Для управления информационными пакетами, передаваемыми по сети, разработана технология Quality of Service. Расскажем о ней подробнее.
Что такое QoS
- Пропускную способность;
- Задержку;
- Дрожание (отклонение в задержке);
- Частоту ошибок.
Благодаря технологии QoS можно научить маршрутизатор разделять пропускную способность и тогда ни потоковое видео, ни звонок в Skype не будут заикаться.
Как работает
Механизмы QoS для упорядочивания пакетов и выделения полосы пропускания:
- управление очередями;
- управление полосой пропускания.
Необходимо разделить трафик с помощью инструментов классификации. Так организации смогут контролировать доступность ресурсов для приоритетных приложений. Трафик может быть классифицирован по порту, IP-адресу или с использованием более сложного подхода, такого как приложение или пользователь.
Затем для инструментов управления очередями и управления полосой пропускания назначают правила для обработки потоков трафика, характерных для классификации, которую они получили при входе в сеть.
⚠️ Пакеты QoS — настройка пропускной способности сети
Механизм организации очереди предназначен для хранения пакетов в потоках трафика до тех пор, пока сеть не будет готова их обработать. Это гарантирует, что наиболее важные приложения не будут лишены пропускной способности в сети из-за приложений с меньшим приоритетом.
Механизм управления пропускной способностью измеряет и контролирует потоки трафика, чтобы избежать перегруженности сети. Этот механизм включает в себя:
- формирование трафика;
- ограничение скорости;
- увеличение полезной полосы пропускания;
- алгоритм планирования;
- другие методы для обеспечения пропускной способности.
В зависимости от поставщика QoS перечисленными средствами можно управлять и объединять в блоки.
Когда используется
Каждый день корпоративные сети перегружаются натиском трафика. Часть этого трафика имеет решающее значение для успеха бизнес-операций. Особенно это может быть важно для IP-телефонии. Поэтому, когда возникает переполнение очереди на сетевых устройствах, QoS необходим, чтобы увеличить скорость обработки данных и убрать переполнение буфера памяти на сетевых устройствах.
Большинство организаций используют протокол передачи файлов (FTP) и приложения для видеоконференций, такие как Zoom или GoToMeeting. Хотя оба показателя важны для производительности сотрудников, пакеты FTP не так чувствительны к задержкам, как пакеты передачи голоса по Интернет-протоколу (VoIP). В случае задержки FTP-пакеты все равно будут доставлены без изменений. Но задержанный VoIP-пакет приведет к разобщенным видеозвонкам и сорванным деловым встречам.
Сервисные модели
Существуют три модели для реализации QoS:
- Best-Effort (Негарантированная доставка);
- IntServ (Интегрированное обслуживание);
- DiffServ (Дифференцированные услуги).
Best-Effort — это модель сервиса по умолчанию, которая применяется к различным сетевым приложениям, таким как протокол передачи файлов (FTP) и электронная почта. Приложение может отправлять любое количество пакетов в любое время без уведомления сети. Затем сеть пытается передать пакеты. Модель Best-Effort подходит для услуг, которые предъявляют минимальные требования к задержке и скорости потери пакетов.
В модели IntServ приложение использует протокол сигнализации для уведомления сети о параметрах трафика и применения уровня QoS перед отправкой пакетов. Сеть резервирует ресурсы для приложения на основе параметров трафика. После того, как приложение получает подтверждение о зарезервированных ресурсах, оно начинает отправлять пакеты в пределах указанного диапазона.
DiffServ — часто используемая модель QoS, классифицирует пакеты в сети и выполняет установленные действия для каждого класса. Когда происходит перегрузка сети, пакеты классов обрабатываются на основе приоритетов, что приводит к неодинаковой частоте потери пакетов, неоднородным задержкам и дрожанию. Пакеты одного и того же класса объединяются и отправляются одним блоком.
В отличие от IntServ, модель DiffServ не требует протокола сигнализации. В этой модели приложение не запрашивает сетевые ресурсы перед отправкой пакетов. Вместо этого приложение устанавливает параметры QoS в пакетах, через которые сеть может узнать требования QoS приложения. Сеть предоставляет дифференцированные услуги на основе параметров QoS каждого потока данных.
