Jakość usług (QoS) to złożony temat. Ale jego użycie jest obecnie tak powszechne, że każdy administrator sieci powinien o tym wiedzieć. QoS stał się popularny, ponieważ coraz więcej sieci zaczęło przenosić dane, które należy traktować priorytetowo, a jednocześnie korzystanie z sieci rekreacyjnej stawało się coraz bardziej powszechne. Naszym celem nie jest uczynienie was ekspertami ds. QoS, ale zamiast tego chcemy rzucić nieco światła na ten temat w możliwie nietechniczny sposób. Tu po prostu, naszym celem jest odpowiedzieć na następujące pytanie: Co to jest QoS i do czego służy?
To nie jest kurs teorii QoS irealizacja. Nie pokażemy Ci pojedynczego polecenia przełącznika ani routera. Naszym celem jest, abyś mógł po prostu zrozumieć istotę QoS. Zaczniemy od wyjaśnienia, czym jest QoS - a czym nie jest. Następnie zatrzymamy się na chwilę, aby omówić kilka narzędzi SolarWinds, które możesz wypróbować. Następnie omówimy różne czynniki, które mogą wpłynąć na wydajność sieci. To zabierze nas do sedna naszej sprawy: jak działa QoS. Jak zobaczysz, jest to o wiele prostsze niż się wydaje. I zanim zakończymy, omówimy, co się stanie, gdy nie korzystasz z QoS i z czym QoS nie może ci pomóc.
Czym dokładnie jest QoS?
Wraz ze wzrostem wykorzystania sieci obejmował on coraz więcejinnego rodzaju ruch, a przeciążenie sieci staje się coraz częstsze i ważne, inżynierowie szybko zorientowali się, że potrzebują sposobu na zorganizowanie ruchu i nadanie mu priorytetu. QoS to nie jedna rzecz, ale połączenie funkcji i technologii, które współpracują ze sobą, aby to osiągnąć. Dzięki wielu próbom i błędom mamy obecnie stosunkowo uniwersalny system QoS, którego można używać do niezawodnego zapewnienia, że ważny ruch przyciągnie uwagę, której potrzebuje.
Ważnym aspektem QoS jest to, że tak musi byćwdrażane od końca do końca w celu użycia. QoS jest konfigurowany na urządzeniach - takich jak przełączniki i routery - które obsługują ruch. Każde takie urządzenie w ścieżce danych musi mieć prawidłową konfigurację QoS, w przeciwnym razie rzeczy, które nie przyniosą oczekiwanego efektu. Ponadto każde urządzenie musi mieć konfigurację QoS zgodną z innymi urządzeniami. QoS używa znaczników pierwszeństwa do osiągnięcia swojej magii. Możesz łatwo wyobrazić sobie, co by się stało, gdyby jedno urządzenie uznało wartość o wyższym priorytecie za ważniejsze, podczas gdy inne zrobiło coś przeciwnego.
Prawdziwa analogia
Często porównujemy ruch sieciowy do ruchu kołowegogdzie autostrady reprezentują łącza sieciowe, a pojazdy reprezentują pakiety danych. Jest to dość dobra analogia, ponieważ istnieje wiele podobieństw między tymi dwoma rodzajami ruchu. Prawdopodobnie więcej niż istnieją różnice. Użyjemy tej samej analogii, aby spróbować konkretnie wyjaśnić, czym jest QoS.
Wyobraźmy sobie ruchliwą autostradę. Jest piątek po południu w godzinach szczytu i jest wiele samochodów i ciężarówek. Ruch jest już dość powolny, ale, co gorsza, zbliżamy się do skrzyżowania, a po drugiej stronie tego skrzyżowania trwają prace drogowe, nie robiąc nic więcej, tylko powiększając problem. Większość z was była bardziej niż prawdopodobnie w takiej sytuacji.
