Qualidade de Serviço para Tráfego Essencial

A Qualidade de Serviço (QoS) é um conjunto de técnicas que prioriza determinados tipos de tráfego em relação a outros em uma rede ocupada. Nem todo tráfego é igual: uma chamada de voz precisa chegar instantaneamente e de forma contínua, enquanto o download de um arquivo grande pode esperar um pouco. O QoS garante que o tráfego importante e sensível ao tempo receba a largura de banda e o baixo atraso de que precisa, mesmo durante um congestionamento.

Quando um enlace fica cheio, os pacotes entram em filas e alguns são descartados. Para uma transferência de arquivo, isso significa apenas uma breve redução de velocidade, mas, para o tráfego em tempo real, como voz e vídeo, causa áudio cortado, vídeo congelado e chamadas interrompidas. O QoS existe justamente para proteger esses fluxos sensíveis, permitindo que continuem funcionando quando a largura de banda é escassa.

O tráfego em tempo real depende de três métricas: latência (atraso), variação (variação do atraso) e perda de pacotes. O VoIP (Voz sobre IP) tolera apenas pequenas quantidades de cada uma antes que a qualidade seja prejudicada. O QoS funciona minimizando a latência, a variação e a perda para o tráfego priorizado, mesmo que isso signifique atrasar dados menos urgentes.

O QoS começa pela classificação do tráfego, identificando o que é cada pacote (voz, vídeo, web, backup) e, em seguida, pela sua marcação, para que outros dispositivos o tratem de maneira consistente. As marcações ficam nos cabeçalhos dos pacotes. O principal campo de marcação é o DSCP (Ponto de Código de Serviços Diferenciados) no cabeçalho IP, que identifica a classe de prioridade de um pacote para cada roteador ao longo do caminho.

Depois que o tráfego é marcado, os dispositivos colocam os pacotes em diferentes filas de acordo com a prioridade e usam um agendador para decidir o que enviar primeiro. As filas de alta prioridade, como as de voz, são atendidas antes dos dados em grande volume. O enfileiramento prioritário pode oferecer um tratamento rápido quase garantido à voz, enquanto os métodos ponderados dividem de forma justa a largura de banda restante entre as outras classes.

Há mais duas ferramentas para gerenciar o fluxo. A modelagem de tráfego suaviza rajadas armazenando e liberando o tráfego a uma taxa constante, o que é útil para permanecer dentro da capacidade de um enlace. O policiamento impõe um limite rígido de taxa, descartando ou remarcando o tráfego que o excede. A modelagem atrasa; o policiamento descarta. Ambos controlam quanta largura de banda uma classe de tráfego pode usar.

O QoS pode reservar largura de banda para tráfego crítico, garantindo que uma quantidade mínima esteja sempre disponível, por exemplo, para voz, independentemente de quão ocupado esteja o tráfego de dados. Essa garantia significa que uma avalanche de downloads não pode deixar as chamadas telefônicas sem recursos. A reserva transforma o modelo de "melhor esforço" em um nível de serviço confiável para os fluxos mais importantes.

A estrutura comum é o DiffServ (Serviços Diferenciados), que usa marcações DSCP para classificar o tráfego em classes tratadas individualmente por cada dispositivo. Na Camada 2, o CoS (Classe de Serviço) usa um campo de prioridade no quadro Ethernet. Ambos permitem que a rede trate o tráfego marcado de maneira consistente de ponta a ponta, aplicando a prioridade adequada em cada salto.

O QoS só funciona se todos os dispositivos ao longo do caminho respeitarem as marcações. Se um switch ou roteador ignorar a prioridade, o congestionamento nesse ponto ainda poderá prejudicar uma chamada. Portanto, o QoS precisa ser configurado de maneira consistente, de ponta a ponta, em toda a rede. É por isso que o QoS é uma política abrangente de design, e não uma única configuração em um dispositivo.

O QoS é mais importante onde a largura de banda é limitada e há congestionamento, normalmente no enlace WAN para a internet ou entre sites. As LANs geralmente são rápidas o suficiente para que o congestionamento seja raro, mas um pequeno circuito WAN fica cheio facilmente. Priorizar voz e vídeo na WAN, onde eles competem com todo o restante, é o uso mais comum do QoS no mundo real.

O QoS não cria largura de banda; ele aloca de maneira inteligente a largura de banda existente. Quando um enlace não está congestionado, o QoS faz pouco. Seu valor aparece sob carga, garantindo que o tráfego crítico permaneça estável enquanto o tráfego menos urgente absorve a restrição. Para desempenho e disponibilidade, o QoS protege a experiência dos usuários nas aplicações mais importantes quando os recursos ficam escassos.

Teste seus conhecimentos sobre QoS.

Você aprendeu sobre QoS. Pontos principais:

• O QoS prioriza tráfego sensível ao tempo, como voz e vídeo, durante congestionamentos.
• Ele protege contra latência, variação e perda de pacotes.
• O tráfego é classificado e marcado (DSCP na L3, CoS na L2).
• Filas, modelagem, policiamento e reserva gerenciam o fluxo.
• O QoS deve ser consistente de ponta a ponta e é mais importante na WAN.