Классификация и маркировка
Классификация и маркировка трафика – основа дифференцированных услуг.
Критерии для классификации данных:
- IP-адрес источника или назначения;
- входящий интерфейс;
- значение класса CoS в заголовке;
- значение типа услуги ToS в заголовке IP (приоритет IP или DSCP);
- значение MPLS EXP в заголовке MPLS.
На этапе классификации маршрутизатор распознает трафик, который будет сопоставлен с каждым из классов.
После классификации маршрутизатор выполняет маркировку пакетов: связывает пакет с оригинальным параметром. Этот параметр используется в последующих маршрутизаторах для идентификации трафика. Маркировка может быть сделана:
- на уровне 2 в заголовке Ethernet;
- на уровне 2.5 в заголовке MPLS;
- на уровне 3 в заголовке IP;
- в верхних слоях.
Благодаря этим изменениям трафик быстро распознается в любой точке сети.
Параметры, которые могут быть установлены или изменены:
- значение CoS исходящего пакета;
- значение DSCP в байте типа ToS;
- значение поля MPLS EXP в верхней метке на интерфейсе ввода или вывода;
- экспериментальное поле EXP многопротокольной коммутации по MPLS на введенных записях меток;
- значение приоритета в заголовке пакета;
- идентификатор группы QoS (ID);
- биты ToS в заголовке IP-пакета.
Например, чтобы разместить голосовой и информационный трафик в отдельных очередях, используют классификацию. Метод маркировки помогает QoS изменять биты в заголовке пакета и указывать приоритет, понятный для других инструментов. Инструменты маркировки для голосовых пакетов используют для гарантии, что программа распознает их в сетевом потоке.
Настройка сервиса на роутере
Перед настройкой сервиса на роутере заходят на портал изготовителя, чтобы узнать, какие функции QoS поддерживаются и как получить к ним доступ.
Каждая платформа будет запрашивать скорость загрузки и выгрузки. Не стоит полагаться на заявленную провайдером скорость. Узнать доступную полосу пропускания для загрузки и выгрузки можно на speedtest.net. Полученные результаты преобразуют из Мбита в Кбит.
Алгоритм включения QoS на роутере:
- Открыть панель администрирования.
- В адресную строку браузера ввести IP-адрес маршрутизатора.
- Войти под персональным именем и паролем (указано в руководстве к маршрутизатору).
- После входа выбрать вкладку «NAT», затем «QoS».
- Нажать «Включить», оставив порт установленным на WAN, а Packet Scheduler и Queueing Discipline в состоянии по умолчанию.
- Заполнить значения восходящую и нисходящую линии связи (вводные данные составляют 80-95% значения, полученного в ходе теста скорости).
Платформа продуктивно работает, если может искусственно создать узкое место для перенаправления трафика. Если пользователь выставляет значения, равные или превышающие скорость соединения, тогда программе не остается пространства для маневра.
QoS в IP-телефонии
Настройка QoS в IP-телефонии важна для бизнеса, ведь качество связи влияет на количество звонков и, соответственно, конверсию.
Чтобы не допустить помехи связи и задержки звука, можно настроить приоритезацию для данных IP-телефонии. Перед настройкой обратите внимание на характеристики роутера и максимальный размер очереди обработки пакетов. Если канал узкий, то буфер устройства будет переполняться, а новые пакеты удаляться и приоритизация трафика в таком случае бесполезна. Необходимо проложить дополнительные маршруты.
Настроить приоритезацию в IP-телефонии можно двумя способами:
- В веб-интерфейсе роутера:
- По протоколу SIP/RTP (используется для передачи звука).
- По портам
- По типу трафика
- В приложении для звонков:
Необходимо открыть сетевые настройки (Ethernet, IP, ATM, MPLS и др.) и промаркировать трафик. Так роутер поймет, какие данные пропускать быстрее.
