QoS Ý nghĩa trong mạng: Qos là gì? (Hướng dẫn)

Chất lượng dịch vụ, hay QoS, là một chủ đề phức tạp. Nhưng việc sử dụng nó rất phổ biến ngày nay mà mọi quản trị viên mạng đều nên biết về nó. QoS trở nên phổ biến khi ngày càng có nhiều mạng bắt đầu truyền tải dữ liệu cần được ưu tiên trong khi việc sử dụng mạng giải trí ngày càng trở nên phổ biến hơn.

Mục đích của chúng tôi không phải là làm cho bạn trở thành chuyên gia QoS mà thay vào đó, chúng tôi muốn làm sáng tỏ chủ đề này theo cách phi kỹ thuật nhất có thể.

Nói một cách đơn giản, mục tiêu của chúng tôi là trả lời câu hỏi sau: Ý nghĩa QoS trong mạng là gì và nó tốt cho điều gì?

Đây không phải là một khóa học về lý thuyết và thực hiện QoS. Chúng tôi sẽ không hiển thị cho bạn một lệnh chuyển đổi hoặc bộ định tuyến. Mục tiêu của chúng tôi là cho phép bạn nắm bắt được bản chất của QoS một cách đơn giản.

Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách làm rõ QoS là gì – và không. Sau đó, chúng ta sẽ tạm dừng một thời gian ngắn để thảo luận về một số công cụ từ SolarWinds mà bạn có thể muốn thử. Sau đó, chúng ta sẽ thảo luận về các yếu tố khác nhau có thể ảnh hưởng đến hiệu suất mạng. Điều này sẽ đưa chúng ta đến cốt lõi của vấn đề: cách QoS hoạt động. Như bạn sẽ thấy, nó đơn giản hơn nhiều so với vẻ ngoài của nó. Và trước khi kết luận, chúng ta sẽ thảo luận điều gì sẽ xảy ra khi bạn không sử dụng QoS và những gì QoS không thể giúp bạn.

QoS là gì?

Khi việc sử dụng mạng ngày càng tăng, bao gồm ngày càng nhiều lưu lượng truy cập thuộc các loại khác nhau và khi tình trạng tắc nghẽn mạng ngày càng trở nên thường xuyên và quan trọng hơn, các kỹ sư sớm nhận ra rằng họ cần một cách để tổ chức và ưu tiên lưu lượng truy cập. QoS không phải là một thứ mà là sự kết hợp của các tính năng và công nghệ làm việc cùng nhau để đạt được điều đó.

Trải qua rất nhiều thử nghiệm và sai sót, giờ đây chúng tôi có một hệ thống QoS tương đối phổ biến có thể được sử dụng để đảm bảo một cách đáng tin cậy rằng lưu lượng truy cập quan trọng nhận được sự chú ý mà nó cần.

Một khía cạnh quan trọng của QoS là nó phải được thực hiện từ đầu đến cuối để có thể sử dụng được. QoS được thiết lập trên các thiết bị - chẳng hạn như bộ chuyển mạch và bộ định tuyến - xử lý lưu lượng. Bất kỳ thiết bị nào như vậy trong đường dẫn dữ liệu phải có cấu hình QoS chính xác, nếu không những thứ khác nó sẽ không có tác dụng như mong đợi.

Ngoài ra, mỗi thiết bị phải có cấu hình QoS tương thích với các thiết bị khác. QoS sử dụng các đánh dấu ưu tiên để thực hiện phép thuật của nó. Bạn có thể dễ dàng hình dung điều gì sẽ xảy ra nếu một thiết bị coi con số có mức độ ưu tiên cao hơn là quan trọng hơn trong khi thiết bị khác làm ngược lại.

Ý nghĩa QoS trong mạng

Chúng tôi thường so sánh mạng với lưu lượng xe cộ trong đó đường cao tốc đại diện cho liên kết mạng và phương tiện đại diện cho gói dữ liệu. Đó là một sự tương tự khá tốt vì có nhiều điểm tương đồng giữa hai loại lưu lượng truy cập. Có lẽ nhiều hơn là có sự khác biệt. Chúng tôi sẽ sử dụng tương tự đó để cố gắng giải thích cụ thể QoS là gì.

Vì vậy, chúng ta hãy tưởng tượng một đường cao tốc bận rộn. Đó là giờ cao điểm chiều thứ sáu và có rất nhiều ô tô và xe tải. Giao thông hiện đang di chuyển khá chậm nhưng để mọi thứ trở nên tồi tệ hơn, chúng tôi đang tiến đến một giao lộ và ở phía bên kia của giao lộ đó, có một số công việc làm đường đang diễn ra, không thể làm gì ngoài việc thêm vào vấn đề. Hầu hết các bạn đều có nhiều khả năng rơi vào tình huống như vậy.

