5 лучших инструментов для тестирования и измерения QoS

Качество обслуживания или QoS - важная особенность современных сетей. Технология позволяет по-разному обрабатывать разные типы трафика, тем самым гарантируя, что «важный» трафик всегда имеет приоритет над менее важным. Хотя это упрощенное объяснение может показаться простым, на самом деле оно довольно сложное, и, как только вы его разместите, вы захотите найти способы проверить, работает ли оно.

Есть, конечно, очевидное. Если ваш важный трафик работает хорошо даже во время интенсивного использования сети, скорее всего, QoS выполняет свою работу. Но чтобы получить четкое представление о том, как все работает, нужны инструменты для тестирования и измерения QoS. И они тоже тема сегодняшнего поста.

Сегодня мы сначала обсудим QoS, объясним, что это такое и, что более важно, как это работает . Узнаем о классификации и маркировке, а также об очередях. Далее мы обсудим последствия отказа от использования QoS и поговорим об ограничениях этой мощной технологии, потому что, как и все остальное, она несовершенна. Это приведет нас к самой важной части этого поста, нашим обзорам некоторых из лучших инструментов для тестирования и измерения QoS. Мы рассмотрим наиболее интересные особенности нескольких инструментов, которые мы сочли наиболее интересными.

Итак, что же такое QoS?

Поскольку типичное использование сети с годами росло, включая все больше и больше трафика различных типов, а перегрузка сети становилась все более частой и важной, инженеры вскоре поняли, что им нужен способ организации и определения приоритетов трафика. В конце концов, перегрузка сети не так уж и плоха, если вы все еще можете гарантировать, что важный трафик может пройти. В этом суть качества обслуживания (QoS). QoS - это не что-то одно, это сочетание функций и технологий, которые работают вместе для достижения цели правильного определения приоритетов и маршрутизации сетевого трафика. Благодаря множеству проб и ошибок, сегодня у нас есть относительно универсальная система QoS, которую можно использовать для надежной гарантии того, что важному трафику будет уделяться необходимое внимание.

Важным аспектом QoS является то, что оно должно быть реализовано от начала до конца, чтобы быть полезным. QoS настраивается на устройствах, таких как коммутаторы и маршрутизаторы, которые обрабатывают трафик. Любое такое устройство на пути к данным должно иметь правильную конфигурацию QoS, иначе это не будет иметь ожидаемого эффекта. Кроме того, каждое устройство должно иметь конфигурацию QoS, совместимую с другими. QoS использует маркировку приоритета, чтобы творить чудеса. Вы можете легко представить, что произошло бы, если бы одно устройство считало более важным номер с более высоким приоритетом, а другое - наоборот.

ТАКЖЕ ПРОЧИТАЙТЕ: 9 лучших программ для отображения сетевых диаграмм и топологии

Как работает QoS

Прежде чем мы начнем, я хотел бы сказать несколько вещей. Во-первых, я не сетевой инженер. Во-вторых, цель этого объяснения не быть абсолютно точной. Я сознательно упрощаю вещи и даже, возможно, до некоторой степени искажаю реальность, чтобы облегчить понимание этого раздела. Моя цель - дать вам общее представление о том, как это работает, а не обучать вас настройке QoS.

QoS работает, определяя, какой трафик более «важный», и устанавливая приоритеты для этого трафика во всей сети. Не существует «золотого правила» относительно того, какой трафик важнее других. Очевидно, что некоторый трафик, такой как голос или потоковое видео, обычно считается важным просто потому, что он не будет работать должным образом из-за снижения производительности . Некоторый трафик - например, просмотр веб-страниц во многих организациях - считается неважным и поэтому не будет иметь приоритета.

QoS состоит из двух компонентов. Во-первых, трафик необходимо классифицировать и пометить. Несмотря на то, что существует несколько способов маркировки трафика, сегодня наиболее распространены дифференцированные услуги. Это то, о чем мы поговорим чуть позже. Второй компонент - это организация очереди, которая гарантирует, что приоритетные данные будут передаваться с минимально возможными задержками. Очередь выполняется на сетевых устройствах в соответствии с маркировкой Differentiated Services.

Differentiated Services, или DiffServ, используют шестибитовый код в заголовке каждого упакованного для маркировки в соответствии с несколькими классами возрастающего приоритета. Эта маркировка называется точкой кода дифференцирования услуг или DSCP. Типичные значения DSCP варьируются от 0 (наименее важный трафик) до 48 (наиболее важный).

Классификация и маркировка

Чтобы сетевой трафик правильно обрабатывался в соответствии с его приоритетом, он должен быть сначала классифицирован и отмечен соответствующим образом. Маркировку можно сделать прямо у источника. Например, IP-телефонные аппараты нередко маркируют свой трафик как DSCP 46, значение высокого приоритета. С трафиком, не отмеченным у источника, дела обстоят немного сложнее.

