Qos werkingsprincipe. QoS-beheer op Windows-platform. Voorbeeld van verkeersclassificatie

Laten we beginnen met de definities:

Vergelijking van IPP en DSCP.

Per-hopgedrag (PHB)

1.Standaard PHB

3. Verzekerd doorsturen van PHB (AF)

4. Klassenkiezer PHB (CS)

Laten we proberen erachter te komen wat QoS (Quality of Service) is, welke standaarden en definities erop van toepassing zijn. Laten we het hebben over Best Effort Service, IntServ, DiffServ, PHB, ToS, CoS, IP Precedence (IPP), DSCP, AF, EF, Default PHB.

Laten we eerst definiëren wat Quality of Service is. Er zijn veel definities van QoS, mijn favoriet is deze:

QoS (Quality of Service) moet worden begrepen als het vermogen van een netwerk (netwerkinfrastructuur) om met behulp van verschillende technologieën het noodzakelijke (vereiste) serviceniveau te bieden aan een bepaald netwerkverkeer.

Een service wordt opgevat als een set parameters voor gegevensoverdracht. Laten we de belangrijkste bekijken:

1. Bandbreedte - bandbreedte. 2. End-to-end vertraging - pakkettransmissievertraging. 3. Jitter - verandering in de vertraging in de tijd bij het verzenden van pakketten. 4. Pakketverlies - verlies (weggooien) van pakketten tijdens gegevensoverdracht.

Servicemodellen Quality of Service.

Er zijn 3 verschillende QoS-servicemodellen.

1. Beste inspanningsservice. Levering zonder garantie.

In feite mist dit model QoS-mechanismen. Alle beschikbare netwerkbronnen worden gebruikt. Er zijn geen verkeerscontrolemechanismen. Om QoS te verbeteren, wordt bandbreedte-uitbreiding gebruikt in knelpunten, maar dit geeft niet altijd het gewenste effect sinds er zijn verkeerstypen die gevoelig zijn voor vertragingen en jitter (bijvoorbeeld VoIP).

2. Geïntegreerde dienst (IntServ). Geïntegreerde dienstverlening.

Biedt end-to-end kwaliteit van dienstverlening, d.w.z. er is een reservering van middelen langs het gehele pad van het verkeer. Resourcereservering maakt gebruik van het RSVP-protocol om de vereiste bandbreedte te garanderen. Een belangrijk nadeel is de constante reservering van de resource, ook als deze niet of niet volledig wordt gebruikt.

3. Gedifferentieerde dienst (DiffServ). Gedifferentieerde dienstverlening.

Om QoS te garanderen, worden een aantal speciale componenten gebruikt, zoals classifiers en traffic shapers aan de netwerkrand, en worden ook resourcetoewijzingsfuncties in de netwerkkern toegepast.

DiffServ voert twee functies uit:

1. Verkeersvorming aan netwerkgrenzen - functies voor classificatie, pakketmarkering en snelheidscontrole. 2. Het PHB-beleid (Per-Hop Behaviour) omvat functies voor het toewijzen van bronnen en het laten vallen van pakketten.

QoS-pakketclassificatie en etikettering.

Laten we beginnen met de definities:

Pakketclassificatie - toewijzing van een pakket aan een specifieke klasse.

Pakketmarkering - de vereiste prioriteit instellen.

Opgemerkt moet worden dat pakketclassificatie en labeling verschilt afhankelijk van de OSI-laag waarop het apparaat werkt. In de regel werken alle switches op L2-niveau, namelijk met Ethernet-frames. Routers werken op L3-niveau en niet meer met frames, maar met pakketten.

L2-pakketclassificatie en etikettering

Het Ethernet-protocol mist de mogelijkheid om pakketten te classificeren en te labelen. Classificatie is alleen mogelijk op nummer inkomende poort(wat in de meeste gevallen niet interessant is), en markeren is over het algemeen onmogelijk.

Het is echter niet allemaal slecht. De IEEE 802.1Q-standaard verscheen, die de technologie van virtueel lokaal beschrijft VLAN's, waarmee de 802.1P-standaard is ontwikkeld om QoS in Ethernet-netwerken te waarborgen (classificatie en labeling van Ethernet-frames).

De 802.1P-standaard voorziet in het veld Gebruikersprioriteit of de tweede latere naam CoS (Class of Service), bestaande uit 3 bits in de 802.1Q-header, d.w.z. CoS kan waarden aannemen van 0 tot 7.

802.1Q Ethernet-frameformaat.

Verkeersklassen volgens de IEEE 802.1P-standaard.

L3-pakketclassificatie en etikettering

Op L3 hebben we te maken met het Internet Protocol (IP). Tijdens de ontwikkeling van IP voor QoS-doeleinden is speciaal het ToS-veld (Type of Service) van één byte voorzien.

Afhankelijk van de taak kan het ToS-veld worden gevuld met IP-prioriteit of DSCP-classificatie.

IP-prioriteit (IPP) is 3 bits lang en kan 0-7 zijn, d.w.z. we kunnen praten over 8 serviceklassen. Aanvankelijk werd de IPP-classifier gebruikt, maar na verloop van tijd werd het noodzakelijk om het verkeer in meer dan 8 serviceklassen te verdelen, wat resulteerde in de ontwikkeling van de DSCP-classifier.

