 그래프로 나타내는 도구입니다. 소프트웨어의 대시보드, 보기 및 차트는 완전히 사용자 지정할 수 있습니다. 이 도구는 최소한의 노력으로 설정할 수 있으며 설치 후 거의 즉시 모니터링을 시작할 수 있습니다. NPM은 가장 작은 네트워크에서 수백 개의 장치가 여러 사이트에 분산되어 있는 거대한 네트워크로 확장할 수 있습니다.

• 무료 평가판: SolarWinds 네트워크 성능 모니터
• 공식 다운로드: https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

SolarWinds 네트워크 성능 모니터는 SNMP를 사용하여 정기적인 간격(일반적으로 5분)으로 장치를 폴링하고 인터페이스 카운터를 읽습니다.

그런 다음 대역폭 사용률을 계산하여 나중에 참조할 수 있도록 데이터베이스에 저장하고 시간 경과에 따른 대역폭 사용률 변화를 보여주는 그래프를 표시합니다. NPM은 몇 가지 추가 기능이 있는 거대한 도구입니다. 예를 들어, 네트워크 맵을 구축하고 두 장치 간의 주요 경로를 표시할 수 있습니다.

네트워크 성능 모니터의 가격은 약 $3,000부터 시작합니다. 30 일 무료 평가판을 사용할 수 있습니다 당신이 그것을 구매하기 전에 제품을 시도하는 것을 선호합니다.

2. NetFlow 트래픽 분석기 ( 무료 평가판 )

솔라 윈즈의 NetFlow 트래픽 분석기는 관리자에게 네트워크 트래픽을 자세히 볼 수 있습니다. 대역폭 사용량을 초당 비트 수로 표시하지 않습니다.

• 무료 평가판: SolarWinds Netflow 트래픽 분석기
• 공식 다운로드: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

이 도구는 관찰된 트래픽에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 어떤 유형의 트래픽이 더 널리 퍼져 있는지 또는 어떤 사용자가 더 많은 대역폭을 사용하고 있는지 알려줍니다. 또한 웹 브라우징, 비즈니스 앱, 전화 통신 또는 비디오 스트리밍과 같이 네트워크에서 전송되는 다양한 유형의 트래픽에 대한 귀중한 정보를 제공합니다.

의 NetFlow 트래픽 분석기는 네트워크 장치에서 자세한 사용 정보를 수집의 NetFlow 프로토콜을 사용합니다. NetFlow 프로토콜은 다양한 공급업체의 많은 네트워킹 장치에 내장되어 있습니다. 구성되면 네트워킹 장치는 각 네트워크 "대화" 또는 흐름에 대한 자세한 정보를 NetFlow 수집기 및 분석기로 보냅니다. SolarWinds NetFlow 트래픽 분석기는 그러한 수집기 및 분석기 중 하나입니다.

제품을 구매하기 전에 제품을 시험해보고 싶다면 SolarWinds에서 30일 무료 평가판을 다운로드할 수 있습니다. 이것은 시간 외에는 제한이 없는 완전한 기능을 갖춘 버전입니다.

네트워크 성능에 영향을 미치는 요소

일반적인 네트워크에서 데이터 전달은 여러 요인의 영향을 받을 수 있습니다. 네트워크 성능에 영향을 줄 수 있는 주요 요인 목록을 작성했습니다.

낮은 처리량

이것은 네트워크 링크의 용량과 관련이 있습니다. 일부는 다른 것보다 더 많은 트래픽을 처리할 수 있습니다. 일반적으로 초당 비트(또는 종종 킬로 또는 메가비트)로 측정됩니다. 링크 용량을 초과하면 혼잡이 발생하여 성능이 저하됩니다.

삭제된 패킷

패킷은 여러 가지 이유로 네트워킹 장치에 의해 삭제될 수 있습니다. 아마도 그들은 운송 중에 손상되어 더 이상 인식되지 않을 것입니다. 그러나 더 일반적으로 패킷은 버퍼가 이미 가득 찬 장치에 도착하면 삭제됩니다. 수신 응용 프로그램은 일반적으로 일부 데이터가 누락되었음을 인식하고 재전송을 요청하여 추가 지연 및 성능 저하를 야기합니다.

오류

노이즈와 간섭으로 인해 데이터가 손상될 수 있습니다. 이것은 무선 통신과 긴 구리선에서 특히 그렇습니다. 오류가 감지되면 수신 응용 프로그램에서 누락된 데이터를 다시 전송하도록 요청하여 성능이 다시 저하됩니다.

지연 시간

대기 시간은 데이터를 보내기 전에 대기 중인 네트워크 장치와 관련이 있습니다. 혼잡을 피하기 위해 더 긴 경로를 사용할 때도 발생할 수 있습니다. 처리량과 혼동해서는 안 됩니다. 대기 시간을 사용하면 처리량이 충분하더라도 시간이 지남에 따라 지연이 누적될 수 있습니다.

