La qualité de service, ou QoS, est un sujet complexe. Mais son utilisation est si courante de nos jours que tout administrateur de réseau devrait le savoir. La qualité de service est devenue populaire alors que de plus en plus de réseaux commençaient à acheminer des données qu'il fallait hiérarchiser, tandis que l'utilisation des réseaux de loisirs devenait de plus en plus courante. Notre intention n'est pas de faire de vous des experts en QoS, mais plutôt d'éclaircir le sujet, de manière aussi technique que possible. Vous dites simplement que notre objectif est de répondre à la question suivante: Qu'est-ce que la qualité de service et à quoi sert-elle?
Ce n’est pas un cours sur la théorie de la qualité de service etla mise en oeuvre. Nous ne vous montrerons aucune commande de commutateur ou de routeur. Notre objectif est de vous permettre de saisir simplement l'essence de la qualité de service. Nous commencerons par clarifier ce que la QoS est et n’est pas. Nous nous arrêterons ensuite brièvement pour discuter de quelques outils de SolarWinds que vous voudrez peut-être essayer. Ensuite, nous discuterons des différents facteurs pouvant affecter les performances du réseau. Cela nous mènera au cœur de notre sujet: comment fonctionne la QoS. Comme vous le verrez, c'est beaucoup plus simple qu'il n'y paraît. Et avant de conclure, nous discuterons de ce qui se passe lorsque vous n’utilisez pas la QoS et de ce que la QoS ne peut pas vous aider.
Alors, quelle est la qualité de service, exactement?
Au fur et à mesure de l’utilisation du réseau, de plus en plus detrafic de différents types et à mesure que la congestion du réseau devenait de plus en plus fréquente et importante, les ingénieurs ont vite compris qu’ils avaient besoin d’un moyen d’organiser et de hiérarchiser le trafic. La qualité de service n'est pas une chose, mais une combinaison de fonctionnalités et de technologies qui fonctionnent ensemble pour atteindre cet objectif. Après beaucoup d'essais et d'erreurs, nous avons maintenant un système de qualité de service relativement universel qui peut être utilisé pour garantir de manière fiable que le trafic important reçoit l'attention dont il a besoin.
Un aspect important de la qualité de service est qu’il doit êtremis en œuvre de bout en bout pour être d'aucune utilité. La qualité de service est configurée sur les périphériques (tels que les commutateurs et les routeurs) qui gèrent le trafic. Un tel périphérique dans le chemin de données doit avoir la configuration QoS correcte ou les éléments pour lesquels il n'aura pas l'effet escompté. De plus, chaque appareil doit avoir une configuration QoS compatible avec les autres. QoS utilise les marquages de priorité pour accomplir sa magie. Vous pouvez facilement imaginer ce qui se produirait si un appareil considérait le chiffre le plus élevé comme une priorité plus importante alors qu'un autre faisait l'inverse.
Une analogie réelle
Nous comparons souvent le trafic réseau à celui des véhiculesoù les autoroutes représentent des liaisons de réseau et les véhicules représentent des paquets de données. C'est une assez bonne analogie car il existe de nombreuses similitudes entre les deux types de trafic. Probablement plus qu'il n'y a de différences. Nous allons utiliser cette même analogie pour essayer d’expliquer concrètement ce qu'est la QoS.
Alors, imaginons une autoroute très fréquentée. C'est vendredi après-midi aux heures de pointe et il y a beaucoup de voitures et de camions. La circulation avance déjà assez lentement mais, pour aggraver les choses, nous approchons d’une intersection et, de l’autre côté de cette intersection, des travaux routiers sont en cours, ne faisant qu’ajouter au problème. La plupart d'entre vous ont probablement été dans une telle situation.
Pour aider à améliorer la circulation,il y a un agent de la circulation à la prochaine intersection. Il fait de son mieux pour donner à chaque automobiliste sa juste part de la route. Mais même avec son aide, les choses ne bougent pas beaucoup et, qu’on le veuille ou non, vous êtes coincé dans la circulation.
Puis, au loin, vous entendez une ambulancesirène venant de derrière vous. C'est à ce moment que l'agent de la circulation à l'intersection passe à la vitesse supérieure. Reconnaissant que l’ambulance a vraiment besoin de passer, il s’assure de laisser passer la circulation devant elle et d’arrêter la circulation adverse, en lui assurant de pouvoir poursuivre sa route dans les meilleurs délais. Pendant ce temps, les autres automobilistes doivent attendre leur tour avant de pouvoir reprendre leur itinéraire une fois que le véhicule prioritaire est passé.
