Что такое качество обслуживания? Как использовать QoS для повышения скорости Интернета, когда это необходимо срочно

TipsMake.com — В статье ниже мы познакомим вас и поможем вам узнать о концепции QoS — качества обслуживания на устройствах-маршрутизаторах.

Что такое качество обслуживания?

QoS (сокращение от «Качество обслуживания») — это способ управления уровнем приоритета трафика сетевой системы. Эта функция работает на всех уровнях системы, но в этом тесте мы сосредоточимся на устройствах-маршрутизаторах, используемых в домашних или личных моделях. Более конкретно, QoS будет четко показывать свой эффект в местах, где часто возникают узкие места (или более известные как узкие места), и в то же время решать, какая часть трафика более важна, чем остальная, на основе правил, которые пользователь наборы, связанные с IP-адресом, MAC-адресом, активными услугами.

Реальные примеры использования QoS

Чтобы немного лучше понять, давайте возьмем пример пробок на трассе в час пик. У всех водителей на дороге одна цель – добраться до конечного пункта назначения. И поэтому им приходится продолжать двигаться, хотя и черепашьими темпами.

Затем звук сирены скорой помощи предупредил их о транспортном средстве, которому срочно нужно было добраться до пункта назначения и который должен был их опередить. Поэтому водители отходят от места – которое теперь становится “приоритетной дорогой” машины скорой помощи – и пропускают ее.

Аналогичным образом, когда сеть передает данные, она также имеет настройку, в которой некоторые типы данных обрабатываются лучше, чем все остальные. Пакеты критически важных данных должны достигать места назначения гораздо быстрее, чем остальные, поскольку они чувствительны ко времени и срок их действия истечет, если они не прибудут вовремя.

Почему качество обслуживания важно?

Раньше информационные сети и бизнес-сети были отдельными объектами. Телефонные звонки и удаленная связь обычно обрабатываются через сетевое соединение RJ11. Звонки контролируются системой PABX. Он работает отдельно от IP-сети, подключенной через RJ45, которая связывает ноутбуки, настольные компьютеры и серверы. Эти два типа сетей редко пересекаются, если, например, компьютеру не нужна телефонная линия для подключения к Интернету. Пример такой сети будет выглядеть так:

Когда сеть только передает данные, скорость не так важна. Сегодня интерактивные приложения, передающие аудио и видео, должны доставляться по сети на высоких скоростях, без потери пакетов или изменения скорости доставки.

Теперь люди совершают деловые звонки с помощью приложений для онлайн-конференций, таких как Skype, Zoom и GoToMeeting, которые используют транспортный протокол IP для отправки и получения видео- или аудиосообщений. Ради скорости эти критически важные приложения могут работать без процессов управления, которые обычно требуются при стандартной передаче данных.

Где часто возникают узкие места?

Основной рабочий механизм QoS часто применяется, когда в какой-то момент или где-то в системе возникает явление узкого места, и основным фактором здесь являются заданные вами параметры, связанные с пропускной способностью:

Предположим, что первоначальные настройки QoS превышают пропускную способность, которую вы получаете от провайдера. Что произойдет, если трафик на вашем маршрутизаторе не имеет приоритета, потому что система «думает», что этот трафик по полосе пропускания вполне разумен. Между тем, если вы исчерпали лимит поставок вашего интернет-провайдера, именно он решает, что можно, а что нельзя продолжать работать.

Кроме того, если вы установите уровень пропускной способности QoS ниже стандарта интернет-провайдера, это означает, что вы создаете «искусственные» узкие места, и мы можем контролировать, контролировать и контролировать их через маршрутизатор. маршрутизатор.

Некоторые моменты, на которые следует обратить внимание для обеспечения стабильности системы, включая настройки восходящей и нисходящей линии связи:

Давайте начнем с проверки средней скорости соединения, которое мы используем от интернет-провайдера. Для этого вы можете воспользоваться некоторыми доступными онлайн-сервисами поддержки, такими как Speakeasy Speed ​​Test и SpeedTest:

По рекомендациям экспертов, а также многих опытных пользователей, для обеспечения эффективной работы системы следует устанавливать QoS на уровне около 85 % от значения, полученного в ходе теста. Определив скорости Uplink и Downlink, постепенно увеличивайте их каждый раз примерно на 1-2%. В некоторых особых случаях пользователи могут увеличить производительность до 95%, при этом система по-прежнему обеспечивает производительность без каких-либо побочных эффектов.

