Качеството на услугата или QoS е сложна тема. Но използването му е толкова често срещано в наши дни, че всеки мрежов администратор трябва да знае за него. QoS стана популярен, тъй като все повече и повече мрежи започнаха да носят данни, които трябва да бъдат приоритетни, докато в същото време използването на развлекателната мрежа става все по-често срещано. Нашето намерение не е да ви направим QoS експерти, но вместо това, ние искаме да хвърлим малко светлина по темата е колкото е възможно по-нетехнически начин. Просто казано, нашата цел с това е да отговорим на следния въпрос: Какво е QoS и за какво е полезен?
Това не е курс по QoS теория иизпълнение. Няма да ви покажем една команда за превключване или рутер. Нашата цел е да ви позволим просто да разберете същността на QoS. Ще започнем с изясняване какво е QoS - и не е. След това ще направим пауза за кратко, за да обсъдим няколко инструмента от SolarWinds, които може да искате да опитате. След това ще обсъдим различните фактори, които могат да повлияят на работата на мрежата. Това ще ни отведе до основата на нашата материя: как работи QoS. Както ще видите, тя е много по-проста, отколкото изглежда. И преди да заключим, ще обсъдим какво се случва, когато не използвате QoS и с какво QoS не може да ви помогне.
И така, какво е QoS, точно?
С нарастването на използването на мрежата се включваше все повече и повечетрафик от различен тип и тъй като задръстванията в мрежата стават все по-чести и важни, инженерите скоро разбраха, че се нуждаят от начин за организиране и приоритет на трафика. QoS не е едно, а комбинация от функции и технологии, които работят заедно за постигането на това. Благодарение на много опити и грешки, сега имаме сравнително универсална система QoS, която може да се използва за надеждното гарантиране, че важният трафик получава необходимото внимание.
Важен аспект на QoS е, че трябва да бъдеприлагани от край до край, за да бъдат от всякаква полза. QoS е настроен на устройства - като превключватели и рутери - които обработват трафика. Всяко такова устройство в пътя на данните трябва да има правилната QoS конфигурация, или в противен случай това няма да има очаквания ефект. Освен това всяко устройство трябва да има QoS конфигурация, съвместима с другите. QoS използва маркировка за приоритет, за да постигне своята магия. Можете лесно да си представите какво би се случило, ако едно устройство счете фигурата с висок приоритет за по-важна, а друго направи обратното.
Реална аналогия
Често сравняваме мрежата с автомобилния трафиккъдето магистралите представляват мрежови връзки, а превозните средства представляват пакети с данни. Това е доста добра аналогия, тъй като има много прилики между двата типа трафик. Вероятно повече, отколкото има разлики. Ще използваме същата аналогия, за да се опитаме да обясним конкретно какво е QoS.
Така че, нека си представим натоварена магистрала. Петък е следобед в час пик и има много коли и камиони. Трафикът вече се движи доста бавно, но за да стане още по-лошо, ние наближаваме кръстовище, а от другата страна на тази кръстовище се извършва някаква пътна работа, която не прави нищо друго, освен да добави проблема. Повечето от вас повече от вероятно са били в такава ситуация.
За да опитате да помогнете на трафика да се движи малко по-добре,има пътно ченге на предстоящата кръстовище. Той прави всичко възможно да се опита да даде на всеки автомобилист своя справедлив дял от пътя. Но дори и с неговото съдействие нещата не се движат много и, харесва ви или не, вие сте заседнали в трафика.
Тогава в далечината чувате линейка на линейкатасирена, идваща отзад. Това е, когато ченгето на трафика на кръстовището се измества на висока предавка. Осъзнавайки, че линейката наистина трябва да премине, той се грижи да пусне движението пред линейката и да спре противоположния трафик, като гарантира, че тя може да продължи маршрута си с възможно най-малко закъснение. Междувременно другите автомобилисти трябва да изчакат своя ред, преди да могат да възобновят маршрута си, след като премине превозното средство с приоритет.