Aby spróbować nieco poprawić ruch w witrynie,policjant ruchu na nadchodzącym skrzyżowaniu. Robi wszystko, co w jego mocy, aby zapewnić każdemu kierowcowi uczciwy udział w drodze. Ale nawet z jego pomocą rzeczy nie poruszają się zbytnio i, czy ci się to podoba, czy nie, utkniesz w korku.
Następnie w oddali słyszysz karetkę pogotowiasyrena dochodząca zza ciebie. To wtedy policjant ruchu na skrzyżowaniu zmienia duży bieg. Uznając, że karetka naprawdę musi przejść, pilnuje, aby ruch przed nią się zatrzymał i zatrzymał ruch przeciwny, upewniając się, że może kontynuować swoją trasę z możliwie najmniejszym opóźnieniem. Tymczasem inni kierowcy muszą czekać na swoją kolej, zanim będą mogli wznowić trasę po minięciu pojazdu priorytetowego.
Dwa świetne narzędzia od SolarWinds
Zanim przejdziemy dalej, chciałbym omówićkilka narzędzi z SolarWinds. Chociaż nie są one bezpośrednio związane z QoS, oba są bardzo przydatne w identyfikacji, gdzie występują wąskie gardła w sieciach i co je powoduje. Pomogą ci ocenić obecną sytuację, co jest pierwszym krokiem do ogólnego rozwiązania problemów i wdrożenia QoS.
1. Monitor wydajności sieci (BEZPŁATNA wersja próbna)
Flagowy produkt SolarWinds, siećMonitor wydajności jest prawdopodobnie jednym z najlepszych narzędzi do monitorowania przepustowości SNMP. Jest to narzędzie, które wykorzysta protokół Simple Network Management Protocol do zobrazowania ewolucji wykorzystania przepustowości obwodów sieciowych w czasie. Pulpit nawigacyjny oprogramowania, jego widoki i wykresy są w pełni konfigurowalne. Narzędzie można skonfigurować przy minimalnym wysiłku i można rozpocząć monitorowanie niemal natychmiast po instalacji. NPM można skalować od najmniejszych sieci do ogromnych z setkami urządzeń rozmieszczonych w wielu lokalizacjach.
DARMOWY 30-DNIOWY PRÓBNY: Monitor wydajności sieci SolarWinds
Używa Monitora wydajności sieci SolarWindsSNMP odpytuje urządzenia w regularnych odstępach czasu - zwykle pięć minut - i odczytuje liczniki interfejsów. Następnie oblicza wykorzystanie przepustowości, przechowuje je w bazie danych do wykorzystania w przyszłości i wyświetla wykresy pokazujące ewolucję wykorzystania przepustowości w czasie. NPM to ogromne narzędzie z kilkoma dodatkowymi funkcjami. Na przykład może budować mapy sieciowe i wyświetlać ścieżkę krytyczną między dwoma urządzeniami.
Ceny Monitora wydajności sieci zaczynają się od około 3000 USD. Dostępna jest 30-dniowa wersja próbna, jeśli wolisz wypróbować produkt przed jego zakupem.
2. NetFlow Traffic Analyzer (BEZPŁATNA wersja próbna)
Analizator ruchu SolarWinds NetFlow dajeadministrator bardziej szczegółowy widok ruchu sieciowego. Nie pokazuje tylko wykorzystania przepustowości w bitach na sekundę. Narzędzie zapewnia szczegółowe informacje o obserwowanym ruchu. Poinformuje Cię, jaki rodzaj ruchu jest bardziej powszechny lub jaki użytkownik korzysta z większej przepustowości. Dostarczy także bezcennych informacji o różnych rodzajach ruchu - takich jak przeglądanie stron internetowych, aplikacje biznesowe, telefonia lub przesyłanie strumieniowe wideo - które są przenoszone w sieci.
