Kvalita služeb, nebo QoS, je složitý předmět. V dnešní době je však jeho používání tak běžné, že by o tom měl vědět každý správce sítě. QoS se stal populárním, protože stále více sítí začalo přenášet data, která musí být upřednostňována, a současně se stále častěji stalo využívání rekreační sítě. Naším cílem není, abyste se stali odborníky na QoS, ale místo toho chceme osvětlit toto téma co nejvíce netechnickým způsobem. Jednoduše řečeno, naším cílem je odpovědět na následující otázku: Co je QoS a k čemu je dobrý?
Toto není kurz teorie QoS aimplementace. Nezobrazíme vám jediný přepínač nebo příkaz routeru. Naším cílem je umožnit vám jednoduše pochopit podstatu QoS. Začneme objasněním toho, co QoS je - a není. Poté se krátce zastavíme a probereme několik nástrojů od SolarWinds, které byste mohli chtít vyzkoušet. Poté probereme různé faktory, které mohou ovlivnit výkon sítě. To nás zavede do jádra naší záležitosti: jak funguje QoS. Jak uvidíte, je to mnohem jednodušší, než se zdá. A předtím, než dojdeme k závěru, probereme, co se stane, když nepoužíváte QoS a s čím vám QoS nemůže pomoci.
Co je přesně QoS?
S tím, jak používání sítě rostlo, zahrnovalo stále víceprovoz různého typu a přetížení sítě se stávají stále častější a důležitější, inženýři si brzy uvědomili, že potřebují způsob, jak uspořádat a stanovit priority provozu. QoS není jedna věc, ale kombinace funkcí a technologií, které spolupracují, aby toho dosáhly. Díky mnoha pokusům a omylům nyní máme relativně univerzální systém QoS, který lze spolehlivě zajistit, aby důležitý provoz získal pozornost, kterou potřebuje.
Důležitým aspektem QoS je, že musí býtimplementováno od začátku do konce, aby bylo k ničemu. QoS je nastavena na zařízeních, jako jsou přepínače a směrovače, které řídí provoz. Každé takové zařízení v datové cestě musí mít správnou konfiguraci QoS nebo jinak to, co nebude mít očekávaný účinek. Každé zařízení musí mít také konfiguraci QoS, která je kompatibilní s ostatními. QoS používá k dosažení své magie prioritní označení. Můžete si snadno představit, co by se stalo, kdyby jedno zařízení považovalo číslo s vyšší prioritou za důležitější, zatímco jiné udělalo opak.
Skutečná analogie
Často porovnáváme síť s automobilovým provozemkde dálnice představují síťová spojení a vozidla představují datové pakety. Je to poměrně dobrá analogie, protože mezi těmito dvěma druhy provozu existuje mnoho podobností. Pravděpodobně víc, než jsou rozdíly. Použijeme stejnou analogii, abychom se pokusili konkrétně vysvětlit, co je QoS.
Představme si tedy rušnou dálnici. Je páteční odpoledne ve špičce a je tu spousta osobních a nákladních automobilů. Provoz se již pohybuje docela pomalu, ale aby to bylo ještě horší, přibližujeme se k křižovatce a na druhé straně této křižovatky se děje práce na silnici, nedělá nic jiného než problém. Většina z vás byla v takové situaci více než pravděpodobné.
Chcete-li se pokusit přispět k lepšímu provozu,na nadcházející křižovatce je dopravní policista. Snaží se, aby každému motoristovi poskytl spravedlivý podíl na silnici. Ale i s jeho pomocí se věci moc nepohybují a máte rádi, nebo ne, jste zaseknutí v provozu.
Pak v dálce uslyšíte sanitkusiréna přicházející zezadu. To je, když dopravní policista na křižovatce zařadí na vysokém rychlostním stupni. Uvědomuje si, že sanitka musí skutečně projít, a proto musí nechat projít provoz před sanitkou a zastavit nepřátelský provoz a zajistit, aby mohla pokračovat ve své trase s co nejmenším zpožděním. Mezitím musí další motoristé počkat, až na ně přijde řada, než budou moci pokračovat v cestě, jakmile projde prioritní vozidlo.