Два страхотни инструмента от SolarWinds
Преди да продължим по-нататък, бих искал да обсъдимняколко инструмента от SolarWinds. Въпреки че не са пряко свързани с QoS, и двата са много полезни при идентифицирането на местата, които има затруднения във вашите мрежи и какво ги причинява. Те ще ви помогнат да оцените текущата ситуация, което е първата стъпка за коригиране на проблемите като цяло и прилагането на QoS.
1. Монитор на ефективността на мрежата (Безплатен пробен период)
Водещият продукт на SolarWinds, мрежатаPerformance Monitor е вероятно един от най-добрите инструменти за мониторинг на честотната лента SNMP. Това е инструмент, който ще използва Протокола за прост мрежов мениджмънт, за да изчисли развитието на пропускателната способност на мрежовите вериги във времето. Таблото за управление на софтуера, неговите изгледи и диаграми са напълно адаптивни. Инструментът може да бъде настроен с минимални усилия и може да започне мониторинг почти веднага след инсталирането. NPM може да мащабира от най-малките мрежи до огромни такива със стотици устройства, разпределени в множество сайтове.
БЕЗПЛАТНО ИЗПИТВАНЕ 30 дни: SolarWinds Network Monitor Monitor
Използва се мониторът за ефективност на мрежата SolarWindsSNMP да проверява устройствата на редовни интервали - обикновено пет минути - и да чете техните интерфейсни броячи. След това изчислява използването на пропускателната способност, съхранява го в база данни за бъдеща справка и показва графики, показващи развитието на честотната лента във времето. NPM е огромен инструмент с няколко допълнителни функции. Например, той може да изгражда мрежови карти и да показва критичния път между две устройства.
Цените за мрежовия монитор за ефективност започват от около 3000 долара. Предлага се 30-дневна пробна версия, ако предпочитате да опитате продукта, преди да го купите.
2. NetFlow анализатор на трафика (Безплатен пробен период)
Анализаторът на трафика на SolarWinds NetFlow даваадминистратор по-подробен изглед на мрежовия трафик. Той не показва просто използване на честотна лента в битове в секунда. Инструментът предоставя подробна информация за наблюдавания трафик. Той ще ви каже какъв тип трафик е по-разпространен или какъв потребител използва повече честотна лента. Той също така ще предостави безценна информация за различните видове трафик - като уеб сърфиране, бизнес приложения, телефония или поточно видео - които се пренасят във вашата мрежа.
БЕЗПЛАТНО ИЗПИТВАНЕ 30 дни: SolarWinds Netflow трафик анализатор
Анализаторът на трафик на NetFlow използва NetFlowпротокол за събиране на подробна информация за използването от вашите мрежови устройства. Протоколът NetFlow е вграден в много мрежови устройства от различни доставчици. Когато са конфигурирани, мрежовите устройства изпращат подробна информация за всеки мрежов „разговор“ или поток до NetFlow колектор и анализатор. Анализаторът на трафика на SolarWinds NetFlow е един такъв колектор и анализатор.
Ако искате да изпробвате продукта, преди да се ангажирате да го закупите, безплатна 30-дневна пробна версия може да бъде изтеглена от SolarWinds. Това е напълно представена версия, която няма ограничение, а време.
Фактори, влияещи върху ефективността на мрежата
В типичната мрежа доставката на данни може да бъде повлияна от няколко фактора. Съставихме списък на основните фактори, които могат да повлияят на работата на мрежата.
Ниска пропускателна способност
Това е свързано с капацитета на мрежовата връзка. Някои могат да се справят с повече трафик от други. Обикновено се измерва в битове - или често кило или мегабити - в секунда. Ако превишите капацитета на връзката, ще възникнат задръствания и ще се влоши работата.
Отпаднали пакети
Пакетите могат да бъдат изпуснати от мрежови устройства заняколко причини. Може би са се повредили по време на транзита и не могат да бъдат разпознати вече. Но по-често пакетите отпадат, когато пристигнат на устройство, чиито буфери вече са пълни. Приемащото приложение обикновено ще осъзнае, че някои данни липсват и ще поиска повторното му предаване, което ще доведе до допълнителни забавяния и влошаване на производителността.
