Maksud QoS dalam Rangkaian: Apakah itu Qos? (Tutorial)

Kualiti Perkhidmatan, atau QoS, adalah subjek yang kompleks. Tetapi penggunaannya adalah sangat biasa hari ini bahawa setiap pentadbir rangkaian harus mengetahui tentangnya. QoS menjadi popular apabila semakin banyak rangkaian mula membawa data yang perlu diutamakan sementara pada masa yang sama penggunaan rangkaian rekreasi menjadi semakin biasa.

Hasrat kami bukan untuk menjadikan anda pakar QoS tetapi, sebaliknya, kami ingin memberi sedikit pencerahan tentang subjek ini adalah sebagai cara bukan teknikal yang mungkin.

Ringkasnya, matlamat kami dengan ini adalah untuk menjawab soalan berikut: Apakah maksud QoS dalam rangkaian, dan apakah kebaikannya?

Ini bukan kursus tentang teori dan pelaksanaan QoS. Kami tidak akan menunjukkan kepada anda satu suis atau arahan penghala. Matlamat kami adalah untuk membolehkan anda memahami intipati QoS dengan mudah.

Kami akan mulakan dengan menjelaskan apa itu QoS–dan bukan. Selepas itu, kami akan berhenti seketika untuk membincangkan beberapa alatan daripada SolarWinds yang mungkin anda ingin cuba. Kemudian, kita akan membincangkan faktor berbeza yang boleh menjejaskan prestasi rangkaian. Ini akan membawa kami ke inti perkara kami: cara QoS berfungsi. Seperti yang anda akan lihat, ia adalah lebih mudah daripada yang kelihatan. Dan sebelum kami membuat kesimpulan, kami akan membincangkan perkara yang berlaku apabila anda tidak menggunakan QoS dan perkara yang QoS tidak dapat membantu anda.

Apakah QoS?

Apabila penggunaan rangkaian berkembang untuk memasukkan lebih banyak trafik dari jenis yang berbeza dan apabila kesesakan rangkaian menjadi semakin kerap dan penting, jurutera tidak lama lagi menyedari bahawa mereka memerlukan cara untuk mengatur dan mengutamakan trafik. QoS bukanlah satu perkara tetapi gabungan ciri dan teknologi yang bekerjasama untuk mencapainya.

Melalui banyak percubaan dan kesilapan, kami kini mempunyai sistem QoS yang agak universal yang boleh digunakan untuk memastikan trafik yang penting mendapat perhatian yang diperlukan.

Aspek penting QoS ialah ia perlu dilaksanakan dari hujung ke hujung untuk digunakan apa-apa. QoS disediakan pada peranti–seperti suis dan penghala–yang mengendalikan trafik. Mana-mana peranti sedemikian dalam laluan data mesti mempunyai konfigurasi QoS yang betul atau perkara lain yang tidak akan mempunyai kesan yang diharapkan.

Selain itu, setiap peranti mesti mempunyai konfigurasi QoS yang serasi dengan peranti lain. QoS menggunakan tanda keutamaan untuk mencapai keajaibannya. Anda boleh bayangkan dengan mudah apa yang akan berlaku jika satu peranti menganggap angka keutamaan yang lebih tinggi sebagai lebih penting manakala yang lain melakukan sebaliknya.

Maksud QoS dalam Rangkaian

Kami sering membandingkan rangkaian dengan trafik kenderaan di mana lebuh raya mewakili pautan rangkaian dan kenderaan mewakili paket data. Ia adalah analogi yang agak baik kerana terdapat banyak persamaan antara kedua-dua jenis lalu lintas. Mungkin lebih daripada terdapat perbezaan. Kami akan menggunakan analogi yang sama untuk cuba menerangkan secara konkrit apa itu QoS.

Jadi, mari bayangkan lebuh raya yang sibuk. Hari Jumaat petang pada waktu sibuk dan terdapat banyak kereta dan trak. Trafik sudah bergerak agak perlahan tetapi, untuk memburukkan lagi keadaan, kami sedang menghampiri persimpangan dan, di seberang persimpangan itu, terdapat beberapa kerja jalan yang sedang berjalan, tidak melakukan apa-apa selain menambah masalah. Kebanyakan daripada anda berkemungkinan besar berada dalam situasi sedemikian.

Untuk cuba membantu trafik bergerak dengan lebih baik, terdapat polis trafik di persimpangan yang akan datang. Dia melakukan yang terbaik untuk cuba memberikan setiap dan setiap pemandu bahagian jalannya yang saksama. Tetapi walaupun dengan bantuannya, keadaan tidak banyak bergerak dan, suka atau tidak, anda terperangkap dalam kesesakan.

