Quality of Service, of QoS, is een complex onderwerp. Maar het gebruik ervan is tegenwoordig zo gewoon dat elke netwerkbeheerder hiervan op de hoogte moet zijn. QoS werd populair naarmate meer en meer netwerken gegevens begonnen te transporteren die prioriteit moesten krijgen, terwijl het gebruik van recreatief netwerk steeds meer gemeengoed werd. Het is niet onze bedoeling om u QoS-experts te maken, maar in plaats daarvan willen we wat meer licht werpen op het onderwerp is zo veel als een niet-technische manier mogelijk. Om het simpel te zeggen, ons doel hierbij is om de volgende vraag te beantwoorden: Wat is QoS en waar is het goed voor?
Dit is geen cursus over QoS-theorie enimplementatie. We laten u geen enkele switch- of routeropdracht zien. Ons doel is om u de essentie van QoS te laten begrijpen. We beginnen met het verduidelijken van wat QoS is - en dat niet is. Daarna pauzeren we kort om een paar tools van SolarWinds te bespreken die u misschien wilt proberen. Vervolgens bespreken we de verschillende factoren die de netwerkprestaties kunnen beïnvloeden. Dit brengt ons tot de kern van onze zaak: hoe QoS werkt. Zoals u zult zien, is het veel eenvoudiger dan het lijkt. En voordat we besluiten, zullen we bespreken wat er gebeurt wanneer u QoS niet gebruikt en waar QoS u niet mee kan helpen.
Wat is QoS precies?
Naarmate het netwerkgebruik steeds meer omvatteverkeer van verschillende typen en naarmate netwerkcongestie steeds frequenter en belangrijker werd, realiseerden ingenieurs zich al snel dat ze een manier nodig hadden om verkeer te organiseren en prioriteren. QoS is niet één ding maar een combinatie van functies en technologieën die samenwerken om dat te bereiken. Door veel vallen en opstaan hebben we nu een relatief universeel QoS-systeem dat kan worden gebruikt om op betrouwbare wijze te garanderen dat belangrijk verkeer de aandacht krijgt die het nodig heeft.
Een belangrijk aspect van QoS is dat het zo moet zijnvan begin tot eind geïmplementeerd om van enig nut te zijn. QoS is ingesteld op de apparaten - zoals switches en routers - die verkeer verwerken. Een dergelijk apparaat in het gegevenspad moet de juiste QoS-configuratie hebben, anders hebben dingen niet het verwachte effect. Ook moet elk apparaat een QoS-configuratie hebben die compatibel is met die van anderen. QoS gebruikt prioriteitsmarkeringen om zijn magie te bereiken. U kunt zich gemakkelijk voorstellen wat er zou gebeuren als het ene apparaat een cijfer met een hogere prioriteit als belangrijker zou beschouwen, terwijl het andere het tegenovergestelde deed.
Een realistische analogie
We vergelijken het netwerk vaak met het verkeer van voertuigenwaar snelwegen netwerkkoppelingen vertegenwoordigen en voertuigen datapakketten vertegenwoordigen. Het is een redelijk goede analogie omdat er veel overeenkomsten zijn tussen de twee soorten verkeer. Waarschijnlijk meer dan er verschillen zijn. We zullen diezelfde analogie gebruiken om concreet uit te leggen wat QoS is.
Laten we ons dus een drukke snelweg voorstellen. Het is vrijdagmiddag tijdens de spits en er zijn veel auto's en vrachtwagens. Het verkeer beweegt zich al vrij langzaam, maar om het nog erger te maken, naderen we een kruising en aan de andere kant van de kruising is er wat wegwerkzaamheden aan de gang, die niets anders doen dan het probleem aanvullen. De meesten van jullie zijn meer dan waarschijnlijk in een dergelijke situatie geweest.
Om het verkeer iets beter te helpen verplaatsen,er is een verkeersagent op het komende kruispunt. Hij doet zijn best om elke automobilist zijn deel van de weg te geven. Maar zelfs met zijn hulp bewegen de dingen niet veel en, of je het leuk vindt of niet, je zit vast in het verkeer.
Dan hoor je in de verte een ambulancesirene komt van achter je. Dit is wanneer de verkeersagent op het kruispunt in hoge versnelling schakelt. Erkennend dat de ambulance echt door moet gaan, zorgt hij ervoor dat het verkeer voor de ambulance erdoorheen gaat en stopt het tegengestelde verkeer, zodat het zijn route met zo min mogelijk vertraging kan voortzetten. Ondertussen moeten andere automobilisten op hun beurt wachten voordat ze hun route kunnen hervatten zodra het prioritaire voertuig voorbij is.