грешки
Шумът и намесата могат да повредят данните. Това важи особено за безжичните комуникации и за дългите медни проводници. Когато бъдат открити грешки, получаващото приложение ще поиска прехвърлянето на липсващите данни, което отново влошава производителността.
латентност
Закъснението е свързано с опашката на мрежовите устройстваданни, преди да ги изпратите. Това може да се случи и когато се използват по-дълги маршрути, за да се избегне задръстванията. Не трябва да се бърка с пропускателната способност. При забавяне забавянето може да се натрупа с течение на времето, дори ако пропускателната способност е достатъчна.
нервнича
Jitter се дефинира като промяна в забавянетоотнема за всеки пакет данни да достигне своето местоназначение. Случва се по различни причини. Например, два пакета могат да поемат различни маршрути. Следствието е, че когато трептенето стане твърде високо, пакетите могат да излязат от последователността на местоназначението си. Ако пакетите са част от Word документ, те ще бъдат пренаредени правилно и никой няма да бъде засегнат, но ако говорим за гласови или поточни видео данни, това може да доведе до всякакви проблеми.
Както току-що видяхме, някои видове трафик - като гласов или поточно видео - ще бъдат по-засегнати от проблеми с производителността. Ето защо различният трафик се нуждае от различно управление и защо има QoS.
Как работи QoS
Преди да започнем, бих искал да заявя няколко неща. Първо, не съм инженер в мрежа. Второ, целта на това обяснение не е да бъде абсолютно точна. Умишлено опростявам нещата и дори може би изкривявам реалността до известна степен, за да улесня смилането на този раздел. Целта ми е да ви дам обща представа как работи, а не да ви обучавам на QoS конфигурация.
QoS работи, като идентифицира какъв трафик е повече„Важен“ и като дава приоритет на този трафик в цялата мрежа. Няма "златно правило" за това, кой трафик е по-важен от други. Очевидно, някои трафик - като гласово или поточно видео - обикновено се счита за важен, просто защото няма да работи правилно, когато страда от влошаване на производителността. Някои трафик, като например уеб сърфиране в много организации, се считат за маловажни и поради това няма да имат приоритет.
В QoS има два компонента. Първо, трафикът трябва да бъде класифициран и маркиран. Въпреки че има няколко начина, по които трафикът може да бъде маркиран, диференцираните услуги са най-разпространените днес. Това е този, който ще детайлираме след малко. Вторият компонент е опашката, която ще гарантира предаването на приоритетни данни с възможно най-малко закъснения. Опашката се извършва на мрежовите устройства според маркировките на диференцираните услуги.
Диференцираните услуги или DiffServ използват aшест-битовият код в заглавката на всеки опакован за маркиране е според няколко класа с нарастващ приоритет. Тази маркировка се обозначава като Код на диференциращите услуги или DSCP. Типичните DSCP стойности варират от 0, най-малко важният трафик до 48, най-важният.
Класификация и маркиране
За правилното управление на мрежовия трафикспоред приоритета си, първо трябва да се класифицира и маркира по подходящ начин. Маркирането може да се направи точно при източника. Например, не е рядкост IP телефонните апарати да маркират трафика си като DSCP 46, стойност с висок приоритет. За трафика, който не е маркиран в източника, нещата са по-сложни.
Без маркиран трафик всъщност не съществуваDiffServ. По подразбиране целият трафик е маркиран DSCP 0, най-ниският приоритет. Това е до първото мрежово устройство, управляващо трафика - обикновено превключвател - за да го маркира. Как се прави? Най-вече чрез ACL.
ACL или списъците за контрол на достъпа са функция наповечето мрежово оборудване, което може да се използва за идентифициране на трафика. Както подсказва името им, те първоначално са били използвани като средство за контрол на достъпа. ACL идентифицират трафика въз основа на няколко критерия. Сред тях по-често срещаните са IP адресът на източника и дестинацията и номерът на източника и местоназначението. С течение на годините ACL стават все по-усъвършенствани и вече могат да се използват за прецизен избор на много специфичен трафик.