Dva skvělé nástroje od SolarWinds
Než půjdeme dál, ráda bych prodiskutovalaněkolik nástrojů od společnosti SolarWinds. Ačkoli se přímo netýkají QoS, oba jsou velmi užitečné při určování, kde jsou ve vašich sítích překážky a co je způsobuje. Pomohou vám posoudit současnou situaci, která je prvním krokem k nápravě problémů obecně a implementaci QoS.
1. Sledování výkonu sítě (Zkušební verze zdarma)
Vlajková loď produktu SolarWinds, síťMonitor výkonu je pravděpodobně jedním z nejlepších nástrojů pro monitorování šířky pásma SNMP. Toto je nástroj, který bude používat protokol Simple Network Management Protocol k zaznamenávání vývoje využití šířky pásma síťových obvodů v průběhu času. Ovládací panel softwaru, jeho zobrazení a grafy jsou plně přizpůsobitelné. Nástroj lze nastavit s minimálním úsilím a může začít monitorovat téměř okamžitě po instalaci. NPM se může škálovat od nejmenších sítí po velké sítě se stovkami zařízení rozloženými na více webech.
ZDARMA 30denní zkušební období: Monitor výkonu sítě SolarWinds
Používá se monitor výkonu sítě SolarWindsSNMP dotazuje zařízení v pravidelných intervalech - obvykle pět minut - a čte jejich čítače rozhraní. Poté vypočítá využití šířky pásma a uloží ji do databáze pro budoucí použití a zobrazí grafy ukazující vývoj využití šířky pásma v průběhu času. NPM je obrovský nástroj s několika dalšími funkcemi. Například může vytvářet síťové mapy a zobrazovat kritickou cestu mezi dvěma zařízeními.
Ceny za sledování výkonu sítě začínají přibližně na 3 000 USD. Pokud chcete produkt před zakoupením vyzkoušet, je k dispozici 30denní zkušební verze.
2. Analyzátor provozu NetFlow (Zkušební verze zdarma)
Dopravní analyzátor SolarWinds NetFlow dávápodrobnější pohled na síťový provoz. Nezobrazuje pouze využití šířky pásma v bitech za sekundu. Nástroj poskytuje podrobné informace o pozorovaném provozu. To vám řekne, jaký typ provozu je převládající nebo jaký uživatel používá větší šířku pásma. Poskytne také neocenitelné informace o různých druzích provozu - jako je prohlížení webu, obchodní aplikace, telefonování nebo streamování videa - přenášených ve vaší síti.
ZDARMA 30denní zkušební období: SolarWinds Netflow Traffic Analyzer
Analyzátor provozu NetFlow používá NetFlowprotokol shromažďovat podrobné informace o použití ze síťových zařízení. Protokol NetFlow je zabudován do mnoha síťových zařízení od různých dodavatelů. Pokud je nakonfigurováno, síťová zařízení odesílají podrobné informace o každé „konverzaci“ nebo toku každé sítě do kolektoru a analyzátoru NetFlow. SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer je jeden takový sběratel a analyzátor.
Pokud si chcete produkt vyzkoušet před zahájením jeho nákupu, můžete si ze SolarWinds stáhnout bezplatnou 30denní zkušební verzi. Jedná se o plně funkční verzi, která nemá žádné omezení, ale čas.
Faktory ovlivňující výkon sítě
V typické síti může být doručení dat ovlivněno několika faktory. Sestavili jsme seznam primárních faktorů, které mohou ovlivnit výkon sítě.
Nízká propustnost
To souvisí s kapacitou síťového propojení. Někteří zvládnou více provozu než jiní. Obvykle se měří v bitech - nebo často v kilo nebo megabitech - za sekundu. Pokud překročíte kapacitu odkazu, dojde k přetížení a výkon se sníží.
Vypuštěné pakety
Pakety mohou být vyhozeny ze síťových zařízení proněkolik důvodů. Možná se během přepravy zkorumpovali a již nemohou být uznáni. Pakety jsou však obvykle vyřazeny, když dorazí na zařízení, jehož vyrovnávací paměti jsou již plné. Přijímající aplikace obvykle zjistí, že některá data chybí, a požádají o jejich opakovaný přenos, který způsobí další zpoždění a zhoršení výkonu.