Twee geweldige tools van SolarWinds
Voordat we verder gaan, wil ik graag een besprekenweinig tools van SolarWinds. Hoewel ze niet direct gerelateerd zijn aan QoS, zijn beide zeer nuttig bij het identificeren van knelpunten in uw netwerken en wat deze veroorzaakt. Ze helpen u de huidige situatie te beoordelen, wat de eerste stap is om problemen in het algemeen te corrigeren en QoS te implementeren.
1. Netwerkprestatiemeter (GRATIS proefversie)
Het vlaggenschipproduct van SolarWinds, het netwerkPrestatiemeter is mogelijk een van de beste SNMP-bandbreedtebewakingsprogramma's. Dit is een tool die het Simple Network Management Protocol zal gebruiken om de evolutie van het bandbreedtegebruik van netwerkcircuits in de tijd in kaart te brengen. Het dashboard, de weergaven en grafieken van de software kunnen volledig worden aangepast. De tool kan met minimale inspanningen worden ingesteld en kan vrijwel onmiddellijk na installatie beginnen met monitoring. NPM kan schalen van de kleinste tot grote netwerken met honderden apparaten verspreid over meerdere sites.
GRATIS 30 DAGEN PROEF: SolarWinds Netwerkprestatiemeter
De SolarWinds Network Performance Monitor gebruiktSNMP om apparaten met regelmatige tussenpozen (meestal vijf minuten) te pollen en hun interfacetellers te lezen. Vervolgens wordt het bandbreedtegebruik berekend en in een database opgeslagen voor toekomstig gebruik. De grafieken tonen de evolutie van het bandbreedtegebruik in de loop van de tijd. NPM is een enorm hulpmiddel met verschillende extra functies. Het kan bijvoorbeeld netwerkkaarten bouwen en het kritieke pad tussen twee apparaten weergeven.
De prijzen voor de Network Performance Monitor beginnen bij ongeveer $ 3000. Een proefversie van 30 dagen is beschikbaar als u het product liever wilt proberen voordat u het koopt.
2. NetFlow Traffic Analyzer (GRATIS proefversie)
De SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer geeft debeheerder een meer gedetailleerd overzicht van netwerkverkeer. Het toont niet alleen het bandbreedtegebruik in bits per seconde. De tool biedt gedetailleerde informatie over het waargenomen verkeer. Het zal u vertellen welk type verkeer vaker voorkomt of welke gebruiker meer bandbreedte gebruikt. Het biedt ook waardevolle informatie over de verschillende soorten verkeer - zoals webbrowsen, zakelijke apps, telefonie of streaming video - die via uw netwerk worden uitgevoerd.
GRATIS 30 DAGEN PROEF: SolarWinds Netflow Traffic Analyzer
De NetFlow Traffic Analyzer gebruikt de NetFlowprotocol om gedetailleerde gebruiksinformatie van uw netwerkapparaten te verzamelen. Het NetFlow-protocol is ingebouwd in veel netwerkapparaten van verschillende leveranciers. Wanneer geconfigureerd, sturen netwerkapparaten gedetailleerde informatie over elk "netwerkgesprek" of stroom naar een NetFlow-verzamelaar en -analysator. De SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer is zo'n verzamelaar en analyser.
Als u het product wilt proberen voordat u het koopt, kunt u een gratis proefversie van 30 dagen downloaden van SolarWinds. Dit is een volledig functionele versie die geen beperking maar tijd heeft.
Factoren die netwerkprestaties beïnvloeden
In een typisch netwerk kan de gegevenslevering worden beïnvloed door verschillende factoren. We hebben een lijst samengesteld met de belangrijkste factoren die de netwerkprestaties kunnen beïnvloeden.
Lage doorvoer
Dit heeft te maken met de capaciteit van een netwerklink. Sommigen kunnen meer verkeer verwerken dan anderen. Het wordt meestal gemeten in Bits - of vaak kilo of megabits - per seconde. Als u de capaciteit van de link overschrijdt, treedt er congestie op en gaan de prestaties achteruit.
Dropped Pakketten
Pakketten kunnen worden verwijderd door netwerkapparaten voorverschillende redenen. Misschien zijn ze tijdens de transit beschadigd geraakt en kunnen ze niet meer worden herkend. Pakketten worden echter vaker verwijderd wanneer ze aankomen op een apparaat waarvan de buffers al vol zijn. De ontvangende toepassing zal zich meestal realiseren dat sommige gegevens ontbreken en vragen om opnieuw verzenden, wat extra vertragingen en prestatievermindering zal veroorzaken.
fouten
Ruis en interferentie kunnen gegevens beschadigen. Dit geldt met name in draadloze communicatie en over lange koperdraden. Wanneer er fouten worden gedetecteerd, vraagt de ontvangende toepassing om de ontbrekende gegevens opnieuw te verzenden, wat de prestaties opnieuw verslechtert.