Deux excellents outils de SolarWinds
Avant d’aller plus loin, je voudrais discuter d’unequelques outils de SolarWinds. Bien qu'ils ne soient pas directement liés à la qualité de service, les deux sont très utiles pour identifier les endroits où se trouvent des goulots d'étranglement dans vos réseaux et leur cause. Ils vous aideront à évaluer la situation actuelle, première étape de la résolution des problèmes en général et de la mise en œuvre de la qualité de service.
1. Analyseur de performances réseau (Essai gratuit)
Le produit phare de SolarWinds, le réseauL'Analyseur de performances est probablement l'un des meilleurs outils de surveillance de la bande passante SNMP. C'est un outil qui utilisera le protocole de gestion de réseau simple pour représenter graphiquement l'évolution de l'utilisation de la bande passante des circuits de réseau au fil du temps. Le tableau de bord du logiciel, ses vues et ses graphiques sont entièrement personnalisables. L'outil peut être configuré avec un minimum d'efforts et peut commencer à surveiller presque immédiatement après l'installation. NPM peut évoluer des plus petits réseaux aux plus vastes avec des centaines de périphériques répartis sur plusieurs sites.
ESSAI GRATUIT DE 30 JOURS: Analyseur de performances réseau SolarWinds
Le moniteur de performances réseau SolarWinds utiliseSNMP pour interroger les périphériques à intervalles réguliers - généralement cinq minutes - et lire leurs compteurs d’interface. Il calcule ensuite l'utilisation de la bande passante stockée dans une base de données pour référence ultérieure et affiche des graphiques montrant l'évolution de l'utilisation de la bande passante au fil du temps. NPM est un outil énorme avec plusieurs fonctionnalités supplémentaires. Par exemple, il peut créer des cartes réseau et afficher le chemin critique entre deux périphériques.
La tarification de l’Analyseur de performances du réseau commence à environ 3 000 dollars. Un essai de 30 jours est disponible si vous préférez essayer le produit avant de l'acheter.
2. Analyseur de trafic NetFlow (Essai gratuit)
L’analyseur de trafic SolarWinds NetFlow donne laadministrateur une vue plus détaillée du trafic réseau. Il ne montre pas simplement l’utilisation de la bande passante en bits par seconde. L'outil fournit des informations détaillées sur le trafic observé. Cela vous indiquera quel type de trafic est le plus répandu ou quel utilisateur utilise plus de bande passante. Il fournira également des informations précieuses sur les différents types de trafic - tels que la navigation sur le Web, les applications professionnelles, la téléphonie ou la vidéo en continu - acheminés sur votre réseau.
ESSAI GRATUIT DE 30 JOURS: Analyseur de trafic SolarWinds Netflow
L’analyseur de trafic NetFlow utilise le NetFlowprotocole pour recueillir des informations détaillées sur l’utilisation de vos périphériques réseau. Le protocole NetFlow est intégré à de nombreux périphériques réseau de différents fournisseurs. Une fois configurés, les périphériques réseau envoient des informations détaillées sur chaque «conversation» ou flux du réseau à un collecteur et à un analyseur NetFlow. L’analyseur de trafic SolarWinds NetFlow est l’un de ces collecteurs et analyseurs.
Si vous souhaitez essayer le produit avant de l'acheter, vous pouvez télécharger une version d'essai gratuite de 30 jours à partir de SolarWinds. Ceci est une version complète qui n'a aucune limitation, mais le temps.
Facteurs influant sur les performances du réseau
Dans un réseau typique, la transmission de données peut être affectée par plusieurs facteurs. Nous avons compilé une liste des principaux facteurs susceptibles d’affecter les performances du réseau.
Faible débit
Cela concerne la capacité d’un lien de réseau. Certains peuvent gérer plus de trafic que d'autres. Il est généralement mesuré en bits - ou souvent en kilo ou en mégabits - par seconde. Si vous dépassez la capacité de la liaison, un encombrement se produira et les performances se dégraderont.