Что произойдет, если в сети не будет использоваться QoS?

Неправильная настройка QoS может привести к одной (или всем) из следующих проблем:

Задержка

Если пакетам RTP не присвоен требуемый приоритет, они доставляются со скоростью устройства по умолчанию. В перегруженной сети пакеты должны перемещаться вместе с остальными несрочными пакетами. Хотя задержка в сети сама по себе не повлияет на качество доставляемых аудиовизуальных данных, она повлияет на связь между конечными пользователями. При задержке 100 мс один человек начнет говорить поверх другого, поскольку пакеты приходят несинхронизировано, а при задержке 300 мс разговор станет неразборчивым.

Джиттер

В приложениях реального времени отсутствует стандартная буферизация на транспортном уровне, поэтому отсутствует механизм повторной сборки входящих пакетов в правильном порядке. Джиттер — это неравномерная скорость передачи пакетов в сети. Это может привести к тому, что посылки будут доставлены с опозданием и в нарушение очередности. Поскольку приложение не ожидает правильного упорядочения потока, пакеты, находящиеся вне последовательности, пропускаются, что приводит к искажениям или пропускам в доставляемом аудио или видео.

Потеря пакетов

Это наихудший сценарий, при котором некоторые (или часть) пакетов теряются из-за слишком большой перегрузки сетевых устройств. Когда выходная очередь коммутатора или маршрутизатора заполнена, происходит Tail Drop, когда устройство отбрасывает все новые входящие пакеты до тех пор, пока емкость снова не станет доступной.

Во всех случаях, которые вы только что видели, QoS может помочь в организации данных, управлении очередями и предотвращении потери данных.

Нетрудно представить, как отсутствие использования QoS может серьезно повлиять на связь и потоковую передачу мультимедиа или потокового контента, особенно в сетях, обслуживающих протокол RTP. Даже если бы он был спроектирован идеально, в конечном итоге связь сначала стала бы затрудненной, затем ухудшилась бы по мере увеличения сетевого трафика и, наконец, стала бы невозможной.

Три упомянутые ошибки на самом деле очень важны для определения качества трафика на основе RTP, который компании-разработчики программного обеспечения для мониторинга качества обслуживания и сети, такие как SolarWinds, используют в качестве меры.

Сетевой инструмент для мониторинга QoS

Анализатор трафика SolarWinds NetFlow (бесплатная пробная версия)

Было бы совершенно несправедливо продолжить, не упомянув немного больше об одном из лучших доступных инструментов мониторинга сети: анализаторе трафика SolarWinds NetFlow.

Этот набор приложений для мониторинга сети помогает решать проблемы, которые могут быть вызваны:

– Медленная сеть. Медленная сеть может повлиять на бизнес, поскольку еще больше снижает скорость передачи данных. Если не устранить узкие места в сети, вся организация будет испытывать проблемы с подключением.

– Медленный процесс связи: компания, которая не может установить четкий канал связи в своей сети, будет парализована. Хуже того, неспособность четко общаться с клиентами почти наверняка создаст проблемы для бизнеса.

– Неконтролируемая сеть: администраторы, которые не могут должным образом контролировать сеть, не смогут знать о текущем состоянии сети или о том, как планировать будущее расширение сети. Без мониторинга сети и отслеживания производительности каждого устройства сетевые менеджеры не могут принимать обоснованные решения и могут усугубить проблемы с производительностью сети.

Вооружившись анализатором трафика Netflow, сетевые администраторы смогут решать часто встречающиеся проблемы, поскольку этот инструмент помогает:

1. Помогает реализовать QoS и оптимизировать его посредством обратной связи о потоке данных.
2. Просмотрите и создайте отчет о текущей конфигурации политики QoS, что поможет принять решения по проектированию.
3. Отслеживайте использование полосы пропускания, чтобы определить, какие приложения и устройства используют сетевые ресурсы. Эти приложения и устройства можно изолировать, перепланировать или отключить.

Типичная информационная панель анализатора трафика Netflow содержит важную информацию, необходимую администраторам для отслеживания статусов и быстрой настройки параметров. Пример:

Эти отчеты и аналитика включают в себя: задержку, джиттер и потерю пакетов.

