Què és QoS i per què és important en el treball en xarxa?

Què és QoS


Què és QoS?

QoS o Qualitat del servei gestiona els recursos de xarxa per reduir la pèrdua de paquets, així com la reducció i la latència de la xarxa. La tecnologia QoS gestionarà els recursos assignant diversos tipus de dades de xarxa a diferents nivells de prioritat.

QoS s’aplica generalment a xarxes que atenen trànsit que transporten dades amb recursos intensius com:

  • Vídeo sota demanda
  • Veu sobre IP (VoIP)
  • Protocol de televisió per Internet (IPTV),
  • Suports en streaming
  • Videoconferència
  • Els jocs en línia

Aquest tipus de dades s’ha de transmetre en el termini més curt per ser consumible a l’extrem receptor.

Cas d’ús de la vida real

Per fer les coses una mica més clares, prenem un exemple d’embús de trànsit en una carretera a l’hora punta. Tots els conductors asseguts al mig de l’embús tenen un pla: arribar a les seves destinacions finals. Així, al ritme del caragol, continuen avançant.

A continuació, el so de la sirena de l’ambulància els avisa sobre un vehicle que ha d’arribar al destí amb més urgència, i per davant. Així, els conductors passen del que ara es converteix en l’ambulància “cua de prioritats,”I deixar-ho passar.

De la mateixa manera, quan una xarxa transporta dades, també té una configuració on es tracta algun tipus de dades preferentment sobre totes les altres. Els paquets de dades importants han d’arribar a les seves destinacions molt més ràpidament que la resta perquè són sensibles al temps i “caducaran” si no ho aconsegueixen a temps.

QoS: rutes blanques i vermelles del cotxe en una carretera urbana a la nit a Röddingsmarkt

Per què QoS Matter?

Hi havia una vegada, una xarxa empresarial i les xarxes de comunicació eren entitats separades. Les trucades telefòniques i les teleconferències solen ser gestionades per un RJ11-xarxa connectada; les trucades eren controlades per un sistema PABX. Corria per separat de la web RJ45-xarxa IP connectada que enllaçava ordinadors portàtils, ordinadors de sobretaula i servidors. Els dos tipus de xarxa rarament travessaven camins tret que, per exemple, un ordinador necessités una línia telefònica per connectar-se a Internet. Un exemple d’aquesta xarxa podria semblar:

Disseny de xarxa mixt per a QoS

Quan les xarxes només transportaven dades, la velocitat no era tan crítica. Avui en dia, les aplicacions interactives que porten àudio i vídeo s’han de lliurar a través de xarxes a alta velocitat i sense pèrdues de paquets ni variacions en la velocitat d’entrega..

Ara la gent fa trucades comercials mitjançant aplicacions de videoconferència com Skype, Zoom i GoToMeeting, que utilitzen el protocol de transport IP per enviar i rebre missatges de vídeo i àudio. En interès de la velocitat, aquestes aplicacions prescindeixen dels procediments de gestió del transport que normalment utilitzen les transferències de dades estàndard.

Abans d’entrar més en el tema de QoS, n’hem de parlar RTP.

Què és RTP?

El Protocol de transport en temps real o RTP és un estàndard de protocol d’internet que estipula maneres per a les aplicacions de gestionar les seves transmissions en temps real de dades multimèdia. El protocol cobreix tant comunicacions unicast (un a un) com multicast (un a molts).

L’RTP s’utilitza més habitualment en les comunicacions de telefonia per internet on gestiona les transmissions en temps real de dades audiovisuals.

Tot i que RTP no garanteix per si mateix l’entrega de paquets de dades (aquesta tasca la gestiona interruptors i encaminadors). facilita la seva gestió un cop arriben als dispositius de xarxa.

QoS és un transport hop-by-hop configuració implementat als dispositius de xarxa per fer-los identificar i prioritzar els paquets RTP. Tots els dispositius connectats entre l’emissor i el destinatari (s) també s’ha de configurar per entendre que el paquet és un “VIP” i cal empènyer-lo al carril de prioritat. Si fins i tot un dels dispositius del relé no està configurat correctament, QoS no funcionarà. Els paquets perdran la seva prioritat i es reduiran a la velocitat de transmissió de dades del dispositiu.

Què passa si no utilitzem QoS?

