جودة الخدمة لحركة المرور المهمة

جودة الخدمة (QoS) هي مجموعة من الأساليب التي تعطي الأولوية لأنواع معينة من حركة المرور على حساب غيرها في الشبكات المزدحمة. فليست كل حركة المرور متساوية: تحتاج المكالمة الصوتية إلى الوصول فورًا وبانتظام، بينما يمكن أن ينتظر تنزيل ملف كبير قليلًا. وتضمن QoS حصول حركة المرور المهمة والحساسة للوقت على النطاق الترددي وزمن التأخير المنخفض اللذين تحتاجهما، حتى أثناء الازدحام.

عندما يمتلئ رابط الشبكة، تصطف الحزم وقد يُسقط بعضها. وبالنسبة إلى نقل الملفات، يعني ذلك تباطؤًا قصيرًا فحسب، لكنه يسبب في حركة المرور الآنية مثل الصوت والفيديو صوتًا متقطعًا، وتجمد الفيديو، وانقطاع المكالمات. وتوجد QoS تحديدًا لحماية هذه التدفقات الحساسة كي تواصل العمل عندما تكون سعة النطاق الترددي شحيحة.

تهتم حركة المرور الآنية بثلاثة مقاييس: زمن الانتقال (التأخير)، والتذبذب (التغير في التأخير)، وفقدان الحزم. ولا يستطيع VoIP (الصوت عبر بروتوكول الإنترنت) تحمل سوى مقادير صغيرة من كل منها قبل تراجع الجودة. وتعمل QoS على تقليل زمن الانتقال والتذبذب وفقدان الحزم لحركة المرور ذات الأولوية، حتى لو أدى ذلك إلى تأخير البيانات الأقل إلحاحًا.

تبدأ QoS بتصنيف حركة المرور، أي تحديد نوع كل حزمة (صوت، فيديو، ويب، نسخ احتياطي)، ثم وضع علامة عليها كي تتعامل الأجهزة الأخرى معها بطريقة متسقة. وتوجد العلامات في ترويسات الحزم. أما حقل العلامة الأساسي فهو DSCP (نقطة ترميز الخدمات المتمايزة) في ترويسة IP، إذ يحدد فئة أولوية الحزمة لكل موجّه على امتداد المسار.

بعد وضع العلامات على حركة المرور، تضع الأجهزة الحزم في قوائم انتظار مختلفة حسب الأولوية، وتستخدم مجدولًا ليقرر ما يجب إرساله أولًا. وتُخدم قوائم الانتظار ذات الأولوية العالية، مثل الصوت، قبل البيانات الضخمة. ويمكن أن يوفر وضع الانتظار ذي الأولوية معالجة سريعة شبه مضمونة للصوت، بينما تقسم الأساليب الموزونة النطاق الترددي المتبقي بعدل بين الفئات الأخرى.

توجد أداتان إضافيتان لإدارة التدفق. يعمل تشكيل حركة المرور على تخفيف الاندفاعات من خلال تخزين حركة المرور مؤقتًا وإطلاقها بمعدل ثابت، مما يفيد في البقاء ضمن سعة الرابط. أما فرض السياسات فيطبق حدًا صارمًا للمعدل، فيسقط حركة المرور التي تتجاوزه أو يعيد وضع علامتها. يؤخر التشكيل؛ أما فرض السياسات فيسقط. وتتحكم الأداتان في مقدار النطاق الترددي الذي يمكن لفئة من حركة المرور استخدامه.

يمكن لـ QoS حجز النطاق الترددي لحركة المرور الحرجة، مما يضمن توفر حد أدنى منه دائمًا، مثلًا للصوت، مهما بلغ انشغال حركة مرور البيانات. ويعني هذا الضمان أن سيلًا من التنزيلات لا يستطيع حرمان المكالمات الهاتفية من الموارد. ويحوّل الحجز أسلوب «أفضل جهد» إلى مستوى خدمة يمكن الاعتماد عليه للتدفقات الأهم.

الإطار الشائع هو DiffServ (الخدمات المتمايزة)، الذي يستخدم علامات DSCP لتصنيف حركة المرور إلى فئات تُعالج في كل جهاز. وفي الطبقة 2، يستخدم CoS (فئة الخدمة) حقل أولوية في إطار Ethernet. ويسمح كلاهما للشبكة بمعاملة حركة المرور التي تحمل علامات بطريقة متسقة من طرف إلى طرف، مع تطبيق الأولوية المناسبة في كل قفزة.

لا تعمل QoS إلا إذا احترم كل جهاز على المسار هذه العلامات. فإذا تجاهل محول أو موجّه واحد الأولوية، فقد يؤدي الازدحام لديه إلى إفساد المكالمة. لذلك يجب تكوين QoS باستمرار من طرف إلى طرف عبر الشبكة. ولهذا السبب تُعد QoS سياسة على مستوى التصميم كله، وليست إعدادًا واحدًا على جهاز واحد.

تكون QoS أهم ما تكون عندما تكون سعة النطاق الترددي محدودة والشبكة مزدحمة، وعادةً على رابط WAN المتصل بالإنترنت أو بين المواقع. وغالبًا ما تكون شبكات LAN سريعة بما يكفي لندرة الازدحام، لكن دائرة WAN صغيرة تمتلئ بسهولة. ويُعد إعطاء الأولوية للصوت والفيديو عبر WAN، حيث يتنافسان مع كل شيء آخر، الاستخدام الواقعي الأكثر شيوعًا لـ QoS.

لا تنشئ QoS نطاقًا تردديًا جديدًا، بل توزع النطاق الموجود بذكاء. وعندما لا يكون الرابط مزدحمًا، لا تفعل QoS الكثير. وتظهر قيمتها عند التحميل، إذ تضمن بقاء حركة المرور الحرجة سلسة بينما تتحمل حركة المرور الأقل إلحاحًا الضغط. ومن أجل الأداء والتوافر، تحمي QoS تجربة المستخدم في التطبيقات الأهم عندما تقل الموارد.

اختبر معرفتك بـ QoS.

لقد تعلمتم QoS. النقاط الأساسية:

• تعطي QoS الأولوية لحركة المرور الحساسة للوقت، مثل الصوت والفيديو، أثناء الازدحام.
• تحمي من زمن الانتقال والتذبذب وفقدان الحزم.
• تُ<​​strong>صنّف حركة المرور وتُ<​​strong>وضع عليها علامات (DSCP في L3 وCoS في L2).
• تدير قوائم الانتظار والتشكيل وفرض السياسات والحجز التدفق.
• يجب أن تكون QoS متسقة من طرف إلى طرف، وتكون أهم ما تكون على WAN.