Немаркированный трафик фактически не существует с DiffServ. По умолчанию весь трафик помечается как DSCP 0, самый низкий приоритет. Это должно пометить первое сетевое устройство, обрабатывающее трафик, обычно коммутатор. Как это делается? В основном через ACL.

ACL или списки управления доступом - это функция большинства сетевого оборудования, которая может использоваться для идентификации трафика. Как следует из их названия, они изначально использовались как средство контроля доступа. ACL идентифицируют трафик на основе нескольких критериев. Среди них наиболее распространены IP-адрес источника и назначения, а также номер порта источника и назначения. С годами списки ACL становились все более и более точными, и теперь их можно использовать для точного выбора очень определенного трафика.

В случае ACL, используемых для вставки маркировки QoS, правила не только определяют, как распознавать трафик, но и какое значение DSCP его маркировать.

Очередь

Теперь, когда трафик отмечен, остается только определить его приоритет в соответствии с его маркировкой. Обычно это достигается за счет использования нескольких очередей с возрастающим приоритетом. Хотя значения DSCP имеют ширину 6 бит и, следовательно, могут находиться в диапазоне от 0 до 63, сетевое оборудование редко использует такое количество очередей. Для большинства сетевого оборудования типично использовать от трех до семи очередей, из которых пять - наиболее распространенное число. Имея пять очередей и более 60 маркировок, вы наверняка догадались, что в каждую очередь входит более одного значения DSCP.

Очередь с самым низким приоритетом, которую часто называют очередью максимального усилия или BE, будет той, которая получает меньше всего внимания со стороны механизма маршрутизации. И наоборот, наибольшее внимание будет уделяться очереди с наивысшим приоритетом, которую мы часто называем в режиме реального времени или RT. Это гарантирует, что «важный» трафик будет маршрутизироваться или коммутироваться с приоритетом. Конечно, это также означает, что трафик «максимальных усилий» может быть серьезно задержан и, возможно, даже не доставлен. Об этом следует помнить при классификации и маркировке трафика с максимальной эффективностью.

ЧТЕНИЕ ПО ТЕМЕ: Лучшие инструменты обнаружения вторжений

Является ли QoS обязательным?

Последствия неиспользования QoS сильно различаются. Например, если в вашей сети нет высокочувствительного трафика, такого как передача голоса по IP (VoIP) или потокового видео, отказ от использования QoS может не иметь никакого значения. Это особенно верно, когда ваш текущий уровень трафика низкий. Фактически, в ситуации с низким трафиком QoS почти не приносит пользы.

Но в ситуациях, когда ваша сеть страдает от каких-либо (или многих) проблем, таких как чрезмерное использование и перегрузка, отсутствие QoS приведет ко всевозможным проблемам. Для трафика, который требует передачи в реальном или близком к реальному времени, такого как передача голоса по IP, он может, например, быть причиной искаженного, прерывистого или неразборчивого звука. Потоковое видео также будет затронуто, что приведет к чрезмерной буферизации или пикселизации во время воспроизведения.

Но даже другие сервисы могут пострадать от отсутствия QoS. Представьте себе, что пользователь корпоративной сети пытается получить доступ к важной сетевой системе бухгалтерского учета, в то время как в то же время сотни пользователей находятся на обеденном перерыве, активно просматривая Интернет. Это может сделать приложение бухгалтерского учета непригодным для использования, если его трафик не будет правильно приоритизирован с помощью QoS.

QoS имеет ограничения

Но как бы хорошо это ни было, внедрение QoS - это не решение всех проблем. Сетевые администраторы склонны думать, что внедрение QoS избавит их от необходимости увеличивать полосу пропускания. Хотя верно, что реализация QoS вызовет немедленное и очень очевидное улучшение работы с высокоприоритетным трафиком. Это также ухудшит трафик с более низким приоритетом.

QoS позаботится о временной перегрузке сети и обеспечит правильную работу критически важных для бизнеса сервисов во время перегрузки, но не остановит ее. Вам по-прежнему необходимо отслеживать использование сети и иметь программу планирования емкости.

Лучшие инструменты для тестирования и измерения QoS

Мы видели, как QoS особенно полезно для трафика в реальном времени, такого как трафик VoIP или просмотр потоковой передачи. Поэтому неудивительно, что многие инструменты для тестирования и измерения QoS на самом деле являются инструментами тестирования VoIP. Инструменты, которые мы включили в наш список, имеют одну общую черту: они будут тщательно измерять производительность сетей при использовании QoS, и поэтому их можно использовать для проверки того, что ваша конфигурация QoS работает должным образом.