Si no teniu un QoS configurat correctament, podreu derivar en un (o tots) els problemes següents:

  • Latència: Quan no s’hagin assignat les seves prioritats necessàries als paquets RTP, seran lliurats a la velocitat predeterminada dels dispositius. En una xarxa congestionada, els paquets han de viatjar juntament amb la resta de paquets no urgents. Si bé la latència no afectarà la qualitat de les dades audiovisuals entregades per si mateix, afectarà la comunicació entre els usuaris finals. Als 100ms de latència, començaran a parlar els uns dels altres a mesura que els paquets arribin sense sincronització, i als 300ms la conversa deixa de ser comprensible.
  • Nerviosisme: Les aplicacions en temps real eliminen la memòria buffer del nivell de transport estàndard, de manera que no hi ha cap mecanisme per tornar a muntar els paquets que arriben en l’ordre correcte. El jitter és la velocitat irregular dels paquets en una xarxa. Pot provocar que els paquets arribin tard i fora de la seqüència. Com que l’aplicació no espera que el flux es reuneixi correctament, els paquets fora de la seqüència es deixen caure i es produeixen distorsions o buits en l’àudio o el vídeo que es lliuren.
  • Pèrdua de paquets: Aquest és el pitjor dels casos en què trobem que es perden un nombre (o parts) de paquets a causa d’una massa congestió als dispositius de xarxa. Quan s’omple una cua de sortida d’un commutador o un encaminador, es produeix una caiguda de cua en què el dispositiu descarta qualsevol nou paquet entrant fins que torni a estar disponible..

En tots els casos que acabem de veure, QoS pot ajudar-se ordenant les dades, gestió de les cues, i prevenint la pèrdua de dades.

Vegeu també: La guia definitiva sobre la pèrdua de paquets

No ens fa gaire imaginació veure com la comunicació i la transferència o la transmissió de suports poden afectar-se malament quan optem per utilitzar QoS, especialment en xarxes que atenen protocols RTP. Encara que estigués perfectament dissenyat, finalment, la comunicació primer es dificultarà, després es deteriorarà a mesura que el trànsit creixi i finalment es farà impossible.

Les tres falles – latència, nerviosisme, i pèrdua de paquets – són, de fet, tan crítics per determinar el funcionament d’una implementació que QoS i empreses fabricants de programari de control de xarxa com SolarWinds les utilitzen com a mètriques per mesurar la qualitat del trànsit basat en RTP.

Eines de xarxa per al seguiment de QoS

SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer (PROVA GRATUÏTA)

Seria bastant injust continuar sense esmentar una mica més sobre un millors eines de control de xarxa per aquí: SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer.

SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer

Aquesta suite d’aplicacions de control de xarxa ajuda a solucionar problemes que podrien ser causats per:

  • Una xarxa lenta: Una xarxa lenta pot contenir un ostatge empresarial sencer, ja que continua reduint la velocitat a la qual flueixen les dades. Si no s’eliminen els colls d’ampolla de la xarxa, tota l’organització experimentarà una connectivitat terrible.
  • Comunicacions audiovisuals lentes: Quedarà inactiva una empresa que no pugui establir un canal de comunicació clar dins del seu canal de xarxa. Encara pitjor, no poder comunicar-se clarament amb els seus clients gairebé segur que ho portarà de genolls.
  • Xarxes no vigilades: Un administrador que no pugui controlar adequadament la xarxa no podrà conèixer el seu estat actual ni fer plans per a la seva futura expansió. Sense documentar la xarxa ni fer el seguiment del rendiment de cada equip, un gestor de xarxa no pot prendre decisions informades i és probable que agreuqui problemes de rendiment.

Armat amb Netflow Traffic Analyzer, un administrador de la xarxa podrà alliberar-se dels problemes que acabem de veure per:

  • Ajuda amb una implementació QoS i la seva optimització –  mitjançant la retroalimentació del flux de dades
  • Fer un balanç i informar sobre la configuració de la política de QoS actual, informant de les decisions de disseny.
  • Supervisar l’ús de l’ample de banda per identificar quines aplicacions i dispositius utilitzen recursos de xarxa: es poden aïllar, reprogramar o tancar. Vegeu també: 6 millors eines de control de l’amplada de banda gratuïtes

Un quadre de comandament típic de Netflow Traffic Analyzer conté la informació vital que un administrador necessita per supervisar els estats i ajustar la configuració ràpidament. Un exemple:

Tauler de control de QoS Analitzador de trànsit NetFlow

Aquests informes i analítiques inclouen: latència, interrupció i pèrdua de paquets.