Kemudian, di kejauhan, anda mendengar siren ambulans datang dari belakang anda. Ini adalah ketika polis trafik di persimpangan beralih dalam gear tinggi.

Menyedari bahawa ambulans benar-benar perlu melaluinya, dia memastikan untuk membiarkan trafik di hadapan ambulans melalui dan menghentikan lalu lintas yang bertentangan, memastikan ia dapat meneruskan laluannya dengan kelewatan sesedikit mungkin. Sementara itu, pemandu lain perlu menunggu giliran sebelum mereka boleh meneruskan laluan mereka sebaik kenderaan keutamaan telah berlalu.

SolarWinds QoS: Alat terbaik!

Sebelum kita pergi lebih jauh, saya ingin membincangkan beberapa alatan daripada SolarWinds. Walaupun ia tidak berkaitan secara langsung dengan QoS, kedua-duanya sangat berguna dalam mengenal pasti di mana terdapat kesesakan dalam rangkaian anda dan apa yang menyebabkannya.

Mereka akan membantu anda menilai keadaan semasa, yang merupakan langkah pertama dalam membetulkan masalah secara umum dan melaksanakan QoS.

1. Monitor Prestasi Rangkaian ( Percubaan PERCUMA )

Produk utama SolarWinds, Monitor Prestasi Rangkaian mungkin salah satu alat pemantauan lebar jalur SNMP terbaik. Ini ialah alat yang akan menggunakan Protokol Pengurusan Rangkaian Mudah untuk mengraf evolusi penggunaan lebar jalur litar rangkaian dari semasa ke semasa. Papan pemuka perisian, pandangannya dan carta boleh disesuaikan sepenuhnya. Alat ini boleh disediakan dengan usaha yang minimum dan boleh mula memantau hampir serta-merta selepas pemasangan. NPM boleh berskala daripada rangkaian terkecil kepada rangkaian yang besar dengan beratus-ratus peranti tersebar di berbilang tapak.

• PERCUBAAN PERCUMA: Monitor Prestasi Rangkaian SolarWinds
• Muat Turun Rasmi: https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

Monitor Prestasi Rangkaian SolarWinds menggunakan SNMP untuk mengundi peranti pada selang masa yang tetap–biasanya lima minit–dan membaca kaunter antara muka mereka.

Ia kemudian mengira penggunaan lebar jalur yang menyimpannya dalam pangkalan data untuk rujukan masa hadapan dan memaparkan graf yang menunjukkan evolusi penggunaan lebar jalur dari semasa ke semasa. NPM ialah alat yang besar dengan beberapa ciri tambahan. Sebagai contoh, ia boleh membina peta rangkaian dan memaparkan laluan kritikal antara dua peranti.

Harga untuk Monitor Prestasi Rangkaian bermula pada sekitar $3,000. A 30 hari percubaan PERCUMA boleh didapati sekiranya anda memilih untuk mencuba produk sebelum membelinya.

2. Penganalisis Trafik NetFlow ( Percubaan PERCUMA )

The SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer memberikan pentadbir pandangan yang lebih terperinci trafik rangkaian. Ia bukan sahaja menunjukkan penggunaan lebar jalur dalam bit sesaat.

• PERCUBAAN PERCUMA: Penganalisis Trafik SolarWinds Netflow
• Muat Turun Rasmi: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

Alat ini menyediakan maklumat terperinci tentang trafik yang diperhatikan. Ia akan memberitahu anda jenis trafik yang lebih lazim atau pengguna yang menggunakan lebih lebar jalur. Ia juga akan memberikan maklumat yang tidak ternilai tentang jenis trafik yang berbeza–seperti penyemakan imbas web, apl perniagaan, telefon atau penstriman video–yang dibawa pada rangkaian anda.

The NetFlow Traffic Analyzer menggunakan protokol NetFlow untuk mengumpul maklumat penggunaan terperinci daripada peranti rangkaian anda. Protokol NetFlow dibina ke dalam banyak peranti rangkaian daripada pelbagai vendor. Apabila dikonfigurasikan, peranti rangkaian menghantar maklumat terperinci tentang setiap "perbualan" atau aliran rangkaian, kepada pengumpul dan penganalisis NetFlow. Penganalisis Trafik NetFlow SolarWinds ialah salah satu pengumpul dan penganalisis sedemikian.

Jika anda ingin mencuba produk sebelum membuat komitmen untuk membelinya, versi percubaan 30 hari percuma boleh dimuat turun daripada SolarWinds. Ini adalah versi berciri penuh yang tidak mempunyai had tetapi masa.

Faktor yang Mempengaruhi Prestasi Rangkaian

Dalam rangkaian biasa, penghantaran data boleh dipengaruhi oleh beberapa faktor. Kami telah menyusun senarai faktor utama yang boleh menjejaskan prestasi rangkaian.