지터

지터는 각 데이터 패킷이 대상에 도달하는 데 걸리는 지연의 변화로 정의됩니다. 그것은 다양한 이유로 발생합니다. 예를 들어, 두 패킷은 다른 경로를 취할 수 있습니다. 결과적으로 지터가 너무 높아지면 패킷이 대상에 순서 없이 도착할 수 있습니다. 패킷이 Word 문서의 일부인 경우 올바르게 재정렬되고 아무도 영향을 받지 않지만 음성 또는 스트리밍 비디오 데이터에 대해 이야기하는 경우 모든 종류의 문제가 발생할 수 있습니다.

방금 보았듯이 음성 또는 스트리밍 비디오와 같은 일부 유형의 트래픽은 성능 문제의 영향을 더 많이 받습니다. 이것이 트래픽마다 다른 처리가 필요하고 QoS가 존재하는 이유입니다.

QoS 작동 방식

시작하기 전에 몇 가지 사항을 말씀드리고자 합니다. 첫째, 저는 네트워킹 엔지니어가 아닙니다. 둘째, 이 설명의 목적은 절대적으로 정확하지 않습니다. 나는 의도적으로 일을 지나치게 단순화하고 있으며 이 섹션을 더 쉽게 소화할 수 있도록 현실을 어느 정도 왜곡하고 있습니다. 제 목표는 QoS 구성에 대해 교육하는 것이 아니라 작동 방식에 대한 일반적인 아이디어를 제공하는 것입니다.

QoS는 더 "중요한" 트래픽을 식별하고 네트워크 전체에서 해당 트래픽의 우선 순위를 지정하여 작동합니다. 어떤 트래픽이 다른 트래픽보다 더 중요한지에 대한 "황금률"은 없습니다. 분명히 음성 또는 스트리밍 비디오와 같은 일부 트래픽은 성능 저하로 인해 제대로 작동하지 않기 때문에 일반적으로 중요한 것으로 간주됩니다. 많은 조직의 웹 브라우징과 같은 일부 트래픽은 중요하지 않은 것으로 간주되어 우선 순위가 지정되지 않습니다.

QoS에는 두 가지 구성 요소가 있습니다. 먼저 트래픽을 분류하고 표시해야 합니다. 트래픽을 표시할 수 있는 방법에는 여러 가지가 있지만 오늘날 가장 널리 사용되는 방법은 차별화된 서비스입니다. 이것은 우리가 잠시 후에 자세히 설명할 것입니다. 두 번째 구성 요소는 우선 순위 데이터가 가능한 한 적은 지연으로 전송되도록 하는 대기열입니다. 대기열은 차별화된 서비스 표시에 따라 네트워크 장치에서 수행됩니다.

차별화된 서비스(Differentiated Services), 또는 DiffServ는 각각의 헤더에 6비트 코드를 사용하여 표시하기 위해 여러 클래스에 따라 우선 순위가 증가합니다. 이 표시를 차별화 서비스 코드 포인트(DSCP)라고 합니다. 일반적인 DSCP 값의 범위는 가장 덜 중요한 트래픽인 0부터 가장 중요한 트래픽인 48까지입니다.

분류 및 표시

네트워크 트래픽이 우선 순위에 따라 올바르게 처리되려면 먼저 적절하게 분류되고 표시되어야 합니다. 마킹은 소스에서 바로 할 수 있습니다. 예를 들어, IP 전화 세트가 트래픽을 높은 우선 순위 값인 DSCP 46으로 표시하는 것은 드문 일이 아닙니다. 소스에 표시되지 않은 트래픽의 경우 상황이 조금 더 복잡합니다.

표시되지 않은 트래픽은 실제로 DiffServ에 존재하지 않습니다. 기본적으로 모든 트래픽은 가장 낮은 우선 순위인 DSCP 0으로 표시됩니다. 트래픽을 처리하는 첫 번째 네트워크 장치(일반적으로 스위치)가 이를 표시합니다. 어떻게 이루어지나요? 대부분 ACL을 통해.

ACL 또는 액세스 제어 목록은 트래픽을 식별하는 데 사용할 수 있는 대부분의 네트워킹 장비 기능입니다. 이름에서 알 수 있듯이 원래 액세스를 제어하는 ​​수단으로 사용되었습니다. ACL은 여러 기준에 따라 트래픽을 식별합니다. 그 중 소스 및 대상 IP 주소와 소스 및 대상 포트 번호가 더 일반적입니다. 수년에 걸쳐 ACL은 점점 더 정교해졌으며 이제는 매우 특정한 트래픽을 정확하게 선택하는 데 사용할 수 있습니다.