1. SolarWinds VoIP и менеджер качества сети (БЕСПЛАТНАЯ ПРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ)

Многие сетевые администраторы знакомы с SolarWinds , компанией, которая в течение последних 20 лет создавала одни из лучших инструментов сетевого администрирования. Например, его Network Performance Monitor представляет собой платформу мониторинга SNMP, которая неизменно входит в число лучших из доступных. Компания также известна своими бесплатными инструментами, каждый из которых был разработан для удовлетворения конкретных потребностей сетевых администраторов. Они включают в себя бесплатный TFTP S ERVER или Advanced S ubnet C alculator , например.

Для тестирования и измерения QoS вам понадобится SolarWinds VoIP и Network Quality Manager . Это специальный инструмент для мониторинга VoIP с множеством замечательных функций. Этот инструмент можно использовать для мониторинга показателей качества вызовов VoIP, включая джиттер, задержку, потерю пакетов и MOS. Его также можно использовать для устранения проблем, связанных с производительностью вызовов VoIP, путем сопоставления проблем вызова с производительностью глобальной сети. Система также предлагает мониторинг WAN в реальном времени с использованием технологии Cisco IP SLA. Его функция визуальной трассировки пути вызова VoIP позволяет вам видеть и точно определять проблемы вызова по всему сетевому пути.

• БЕСПЛАТНЫЙ ПРОБНЫЙ ПЕРИОД: SolarWinds VoIP и Network Quality Manager
• Официальная ссылка для скачивания: https://www.solarwinds.com/voip-network-quality-manager/registration

Настройка SolarWinds VoIP и Network Quality Manager проста и может быть выполнена всего несколькими щелчками мыши. Система автоматически обнаруживает сетевые устройства с поддержкой Cisco IP SLA и обычно развертывается менее чем за час. И как только он будет запущен и запущен, он обеспечит очень глубокое понимание вашей сетевой среды VoIP.

Этот инструмент обеспечивает мониторинг производительности глобальной сети между сайтами в режиме реального времени, а также имеет функции предупреждений, чтобы уведомить вас о любой ненормальной ситуации. Это может помочь гарантировать, что каналы глобальной сети работают должным образом, за счет использования показателей Cisco IP SLA, тестирования синтетического трафика, а также настраиваемых пороговых значений производительности и предупреждений. Он также имеет визуальную трассировку исправлений вызовов VoIP, бесценный инструмент для устранения неполадок.

SolarWinds VoIP и менеджер по качеству сети будут не только контролировать свои цепи WAN, он также может отображать показатели использования и производительность ваших шлюзов VoIP и PRI стволов. Это может помочь в планировании пропускной способности, позволяя измерять качество голоса перед развертыванием новых VoIP.

Стоимость SolarWinds VoIP и Network Quality Manager составляет от 1615 долларов США до 5 исходных IP-устройств SLA и 300 IP-телефонов. Также доступны другие уровни лицензирования, включая неограниченную лицензию на устройства. И, как и в случае с большинством инструментов SolarWinds, доступна бесплатная 30-дневная пробная версия, если вы захотите протестировать продукт перед тем, как совершить его покупку.

2. Сетевой монитор PRTG

PRTG Network Monitor от Paessler AG является хорошо известной системой мониторинга сети , которая делает гораздо больше , чем использование пропускной способности сети только монитор. Благодаря использованию датчиков, которые похожи на программные надстройки, PRTG может использоваться для мониторинга различных параметров сетей и систем. Инструмент может отслеживать любую систему, устройство, трафик и приложение в вашей ИТ-инфраструктуре. Два конкретных датчика особенно интересны в контексте сегодняшнего поста. Датчик QoS измеряет такие параметры, как потеря пакетов UDP, джиттер, задержка Ethernet и т. Д. А для устройств Cisco с поддержкой IP-SLA имеется датчик IP-SLA, который можно использовать для считывания аналогичных показателей с устройств Cisco. Оба метода показывают качество вашего VoIP-соединения и позволяютопределить приемлемый уровень задержки , джиттера и т. д. Каждый раз, когда пороговое значение превышено, вы можете получить уведомление и принять соответствующие меры для разрешения ситуации. Уведомления можно отправлять по электронной почте или SMS или отправлять на мобильное устройство с помощью бесплатного клиентского приложения, доступного для Android, iOS и Windows Phone.

Паесслер утверждает, что вы можете начать мониторинг с помощью PRTG в течение нескольких минут после начала установки. Система автообнаружения инструмента просканирует сегменты сети и автоматически распознает широкий спектр устройств и систем. Затем он создаст датчики из предопределенных шаблонов устройств. Затем необходимо будет установить определенные датчики, связанные с QoS, что сделает установку немного дольше, но это все еще один из самых быстрых инструментов для настройки.

