คุณภาพการให้บริการสำหรับทราฟฟิกสำคัญ

คุณภาพการให้บริการ (QoS) คือชุดเทคนิคที่ใช้จัดลำดับความสำคัญของทราฟฟิกบางประเภทเหนือทราฟฟิกอื่นบนเครือข่ายที่มีภาระสูง ทราฟฟิกไม่ได้มีความสำคัญเท่ากันทั้งหมด การสนทนาด้วยเสียงต้องส่งถึงปลายทางอย่างทันทีและสม่ำเสมอ ขณะที่การดาวน์โหลดไฟล์ขนาดใหญ่อาจรอได้เล็กน้อย QoS ช่วยให้ทราฟฟิกสำคัญที่ไวต่อเวลามีแบนด์วิดท์และความหน่วงต่ำตามต้องการ แม้เครือข่ายจะมีความแออัด

เมื่อการเชื่อมต่อมีข้อมูลเต็มความจุ แพ็กเก็ตจะเข้าแถวรอและบางส่วนจะถูกทิ้ง สำหรับการถ่ายโอนไฟล์ สิ่งนี้หมายถึงเพียงการชะลอตัวชั่วครู่ แต่สำหรับทราฟฟิก เรียลไทม์ เช่น เสียงและวิดีโอ จะทำให้เสียงขาดหาย วิดีโอค้าง และสายหลุด QoS มีไว้เพื่อปกป้องการไหลของข้อมูลที่ไวต่อผลกระทบเหล่านี้โดยเฉพาะ เพื่อให้ยังทำงานได้เมื่อแบนด์วิดท์มีจำกัด

ทราฟฟิกแบบเรียลไทม์ให้ความสำคัญกับตัวชี้วัดสามประการ ได้แก่ ความหน่วง (เวลาล่าช้า) ความแปรปรวนของความหน่วง (การเปลี่ยนแปลงของเวลาล่าช้า) และ การสูญหายของแพ็กเก็ต VoIP (Voice over IP) รองรับแต่ละปัจจัยได้เพียงเล็กน้อยก่อนคุณภาพจะลดลง QoS ทำงานโดยลดความหน่วง ความแปรปรวนของความหน่วง และการสูญหายสำหรับทราฟฟิกที่มีลำดับความสำคัญ แม้นั่นจะหมายถึงการทำให้ข้อมูลที่เร่งด่วนน้อยกว่าล่าช้า

QoS เริ่มจาก การจัดประเภททราฟฟิก โดยระบุว่าแต่ละแพ็กเก็ตคืออะไร (เสียง วิดีโอ เว็บ การสำรองข้อมูล) จากนั้น กำกับเครื่องหมายไว้ เพื่อให้อุปกรณ์อื่นปฏิบัติต่อแพ็กเก็ตนั้นอย่างสอดคล้องกัน เครื่องหมายจะอยู่ในส่วนหัวของแพ็กเก็ต ช่องเครื่องหมายสำคัญคือ DSCP (Differentiated Services Code Point) ในส่วนหัว IP ซึ่งระบุคลาสลำดับความสำคัญของแพ็กเก็ตให้เราเตอร์ทุกตัวตลอดเส้นทางทราบ

เมื่อทราฟฟิกถูกกำกับเครื่องหมายแล้ว อุปกรณ์จะจัดแพ็กเก็ตลงใน คิว ต่าง ๆ ตามลำดับความสำคัญ และใช้ ตัวจัดตารางเพื่อตัดสินใจว่าจะส่งสิ่งใดก่อน คิวที่มีลำดับความสำคัญสูง เช่น คิวเสียง จะได้รับบริการก่อนข้อมูลปริมาณมาก การเข้าคิวตามลำดับความสำคัญอาจทำให้เสียงได้รับการจัดการอย่างรวดเร็วเกือบรับประกันได้ ขณะที่วิธีแบบถ่วงน้ำหนักจะแบ่งแบนด์วิดท์ที่เหลือให้คลาสต่าง ๆ อย่างเป็นธรรม

ยังมีเครื่องมือจัดการการไหลของข้อมูลอีกสองอย่าง การปรับรูปทรงทราฟฟิกจะทำให้การส่งข้อมูลเป็นไปอย่างราบรื่นโดยพักข้อมูลไว้ชั่วคราวและปล่อยออกในอัตราคงที่ เหมาะสำหรับการควบคุมให้อยู่ภายในความจุของการเชื่อมต่อ ส่วน การควบคุมทราฟฟิกจะบังคับใช้ขีดจำกัดอัตราอย่างเข้มงวด โดยทิ้งหรือเปลี่ยนเครื่องหมายทราฟฟิกที่เกินขีดจำกัด การปรับรูปทรงทำให้ล่าช้า ส่วนการควบคุมทราฟฟิกทำให้ข้อมูลถูกทิ้ง ทั้งสองอย่างควบคุมปริมาณแบนด์วิดท์ที่คลาสทราฟฟิกหนึ่ง ๆ ใช้ได้