Để cố gắng giúp giao thông di chuyển tốt hơn một chút, có một cảnh sát giao thông ở giao lộ sắp tới. Anh ấy cố gắng hết sức để cố gắng mang lại cho mỗi người và mọi người lái xe phần công bằng của mình trên con đường. Nhưng ngay cả khi có sự trợ giúp của anh ấy, mọi thứ vẫn không di chuyển nhiều và dù muốn hay không, bạn vẫn đang bị kẹt xe.

Sau đó, ở phía xa, bạn nghe thấy tiếng còi xe cứu thương từ phía sau bạn. Đây là lúc cảnh sát giao thông ở ngã tư chuyển sang số cao.

Nhận thức được rằng xe cấp cứu thực sự cần phải đi qua, anh ta đảm bảo cho xe cứu thương đi qua và dừng xe ngược chiều, đảm bảo rằng xe có thể tiếp tục lộ trình với thời gian chậm trễ nhất có thể. Trong khi đó, những người đi xe máy khác phải đợi đến lượt mình mới có thể đi tiếp khi xe ưu tiên đã chạy qua.

SolarWinds QoS: Các công cụ tốt nhất!

Trước khi chúng ta đi xa hơn, tôi muốn thảo luận về một vài công cụ từ SolarWinds. Mặc dù chúng không liên quan trực tiếp đến QoS, nhưng cả hai đều rất hữu ích trong việc xác định vị trí có tắc nghẽn trong mạng của bạn và nguyên nhân gây ra chúng.

Họ sẽ giúp bạn đánh giá tình hình hiện tại, đây là bước đầu tiên trong việc khắc phục các vấn đề nói chung và thực hiện QoS.

1. Giám sát Hiệu suất Mạng ( Dùng thử MIỄN PHÍ )

Sản phẩm chủ lực của SolarWinds, Network Performance Monitor có thể là một trong những công cụ giám sát băng thông SNMP tốt nhất. Đây là một công cụ sẽ sử dụng Giao thức quản lý mạng đơn giản để vẽ biểu đồ sự phát triển của việc sử dụng băng thông mạch mạng theo thời gian. Bảng điều khiển, chế độ xem và biểu đồ của phần mềm hoàn toàn có thể tùy chỉnh. Công cụ có thể ��ược thiết lập với những nỗ lực tối thiểu và có thể bắt đầu giám sát gần như ngay lập tức sau khi cài đặt. NPM có thể mở rộng quy mô từ các mạng nhỏ nhất đến các mạng lớn với hàng trăm thiết bị trải dài trên nhiều địa điểm.

• DÙNG THỬ MIỄN PHÍ: Màn hình hiệu suất mạng SolarWinds
• Tải xuống chính thức: https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/

Bộ giám sát hiệu suất mạng SolarWinds sử dụng SNMP để thăm dò ý kiến ​​các thiết bị trong khoảng thời gian đều đặn – thường là năm phút – và đọc bộ đếm giao diện của chúng.

Sau đó, nó tính toán việc sử dụng băng thông, lưu trữ nó trong cơ sở dữ liệu để tham khảo trong tương lai và hiển thị các biểu đồ thể hiện sự phát triển của việc sử dụng băng thông theo thời gian. NPM là một công cụ khổng lồ với một số tính năng bổ sung. Ví dụ, nó có thể xây dựng bản đồ mạng và hiển thị đường dẫn quan trọng giữa hai thiết bị.

Giá cho Màn hình hiệu suất mạng bắt đầu vào khoảng $ 3.000. Có sẵn bản dùng thử MIỄN PHÍ 30 ngày nếu bạn muốn dùng thử sản phẩm trước khi mua.

2. Trình phân tích lưu lượng truy cập NetFlow ( Dùng thử MIỄN PHÍ )

Các SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer cung cấp cho các quản trị viên một cái nhìn chi tiết hơn về lưu lượng mạng. Nó không chỉ hiển thị việc sử dụng băng thông tính bằng bit trên giây.

• DÙNG THỬ MIỄN PHÍ: Bộ phân tích lưu lượng truy cập Netflow của SolarWinds
• Tải xuống chính thức: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/

Công cụ cung cấp thông tin chi tiết về lưu lượng quan sát được. Nó sẽ cho bạn biết loại lưu lượng phổ biến hơn hoặc người dùng nào đang sử dụng nhiều băng thông hơn. Nó cũng sẽ cung cấp thông tin vô giá về các loại lưu lượng truy cập khác nhau - chẳng hạn như duyệt web, ứng dụng kinh doanh, điện thoại hoặc video trực tuyến - được thực hiện trên mạng của bạn.