DARMOWY 30-DNIOWY PRÓBNY: SolarWinds Netflow Traffic Analyzer
NetFlow Traffic Analyzer korzysta z NetFlowprotokół do zbierania szczegółowych informacji o użyciu z urządzeń sieciowych. Protokół NetFlow jest wbudowany w wiele urządzeń sieciowych różnych dostawców. Po skonfigurowaniu urządzenia sieciowe przesyłają szczegółowe informacje o każdej „konwersacji” lub przepływie sieci do kolektora i analizatora NetFlow. Analizator ruchu SolarWinds NetFlow jest jednym z takich kolektorów i analizatorów.
Jeśli chcesz wypróbować produkt przed jego zakupem, bezpłatną 30-dniową wersję próbną można pobrać z SolarWinds. Jest to w pełni funkcjonalna wersja, która nie ma ograniczeń, ale czas.
Czynniki wpływające na wydajność sieci
Na typową sieć na dostarczanie danych może mieć wpływ kilka czynników. Opracowaliśmy listę głównych czynników, które mogą wpływać na wydajność sieci.
Niska przepustowość
Ma to związek z przepustowością łącza sieciowego. Niektóre mogą obsłużyć większy ruch niż inne. Zwykle mierzy się go w bitach - lub często w kilogramach lub megabitach - na sekundę. Jeśli przekroczysz pojemność łącza, wystąpią przeciążenia, a wydajność spadnie.
Upuszczone pakiety
Pakiety mogą być odrzucane przez urządzenia sieciowe dlakilka powodów. Być może zostali zepsuci podczas transportu i nie można ich już rozpoznać. Ale częściej pakiety są odrzucane, gdy docierają do urządzenia, którego bufory są już pełne. Aplikacja odbierająca zwykle zdaje sobie sprawę z braku niektórych danych i żąda ich retransmisji, co spowoduje dodatkowe opóźnienia i pogorszenie wydajności.
Błędy
Hałas i zakłócenia mogą uszkodzić dane. Dotyczy to szczególnie komunikacji bezprzewodowej i długich drutów miedzianych. Po wykryciu błędów aplikacja odbierająca poprosi o ponowne przesłanie brakujących danych, co ponownie obniży wydajność.
Czas oczekiwania
Opóźnienie ma związek z kolejkowaniem urządzeń sieciowychdane przed wysłaniem. Może się to również zdarzyć, gdy używane są dłuższe trasy, aby uniknąć zatorów. Nie należy go mylić z przepustowością. Z opóźnieniem opóźnienie może narastać w czasie, nawet jeśli przepustowość jest wystarczająca.
Drganie
Jitter jest definiowany jako zmiana jego opóźnieniapotrzeba, aby każdy pakiet danych dotarł do miejsca docelowego. Dzieje się tak z różnych powodów. Na przykład dwa pakiety mogą mieć różne trasy. W konsekwencji, gdy jitter staje się zbyt wysoki, pakiety mogą docierać poza kolejnością do miejsca docelowego. Jeśli pakiety są częścią dokumentu Word, zostaną one poprawnie zmienione i nie będzie to miało wpływu na nikogo, ale jeśli mówimy o danych głosowych lub strumieniowych danych wideo, może to powodować różnego rodzaju problemy.
Jak właśnie widzieliśmy, na niektóre rodzaje ruchu - takie jak głos lub przesyłanie strumieniowe wideo - będą miały większy wpływ problemy z wydajnością. Dlatego różny ruch wymaga innej obsługi i dlatego istnieje QoS.
Jak działa QoS
Zanim zaczniemy, chciałbym powiedzieć kilka rzeczy. Po pierwsze, nie jestem inżynierem sieci. Po drugie, celem tego wyjaśnienia nie jest absolutnie dokładne. Świadomie upraszczam rzeczy, a może nawet do pewnego stopnia zmieniam rzeczywistość, aby ułatwić sobie przyswojenie tej sekcji. Moim celem jest przedstawienie ogólnego pojęcia o tym, jak to działa, a nie szkolenie w zakresie konfiguracji QoS.