Пэсслер PRTG

Другой вариант, который вы можете использовать для мониторинга QoS, — Paessler PRTG. В этом наборе инструментов для мониторинга сети есть специальный раздел, который отслеживает производительность QoS. Эта функция показывает вам тегированные потоки трафика в режиме реального времени, а также сохраняет данные для анализа производительности и планирования мощности.

Программное обеспечение PRTG включает в себя 4 датчика мониторинга, в том числе 3 различных метода QoS. Они дополнены датчиком Ping Jitter, который следит за регулярностью доставки пакетов внутри потока.

PRTG может отслеживать три типа QoS: стандартное QoS, Cisco IP-SLA и Cisco CBQoS. Стандартные мониторы QoS применяются в качестве однонаправленных датчиков или датчиков туда и обратно. Эти трекеры могут работать с соединениями через Интернет.

Датчики Cisco IP-SLA предназначены для мониторинга тегированного VoIP-трафика в вашей сети. Он записывает различные показатели голосового трафика, включая двустороннюю задержку, задержку, джиттер и среднюю оценку мнения (MOS).

Датчики Cisco CBQoS используют многоуровневую реализацию качества обслуживания. CBQoS — это метод организации очередей, и если вы хотите его реализовать, вам придется отслеживать несколько точек входа на ваших маршрутизаторах и коммутаторах. Вы создаете как минимум 3 виртуальные очереди для каждого устройства, поэтому есть за чем следить.

PRTG может автоматически настроить и сопоставить всю вашу сетевую инфраструктуру. Однако реализация QoS требует принятия решений, поэтому вам придется разработать собственный подход, решая, каким типам сетевого трафика отдавать приоритет.

Paessler позволяет вам использовать PRTG бесплатно, если вы активируете до 100 датчиков. Если вам нужно больше, вы можете бесплатно опробовать систему в течение 30 дней, включая мониторинг QoS.

Как настроить качество обслуживания?

Кабельные маршрутизаторы и коммутаторы можно настроить для определения приоритета протоколов, к которым обычно обращается пакет программного обеспечения для управления маршрутизатором. Весь процесс настройки параметров QoS представляет собой достаточно простую задачу, включающую в себя:

1. Авторизуйтесь в приложении и подключитесь к хабу или переключитесь через него.
2. Перейдите в меню настройки QoS.
3. Установить предпочтения пакета

Таким образом, медиа-пакеты смогут беспрепятственно передаваться по сети. Инженеры по сетевым технологиям могут выполнять все перечисленные выше задачи через интерфейс настройки командной строки.

Как распределяются приоритеты пакетов RTP?

Приоритизацию пакетов QoS можно выполнить двумя основными методами:

– Классификация: этот эффективный метод идентифицирует типы пакетов и назначает их приоритет путем их маркировки. Определение может осуществляться с помощью ACL (списков управления доступом), реализаций локальных сетей с использованием CoS (класса обслуживания) или с помощью коммутаторов с использованием аппаратной маркировки QoS.

Очереди. Очереди — это высокопроизводительные буферы памяти, встречающиеся в маршрутизаторах и коммутаторах. Пакеты, проходящие через них, хранятся в выделенных областях памяти в ожидании отправки. Когда таким протоколам, как RTP, назначается более высокий приоритет, они перемещаются в выделенную очередь, которая передает данные с большей скоростью, тем самым снижая риск потери. Очереди с более низким приоритетом не получают этого «угощения».

Здесь важно помнить, что маркировка приоритета пакета действительна только в той сети, в которой он был создан. Когда он покидает сеть, его новый приоритет определяет владелец принимающей сети.

Что следует учитывать при определении приоритета пакетов

Некоторые вещи и советы, которые могут быть полезны при принятии решения о том, как расставить приоритеты в планах, включают:

– Обычно рекомендуется назначать маркеры приоритета устройствам, наиболее близким к источнику данных. Это гарантирует, что пакеты будут проходить по всей сети с правильным приоритетом.

– Устройство, выбранное для маркировки входящих пакетов, всегда должно быть коммутатором. Это связано с тем, что эти устройства могут балансировать нагрузку в сети и распределять нагрузку между другими коммутаторами, тем самым снижая нагрузку на их ЦП.