Chyby
Hluk a rušení mohou poškodit data. To platí zejména pro bezdrátové komunikace a přes dlouhé měděné dráty. Když jsou zjištěny chyby, přijímající aplikace požádá o opakovaná vysílání chybějících dat, což opět sníží výkon.
Latence
Latence souvisí s frontami síťových zařízenípřed odesláním dat. Může se také stát, když se používají delší trasy, aby se zabránilo přetížení. To by nemělo být zaměňováno s propustností. S latencí se může zpoždění časem zvyšovat, i když je propustnost dostatečná.
Jitter
Jitter je definován jako změna zpožděnítrvá, než každý datový paket dosáhne svého cíle. Stává se to z různých důvodů. Například dva pakety mohou mít různé cesty. Důsledkem je, že když se jitter příliš zvýší, pakety mohou dorazit mimo pořadí v místě svého určení. Pokud jsou pakety součástí dokumentu aplikace Word, budou správně uspořádány a nikdo nebude ovlivněn, ale pokud mluvíme o hlasových nebo datových proudech videa, může to způsobit nejrůznější problémy.
Jak jsme právě viděli, některé typy provozu - například hlas nebo streamované video - budou více ovlivněny problémy s výkonem. To je důvod, proč různý provoz vyžaduje odlišné zacházení a proč existuje QoS.
Jak funguje QoS
Než začneme, rád bych řekl několik věcí. Nejprve nejsem síťový inženýr. Zadruhé, cílem tohoto vysvětlení není absolutní přesnost. Vědomě zjednodušuji věci a možná i do jisté míry kroucím realitu, abych tuto sekci snáze strávil. Mým cílem je poskytnout vám obecnou představu o tom, jak to funguje, a ne vás školit v konfiguraci QoS.
QoS funguje tak, že identifikuje, co je větší provoz„Důležité“ a upřednostňováním tohoto provozu v celé síti. Neexistuje „zlaté pravidlo“ ohledně toho, který provoz je důležitější než jiný. Je zřejmé, že nějaký provoz - například hlas nebo streamované video - bude obvykle považován za důležitý jednoduše proto, že nebude fungovat správně, když trpí zhoršením výkonu. Část provozu - například procházení webu v mnoha organizacích - je považována za nedůležité, a proto nebude mít prioritu.
Existují dvě komponenty QoS. Za prvé, provoz musí být klasifikován a označen. Ačkoli existuje několik způsobů, jak lze provoz označit, diferencované služby v nejrozšířenějším dnes. Toto je ten, o kterém budeme podrobně informovat v krátké době. Druhou součástí je zařazování do fronty, které zajistí, že prioritní data budou přenášena s co nejmenším zpožděním. Řízení front se provádí na síťových zařízeních podle značek diferencovaných služeb.
Diferencované služby nebo DiffServ používají ašestibitový kód v záhlaví každého zabaleného ke značce je podle několika tříd rostoucí priority. Toto označení se označuje jako kódový bod diferenciačních služeb nebo DSCP. Typické hodnoty DSCP se pohybují od 0, nejméně důležitý provoz do 48, nejdůležitější.
Klasifikace a značení
Správné zpracování síťového provozupodle své priority musí být nejprve náležitě klasifikována a označena. Značení lze provést přímo u zdroje. Například není neobvyklé, že IP telefonní soupravy označují svůj provoz jako DSCP 46, což je hodnota s vysokou prioritou. Pro provoz, který není označen u zdroje, jsou věci trochu složitější.
Neoznačený provoz ve skutečnosti neexistujeDiffServ. Ve výchozím nastavení je veškerý provoz označen DSCP 0, nejnižší prioritou. Je to na prvním síťovém zařízení, které provozuje provoz - obvykle na přepínači -, aby jej označilo. Jak se to dělá? Většinou prostřednictvím ACL.
Seznamy ACL nebo seznamy řízení přístupu jsou funkcívětšina síťových zařízení, která lze použít k identifikaci provozu. Jak jejich název napovídá, byly původně používány jako prostředek kontroly přístupu. ACL identifikují provoz na základě několika kritérií. Mezi nimi jsou běžnější zdrojová a cílová IP adresa a číslo zdrojového a cílového portu. V průběhu let se seznamy ACL stále více zdokonalovaly a nyní je lze použít k přesnému výběru velmi specifického provozu.