QoS polega na określeniu, jaki ruch jest większy„Ważne” i nadając priorytet ruchowi w całej sieci. Nie ma „złotej zasady” co do tego, który ruch jest ważniejszy od innych. Oczywiście, pewien ruch - taki jak głos lub wideo strumieniowe - będzie zwykle uważany za ważny po prostu dlatego, że nie będzie działał poprawnie, gdy cierpi na pogorszenie wydajności. Część ruchu - na przykład przeglądanie Internetu w wielu organizacjach - jest uważana za nieistotną i dlatego nie będzie traktowana priorytetowo.
Istnieją dwa komponenty QoS. Po pierwsze, ruch należy sklasyfikować i oznaczyć. Chociaż istnieje kilka sposobów oznaczania ruchu, usługi zróżnicowane są obecnie najbardziej rozpowszechnione. O tym opiszemy za chwilę. Drugim komponentem jest kolejkowanie, które zapewni, że dane priorytetowe będą przesyłane z jak najmniejszymi opóźnieniami. Kolejkowanie odbywa się na urządzeniach sieciowych zgodnie z oznaczeniami usług zróżnicowanych.
Usługi zróżnicowane lub DiffServ używająsześciobitowy kod w nagłówku każdego pakowanego do oznaczenia jest zgodny z kilkoma klasami o rosnącym priorytecie. Oznakowanie to nazywane jest punktem kodowym usług różnicujących lub DSCP. Typowe wartości DSCP wynoszą od 0, najmniej ważny ruch do 48, najważniejszy.
Klasyfikacja i znakowanie
Aby ruch sieciowy był poprawnie obsługiwanyzgodnie z jego priorytetem należy go najpierw odpowiednio sklasyfikować i oznaczyć. Oznaczenie można wykonać bezpośrednio u źródła. Na przykład, telefony IP często zaznaczają swój ruch jako DSCP 46, wartość o wysokim priorytecie. W przypadku ruchu, który nie jest oznaczony u źródła, sprawy są nieco bardziej skomplikowane.
Nieoznaczony ruch faktycznie nie istniejeDiffServ. Domyślnie cały ruch jest oznaczony jako DSCP 0, najniższy priorytet. Oznaczenie tego zależy od pierwszego urządzenia sieciowego obsługującego ruch - zwykle przełącznika. Jak to jest zrobione? Głównie poprzez listy ACL.
Listy ACL lub listy kontroli dostępu są funkcjąwiększość urządzeń sieciowych, których można użyć do identyfikacji ruchu. Jak sugeruje ich nazwa, pierwotnie były one używane do kontrolowania dostępu. Listy ACL identyfikują ruch na podstawie kilku kryteriów. Wśród nich najczęstsze są źródłowy i docelowy adres IP oraz źródłowy i docelowy numer portu. Z biegiem lat listy ACL stały się coraz bardziej wyrafinowane i można je teraz wykorzystywać do precyzyjnego wyboru bardzo konkretnego ruchu.
W przypadku list ACL używanych do wstawiania oznaczeń QoS, reguły określają nie tylko sposób rozpoznawania ruchu, ale także jaką wartość DSCP ma oznaczać.
Kolejkowanie
Teraz, gdy ruch jest zaznaczony, pozostało tylkouszereguj według priorytetu zgodnie z oznaczeniem. Zwykle odbywa się to za pomocą wielu kolejek o rosnącym priorytecie. Chociaż wartości DSCP są 6-bitowe i dlatego mogą zawierać się w przedziale od 0 do 63, sprzęt sieciowy rzadko wykorzystuje tak wiele kolejek. Zazwyczaj większość urządzeń sieciowych używa od trzech do siedmiu kolejek, przy czym pięć to najczęściej. Dzięki pięciu kolejkom i ponad 60 oznaczeniom z pewnością doszedłeś do wniosku, że w każdej kolejce występuje więcej niż jedna wartość DSCP.