Единственный минус — не все роутеры понимают приоритет по заголовку, настройка будет зависеть от устройства и сервиса.
Заключение
Технология QoS помогает поддерживать производительность сети, гарантировать бесперебойную передачу трафика, а также регулярно оценивать состояние IT-инфраструктуры компании. QoS в IP-телефонии влияет на количество и качество звонков, а значит на конверсию.
Источник: www.calltouch.ru
Что такое qos в настройках роутера xiaomi
Технология приоритизации трафика поможет обеспечить беспрепятственную передачу данных, которые имеют первостепенное значение. Для решения этой задачи используют Quality of Service (QoS).
Рассказываем, как настроить QoS, что такое классификация и маркировка, что надо знать о приоритизации данных.
Что такое QoS
QoS — совокупность технологий для обеспечения эффективной передачи данных в условиях ограниченных возможностей сети. Так, если ресурсов канала недостаточно для загрузки видео и IP-телефонии, можно выполнить настройки таким образом, чтобы обеспечить стабильное качество телефонных переговоров и высокую скорость скачивания видеофайлов. Основные параметры, по которым оценивается QoS:
- delay — характеризует степень задержки при пересылке данных;
- jitter — отображает изменения задержки в отправке пакетов, из-за чего возникает перегрузка сетей, возможна утеря данных;
- packet loss — количество неотправленных (утерянных) пакетов;
- bandwidth — ширина пропускания канала.
Технологии QoS обеспечивают контроль над упомянутыми выше характеристиками. С помощью инструментов снижаются потери данных, временные задержки при их отправке.
Зачем нужен QoS
Требования к качеству канала передачи определяются типом трафика. Так, видео- и аудиоинформация искажается при сбоях. При отправке телеметрических данных (физические величины, технические показатели) задержки не имеют особого значения, гораздо важнее избежать потерь пакетов, свести их к минимуму. Путем правильной расстановки приоритетов регламентируется очередность обработки трафика в зависимости от его типа. В результате повышается качество передачи данных — при той же скорости удается передавать больше информации с меньшими потерями и задержками;
- 100% контроль над процессами передачи данных в сети — уверенность в том, что стратегически важные данные передадутся в полном объеме;
- поддержка оптимальной ширины пропускания каналов для IP-телефонии, TV, мультимедийного контента;
- защита от DoS-атак.
Приоритизация трафика особенно актуальна при значительной нагрузке на сеть, когда параметров информационного канала явно недостаточно для одновременной отправки всех данных.
Область применения
Что случится, если установить приоритеты передачи данных дома? Снизится скорость передачи данных. Это произойдет даже в том случае, если к Wi-Fi подключен один ноутбук или смартфон. Приоритизация трафика востребована в корпоративных, конвергентных сетях (с объединенными серверами и сетевыми ресурсами), предназначенных для передачи аудио- и видеотрафика одновременно с данными других типов. Основные варианты:
- IP-телефония, подключенная через публичный интернет;
- удаленные сервера, которые обеспечивают IP-телефонию, подключены к основному;
- корпоративный аккаунт в Skype подключен к серверу через интернет.
В описанных выше случаях для передачи трафика задействован корпоративный роутер, из-за чего во время разговоров качество связи иногда оказывается недостаточным из-за притеснения трафиком данных. Например, если в момент общения кто-то из сотрудников скачивает чертежи, видео — то есть, при перегрузке канала.
Как работает QoS
Как обеспечить 100% передачу трафика? Доступно 2 пути: повысить приоритет потока, ограничить иные типы трафика. Реализуется это за счет расстановки приоритетов или регулировки полосы пропускания. Основные этапы:
- Разделение трафика. Каждому присваивается определенный класс. Признаки классификации: порт, IP-адрес, приложение, пользователь.
- Установка правил. С помощью доступных инструментов QoS задаются условия прохождения трафика в соответствии с присвоенным классом.
Когда возможностей канала оказывается недостаточно для передачи нескольких потоков данных, сначала отправляются первоочередные категории трафика. Неприоритетные же пакеты находятся в буфере хранения до разгрузки сети.