Wachttijd
Latency heeft te maken met wachtrijen van netwerkapparatengegevens voordat deze worden verzonden. Het kan ook gebeuren wanneer langere routes worden gebruikt om congestie te voorkomen. Het moet niet worden verward met doorvoer. Met latentie kan de vertraging in de loop van de tijd toenemen, zelfs als de doorvoer voldoende is.
jitter
Jitter wordt gedefinieerd als een variatie in de vertragingduurt voor elk datapakket om zijn bestemming te bereiken. Het gebeurt om verschillende redenen. Twee pakketten kunnen bijvoorbeeld verschillende routes nemen. Het gevolg is dat, wanneer jitter te hoog wordt, pakketten uit volgorde op hun bestemming kunnen aankomen. Als de pakketten deel uitmaken van een Word-document, worden ze correct opnieuw geordend en heeft niemand hier last van, maar als we het hebben over spraak of streaming videogegevens, kan dit allerlei problemen veroorzaken.
Zoals we zojuist hebben gezien, zullen sommige soorten verkeer, zoals spraak- of streamingvideo, meer worden beïnvloed door prestatieproblemen. Dit is de reden waarom verschillend verkeer een andere afhandeling nodig heeft en waarom QoS bestaat.
Hoe werkt QoS?
Voordat we beginnen, wil ik een paar dingen noemen. Ten eerste ben ik geen netwerkingenieur. Ten tweede is het doel van deze uitleg niet absoluut nauwkeurig te zijn. Ik vereenvoudig dingen bewust te simpel en misschien zelfs de realiteit tot op zekere hoogte te verdraaien om dit gedeelte gemakkelijker verteerbaar te maken. Mijn doel is om u een algemeen idee te geven van hoe het werkt, niet om u te trainen in de QoS-configuratie.
QoS werkt door te identificeren wat meer verkeer is'Belangrijk' en door prioriteit te geven aan dat verkeer in het netwerk. Er is geen 'gouden regel' over welk verkeer belangrijker is dan andere. Het is duidelijk dat sommige soorten verkeer, zoals spraak- of streamingvideo, normaal als belangrijk worden beschouwd, simpelweg omdat het niet goed werkt wanneer de prestaties achteruitgaan. Bepaald verkeer, zoals browsen in veel organisaties, wordt als onbelangrijk beschouwd en krijgt daarom geen prioriteit.
QoS bestaat uit twee componenten. Eerst moet het verkeer worden geclassificeerd en gemarkeerd. Hoewel er verschillende manieren zijn om verkeer te markeren, zijn de meest gedifferentieerde services tegenwoordig de meest voorkomende. Dit zullen we binnenkort bespreken. Het tweede onderdeel is de wachtrij die ervoor zorgt dat prioriteitsgegevens met zo weinig mogelijk vertragingen worden verzonden. In wachtrijen wordt gedaan op de netwerkapparaten volgens Differentiated Services-markeringen.
Differentiated Services, of DiffServ, gebruiken eenzes-bit code in de kop van elk verpakt om te markeren is volgens verschillende klassen van toenemende prioriteit. Deze markering wordt het Differentiated Services Code Point of DSCP genoemd. Typische DSCP-waarden variëren van 0, het minst belangrijke verkeer tot 48, het belangrijkste.
Classificatie en markering
Voor netwerkverkeer correct worden afgehandeldvolgens zijn prioriteit moet het eerst worden geclassificeerd en correct worden gemarkeerd. Markering kan direct bij de bron worden gedaan. Het is bijvoorbeeld niet ongewoon voor IP-telefoontoestellen om hun verkeer te markeren als DSCP 46, een hoge prioriteitswaarde. Voor verkeer dat niet aan de bron is gemarkeerd, is het iets ingewikkelder.
Ongemarkeerd verkeer bestaat eigenlijk nietDiffServ. Standaard wordt al het verkeer gemarkeerd met DSCP 0, de laagste prioriteit. Het is aan het eerste netwerkapparaat dat het verkeer verwerkt (meestal een schakelaar) om het te markeren. Hoe is het gedaan? Meestal via ACL's.
ACL's of toegangscontrolelijsten zijn een functie vande meeste netwerkapparatuur die kan worden gebruikt om verkeer te identificeren. Zoals hun naam al aangeeft, werden ze oorspronkelijk gebruikt om de toegang te controleren. ACL's identificeren verkeer op basis van verschillende criteria. Onder hen zijn de meest voorkomende het bron- en doel-IP-adres en het bron- en doelpoortnummer. Door de jaren heen zijn ACL's steeds verfijnder geworden en kunnen nu worden gebruikt om een zeer specifiek verkeer te selecteren.