Kolejka o najniższym priorytecie, często nazywanakolejka najlepszych starań lub kolejka BE będzie tą, na którą najmniej uwagi zwraca silnik routingu. I odwrotnie, kolejka o najwyższym priorytecie, którą często nazywamy w czasie rzeczywistym lub RT, zyska największą uwagę. Zapewnia to, że „ważny” ruch będzie kierowany lub przełączany w pierwszej kolejności. Oczywiście oznacza to również, że dołożenie wszelkich starań może być poważnie opóźnione, a może nawet nigdy nie dostarczone. Jest to coś, o czym należy pamiętać przy klasyfikowaniu i oznaczaniu ruchu opartego na najlepszym wysiłku
Konsekwencje niestosowania QoS
Konsekwencje niestosowania QoS są bardzo zróżnicowane. Na przykład, jeśli sieć nie przenosi bardzo wrażliwego ruchu, takiego jak telefonia IP lub przesyłanie strumieniowe wideo, niestosowanie QoS może nie mieć znaczenia. Jest to szczególnie prawdziwe, gdy aktualne natężenie ruchu jest niskie. W rzeczywistości w sytuacji małego ruchu QoS nie przynosi prawie żadnych korzyści. Jeśli wrócimy do analogii naszej autostrady. Jeśli karetka jest sama na 5-pasmowej autostradzie, nie trzeba jej traktować priorytetowo.
Ale w sytuacjach, w których cierpi twoja siećjakiekolwiek lub wiele problemów, takich jak nadmierne wykorzystanie i zator, wówczas brak QoS doprowadzi do różnego rodzaju problemów. W przypadku ruchu wymagającego transmisji w czasie rzeczywistym lub zbliżonego do czasu rzeczywistego, takiego jak telefonia IP, może to być na przykład przyczyną zniekształconego, posiekanego lub niezrozumiałego dźwięku. Wpłynie to również na strumieniowanie wideo, co spowoduje nadmierne buforowanie podczas odtwarzania.
Ale nawet inne usługi mogą cierpieć z powodubrak QoS. Wyobraź sobie, że korporacyjny użytkownik sieci próbuje uzyskać dostęp do ważnego internetowego systemu księgowego, a jednocześnie setki użytkowników robi sobie przerwę na lunch, intensywnie przeglądając Internet. Może to sprawić, że aplikacja księgowa będzie bezużyteczna, chyba że jej ruch zostanie odpowiednio uszeregowany według QoS.
QoS nie naprawi wszystkiego
Ale tak dobre, jak to jest, wdrożenie QoS nie jestrozwiązanie każdego problemu. Administratorzy sieci zwykle sądzą, że wdrożenie QoS odciąży ich od konieczności zwiększenia przepustowości. Chociaż prawdą jest, że wdrożenie QoS spowoduje natychmiastową i bardzo widoczną poprawę działania ruchu o wysokim priorytecie. Spowoduje to również pogorszenie jednego z niższych priorytetów.
QoS zajmie się tymczasową sieciązatłoczenie i zapewni, że usługi o kluczowym znaczeniu dla biznesu będą nadal działać poprawnie, gdy występują zatory, ale nie zatrzyma tego. Nadal musisz monitorować wykorzystanie sieci i mieć program planowania wydajności.
Wniosek
QoS powinien być częścią sieci każdej organizacjistrategia, ale nie powinna to być jedyna pozycja. Ale przede wszystkim należy zachować szczególną ostrożność podczas planowania i konfigurowania QoS. Chociaż może poprawnie dokonywać małych cudów, może pogorszyć sytuację u niektórych użytkowników. Przed wdrożeniem QoS należy również wprowadzić narzędzia monitorowania w celu oceny sytuacji. Te same narzędzia zapewnią bezcenne również po wdrożeniu.
Komentarze