Регулировка пропускной способности осуществляется за счет ограничения скорости передачи информации, увеличения полосы пропускания, других технологий.
Сервисные модели
Под сервисной моделью понимают совокупность технологий и инструментов, которые применяют для управления приоритетностью трафика. В QoS предусмотрены 3 варианта:
- Best Effort Service. Без использования средств управления трафиком. Улучшение качества достигается за счет увеличения полосы пропускания, что не всегда достаточно эффективно. Подобное решение не подходит для IP-телефонии, видеоконференций и видеосвязи.
- Integrated Service. Интегрированный сервис. Резервируется определенная часть канала по всему маршруту данных: от начальной точки до конечной. Происходит это с применением протокола RSVP. Такое решение обеспечивает требуемую пропускную способность. Основной минус — даже когда канал не нагружен или вовсе не используется, ресурс все равно резервируется.
- Differentiated Service. Дифференцированный сервис. Организован с использованием специальных компонентов, в том числе классификаторов, а также средств формирования трафика. Эта модель предполагает классификацию, маркировку пакетов, регулировку интенсивности информационных потоков. Еще задействовано пошаговое обслуживание PHB (расшифровывается как Per-Hop Behavior).
На DiffServ остановимся подробнее, так как в основном применяется именно он. Особенности:
- разделение трафика на классы;
- комплект инструментов для обработки классов;
- концепция PHB и Per-Hop Behavior — узел распознает заголовок поступившего пакета, после чего обрабатывает его в соответствии с заданными условиями.
В сети предусмотрено несколько моделей поведения, количество которых ограничено. Рассмотрим, как это происходит на практике:
- Пакет данных поступил на узел и получил определенный класс (допустим, «1», «2», «3» и так далее).
- Измерение (Metering) — определение объема информации в пакете.
- Присвоение приоритета (Coloring): приоритетный (зеленый) — в пределах заданного лимита, менее приоритетный (желтый) — сверх установленного лимита, в последнюю очередь (красный).
- Выбор действия (Policing). На этом этапе поток передается дальше, отбрасывается (Dropper), проходит повторную маркировку.
- Очередь (Queuing). На самом деле очередей несколько — под каждый класс отдельная.
- Ограничение (Shaper). Трафик ограничивают до указанного значения.
В результате образуется единый выходной поток данных. Это можно сравнить с 8-полосной трассой, которая сужается до 4 полос — при отсутствии регулировки возникнет хаос, а если задать порядок движения автомобилей, все проедут быстро и с наименьшими задержками.
Классификация и маркировка
Классификация заключается в присвоении пакету определенного класса. Маркировка — собственно, определение приоритета. Задать класс можно 3 способами:
- Behavior Aggregate (BA). По маркировке в заголовке. Количество классов ограничено, поэтому происходит агрегация разных типов трафика в классе.
- Interface-based (IB). Класс присваивается трафику, который поступает на определенный интерфейс. К примеру, ПК сотрудника.
- MultiField (MF). Анализируются IP- и MAC-адреса, порты, произвольные поля.
Классификация информационных потоков осуществляется по следующим параметрам: IP, входящий интерфейс, класс QoS, указанный в заголовке, значение типа услуги ToS (заголовок IP) и MPLS EXP (заголовок MPLS). Следующий этап — маркировка потоков, связывание пакета с оригинальной характеристикой, под это в заголовках сетевых протоколов отведены специальные поля:
- Ethernet. CoS (Class of Service), 3 бит — служит для разделения трафика на 8 потоков.
- IP. DiffServ, дополнительно предусмотрено поле Differencial Service Code Point, 6 бит, чтобы указать характеристики для этого вида трафика.
- DSCP. Эти поля генерируются IP-телефонами.
- Произвольные поля. Их указывают приложения, к примеру, пиринговые сети.
Подытожим. На входе в DS-домен доступно 3 способа присвоения класса — IB, BA, MF, между узлами — только один, BA. Способ классификации на входе не имеет значения, внутри домена поток перемещается с внутренним классом, в соответствии с ним происходит его обработка, на выходе внутренний класс преобразуется в CoS нового заголовка.