Paquets abandonnés
Les paquets peuvent être abandonnés par les périphériques réseau pourplusieurs raisons. Peut-être qu'ils ont été corrompus dans le transit et ne peuvent plus être reconnus. Mais le plus souvent, les paquets sont abandonnés quand ils arrivent sur un périphérique dont les tampons sont déjà pleins. L’application réceptrice s’aperçoit généralement que certaines données sont manquantes et demande sa retransmission, ce qui entraînera des retards supplémentaires et une dégradation des performances.
les erreurs
Le bruit et les interférences peuvent corrompre les données. Cela est particulièrement vrai dans les communications sans fil et sur de longs fils de cuivre. Lorsque des erreurs sont détectées, l'application réceptrice demande la retransmission des données manquantes, ce qui dégrade à nouveau les performances.
Latence
La latence concerne la mise en file d'attente des périphériques réseaudonnées avant de l'envoyer. Cela peut également se produire lorsque des itinéraires plus longs sont utilisés pour éviter la congestion. Il ne faut pas confondre avec le débit. Avec la latence, le délai peut s’accumuler avec le temps, même si le débit est suffisant.
Gigue
La gigue est définie comme une variation du délaiprend pour que chaque paquet de données atteigne sa destination. Cela arrive pour diverses raisons. Par exemple, deux paquets peuvent prendre des routes différentes. La conséquence est que, lorsque la gigue devient trop élevée, les paquets peuvent arriver hors séquence à leur destination. Si les paquets font partie d'un document Word, ils seront correctement réorganisés et personne ne sera affecté, mais si nous parlons de voix ou de données vidéo en streaming, cela peut causer toutes sortes de problèmes.
Comme nous venons de le voir, certains types de trafic, tels que la voix ou la vidéo en continu, seront davantage affectés par les problèmes de performances. C'est pourquoi un trafic différent nécessite une gestion différente et une qualité de service existe.
Comment fonctionne la QoS
Avant de commencer, je voudrais dire quelques mots. Premièrement, je ne suis pas un ingénieur réseau. Deuxièmement, l'objectif de cette explication n'est pas d'être absolument précis. Je simplifie sciemment les choses et peut-être même jongle dans une certaine mesure pour rendre cette section plus facile à digérer. Mon objectif est de vous donner une idée générale de la façon dont cela fonctionne, et non de vous former à la configuration de la qualité de service.
La QoS fonctionne en identifiant quel trafic est le plus«Important» et en hiérarchisant ce trafic sur l’ensemble du réseau. Il n’ya pas de «règle d’or» sur le trafic qui est plus important que les autres. De toute évidence, certains trafics, tels que la voix ou la vidéo en continu, seront généralement considérés comme importants simplement parce qu’ils ne fonctionneront pas correctement en cas de dégradation des performances. Certains trafics, tels que la navigation Web dans de nombreuses organisations, ne sont pas considérés comme importants et ne seront donc pas hiérarchisés.
La qualité de service comporte deux composants. Premièrement, le trafic doit être classifié et marqué. Bien qu'il existe plusieurs façons de marquer le trafic, les services différenciés sont les plus répandus aujourd'hui. C’est celui que nous détaillerons dans un instant. Le deuxième composant est la mise en file d'attente, ce qui garantit que les données prioritaires seront transmises avec le moins de retard possible. La mise en file d'attente est effectuée sur les périphériques réseau conformément aux marques des services différenciés.
Les services différenciés, ou DiffServ, utilisent unLe code à six bits dans l'en-tête de chaque paquet à marquer est selon plusieurs classes de priorité croissante. Ce marquage est appelé point de code de différenciation des services, ou DSCP. Les valeurs typiques de DSCP vont de 0, le trafic le moins important, à 48, le plus important.
Classification et marquage
Pour que le trafic réseau soit correctement traitéselon sa priorité, il doit d'abord être classifié et marqué de manière appropriée. Le marquage peut être effectué directement à la source. Par exemple, il n'est pas rare que les appareils téléphoniques IP marquent leur trafic en tant que DSCP 46, une valeur hautement prioritaire. Pour le trafic qui n'est pas marqué à la source, les choses sont un peu plus compliquées.
Le trafic non marqué n’existe pas réellement avecDiffServ. Par défaut, tout le trafic est marqué DSCP 0, priorité la plus basse. C'est au premier périphérique réseau qui gère le trafic, généralement un commutateur, de le marquer. Comment est-il fait? Principalement par le biais des ACL.
Les ACL, ou listes de contrôle d'accès, sont une fonctionnalité dela plupart des équipements de réseau pouvant être utilisés pour identifier le trafic. Comme leur nom l'indique, ils étaient à l'origine utilisés comme moyen de contrôler l'accès. Les ACL identifient le trafic en fonction de plusieurs critères. Parmi ceux-ci, les plus communs sont l'adresse IP source et de destination et le numéro de port source et de destination. Au fil des ans, les listes de contrôle d'accès se sont affinées et peuvent désormais être utilisées pour sélectionner avec précision un trafic très spécifique.