PRTG Сетевой монитор доступен в свободной, полнофункциональной версии , которая ограничена до 100 датчиков, где любой контролируемых параметров счетчиков в качестве одного датчика. Например, мониторинг пропускной способности каждого порта 48-портового коммутатора будет засчитан как 48 датчиков. Чтобы контролировать более 100 датчиков, вам потребуется приобрести лицензию. Вы также будете использовать датчик для каждого экземпляра QoS, который вы хотите отслеживать. Цена увеличивается с увеличением количества датчиков и начинается с 1 600 долларов США за 500 датчиков до 14 500 долларов США за неограниченное количество датчиков. Доступна бесплатная 30-дневная пробная версия без ограничений на количество устройств.

3. ManageEngine OpManager

ManageEngine OpManager является еще один из самых известных мониторинга сетевых инструментов. Он будет отслеживать жизненно важные показатели ваших серверов (физических и виртуальных), а также сетевого оборудования и предупреждать вас, как только что-то выходит за рамки технических характеристик. Инструмент имеет интуитивно понятный пользовательский интерфейс, который позволит вам легко найти нужную информацию. В продукте также есть отличный механизм отчетов, а также несколько готовых, а также настраиваемых отчетов. Чтобы завершить пакет, функции оповещения этой системы также очень полны.

А когда дело доходит до мониторинга QoS, опция мониторинга VoIP в ManageEngine OpManager легко интегрируется с OpManager для упреждающего мониторинга и составления отчетов о способности вашей инфраструктуры обрабатывать вызовы VoIP. Инструмент использует Cisco IP SLA для постоянного мониторинга критических параметров качества обслуживания сетей VoIP. Контролируемые параметры VoIP включают потерю пакетов, задержку, дрожание, среднюю оценку мнения (MOS) и время приема-передачи (RTT).

Стоимость ManageEngine OpManager зависит от количества контролируемых устройств. Цены варьируются от 715 долларов за 25 устройств до 14 995 долларов за 1000 устройств. Опция мониторинга VoIP добавляет 125 долларов за устройство, которое этого требует. Как и в случае с большинством полнофункциональных коммерческих инструментов мониторинга, доступна бесплатная 30-дневная пробная версия.

4. VoIPmonitor

VoIPmonitor - это сниффер сетевых пакетов с открытым исходным кодом с коммерческим интерфейсом для мониторинга большинства протоколов VoIP. Инструмент, работающий в Linux, предназначен для анализа качества вызовов VoIP на основе сетевых параметров, таких как изменение задержки (джиттер) и потеря пакетов, в соответствии с E-моделью ITU-T G.107, которая прогнозирует качество с использованием шкалы MOS. . Информация о звонках вместе с соответствующей статистикой сохраняется в базе данных MySQL. При желании каждый вызов можно сохранить в файл pcap (формат захвата файлов, который можно открыть с помощью других инструментов анализа, таких как Wireshark) либо только с протоколом SIP, либо с протоколами SIP, RTP, RTCP, T.38 и udptl. VoIPmonitorможет также декодировать речь и воспроизводить ее через веб-интерфейс, а также сохранять ее на диск в виде файла .WAV. Он изначально поддерживает кодеки G.711 alaw и ulaw, а коммерческие плагины добавляют поддержку G.722, G.729a, G.723, iLBC, Speex, GSM, Silk, iSAC и OPUS. VoIPmonitor также может конвертировать T.38 FAX в PDF.

VoIPmonitor передний конец графического интерфейса пользователя доступен либо в виде локально размещенного сервера по ценам от $ 42 / месяц за 10 каналов до $ 917 / месяц для 6000 каналов или в виде облачной службы с ценами колеблется от $ 20 / месяц для 3 каналов до $ 200 / месяц на 200 каналов. Обе версии доступны в виде бесплатной и неограниченной 30-дневной пробной версии.

5. VQmon / EP

VQmon / EP отличается от других инструментов мониторинга QoS тем, что он интегрирован в ваши устройства. Он утверждает, что является наиболее широко используемой технологией для мониторинга качества и производительности вызовов VoIP в реальном времени. Система интегрирована в ряд IP-телефонов, продаваемых Avaya, Mitel, Polycom, Cisco и рядом других производителей. Он обеспечивает встроенную поддержку стандартных протоколов отчетов SIP QoE (RFC 6035) и RTCP XR (RFC 3611), что позволяет сетевым администраторам контролировать качество вызовов повсюду в своей сети без использования зондов.

VQmon / EP может обнаруживать события потери пакетов и сброса буфера дрожания. Он также может извлекать ключевую информацию из программного обеспечения DSP и производить оценки качества вызовов и диагностические данные в реальном времени. Этот инструмент генерирует оценки MOS качества прослушивания и разговора и R-факторы, а также широкий спектр диагностических данных. Кроме того, VQmon / EP поддерживает пороговые значения качества вызовов в реальном времени, поддерживая создание предупреждений или автоматическую настройку.