Các NetFlow Traffic Analyzer sử dụng giao thức NetFlow để thu thập thông tin sử dụng chi tiết từ các thiết bị mạng của bạn. Giao thức NetFlow được tích hợp sẵn trong nhiều thiết bị mạng từ các nhà cung cấp khác nhau. Khi được định cấu hình, các thiết bị mạng sẽ gửi thông tin chi tiết về từng “cuộc trò chuyện” hoặc luồng mạng tới bộ thu thập và phân tích NetFlow. SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer là một trong những bộ thu thập và phân tích như vậy.

Nếu bạn muốn dùng thử sản phẩm trước khi cam kết mua nó, bạn có thể tải xuống bản dùng thử 30 ngày miễn phí từ SolarWinds. Đây là phiên bản đầy đủ tính năng không giới hạn thời gian.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất mạng

Trong một mạng điển hình, việc phân phối dữ liệu có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố. Chúng tôi đã biên soạn danh sách các yếu tố chính có thể ảnh hưởng đến hiệu suất mạng.

Thông lượng thấp

Điều này liên quan đến dung lượng của một liên kết mạng. Một số có thể xử lý nhiều lưu lượng truy cập hơn những người khác. Nó thường được đo bằng Bits – hoặc thường là kilo hoặc megabit – trên giây. Nếu bạn vượt quá khả năng của liên kết, tắc nghẽn sẽ xảy ra và hiệu suất sẽ bị giảm sút.

Gói bị rơi

Các gói tin có thể bị rơi bởi các thiết bị mạng vì một số lý do. Có lẽ chúng đã bị hỏng trong quá trình chuyển tiếp và không thể được nhận dạng nữa. Nhưng các gói thông thường hơn sẽ bị rơi khi chúng đến một thiết bị có bộ đệm đã đầy. Ứng dụng nhận thường sẽ nhận ra rằng một số dữ liệu bị thiếu và yêu cầu truyền lại dữ liệu đó, điều này sẽ gây ra thêm sự chậm trễ và giảm hiệu suất.

Lỗi

Tiếng ồn và sự can thiệp có thể làm hỏng dữ liệu. Điều này đặc biệt đúng trong truyền thông không dây và qua dây đồng dài. Khi lỗi được phát hiện, ứng dụng nhận sẽ yêu cầu truyền lại dữ liệu bị thiếu, một lần nữa làm giảm hiệu suất.

Độ trễ

Độ trễ liên quan đến việc thiết bị mạng xếp hàng đợi dữ liệu trước khi gửi đi. Nó cũng có thể xảy ra khi các tuyến đường dài hơn được sử dụng để tránh tắc nghẽn. Nó không nên bị nhầm lẫn với thông lượng. Với độ trễ, độ trễ có thể tăng lên theo thời gian, ngay cả khi thông lượng đủ.

Bồn chồn

Jitter được định nghĩa là một biến thể về độ trễ cần thiết để mỗi gói dữ liệu đến đích của nó. Nó xảy ra vì nhiều lý do. Ví dụ, hai gói tin có thể có các tuyến đường khác nhau. Hậu quả là, khi jitter tăng quá cao, các gói có thể đến không theo trình tự tại đích của chúng. Nếu các gói là một phần của tài liệu Word, chúng sẽ được sắp xếp lại một cách chính xác và không ai bị ảnh hưởng nhưng nếu chúng ta đang nói về dữ liệu thoại hoặc video trực tuyến, nó có thể gây ra tất cả các loại vấn đề.

Như chúng ta vừa thấy, một số loại lưu lượng truy cập - chẳng hạn như thoại hoặc video phát trực tuyến - sẽ bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi các vấn đề về hiệu suất. Đây là lý do tại sao lưu lượng truy cập khác nhau cần xử lý khác nhau và tại sao QoS tồn tại.

Cách thức hoạt động của QoS

Trước khi chúng ta bắt đầu, tôi muốn nêu một vài điều. Đầu tiên, tôi không phải là một kỹ sư mạng. Thứ hai, mục tiêu của lời giải thích này không phải là chính xác tuyệt đối. Tôi đang cố tình đơn giản hóa mọi thứ và thậm chí có thể xoay chuyển thực tế ở một mức độ nhất định để làm cho phần này dễ hiểu hơn. Mục tiêu của tôi là cung cấp cho bạn một ý tưởng chung về cách nó hoạt động, không phải để đào tạo bạn về cấu hình QoS.