Как определить приоритет трафика
Разберемся, как включить QoS. Установка приоритетности происходит на странице устройства (адрес зависит от модели, зачастую — 192.168.1.1). Следует войти в систему (логин/пароль ищите в инструкции к устройству), перейти на вкладку «NAT», затем — «QoS». Нажмите «включить», параметры для порта — WAN, для Packet Scheduler и Queueing Discipline — по умолчанию.
В новых моделях все реализовано предельно удобно: достаточно расставить сервисы в порядке приоритетности — просто меняйте порядок. Для более детального контроля и в некоторых моделях маршрутизаторов доступны следующие параметры приоритизации:
- Служба (Services Priority). Допустим, есть необходимость в том, чтобы с любого устройства обеспечивался беспрепятственный доступ к Netflix. Заходите в Services Priority и выбираете Netflix, после чего задаете ему определенный приоритет: Maximum, remium, Standart, Express, Bulk.
- Интерфейс. Имеется в виду технология подключения к интернету: Wi-Fi, Ethernet, ADSL и так далее. Задавайте высший приоритет для проводных подключений, низший — для беспроводных. Есть возможность установить предельную скорость загрузки/скачивания для конкретных соединений.
- IP-адрес. Приоритет трафика для конкретных ПК и планшетов (если IP-адрес статический).
- MAC-адрес. Как правило, находится на ярлыке устройства или в настройках ПО.
Таким образом, приоритетный трафик отправляется на «льготных условиях», а весь остальной — в зависимости от пропускной способности и параметров канала.
QoS в IP-телефонии
Настройка приоритетов дает возможность повысить качество связи, что крайне важно для бизнеса. QoS в IP-телефонии реализуется двумя методами:
- В веб-интерфейсе роутера. Необходимо войти на страницу устройства в браузере, после чего установить приоритеты. Основные параметры: протокол SIP/RTP, порты, категория трафика.
- В программном обеспечении для совершения звонков. Открываете настройки сети, выполняете маркировку трафика.
В зависимости от модели роутера процесс может отличаться.
Что важно запомнить
QoS (Quality of Service) — комплекс технологий для управления качеством интернет-связи. Основные моменты:
- QoS применяют для увеличения пропускной способности канала, снижения потерь пакетов, улучшения качества IP-телефонии.
- Установка приоритетов осуществляется путем присвоения класса и маркировки, по которым устройство устанавливает очередность обработки трафика разного типа.
- Различают 3 сервисных модели: Best Effort Service (по умолчанию), Integrated Service (предварительное резервирование ресурса вне зависимости от загруженности), Differentiated Service.
- DiffService предполагает приоритизацию пакетов в соответствии с заголовком, предусмотрена классификация, инструменты для обработки классов.
- Настройка роутера выполняется на странице устройства: «Настройки» — «NAT» — «QoS».
QoS дает возможность обеспечить оптимальные условия для прохождения приоритетной информации.
Источник: www.mango-office.ru
Что такое QoS: а так ли он нам нужен?
Всем привет! QoS (Quality of Service) – распространенная технология приоритизации трафика, сосредоточенная вокруг предоставления трафика находящимся в сети обслуживаемым классам. В IT-среде термин описывает соответствие телекоммуникационной связи заданному соглашению (с провайдером или оператором) и помогает определить скорость и способ прохождения IP-пакетов между источником и адресатом.
Модели обеспечения и механизмы работы QoS
Литературное определение QoS выглядит так: «способность построенной сети передавать заданный трафик за предсказуемый (или ограниченный) промежуток времени, без потерь и задержек».