Throughput Rendah

Ini ada kaitan dengan kapasiti pautan rangkaian. Sesetengah boleh mengendalikan lebih banyak lalu lintas daripada yang lain. Ia biasanya diukur dalam Bit–atau selalunya kilo atau megabit–sesaat. Jika anda melebihi kapasiti pautan, kesesakan akan berlaku dan prestasi akan menurun.

Paket Tercicir

Paket boleh digugurkan oleh peranti rangkaian atas beberapa sebab. Mungkin mereka telah rosak dalam transit dan tidak dapat dikenali lagi. Tetapi lebih kerap paket digugurkan apabila ia tiba pada peranti yang penimbalnya sudah penuh. Aplikasi penerima biasanya akan menyedari bahawa sesetengah data hilang dan meminta penghantaran semulanya yang akan menyebabkan kelewatan tambahan dan kemerosotan prestasi.

Kesilapan

Kebisingan dan gangguan boleh merosakkan data. Ini benar terutamanya dalam komunikasi tanpa wayar dan melalui wayar tembaga yang panjang. Apabila ralat dikesan, aplikasi penerima akan meminta data yang hilang dihantar semula, sekali lagi merendahkan prestasi.

Latensi

Latensi mempunyai kaitan dengan peranti rangkaian yang beratur data sebelum menghantarnya keluar. Ia juga boleh berlaku apabila laluan yang lebih panjang digunakan untuk mengelakkan kesesakan. Ia tidak boleh dikelirukan dengan daya pengeluaran. Dengan kependaman, kelewatan boleh meningkat dari semasa ke semasa, walaupun daya pengeluaran adalah mencukupi.

Jitter

Jitter ditakrifkan sebagai variasi dalam kelewatan yang diperlukan untuk setiap paket data untuk sampai ke destinasinya. Ia berlaku atas pelbagai sebab. Sebagai contoh, dua paket mungkin mengambil laluan yang berbeza. Akibatnya, apabila jitter menjadi terlalu tinggi, paket boleh tiba di luar urutan di destinasi mereka. Jika paket adalah sebahagian daripada dokumen Word, ia akan disusun semula dengan betul dan tiada siapa yang akan terjejas tetapi jika kita bercakap tentang suara atau data penstriman video, ia boleh menyebabkan pelbagai masalah.

Seperti yang baru kita lihat, beberapa jenis trafik–seperti suara atau video penstriman–akan lebih terjejas oleh isu prestasi. Inilah sebabnya mengapa trafik yang berbeza memerlukan pengendalian yang berbeza dan mengapa QoS wujud.

Bagaimana QoS berfungsi

Sebelum kita mulakan, saya ingin menyatakan beberapa perkara. Pertama, saya bukan jurutera rangkaian. Kedua, matlamat penjelasan ini bukanlah untuk tepat sepenuhnya. Saya secara sedar terlalu menyederhanakan perkara dan juga mungkin memutar belit realiti ke tahap tertentu untuk menjadikan bahagian ini lebih mudah untuk dihadam. Matlamat saya adalah untuk memberi anda gambaran umum tentang cara ia berfungsi, bukan untuk melatih anda tentang konfigurasi QoS.

QoS berfungsi dengan mengenal pasti trafik yang lebih "penting" dan dengan mengutamakan trafik tersebut di seluruh rangkaian. Tiada "peraturan emas" tentang trafik yang lebih penting daripada yang lain. Jelas sekali, sesetengah trafik–seperti suara atau video penstriman–biasanya akan dianggap penting semata-mata kerana ia tidak akan berfungsi dengan betul apabila mengalami kemerosotan prestasi. Sesetengah trafik–seperti penyemakan imbas web dalam banyak organisasi–dianggap tidak penting dan oleh itu tidak akan diutamakan.

Terdapat dua komponen untuk QoS. Pertama, lalu lintas mesti dikelaskan dan ditanda. Walaupun terdapat beberapa cara trafik boleh ditanda, Perkhidmatan Dibezakan dalam yang paling lazim hari ini. Ini adalah yang kami akan perincikan dalam masa yang singkat. Komponen kedua ialah baris gilir yang akan memastikan bahawa data keutamaan akan dihantar dengan kelewatan sesedikit mungkin. Beratur dilakukan pada peranti rangkaian mengikut tanda Perkhidmatan Dibezakan.

Perkhidmatan Dibezakan, atau DiffServ, menggunakan kod enam bit dalam pengepala setiap dibungkus untuk menandakan adalah mengikut beberapa kelas keutamaan yang semakin meningkat. Penandaan ini dirujuk sebagai Titik Kod Perkhidmatan Pembezaan, atau DSCP. Nilai DSCP biasa berjulat dari 0, trafik paling kurang penting hingga 48, yang paling penting.