QoS hoạt động bằng cách xác định lưu lượng nào là “quan trọng” hơn và bằng cách ưu tiên lưu lượng đó trên toàn mạng. Không có "quy tắc vàng" nào về lưu lượng truy cập quan trọng hơn lưu lượng truy cập nào. Rõ ràng, một số lưu lượng truy cập - chẳng hạn như thoại hoặc video trực tuyến - thường sẽ được coi là quan trọng đơn giản vì nó sẽ không hoạt động bình thường khi bị suy giảm hiệu suất. Một số lưu lượng truy cập — chẳng hạn như duyệt web trong nhiều tổ chức — được coi là không quan trọng và do đó sẽ không được ưu tiên.

Có hai thành phần đối với QoS. Đầu tiên, lưu lượng truy cập phải được phân loại và đánh dấu. Mặc dù có một số cách lưu lượng truy cập có thể được đánh dấu, Dịch vụ khác biệt đang thịnh hành nhất hiện nay. Đây là một trong những chúng tôi sẽ chi tiết trong một thời gian ngắn. Thành phần thứ hai là hàng đợi sẽ đảm bảo rằng dữ liệu ưu tiên sẽ được truyền với độ trễ ít nhất có thể. Việc xếp hàng được thực hiện tại các thiết bị mạng theo đánh dấu Dịch vụ khác biệt.

Dịch vụ khác biệt, hoặc DiffServ, sử dụng mã sáu bit trong tiêu đề của mỗi gói được đóng gói để đánh dấu theo một số lớp có mức độ ưu tiên tăng dần. Dấu hiệu này được gọi là Điểm Mã Dịch vụ Phân biệt, hoặc DSCP. Các giá trị DSCP điển hình nằm trong khoảng từ 0, lưu lượng ít quan trọng nhất đến 48, giá trị quan trọng nhất.

Phân loại và đánh dấu

Để lưu lượng mạng được xử lý chính xác theo mức độ ưu tiên của nó, trước tiên nó phải được phân loại và đánh dấu thích hợp. Việc đánh dấu có thể được thực hiện ngay tại nguồn. Ví dụ, không có gì lạ khi các bộ điện thoại IP đánh dấu lưu lượng của chúng là DSCP 46, một giá trị ưu tiên cao. Đối với lưu lượng truy cập không được đánh dấu tại nguồn, mọi thứ phức tạp hơn một chút.

Lưu lượng truy cập không được đánh dấu thực sự không tồn tại với DiffServ. Theo mặc định, tất cả lưu lượng được đánh dấu DSCP 0, mức ưu tiên thấp nhất. Tùy thuộc vào thiết bị mạng đầu tiên xử lý lưu lượng - thường là một bộ chuyển mạch - để đánh dấu nó. Nó được thực hiện như thế nào? Chủ yếu là thông qua ACL.

ACL, hoặc Danh sách kiểm soát truy cập, là một tính năng của hầu hết các thiết bị mạng có thể được sử dụng để xác định lưu lượng truy cập. Như tên của chúng, chúng ban đầu được sử dụng như một phương tiện kiểm soát truy cập. ACL xác định lưu lượng truy cập dựa trên một số tiêu chí. Trong số đó, phổ biến hơn là địa chỉ IP nguồn và đích và số cổng nguồn và cổng đích. Trong suốt những năm qua, ACL ngày càng trở nên hoàn thiện hơn và giờ đây có thể được sử dụng để chọn chính xác một lưu lượng truy cập rất cụ thể.

Trong trường hợp ACL được sử dụng để chèn đánh dấu QoS, các quy tắc không chỉ chỉ định cách nhận ra lưu lượng mà còn xác định giá trị DSCP để đánh dấu nó.

Xếp hàng

Bây giờ lưu lượng truy cập đã được đánh dấu, tất cả những gì còn lại là ưu tiên nó theo cách đánh dấu của nó. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng nhiều hàng đợi với mức độ ưu tiên tăng dần. Mặc dù các giá trị DSCP rộng 6 bit và do đó có thể nằm trong khoảng từ 0 đến 63, thiết bị mạng hiếm khi sử dụng nhiều hàng đợi như vậy. Thông thường cho hầu hết các thiết bị mạng sử dụng từ ba đến bảy hàng đợi với năm là con số phổ biến nhất. Với năm hàng đợi và hơn 60 điểm đánh dấu, chắc chắn bạn đã nhận ra rằng có hơn một giá trị DSCP đi trong mỗi hàng đợi.