V případě ACL používaných k vložení označení QoS pravidla nejen určují, jak rozpoznat provoz, ale také jakou hodnotu DSCP označit.
Řízení front
Nyní, když je označen provoz, zbývá jen to, co zbýváupřednostňujte to podle svého označení. To se obvykle provádí pomocí více front s rostoucí prioritou. Přestože jsou hodnoty DSCP široké 6 bitů a mohou se proto pohybovat v rozmezí 0 až 63, síťové zařízení zřídka používá tolik front. Pro většinu síťových zařízení je typické používat tři až sedm front, z nichž pět je nejčastější číslo. S pěti frontami a více než 60 značkami jste si jistě představili, že v každé frontě jde více než jedna hodnota DSCP.
Fronta s nejnižší prioritou, která se často nazývánejlepší fronta nebo fronta BE bude ta, která dostane ze směrovacího motoru nejmenší pozornost. Naopak, nejvyšší prioritou bude fronta s nejvyšší prioritou, kterou často nazýváme real-time nebo RT. Tím je zajištěno, že „důležitý“ provoz bude směrován nebo přepínán prioritně. To samozřejmě také znamená, že nejlepší úsilí může být vážně zpožděno a možná dokonce nikdy dodáno. To je něco, co byste měli mít na paměti při klasifikaci a označování provozu s nejlepším úsilím
Důsledky nepoužívání QoS
Důsledky nepoužívání QoS se velmi liší. Pokud například vaše síť nepřenáší vysoce citlivý přenos, jako je IP telefonie nebo streamování videa, nemusí použití QoS nijak změnit. To platí zejména, když jsou vaše současné úrovně provozu nízké. Ve skutečnosti, v situaci malého provozu, QoS nepřináší téměř žádný užitek. Pokud se vrátíme k naší analogii na dálnici. Pokud je sanitka sama na 5pruhové dálnici, nemusí být upřednostňována.
Ale v situacích, kde vaše síť trpíjakékoli - nebo mnoho - problémů, jako je nadměrné využití a přetížení, pak absence QoS povede k nejrůznějším problémům. Pro provoz, který vyžaduje přenos v reálném čase nebo téměř v reálném čase - například IP telefonie, by to mohlo být například příčinou zkomoleného, sekaného nebo nesrozumitelného zvuku. Streamování videa by také ovlivnilo, což by mělo za následek nadměrné ukládání do vyrovnávací paměti během přehrávání.
Ale i jiné služby by mohly trpětabsence QoS. Představte si, že uživatel podnikové sítě se pokouší získat přístup k důležitému webovému účetnímu systému a zároveň si stovky uživatelů na polední přestávce prohlíží internet. To by mohlo způsobit, že účetní aplikace bude nepoužitelná, pokud nebude její provoz správně upřednostňován pomocí QoS.
QoS neopravila všechno
Ale jak dobrý je, implementace QoS nenířešení každého problému. Správci sítě mají tendenci si myslet, že implementace QoS jim zbaví potřebu přidat šířku pásma. I když je pravda, že implementace QoS způsobí okamžité a velmi zřejmé zlepšení provozu provozu s vysokou prioritou. Rovněž sníží prioritu nižší.
QoS se postará o dočasnou síťpřetížení a zajistí, aby kriticky důležité obchodní služby fungovaly i při přetížení, ale nezastavily by je. Stále musíte sledovat využití sítě a mít program plánování kapacity.
Závěr
QoS by měla být součástí sítě jakékoli organizacestrategie, ale neměla by to být jediná položka. Při plánování a nastavování QoS by však více než cokoli jiného měla být věnována mimořádná péče. I když to může udělat malé zázraky, pokud je správně aplikováno, může to situaci pro některé uživatele ještě zhoršit. A než začnete implementovat QoS, měly by být také zavedeny monitorovací nástroje pro posouzení situace. Tyto stejné nástroje budou po implementaci také neocenitelné.
Komentáře