SolarWinds Analitzador de trànsit NetFlowDescarrega 30 dies de prova gratuïta a SolarWinds.com

Paessler QoS Monitoring amb PRTG

Una altra opció que podríeu investigar per al seguiment de QoS és Paessler PRTG. Aquesta suite de monitorització de xarxa té una secció especial que rastreja el rendiment de QoS. Aquesta funció us mostra els fluxos de trànsit etiquetats en temps real i també emmagatzema dades per a l’anàlisi de rendiment i la planificació de la capacitat.

El programari PRTG inclou quatre sensors de seguiment que cobreixen tres metodologies QoS diferents. Es complementen amb un sensor de Ping Jitter que rastreja la regularitat de l’entrega de paquets en un flux.

Els tres tipus de QoS que pot fer el seguiment de PRTG són QoS estàndard, Cisco IP-SLA i Cisco CBQoS. Els rastrejadors de QoS estàndard s’implementen com a sensor d’anada o sensació d’anada i tornada. Aquests rastrejadors poden funcionar en connexions d’internet. Per obtenir un registre exacte del rendiment a la destinació, haureu de fer-ho col·loca un sensor en aquesta ubicació remota per al servei de sens únic. El servei d’anada i tornada requereix un reflector a la ubicació remota per poder funcionar.

El sensor Cisco IP-SLA està dedicat a controlar el trànsit de VoIP etiquetat a la vostra xarxa. Registra una sèrie de mètriques per al trànsit de trucades incloent-hi temps d’anada i tornada, latència, picada, retards i puntuació mitjana d’opinió (MOS).

El sensor Cisco CBQoS segueix implementacions de qualitat de servei basades en classe. CBQoS és una metodologia de cua i, si voleu implementar-la, haureu de fer un seguiment de més punts d’entrada als vostres encaminadors i commutadors.. Creeu almenys tres cues virtuals per a cada dispositiu, de manera que hi ha molt més per controlar.

PRTG és capaç de configurar-se i mapar tota la infraestructura automàticament. Tanmateix, les implementacions de QoS requereixen una presa de decisions, per la qual cosa haureu d’establir el mètode vosaltres mateixos decidint quins tipus de trànsit prioritzar.

Paessler us permet utilitzar PRTG de franc si només activeu un màxim de 100 sensors. Si aneu més grans, podeu obtenir una prova gratuïta del sistema durant 30 dies, inclòs el monitor QoS.

Com configureu el vostre QoS?

Les routers i els commutadors que es poden configurar per prioritzar els protocols solen accedir a les suites de programari de gestió del router. Tot el procés de configuració de les vostres preferències de QoS és un tema força senzill que inclou:

  • Iniciar sessió a l’aplicació i connectar-se al centre o canviar-la
  • Desplaçament cap al menú de configuració de QoS
  • Definició de les preferències de prioritat de paquets

De la mateixa manera, els paquets multimèdia podran recórrer les xarxes sense problemes. Els enginyers de xarxa hardcore poden realitzar totes les tasques esmentades anteriorment mitjançant interfícies de configuració de la línia de comandament.

Com es prioritzen els paquets RTP?

La priorització de paquets QoS es pot fer mitjançant dos mètodes principals:

  • Classificació: Aquest mètode identifica els tipus de paquets i assigna la seva prioritat marcant-los. La identificació es pot fer mitjançant ACL (Llistes de control d’accés), implementacions LAN mitjançant CoS (classe de servei) o amb l’ajut de commutadors que utilitzen marcacions QoS basades en maquinari.
  • Fer cua: Les cues són buffers de memòria d’alt rendiment que es troben als encaminadors i commutadors. Els paquets que hi passen es conserven en zones de memòria dedicada mentre esperen ser enviats al seu pas. Quan els protocols, com ara l’RTP tenen assignada una prioritat més alta, es traslladen a una cua dedicada que empeny les dades a un ritme més ràpid, reduint les possibilitats d’abandonar-se. Les cues de prioritat inferior no es donen aquest luxe.

Una cosa important que cal recordar és que els dels paquets les marques de prioritat només són vàlides dins de la xarxa ha estat creat. Un cop surt de la xarxa, els propietaris de la xarxa de destinataris determinarà la seva nova prioritat.