Dans le cas d'ACL utilisées pour insérer des marquages de qualité de service, les règles spécifient non seulement comment reconnaître le trafic, mais également quelle valeur DSCP le marquer.
Faire la queue
Maintenant que le trafic est marqué, tout ce qui reste est àhiérarchiser en fonction de son marquage. Ceci est normalement accompli en utilisant plusieurs files d'attente avec une priorité croissante. Bien que les valeurs DSCP aient une largeur de 6 bits et puissent donc aller de 0 à 63, l'équipement de réseau utilise rarement ce nombre de files d'attente. La plupart des équipements de réseau utilisent généralement de trois à sept files d'attente, le nombre le plus courant étant de cinq. Avec cinq files d'attente et plus de 60 marquages, vous avez certainement compris que plus d'une valeur DSCP est incluse dans chaque file d'attente.
La file la moins prioritaire, souvent appeléela file d'attente au mieux ou BE sera celle qui retiendra le moins l'attention du moteur de routage. Inversement, la file d’attente la plus prioritaire, que nous appelons souvent temps réel ou RT, attirera le plus d’attention. Cela garantit que le trafic «important» sera routé ou commuté en priorité. Bien entendu, cela signifie également que le meilleur effort pourrait être sérieusement retardé et peut-être même jamais livré. Il faut en tenir compte lors du classement et du marquage du trafic au mieux.
Conséquences de la non-utilisation de la qualité de service
Les conséquences de la non-utilisation de la qualité de service varient considérablement. Par exemple, si votre réseau ne transporte pas de trafic hautement sensible tel que la téléphonie IP ou le streaming vidéo, le fait de ne pas utiliser la qualité de service ne fait aucune différence. Cela est particulièrement vrai lorsque vos niveaux de trafic actuels sont faibles. En fait, dans une situation de faible trafic, la qualité de service n’apporte presque aucun avantage. Si nous revenons à notre analogie d'autoroute. Si l’ambulance est seule sur une autoroute à 5 voies, elle n’a pas besoin d’être priorisée.
Mais dans les situations où votre réseau souffre deUne ou plusieurs questions telles que la surutilisation et la congestion, l’absence de qualité de service entraînera toutes sortes de problèmes. Pour le trafic nécessitant une transmission en temps réel ou quasi-réel, tel que la téléphonie IP, il peut notamment être la cause d’un son déformé, haché ou inintelligible. La diffusion vidéo serait également affectée, ce qui entraînerait une mise en mémoire tampon excessive pendant la lecture.
Mais même d’autres services pourraient souffrir de laabsence de QoS. Imaginons qu'un utilisateur du réseau d'entreprise tente d'accéder à un important système de comptabilité basé sur le Web, alors que, simultanément, des centaines d'utilisateurs naviguent intensément sur Internet. Cela pourrait rendre l'application de comptabilité inutilisable à moins que son trafic soit correctement hiérarchisé via QoS.
La QoS ne résout pas tout
Aussi bon soit-il, la mise en œuvre de la qualité de service n’est pas la solution.solution à chaque problème. Les administrateurs réseau ont tendance à penser que la mise en œuvre de la qualité de service les soulagera de la nécessité d'ajouter de la bande passante. Il est vrai que la mise en œuvre de la qualité de service entraînera une amélioration immédiate et très apparente du fonctionnement du trafic hautement prioritaire. Cela dégradera également une priorité inférieure.
QoS prendra en charge le réseau temporaireencombrement et garantira que les services critiques continueront à fonctionner correctement malgré les encombrements, sans pour autant l’empêcher. Vous devez toujours surveiller l'utilisation du réseau et mettre en place un programme de planification de la capacité.
Conclusion
La qualité de service doit faire partie du réseau de toute organisationstratégie, mais il ne devrait pas être le seul élément. Mais plus que tout, il convient d’être extrêmement prudent dans la planification et la configuration de la qualité de service. Bien que cela puisse faire de petits miracles lorsqu'il est appliqué correctement, cela pourrait aggraver la situation de certains utilisateurs. Et avant de mettre en œuvre la QoS, des outils de surveillance doivent également être mis en place pour évaluer la situation. Ces mêmes outils fourniront également une valeur inestimable après la mise en œuvre.
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