В случай на ACL, използвани за поставяне на QoS маркировки, правилата не само определят как да разпознавате трафика, но и каква DSCP стойност да го маркирате.
На опашката
Сега, когато трафикът е маркиран, всичко, което е останало, е даприоритизирайте го според неговата маркировка. Обикновено това се осъществява чрез използване на множество опашки с увеличаване на приоритета. Въпреки че DSCP стойностите са 6-битови и могат, следователно, да варират от 0 до 63, мрежовото оборудване рядко използва толкова много опашки. Характерно е за повечето мрежови устройства да се използват от три до седем опашки, като пет са най-често срещаните. С пет опашки и над 60 маркировки със сигурност сте разбрали, че повече от една DSCP стойност влиза във всяка опашка.
Опашката с най-нисък приоритет, която често се наричаопашката с най-добри усилия или BE ще бъде тази, която получава най-малко внимание от маршрутизатора. Обратно, опашката с най-висок приоритет, която често наричаме в реално време или RT, ще получи най-много внимание. Това гарантира, че „важният“ трафик ще бъде насочен или превключен с приоритет. Разбира се, това също означава, че най-добрите усилия могат да бъдат сериозно забавени и може би дори никога не бъдат доставени. Това е нещо, което трябва да имате предвид, когато класифицирате и маркирате трафика с най-големи усилия
Последици от неизползването на QoS
Последиците от неизползването на QoS варират в широки граници. Например, ако вашата мрежа не носи силно чувствителен трафик като IP телефония или поточно видео, използването на QoS може да няма никаква разлика. Това е особено вярно, когато текущите ни нива на трафик са ниски. В действителност, в ситуация на нисък трафик, QoS не носи почти никаква полза. Ако се върнем към нашата магистрална аналогия. Ако линейката е сама по 5-лентова магистрала, няма да е необходимо да се дава приоритет.
Но в ситуации, в които вашата мрежа страдавсякакви или много проблеми като свръхестеризация и задръствания, тогава липсата на QoS ще доведе до всякакви проблеми. За трафик, който изисква предаване в реално време или почти в реално време - като IP телефония, това може например да бъде причина за разбъркано, нарязано или неразбираемо аудио. Потокът на видео също ще бъде засегнат, което ще доведе до прекомерно буфериране по време на възпроизвеждане.
Но дори и други услуги могат да страдат ототсъствие на QoS. Представете си, че потребител на корпоративна мрежа се опитва да получи достъп до важна уеб-базирана счетоводна система, докато в същото време стотици потребители са на обедната си почивка, като сърфират в Интернет. Това може да направи счетоводното приложение неизползваемо, освен ако трафикът му не е приоритет правилно с помощта на QoS.
QoS няма да поправи всичко
Но колкото и да е добро, прилагането на QoS не е товарешение на всеки проблем. Мрежовите администратори са склонни да мислят, че прилагането на QoS ще ги освободи от необходимостта да добавят честотна лента. Въпреки че е вярно, че прилагането на QoS ще доведе до незабавно и много очевидно подобрение на работата на трафик с висок приоритет. Той също ще намали един с по-нисък приоритет.
QoS ще се грижи за временната мрежазадръстванията и това ще гарантира, че критично важните за бизнеса услуги продължават да работят правилно, докато има задръствания, но това няма да го спре. Все още трябва да наблюдавате използването на мрежата и да имате програма за планиране на капацитет.
заключение
QoS трябва да бъде част от мрежата на всяка организациястратегия, но не трябва да е единственият елемент. Но повече от всичко трябва да се прилага изключително внимание при планирането и създаването на QoS. Въпреки че може да направи малки чудеса, когато се приложи правилно, това може да влоши положението за някои потребители. И преди да приложите QoS, трябва да се въведат и инструменти за мониторинг, които да оценят ситуацията. Същите тези инструменти ще предоставят безценни и след внедряването.
Коментари