Pensaments a tenir en compte quan es prioritzen els paquets

Alguns pensaments i consells que poden ajudar-vos a l’hora de decidir com prioritzar els paquets inclouen:

  • Generalment és una bona idea fer-ho tenir les marques de prioritat assignades pels dispositius més propers a la font de les dades Això garanteix els paquets viatja per tota la xarxa amb la prioritat correcta.
  • El El dispositiu escollit per marcar els paquets entrants sempre hauria de ser interruptor. Això és perquè aquests dispositius poden equilibrar el trànsit i compartir la càrrega amb altres interruptors, així reduint la càrrega de les seves CPU.
  • El trànsit entrant és gairebé sempre major que el que es dirigeix ​​en el sentit contrari. Els proveïdors ISP normalment assignen menys amplada de banda al trànsit sortint dels seus clients i és allà (a la ruta de xarxa sortint) que s’ha d’aplicar QoS principalment.
  • Cisco té una recomanació sobre com s’han de marcar els paquets tal i com es mostra en aquest diagrama:

Recomanacions sobre la marca de referència de Cisco QoS.png

Finalment, l’èxit d’una implementació de QoS sempre depèn de qualitat de la política que regula com es classifiquen, marquen i fan cua els paquets. El la política ha de ser elaborada amb cura perquè la implementació de QoS sigui un èxit.

Per què no utilitzar QoS

Després de llegir sobre QoS, podria semblar un elixir màgic que pot curar totes les malalties que causen congestió a la xarxa. Bé, fins a cert punt, pot facilitar la majoria de comunicacions RTP i fer-lo aparèixer com si hagi agilitzat el trànsit d’una xarxa. Malauradament, no és una solució global per a tots els problemes de la xarxa.

QoS no s’ha d’utilitzar mai per als propòsits següents:

Amplada de banda ampla

Tot i que QoS ajuda a agilitzar la prioritat dels paquets RTP i fer que sembli que la xarxa va augmentar sobtadament l’amplada de banda, mai no s’hauria de interpretar com a tal.. Els QoS no s’han d’utilitzar mai com a eina per “augmentar l’ample de banda” quan tot el que fa és utilitzar els recursos existents una mica més eficient (i a favor dels paquets RTP).

En lloc d’això, considereu la memòria cau dels fitxers per reduir la quantitat de dades que hi ha i que vénen. Si això no funciona, pot suposar que s’han arribat als límits de l’ample de banda. Quan una empresa arriba als seus límits de banda ampla, l’únic que pot fer és sortir al carrer i comprar-ne una mica més, no utilitzar QoS.

Desconnectar de la xarxa

Si es deixen executar aplicacions malcinoses i acaben bloquejant l’amplada de banda d’una xarxa, implementant QoS no és la solució. Si bé les trucades a Skype finalment podrien començar a passar, QoS no ha solucionat el problema d’arrel. Amb el temps, les aplicacions perjudicials engolejaran els recursos disponibles, esgotant els avantatges de QoS.

Una solució que podria funcionar aquí seria busqueu les aplicacions de recursos i tanqueu-les o reprogrameu-les córrer durant hores.

Un cop més, tot el propòsit de configurar QoS en una xarxa és assegurar-se que les trucades de vídeo i àudio no es retardin (ni tan sols s’abandonin) a causa d’una xarxa congestionada. No és una eina que pugui augmentar l’ample de banda. Tampoc es pot accelerar a través d’una xarxa obstruïda.

Una bona implementació de QoS millorarà la qualitat i la velocitat de les dades crítiques de la missió, optimitzant l’ample de banda assignat i facilitant l’etiquetatge dels paquets perquè siguin identificats i donin les seves prioritats assignades. Utilitza l’amplada de banda disponible; no l’amplia.

Atribucions d’imatge:

  1.  Imatge de John Carlisle a Unsplash
  2.  “Rutes de cotxes vermells i blancs en una carretera urbana a la nit a Röddingsmarkt” de CBX. a Unsplash
  3.  Disseny de xarxa mixta: Wikimedia, de domini públic
  4. “Resum de l’analitzador de trànsit de Netflow”: captura de pantalla realitzada el 28/05/2018
  5. “Recomanacions de marcatge de base de Co de Cisco” – Cortesia de Cisco Systems, Inc. No es permet l’ús no autoritzat (imatge capturada el 28/05/2018)
Kim Martin Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
    Like this post? Please share to your friends:
    Adblock
    detector
    map