– Входящий трафик почти всегда превышает трафик, идущий в противоположном направлении. Поставщики услуг Интернета обычно выделяют меньшую полосу пропускания для исходящего трафика клиентов, и именно там (на исходящем сетевом пути) в первую очередь необходимо применять QoS.

У Cisco есть рекомендации по маркировке пакетов, как показано на этой схеме:

В конечном счете, успех реализации QoS всегда зависит от качества политик, управляющих классификацией, маркировкой и постановкой пакетов в очередь. Политика должна быть тщательно разработана для успешной реализации QoS.

Для чего не следует использовать QoS?

Прочитав о QoS, вы можете подумать о нем как о панацее от проблем, связанных с перегрузкой сети. В определенной степени QoS может сделать большую часть коммуникаций RTP более плавными и, по-видимому, оптимизирует трафик в сети. К сожалению, QoS не является комплексным решением всех сетевых проблем.

Никогда не используйте QoS для следующих целей:

Увеличение пропускной способности

Хотя QoS помогает расставить приоритеты для пакетов RTP и создает впечатление, будто сеть внезапно увеличила свою пропускную способность, никогда не поступайте таким образом. QoS никогда не следует использовать в качестве инструмента для «увеличения пропускной способности», поскольку все, что он делает, — это немного более эффективно использует существующие ресурсы (и приносит пользу пакетам RTP).

Вместо этого рассмотрите возможность кэширования файлов, чтобы уменьшить объем входящих и исходящих данных. Если это не сработает, это означает, что достигнут указанный предел пропускной способности. Когда компания достигает предела своего широкополосного доступа, единственный реальный вариант — пойти и купить еще сетевое оборудование, а не использовать QoS.

Помогает сети не перегружаться

Если некоторые приложения все еще работают и медленно потребляют пропускную способность сети, внедрение QoS не является решением. Хотя со временем звонки Skype могут начать совершаться, качество обслуживания не решит основную проблему. В конечном итоге приложения будут «пожирать» все доступные ресурсы, сводя на нет преимущества QoS.

Одно из решений, которое может сработать здесь, — это найти ресурсоемкие приложения и закрыть их или перепланировать их запуск в нерабочее время.

Опять же, вся цель настройки QoS в сети состоит в том, чтобы обеспечить отсутствие задержек (или даже сбоев) потокового видео и аудио вызовов из-за перегрузки сети. QoS не является инструментом, который действительно может увеличить пропускную способность. Он также не может проходить через перегруженную сеть.

Хорошая реализация QoS повышает качество и скорость передачи критически важных данных за счет оптимизации выделенной полосы пропускания, облегчения маркировки пакетов, чтобы их можно было идентифицировать и придать им приоритет. указан первым. QoS использует доступную полосу пропускания, но не масштабирует ее.

Часто задаваемые вопросы о QoS в сетях

В чем разница между QoS и регулированием сети?

Регулирование, также известное как политика, включает в себя установку общего ограничения пропускной способности трафика и снижение уровня избыточного трафика. QoS — это метод определения приоритета одного трафика над другим и использования очередей, тем самым максимизируя пропускную способность для одного трафика за счет пропускной способности другого трафика.

Какова основная роль DSCP в QoS?

Кодовая точка дифференцированных услуг (DSCP) отображается в заголовке пакета. Это возможность на уровне пакетов запросить приоритет у программного обеспечения управления QoS на сетевых устройствах. Сетевой менеджер может включить или отключить обнаружение DSCP на устройстве, поэтому это значение можно игнорировать в пользу другого метода организации очереди QoS.

Можете ли вы объяснить формирование трафика в QoS?

Формирование трафика — это метод, используемый QoS для получения максимальной отдачи от пропускной способности сети. Все сети испытывают всплески спроса, и традиционное планирование мощности требует обеспечения максимального уровня пропускной способности плюс запас безопасности. Формирование трафика QoS вызывает небольшие задержки определенного трафика, позволяя сети с пропускной способностью, меньшей, чем пиковая потребность, обрабатывать весь трафик.

Удачи!

В приведенной выше статье вы познакомились с темой «Что такое QoS? Как использовать QoS для повышения скорости Интернета, когда это вам срочно нужно». СоветыНадейтесь, что эта статья вам поможет! Если эта статья кажется вам интересной и полезной, не забудьте поделиться ею. Спасибо!