Quality of Service for viktig trafikk

Quality of Service (QoS), eller tjenestekvalitet, er et sett med teknikker som prioriterer bestemt trafikk fremfor annen trafikk i et belastet nettverk. All trafikk er ikke like viktig: En talesamtale må komme frem umiddelbart og jevnt, mens en stor filnedlasting kan vente litt. QoS sørger for at viktig og tidsfølsom trafikk får båndbredden og den lave forsinkelsen den trenger, selv ved overbelastning.

Når en forbindelse blir full, legges pakker i kø, og noen forkastes. For en filoverføring betyr dette bare en kortvarig reduksjon i hastighet, men for sanntidstrafikk som tale og video fører det til hakkete lyd, fryst video og avbrutte samtaler. QoS finnes nettopp for å beskytte slike følsomme datastrømmer, slik at de fortsetter å fungere når båndbredden er knapp.

Sanntidstrafikk er avhengig av tre mål: forsinkelse (latency), variasjon i forsinkelsen (jitter) og pakketap. VoIP (Voice over IP) tåler bare små mengder av hvert av disse før kvaliteten blir dårligere. QoS reduserer forsinkelse, jitter og pakketap for prioritert trafikk, selv om det innebærer å forsinke mindre viktige data.

QoS begynner med å klassifisere trafikken ved å identifisere hva hver pakke inneholder (tale, video, web eller sikkerhetskopi), og deretter merke den slik at andre enheter behandler den på samme måte. Merkingen ligger i pakkehoder. Det viktigste merkefeltet er DSCP (Differentiated Services Code Point) i IP-hodet. Det angir pakkens prioritetsklasse for alle rutere langs banen.

Når trafikken er merket, plasserer enhetene pakkene i ulike køer etter prioritet og bruker en planlegger til å avgjøre hva som skal sendes først. Køer med høy prioritet, for eksempel tale, betjenes før massedata. Prioritetskøer kan gi tale nesten garantert rask behandling, mens vektede metoder fordeler den gjenværende båndbredden rettferdig mellom andre klasser.

To andre verktøy styrer trafikkflyten. Trafikkforming jevner ut topper ved å mellomlagre og slippe ut trafikk med jevn hastighet, noe som er nyttig for å holde seg innenfor kapasiteten til en forbindelse. Trafikkontroll håndhever en fast hastighetsgrense ved å forkaste eller merke trafikk på nytt når grensen overskrides. Trafikkforming forsinker; trafikkontroll forkaster. Begge styrer hvor mye båndbredde en trafikkklasse kan bruke.

QoS kan reservere båndbredde for kritisk trafikk og garantere at en minste mengde alltid er tilgjengelig, for eksempel for tale, uansett hvor opptatt datatrafikken er. Denne garantien betyr at en flom av nedlastinger ikke kan fortrenge telefonsamtaler. Reservering gjør «best effort» til et pålitelig tjenestenivå for datastrømmene som betyr mest.

Det vanlige rammeverket er DiffServ (Differentiated Services), som bruker DSCP-merking til å sortere trafikk i klasser som håndteres av hver enhet. På lag 2 bruker CoS (Class of Service) et prioritetsfelt i Ethernet-rammen. Begge gjør at nettverket kan behandle merket trafikk konsekvent fra ende til ende og bruke riktig prioritet ved hvert hopp.

QoS fungerer bare hvis alle enheter langs banen respekterer merkingen. Hvis én svitsj eller ruter ignorerer prioriteten, kan overbelastning der fortsatt ødelegge en samtale. Derfor må QoS konfigureres konsekvent fra ende til ende i hele nettverket. Dette er grunnen til at QoS er en nettverksomfattende policy, ikke én enkelt innstilling på én enhet.

QoS er viktigst der båndbredden er begrenset og det ofte oppstår overbelastning, vanligvis på WAN-forbindelsen til internett eller mellom lokasjoner. LAN-nettverk er ofte raske nok til at overbelastning er sjelden, men en liten WAN-forbindelse fylles raskt. Prioritering av tale og video over WAN, der de konkurrerer med all annen trafikk, er den vanligste praktiske bruken av QoS.

QoS skaper ikke mer båndbredde; det fordeler den eksisterende båndbredden på en intelligent måte. Når en forbindelse ikke er overbelastet, gjør QoS lite. Verdien blir synlig under belastning, når kritisk trafikk holdes jevn mens mindre viktig trafikk må tåle begrensningene. For ytelse og tilgjengelighet beskytter QoS brukeropplevelsen i de viktigste applikasjonene når ressursene blir knappe.

De har lært om QoS. Viktige punkter:

• QoS prioriterer tidsfølsom trafikk som tale og video under overbelastning.
• Det beskytter mot forsinkelse, jitter og pakketap.
• Trafikk klassifiseres og merkes (DSCP på L3, CoS på L2).
• Køordning, trafikkforming, trafikkontroll og reservering styrer trafikkflyten.
• QoS må være konsekvent fra ende til ende og er viktigst på WAN.