Pengelasan Dan Penandaan

Untuk trafik rangkaian dikendalikan dengan betul mengikut keutamaannya, ia mesti dikelaskan dan ditanda dengan sewajarnya. Penandaan boleh dilakukan terus di sumber. Sebagai contoh, adalah perkara biasa bagi set telefon IP untuk menandakan trafik mereka sebagai DSCP 46, nilai keutamaan tinggi. Untuk trafik yang tidak ditandakan pada sumber, perkara menjadi lebih rumit.

Trafik tidak bertanda sebenarnya tidak wujud dengan DiffServ. Secara lalai, semua trafik ditandakan DSCP 0, keutamaan terendah. Terpulang kepada peranti rangkaian pertama yang mengendalikan lalu lintas–biasanya suis–untuk menandakannya. Bagaimana ia dilakukan? Kebanyakannya melalui ACL.

ACL, atau Senarai Kawalan Akses, ialah ciri kebanyakan peralatan rangkaian yang boleh digunakan untuk mengenal pasti trafik. Seperti namanya, mereka pada asalnya digunakan sebagai cara mengawal akses. ACL mengenal pasti trafik berdasarkan beberapa kriteria. Antaranya, yang lebih biasa ialah alamat IP sumber dan destinasi serta nombor port sumber dan destinasi. Sepanjang tahun, ACL telah menjadi lebih dan lebih halus dan kini boleh digunakan untuk memilih trafik yang sangat khusus dengan tepat.

Dalam kes ACL yang digunakan untuk memasukkan penandaan QoS, peraturan bukan sahaja menentukan cara untuk mengecam trafik tetapi juga nilai DSCP untuk menandainya.

Beratur

Now that traffic is marked, all that left is to prioritize it according to its marking. This is normally accomplished by using multiple queues with increasing priority. Although DSCP values are 6-bit wide and can, therefore, range from 0 to 63, networking equipment rarely uses that many queues. It is typical for most networking equipment to use from three to seven queues with five being the most common number. With five queues and over 60 markings, you’ve certainly figured that more than one DSCP value goes in each queue.

The lowest priority queue, which is often called the best-effort or BE queue will be the one that gets the least attention from the routing engine. Conversely, the highest priority queue, which we often call real-time or RT will get the most attention. This ensures that “important” traffic will be routed or switched in priority. Of course, this also means that best-effort might be seriously delayed and perhaps even never delivered. This is something to keep in mind when classifying and marking best-effort traffic

Consequences Of Not Using QoS

The consequences of not using QoS vary widely. For instance, if your network carries no highly sensitive traffic such as IP telephony or streaming video, not using QoS might make no difference. This is especially true when your current traffic levels are low. In fact, in a situation of low traffic, QoS brings almost no benefit. If we go back to our highway analogy. If the ambulance is alone on a 5-lane highway, it won’t need to be prioritized.

But in situations where your network suffers from any–or many–issues such as overutilization and congestion, then the absence of QoS will lead to all sorts of problems. For traffic that requires real-time or near-real-time transmission–such as IP telephony, it could, for example, be the cause of garbled, chopped, or unintelligible Audio. Video streaming would also be affected, resulting in excessive buffering during playback.

But even other services could suffer from the absence of QoS. Imagine that a corporate network user is trying to access an important web-based accounting system while at the same time, hundreds of users are on their lunch break, heavily browsing the Internet. This could render the accounting application unusable unless its traffic is correctly prioritized using QoS.

QoS Won’t Fix Everything

But as good as it is, implementing QoS is not the solution to every problem. Network administrators tend to think that implementing QoS will relieve them of the need to add bandwidth. While it is true that implementing QoS will cause an immediate and very apparent improvement of the operation of high-priority traffic. It will also degrade lower priority one.

QoS will take care of temporary network congestion and it will ensure that business-critical services continue to operate correctly while there is congestion but it won’t stop it. You still need to monitor network usage and have a capacity planning program in place.

Conclusion

QoS harus menjadi sebahagian daripada strategi rangkaian mana-mana organisasi tetapi ia bukan satu-satunya item. Tetapi lebih daripada segala-galanya, penjagaan yang melampau harus diterapkan dalam merancang dan menyediakan QoS. Walaupun ia boleh melakukan keajaiban kecil apabila digunakan dengan betul, ia boleh memburukkan keadaan bagi pengguna tertentu. Dan sebelum anda melaksanakan QoS, alat pemantauan juga harus disediakan untuk menilai keadaan. Alat yang sama akan memberikan yang tidak ternilai selepas pelaksanaan juga.