QoS 표시를 삽입하는 데 사용되는 ACL의 경우 규칙은 트래픽을 인식하는 방법뿐만 아니라 표시할 DSCP 값도 지정합니다.

큐잉

이제 트래픽이 표시되었으므로 표시에 따라 우선 순위를 지정하는 일만 남았습니다. 이것은 일반적으로 우선 순위가 증가하는 여러 대기열을 사용하여 수행됩니다. DSCP 값은 6비트 너비이므로 0에서 63 사이일 수 있지만 네트워킹 장비는 그렇게 많은 대기열을 거의 사용하지 않습니다. 대부분의 네트워킹 장비는 3~7개의 대기열을 사용하는 것이 일반적이며 5가 가장 일반적인 수입니다. 5개의 대기열과 60개 이상의 표시를 사용하면 각 대기열에 둘 이상의 DSCP 값이 들어간다는 것을 확실히 알 수 있습니다.

최하위 큐(Best-Effort 또는 BE 큐라고도 함)는 라우팅 엔진의 관심을 가장 적게 받는 큐입니다. 반대로, 우리가 흔히 실시간 또는 RT라고 부르는 가장 높은 우선 순위의 대기열이 가장 많은 관심을 받습니다. 이렇게 하면 "중요한" 트래픽이 우선적으로 라우팅되거나 전환됩니다. 물론 이는 최선의 노력이 심각하게 지연되고 어쩌면 실현되지 않을 수도 있음을 의미합니다. 이것은 최선형 트래픽을 분류하고 표시할 때 염두에 두어야 할 사항입니다.

QoS를 사용하지 않을 경우의 결과

QoS를 사용하지 않는 결과는 매우 다양합니다. 예를 들어, 네트워크에 IP 텔레포니 또는 스트리밍 비디오와 같은 매우 민감한 트래픽이 없는 경우 QoS를 사용하지 않아도 아무런 차이가 없을 수 있습니다. 이는 현재 트래픽 수준이 낮을 때 특히 그렇습니다. 실제로 트래픽이 적은 상황에서 QoS는 거의 이점을 제공하지 않습니다. 우리가 고속도로 비유로 돌아간다면. 5차선 고속도로에 구급차가 혼자라면 우선순위를 둘 필요가 없습니다.

그러나 네트워크가 과사용 및 혼잡과 같은 여러 가지 문제로 고통받는 상황에서는 QoS가 없으면 모든 종류의 문제가 발생합니다. 예를 들어 IP 텔레포니와 같이 실시간 또는 거의 실시간 전송이 필요한 트래픽의 경우 오디오가 왜곡되거나 잘리거나 이해할 수 없는 원인이 될 수 있습니다. 비디오 스트리밍도 영향을 받아 재생 중에 과도한 버퍼링이 발생합니다.

그러나 다른 서비스도 QoS가 없으면 어려움을 겪을 수 있습니다. 기업 네트워크 사용자가 중요한 웹 기반 회계 시스템에 액세스하려고 하는 동시에 수백 명의 사용자가 점심 시간에 인터넷을 많이 검색하고 있다고 상상해 보십시오. QoS를 사용하여 트래픽의 우선 순위가 올바르게 지정되지 않으면 계정 응용 프로그램을 사용할 수 없게 될 수 있습니다.

QoS가 모든 것을 해결하지는 못한다

그러나 QoS를 구현하는 것이 모든 문제에 대한 해결책은 아닙니다. 네트워크 관리자는 QoS를 구현하면 대역폭을 추가할 필요가 없다고 생각하는 경향이 있습니다. QoS를 구현하면 우선 순위가 높은 트래픽의 작동이 즉각적이고 명백하게 개선되는 것이 사실입니다. 또한 낮은 우선 순위를 저하시킵니다.

QoS는 일시적인 네트워크 혼잡을 처리하고 혼잡이 있는 동안 비즈니스 크리티컬 서비스가 계속해서 올바르게 작동하도록 보장하지만 멈추지는 않습니다. 여전히 네트워크 사용량을 모니터링하고 용량 계획 프로그램을 마련해야 합니다.

결론

QoS는 모든 조직의 네트워크 전략의 일부여야 하지만 유일한 항목이 되어서는 안 됩니다. 그러나 무엇보다 QoS를 계획하고 설정할 때 세심한 주의를 기울여야 합니다. 올바르게 적용하면 작은 기적을 일으킬 수 있지만 특정 사용자에게는 상황을 훨씬 더 악화시킬 수 있습니다. 그리고 QoS를 구현하기 전에 상황을 평가하기 위한 모니터링 도구도 배치해야 합니다. 동일한 도구는 구현 후에도 매우 유용합니다.