`
Поскольку сетевой трафик продолжает расти в геометрической прогрессии, обеспечение необходимой пропускной способности и производительности критически важных приложений становится крайне важным. Именно здесь на помощь приходит качество обслуживания (QoS). QoS — это механизмы, используемые для управления сетевым трафиком и определения его приоритетов, чтобы важные приложения, такие как передача голоса по IP (VoIP), видеоконференции и сервисы реального времени, получали необходимую полосу пропускания для оптимальной работы.
Качество обслуживания (QoS) — это набор методов, которые определяют приоритеты определенных типов сетевого трафика для обеспечения стабильной и предсказуемой производительности приложений и служб, чувствительных к задержкам, джиттеру и потере пакетов. QoS позволяет сетевым администраторам управлять пропускной способностью, задержкой, джиттером и частотой ошибок, обеспечивая эффективную доставку трафика с высоким приоритетом, например голоса или видео.
QoS особенно важен в средах, где несколько приложений конкурируют за пропускную способность, например:
QoS обеспечивает четкую и бесперебойную голосовую связь.
QoS помогает предотвратить буферизацию видео и улучшить взаимодействие в реальном времени.
Обеспечение приоритета финансовых операций или операций с базами данных над менее приоритетными задачами, такими как загрузка файлов.
Чтобы понять, как работает QoS, важно разделить его на ключевые компоненты:
QoS начинается с классификации сетевого трафика на основе определенных критериев, таких как IP-адрес, протокол или номер порта. Например, трафик, связанный с VoIP, может быть классифицирован как высокоприоритетный.
После классификации пакеты могут быть помечены определенным QoS-тегом, часто с использованием кодовых точек дифференцированных услуг (DSCP) или тегов 802.1p, которые указывают маршрутизаторам и коммутаторам, как обрабатывать трафик.
Сетевые устройства используют очереди для хранения пакетов перед их пересылкой. QoS определяет различные стратегии очередей, такие как приоритетная очередь (PQ) или взвешенная справедливая очередь (WFQ), чтобы гарантировать, что трафик с высоким приоритетом будет обрабатываться в первую очередь.
QoS также может включать ограничение использования полосы пропускания для определенных типов трафика. Полиция отбрасывает или задерживает пакеты, превышающие установленную полосу пропускания, а формирование сглаживает всплески трафика для поддержания стабильного потока.
При возникновении перегрузки сети механизмы QoS обеспечивают задержку или отказ от передачи трафика с более низким приоритетом, позволяя трафику с высоким приоритетом продолжать передачу без перебоев.
QoS гарантирует, что критически важные приложения получат необходимую полосу пропускания, уменьшая задержки и повышая общую производительность.
Для приложений реального времени, таких как VoIP или видеоконференции, QoS минимизирует эффекты джиттера (изменчивость времени прибытия пакетов) и потери пакетов, улучшая качество звонков и видео.
QoS предотвращает захват полосы пропускания низкоприоритетным трафиком, гарантируя, что все пользователи и приложения получат свою долю сетевых ресурсов.
Благодаря приоритезации трафика для высокопроизводительных приложений пользователи реже сталкиваются с задержками, проблемами буферизации или обрывами вызовов, что обеспечивает более плавное взаимодействие и сотрудничество.
Первым шагом в QoS является классификация трафика. Для этого необходимо проанализировать входящие пакеты и отнести их к той или иной категории в зависимости от типа приложения или сервиса, к которому они относятся.
Пример:
После классификации трафика он маркируется с помощью значений DSCP или меток второго уровня, таких как 802.1p. Эти метки используются сетевыми устройствами для определения того, как обрабатывать пакеты при их перемещении по сети.
После классификации и маркировки трафика можно применять политики QoS, чтобы контролировать, сколько полосы пропускания получает каждый класс трафика. Полиция трафика обеспечивает строгое ограничение пропускной способности, отбрасывая пакеты, превышающие ее, а формирование трафика гарантирует, что трафик остается в пределах допустимой пропускной способности, буферизируя избыточные пакеты и отправляя их позже.
После разметки и контроля пакеты помещаются в очереди в соответствии с их приоритетом. Очередь приоритетов (PQ) гарантирует, что высокоприоритетные пакеты, такие как VoIP, будут обрабатываться в первую очередь, а низкоприоритетные пакеты, такие как загрузка файлов, будут обрабатываться при наличии полосы пропускания.
Если сеть перегружена, можно использовать механизмы управления перегрузкой, такие как Weighted Fair Queuing (WFQ), чтобы обеспечить каждому типу трафика выделенную долю пропускной способности.
Механизм QoS | Функция | Пример использования |
Классификация трафика | Определяет и классифицирует различные типы трафика | Приоритет критически важных услуг, таких как VoIP |
Полировка и формирование трафика | Контролирует скорость поступления трафика в сеть | Обеспечение ограничений пропускной способности для несущественного трафика |
Очередь и планирование | Обеспечивает обработку высокоприоритетного трафика в первую очередь | Обеспечение качества услуг в режиме реального времени |
Управление пробками | Управление трафиком при перегрузке сети | Обеспечение справедливого распределения полосы пропускания |
В сетях Cisco QoS настраивается на таких устройствах, как коммутаторы и маршрутизаторы. Вот пример настройки QoS на коммутаторе Cisco Nexus 9000:
policy-map type qos voip-policy
тип класса qos class-default
установить dscp ef
уровень приоритета 1
В этой конфигурации:
На брандмауэрах Checkpoint вы можете применять политики QoS через SmartConsole, например, для определения приоритетов различных типов трафика:
В решениях брандмауэра Hillstone QoS можно настроить следующим образом:
Техника QoS | Преимущество | Общий пример использования |
Дифференцированные услуги (ДУ) | Тонкий контроль с маркировкой QoS для каждого пакета | Приоритет трафика VoIP, видеоконференций |
Приоритетная очередь (PQ) | Обеспечивает обработку высокоприоритетного трафика в первую очередь | Приложения реального времени, например, голосовые или игровые. |
Взвешенная справедливая очередь (WFQ) | Справедливое распределение полосы пропускания между различными потоками трафика | Общие сетевые среды предприятий |
Полиция и формирование | Обеспечивает соблюдение ограничений пропускной способности | Предотвращение захвата полосы пропускания определенными приложениями |
Поймите, какие приложения являются критически важными для бизнеса, и назначьте им наивысший приоритет. К ним обычно относятся VoIP, видеоконференции и чувствительные к времени бизнес-приложения.
Используйте средства мониторинга сети, чтобы определить, какие сервисы потребляют больше всего полосы пропускания, и соответствующим образом настроить политики QoS.
Начните с применения политик QoS к критически важным службам и постепенно распространяйте их на другие приложения. Такой подход позволяет не перегружать сеть сложными политиками с самого начала.
Конфигурации QoS следует регулярно проверять, особенно после изменений в сети, чтобы убедиться, что приоритетный трафик по-прежнему получает достаточно ресурсов.
QoS — важный инструмент для поддержания высокопроизводительной сетевой среды, особенно в условиях, когда все больше приложений конкурируют за ограниченную полосу пропускания. Тщательно определяя приоритеты и управляя трафиком, сетевые администраторы могут обеспечить оптимальную работу таких важных приложений, как VoIP и видеоконференции, даже при высокой нагрузке. Независимо от того, управляете ли вы корпоративной сетью или инфраструктурой меньшего масштаба, внедрение QoS может значительно улучшить качество обслуживания пользователей и защитить производительность ключевых служб.
Александр Тимохин
Исполнительный директор
Александр Тимохин
Исполнительный директор