Hàng đợi có mức độ ưu tiên thấp nhất, thường được gọi là hàng nỗ lực tốt nhất hoặc hàng đợi BE sẽ là hàng ít được bộ máy định tuyến chú ý nhất. Ngược lại, hàng đợi có mức độ ưu tiên cao nhất, mà chúng ta thường gọi là thời gian thực hoặc RT sẽ được chú ý nhiều nhất. Điều này đảm bảo rằng lưu lượng truy cập "quan trọng" sẽ được định tuyến hoặc chuyển sang mức độ ưu tiên. Tất nhiên, điều này cũng có nghĩa là nỗ lực cao nhất có thể bị trì hoãn nghiêm trọng và thậm chí có thể không bao giờ được thực hiện. Đây là điều cần lưu ý khi phân loại và đánh dấu lưu lượng truy cập nỗ lực nhất

Hậu quả của việc không sử dụng QoS

Hậu quả của việc không sử dụng QoS rất khác nhau. Ví dụ: nếu mạng của bạn không có lưu lượng truy cập có độ nhạy cao như điện thoại IP hoặc video trực tuyến, việc không sử dụng QoS có thể không tạo ra sự khác biệt. Điều này đặc biệt đúng khi mức lưu lượng truy cập hiện tại của bạn thấp. Trên thực tế, trong tình hình lượng truy cập thấp, QoS hầu như không mang lại lợi ích gì. Nếu chúng ta quay trở lại sự tương tự về đường cao tốc của chúng ta. Nếu xe cấp cứu đi một mình trên đường cao tốc 5 làn xe thì sẽ không cần ưu tiên.

Nhưng trong các tình huống mà mạng của bạn gặp phải bất kỳ - hoặc nhiều vấn đề như sử dụng quá mức và tắc nghẽn, thì việc không có QoS sẽ dẫn đến tất cả các loại vấn đề. Đối với lưu lượng truy cập yêu cầu truyền thời gian thực hoặc gần thời gian thực - chẳng hạn như điện thoại IP, chẳng hạn, nó có thể là nguyên nhân gây ra Âm thanh bị cắt xén, cắt nhỏ hoặc không thể hiểu được. Việc phát trực tuyến video cũng sẽ bị ảnh hưởng, dẫn đến quá nhiều bộ đệm trong khi phát lại.

Nhưng ngay cả các dịch vụ khác cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự vắng mặt của QoS. Hãy tưởng tượng rằng một người dùng mạng công ty đang cố gắng truy cập vào một hệ thống kế toán dựa trên web quan trọng trong khi cùng lúc đó, hàng trăm người dùng đang nghỉ trưa, duyệt Internet rất nhiều. Điều này có thể làm cho ứng dụng kế toán không sử dụng được trừ khi lưu lượng truy cập của nó được ưu tiên chính xác bằng cách sử dụng QoS.

QoS sẽ không sửa chữa mọi thứ

Nhưng tốt nhất là việc thực hiện QoS không phải là giải pháp cho mọi vấn đề. Các nhà quản trị mạng có xu hướng nghĩ rằng việc triển khai QoS sẽ giúp họ giảm bớt nhu cầu thêm băng thông. Mặc dù đúng là việc triển khai QoS sẽ giúp cải thiện ngay lập tức và rất rõ ràng hoạt động của lưu lượng có mức độ ưu tiên cao. Nó cũng sẽ làm giảm mức độ ưu tiên thấp hơn.

QoS sẽ xử lý tình trạng tắc nghẽn mạng tạm thời và nó sẽ đảm bảo rằng các dịch vụ quan trọng của doanh nghiệp tiếp tục hoạt động chính xác trong khi có tắc nghẽn nhưng nó sẽ không ngăn chặn nó. Bạn vẫn cần theo dõi việc sử dụng mạng và có chương trình lập kế hoạch dung lượng.

Sự kết luận

QoS nên là một phần của chiến lược mạng của bất kỳ tổ chức nào nhưng nó không nên là mục duy nhất. Nhưng hơn bất cứ điều gì, cần hết sức thận trọng trong việc lập kế hoạch và thiết lập QoS. Mặc dù nó có thể làm nên những điều kỳ diệu nhỏ khi được áp dụng đúng cách, nhưng nó có thể khiến tình hình trở nên tồi tệ hơn nhiều đối với một số người dùng nhất định. Và trước khi bạn thực hiện QoS, các công cụ giám sát cũng nên được đưa ra để đánh giá tình hình. Những công cụ tương tự cũng sẽ cung cấp vô giá sau khi thực hiện.