Часто идею технологии трактуют некорректно, представляя QoS в качестве средства по расширению полосы или канала. На деле же «Quality of Service» помогает правильно распределять нагрузку и управлять ограниченными ресурсами. И оценить результаты проделанной работы помогут метрики, описывающие качество сети:
- Потери. Показатель описывает, сколько из передаваемых пакетов достигло цели. На итоговой результат влияют механические повреждения (перетертый кабель, сломанный интерфейс) и привычные для телекоммуникационной связи неполадки, вроде перегрузок сети, ошибок или параметров шифрования у принимающей стороны. Как поступать в случае потерь – решает непосредственно адресат. Часто ненужные пакеты пропускаются из-за ненадобности, но в тех же протоколах TCP потерянные данные запрашиваются вновь.
- Задержки. Вкратце – время от источника до адресата: складывается из ряда компонентов, описывающих задержки пакетов в очередях, срок обработки поступающих данных и прочие действия, нацеленные на взаимодействие внутри системы. В некоторых ситуациях задержки не рассматривают, как глобальную проблему, но порой такой показатель важнее пропускной способности. Ведь, например, общаться с задержкой в 200мс почти невозможно.
- Джиттер. Разница в задержке в момент доставки последовательного набора пакетов. По сути, отображает (в миллисекундах) колебания между каждым добравшимся до адресата байтом информации. Плавающее время доставки пакетов приводит к проблемам связи и сильным потерям.
Если рассматривать QoS на наглядном, но далеком от IT примере, то канал связи, подвластный потерям, задержкам и колебаниям, можно представить в качестве водопроводной трубы, а пропускную способность – описать параметрами «длина» и «диаметр».
Но в момент передачи данных (сетевых IP-пакетов), кроме «физических» особенностей на ту же скорость «доставки» влияет и перегруженность «трубы» (канала), приводящая к эффекту «бутылочного горлышка». Пакеты банально не достигают цели, так как находятся в очереди, растягиваются или выдаются частями.
На маршрутизаторах и роутерах проблема решается с помощью метода FIFO – пакеты, выпущенные первыми, достигнут цели без очереди. Но чем интенсивнее трафик, тем больше недостатков у метода: заторы и выгружаемые из памяти пакеты игнорируются, теряются или пропускаются. На помощь в подобных ситуациях и приходит «качество обслуживания QoS», способное выстроить логичную очередь и раздать необходимые команды. В домашних условиях QoS применяется для выдачи приоритетов пакетам VoIP и снижения необходимости в FTP или SMTP.
Часто при построении «умной» очереди приходится отталкиваться от показателя «тип сервиса» ToS (Type Of Service). Привычно выделяют три модели:
- BestEffortService. Негарантированная доставка. Модель, несвязанная с тонкой настройкой регулирования и разделения приоритетов для классов, а наоборот – полностью построенная на увеличении пропускной способности без внимания к деталям (в особенности – к потерям).
- IntegratedService. Интегрированный сервис. Обеспечивает качественное обслуживание, согласно стандарту RFC1633, благодаря резервированию ресурсов и выстраиванию необходимой очереди на каждом из промежуточных узлов.
- DifferentiatedService. Дифференцированное обслуживание. Модель представлена в стандартах RFC2474 и RFC2475: описывает разделение трафика по классам со всеми подробностями, вроде классификации и маркировки пакетов. Differentiated Service – пример той самой «умной» сортировки, всплывающей у специалистов в попытке выяснить, что такое QoS.
Настройка приоритизация
Технология QoS необходима во многих сетевых службах и сервисах: потоковое мультимедиа, VoIP и настроенные видеоконференции, новостные порталы, где важен определенный уровень безопасности с минимальными значениями джиттера и задержки.
И, если раньше подбирать параметры и выдавать приоритеты приходилось вручную, обращаясь к командной строке, то в новых маршрутизаторах уже появились отдельные шаблоны под каждую из задач. И даже обращаться в поддержку к диспетчеру уже не требуется, все контролируется вручную.
Выбираются шаблоны в настройках маршрутизатора (адрес 192.168.1.1 или 192.168.0.1), в разделе с NAT / QoS. Перед доступом к параметрам приоритизации придется активировать параметр «качества обслуживания». Если шаблоны не предусмотрены, подбирать значения для служб и сетей придется вручную.
Источник: wifigid.ru