QoS สามารถ สงวนแบนด์วิดท์ไว้สำหรับทราฟฟิกสำคัญ โดยรับประกันว่าจะมีปริมาณขั้นต่ำพร้อมใช้งานเสมอ เช่น สำหรับเสียง ไม่ว่าทราฟฟิกข้อมูลจะหนาแน่นเพียงใด การรับประกันนี้หมายความว่าการดาวน์โหลดจำนวนมากจะไม่แย่งทรัพยากรจนสายโทรศัพท์ใช้งานไม่ได้ การสงวนทรัพยากรเปลี่ยนบริการแบบ "พยายามส่งให้ดีที่สุด" ให้เป็นระดับบริการที่เชื่อถือได้สำหรับการไหลของข้อมูลที่สำคัญที่สุด

กรอบการทำงานที่ใช้กันทั่วไปคือ DiffServ (Differentiated Services) ซึ่งใช้เครื่องหมาย DSCP เพื่อจัดทราฟฟิกเป็นคลาสที่อุปกรณ์แต่ละเครื่องจัดการ ที่เลเยอร์ 2 CoS (Class of Service)ใช้ช่องลำดับความสำคัญในเฟรม Ethernet ทั้งสองวิธีช่วยให้เครือข่ายปฏิบัติต่อทราฟฟิกที่มีเครื่องหมายอย่างสอดคล้องกันตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทาง และใช้ลำดับความสำคัญที่เหมาะสมในแต่ละช่วง

QoS จะทำงานได้ก็ต่อเมื่ออุปกรณ์ทุกตัวตลอดเส้นทางเคารพเครื่องหมายเหล่านั้น หากสวิตช์หรือเราเตอร์ตัวใดไม่สนใจลำดับความสำคัญ ความแออัดที่อุปกรณ์นั้นก็ยังทำให้สายสนทนาเสียคุณภาพได้ ดังนั้นจึงต้องกำหนดค่า QoS ให้สอดคล้องกันทั่วทั้งเครือข่ายตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทาง นี่คือเหตุผลที่ QoS เป็นนโยบายระดับการออกแบบทั้งระบบ ไม่ใช่การตั้งค่าเพียงจุดเดียวบนอุปกรณ์เครื่องหนึ่ง

QoS มีความสำคัญที่สุดในจุดที่แบนด์วิดท์จำกัดและมีความแออัด ซึ่งโดยทั่วไปคือการเชื่อมต่อ WAN ไปยังอินเทอร์เน็ตหรือระหว่างไซต์ต่าง ๆ LAN มักรวดเร็วเพียงพอจนไม่ค่อยเกิดความแออัด แต่การเชื่อมต่อ WAN ขนาดเล็กเต็มความจุได้ง่าย การจัดลำดับความสำคัญให้เสียงและวิดีโอบน WAN ซึ่งต้องแข่งขันกับทราฟฟิกทุกประเภท เป็นการใช้งาน QoS ในโลกจริงที่พบได้บ่อยที่สุด

QoS ไม่ได้สร้างแบนด์วิดท์เพิ่ม แต่จัดสรรแบนด์วิดท์ที่มีอยู่ให้เหมาะสม เมื่อการเชื่อมต่อไม่แออัด QoS แทบไม่มีบทบาท คุณค่าของ QoS จะปรากฏเมื่อมีภาระงาน โดยช่วยให้ทราฟฟิกสำคัญยังคงราบรื่น ขณะที่ทราฟฟิกที่เร่งด่วนน้อยกว่ารับผลกระทบจากข้อจำกัด สำหรับประสิทธิภาพและความพร้อมใช้งาน QoS ช่วยปกป้องประสบการณ์ของผู้ใช้แอปพลิเคชันที่สำคัญที่สุดเมื่อทรัพยากรมีไม่เพียงพอ

ทดสอบความรู้เกี่ยวกับ QoS ของคุณ

คุณได้เรียนรู้เรื่อง QoS แล้ว ประเด็นสำคัญ:

• QoS จัดลำดับความสำคัญให้ทราฟฟิกที่ไวต่อเวลา เช่น เสียงและวิดีโอ เมื่อเกิดความแออัด
• ช่วยป้องกันความหน่วง ความแปรปรวนของความหน่วง และการสูญหายของแพ็กเก็ต
• ทราฟฟิกจะถูก จัดประเภทและกำกับเครื่องหมาย (DSCP ที่ L3 และ CoS ที่ L2)
• การเข้าคิว การปรับรูปทรง การควบคุมทราฟฟิก และการสงวนแบนด์วิดท์ช่วยจัดการการไหลของข้อมูล
• QoS ต้องสอดคล้องกันตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทาง และมีความสำคัญที่สุดบน WAN