In het geval van ACL's die worden gebruikt om QoS-markeringen in te voegen, geven de regels niet alleen aan hoe verkeer moet worden herkend, maar ook met welke DSCP-waarde dit moet worden gemarkeerd.
Queuing
Nu dat verkeer is gemarkeerd, is het enige dat nog over isprioriteer het volgens zijn markering. Dit wordt normaal bereikt door meerdere wachtrijen met toenemende prioriteit te gebruiken. Hoewel DSCP-waarden 6-bit breed zijn en daarom kunnen variëren van 0 tot 63, gebruikt netwerkapparatuur zelden zoveel wachtrijen. Het is gebruikelijk dat de meeste netwerkapparatuur drie tot zeven wachtrijen gebruikt, waarbij vijf het meest voorkomende nummer is. Met vijf wachtrijen en meer dan 60 markeringen heb je zeker gedacht dat er meer dan één DSCP-waarde in elke wachtrij terechtkomt.
De wachtrij met de laagste prioriteit, die vaak wordt genoemdde best-inspanning of BE wachtrij zal degene zijn die de minste aandacht krijgt van de routing engine. Omgekeerd krijgt de wachtrij met de hoogste prioriteit, die we vaak realtime of RT noemen, de meeste aandacht. Dit zorgt ervoor dat "belangrijk" verkeer met voorrang wordt gerouteerd of omgeschakeld. Dit betekent natuurlijk ook dat de beste inspanningen ernstig kunnen worden uitgesteld en misschien zelfs nooit worden geleverd. Dit is iets om in gedachten te houden bij het classificeren en markeren van best-traffic verkeer
Gevolgen van het niet gebruiken van QoS
De gevolgen van het niet gebruiken van QoS lopen sterk uiteen. Als uw netwerk bijvoorbeeld geen zeer gevoelig verkeer zoals IP-telefonie of streaming video vervoert, kan het gebruik van QoS geen verschil maken. Dit is vooral het geval wanneer uw huidige verkeersniveau laag is. In een situatie met weinig verkeer biedt QoS bijna geen voordeel. Als we teruggaan naar onze snelweganalogie. Als de ambulance alleen op een snelweg met 5 rijstroken staat, hoeft deze geen prioriteit te krijgen.
Maar in situaties waarin uw netwerk lijdteen of meerdere problemen, zoals overgebruik en congestie, zal de afwezigheid van QoS leiden tot allerlei problemen. Voor verkeer dat realtime of bijna realtime verzending vereist, zoals IP-telefonie, kan dit bijvoorbeeld de oorzaak zijn van onleesbare, gehakte of onverstaanbare audio. Videostreaming zou ook worden beïnvloed, wat resulteert in overmatig bufferen tijdens het afspelen.
Maar zelfs andere diensten kunnen last hebben van deafwezigheid van QoS. Stel je voor dat een bedrijfsnetwerkgebruiker toegang probeert te krijgen tot een belangrijk webgebaseerd boekhoudsysteem, terwijl tegelijkertijd honderden gebruikers aan het lunchen zijn en intensief surfen op internet. Dit kan de boekhoudtoepassing onbruikbaar maken, tenzij het verkeer correct wordt geprioriteerd met behulp van QoS.
QoS zal niet alles repareren
Maar hoe goed het ook is, het implementeren van QoS is niet hetoplossing voor elk probleem. Netwerkbeheerders hebben de neiging om te denken dat de implementatie van QoS hen zal verlossen van de noodzaak om bandbreedte toe te voegen. Hoewel het waar is dat de implementatie van QoS een onmiddellijke en zeer duidelijke verbetering van de werking van verkeer met hoge prioriteit zal veroorzaken. Het zal ook een lagere prioriteit verlagen.
QoS zorgt voor een tijdelijk netwerkcongestie en het zal ervoor zorgen dat bedrijfskritieke services correct blijven werken terwijl er congestie is, maar dit stopt het niet. U moet nog steeds het netwerkgebruik bewaken en een programma voor capaciteitsplanning hebben.
Gevolgtrekking
QoS moet deel uitmaken van het netwerk van elke organisatiestrategie, maar dit zou niet het enige moeten zijn. Maar boven alles moet uiterste zorgvuldigheid worden betracht bij het plannen en instellen van QoS. Hoewel het kleine wonderen kan doen wanneer het correct wordt toegepast, kan het de situatie voor bepaalde gebruikers veel erger maken. En voordat u QoS implementeert, moeten ook monitoringtools worden ingesteld om de situatie te beoordelen. Diezelfde tools zullen ook na implementatie van onschatbare waarde zijn.
Comments