DSCP bestaat uit 6 bits (waarden 0-63). Door 3 extra bits te gebruiken, kunt u meer klassen invoeren. DSCP is achterwaarts compatibel met IPP. Het is belangrijk om te begrijpen dat de apparatuur de verwerking van het ToS-veld gevuld met de DSCP-classifier moet ondersteunen; op oude apparatuur kunnen hiermee problemen optreden.

Vergelijking van IPP en DSCP.

Per-hopgedrag (PHB)

Laten we het concept van PHB eens nader bekijken.

Per-Hop Behaviors (PHB) is een stapsgewijs servicebeleid, met andere woorden, het is een bepaald algoritme van pakketverwerkingsacties die op elk knooppunt worden uitgevoerd. PHB bepaalt aan welke van de wachtrijen het pakket is toegewezen, en verwijdert pakketten in de wachtrij in geval van congestie.

Er zijn 4 gestandaardiseerde PHB's.

1.Standaard PHB

Het wordt gebruikt om Best-Efforts-verkeer (niet-gegarandeerde levering) te verzenden, d.w.z. er is geen labeling, meer specifiek zijn DSCP-bits 5 tot en met 7 ingesteld op 000. Wordt gebruikt voor compatibiliteit met netwerkapparaten die labeling niet ondersteunen of als het niet wordt gebruikt.

DSCP-bittoewijzing in standaard PHB.

2. Versneld doorsturen van PHB (EF)

Wordt gebruikt om vertragingsgevoelig verkeer te vervoeren. DSCP-bits 5 tot en met 7 zijn ingesteld op 101. Pakketten die zijn gemarkeerd als EF worden verzonden met de laagste wachtrijlatentie.

DSCP-bittoewijzing in EF PHB.

3. Verzekerd doorsturen van PHB (AF)

Gebruikt voor gegarandeerde levering. De waarde van DSCP-bits van 5 tot 7 kan 4 waarden aannemen (001, 010, 011, 100), daarom worden vier standaard AF-klassen (AF1, AF2, AF3, AF4) verkregen, en binnen elke klasse kunnen er drie niveaus van pakketverwijdering (laag, gemiddeld, hoog).

DSCP-bittoewijzing in AF PHB.

aaa - serviceklassenummer.
dd - kans op pakketverlies.

4. Klassenkiezer PHB (CS)

DSCP-bits 2 tot en met 4 zijn ingesteld op 000, wat achterwaarts compatibel is met het ToS-veld dat wordt ingevuld door de IPP-classificatie.

DSCP-bittoewijzing in klassekiezer PHB.

Hieronder vindt u een tabel waarin DSCP en IP-prioriteit worden vergeleken.

DSCP versus IPP-vergelijkingstabel.

Dat is alles. Ik heb geprobeerd kort te praten over QoS en de concepten die daarin zijn opgenomen, zoals Best Effort Service, IntServ, DiffServ, PHB, ToS, CoS, IPP, DSCP, AF, EF, Default PHB.

Momenteel neemt, samen met de systematische toename van de datatransmissiesnelheden in de telecommunicatie, het aandeel van interactief verkeer, dat extreem gevoelig is voor de parameters van de transportomgeving, toe. Daarom wordt de taak om de kwaliteit van de dienstverlening (Quality of Service - QoS) te waarborgen steeds urgenter.

Het is het beste om een ​​probleem van deze complexiteit te overwegen met eenvoudige en duidelijke voorbeelden van apparatuurconfiguratie, bijvoorbeeld van Cisco. Het hier gepresenteerde materiaal kan zeker niet concurreren met www.cisco.com. Onze taak is de initiële classificatie van een enorme hoeveelheid informatie in een compacte vorm om begrip en verdere studie te vergemakkelijken.

1. Definities en termen.

Er zijn zoveel definities van de term QoS dat we de enige juiste zullen kiezen - correct, van Cisco: "QoS - QoS verwijst naar het vermogen van een netwerk om geselecteerde netwerkverkeer beter van dienst te zijn via verschillende onderliggende technologieën ..." . Wat letterlijk vertaald kan worden als: "QoS is het vermogen van een netwerk om binnen een bepaald technologisch kader de nodige service te verlenen aan een bepaald verkeer."

De vereiste service wordt beschreven door vele parameters, waaronder de belangrijkste.

Bandbreedte (BW)- bandbreedte, beschrijft de nominale bandbreedte van het informatietransmissiemedium, bepaalt de kanaalbreedte. Gemeten in bit/s (bps), kbit/s (kbps), mbit/s (mbps).

Vertraging- pakkettransmissievertraging.

Jitter- fluctuatie (variatie) van de pakkettransmissievertraging.

Pakketverlies- pakketverlies. Bepaalt het aantal pakketten dat tijdens verzending door het netwerk wordt weggelaten.

Meestal voor beschrijving bandbreedte grachten trekken een analogie met een waterleiding. Binnen dit kader is Bandbreedte de breedte van de pijp en Vertraging de lengte.

Tijd van pakketoverdracht via het kanaal Zendtijd [s] = pakketgrootte / bw.

Laten we bijvoorbeeld de transmissietijd van een 64-byte-pakket over een 64-kilobit/s-kanaal vinden:

Pakketgrootte = 64 * 8 = 512 (bit) Zendtijd = 512/64000 = 0,008 (s)

2. Service QoS-modellen.

2.1. Beste inspanningsservice.

Levering zonder garantie. Absoluut gebrek aan QoS-mechanismen. Alle beschikbare netwerkbronnen worden gebruikt zonder enige toewijzing van specifieke verkeersklassen en beperking. Er wordt aangenomen dat het beste QoS-mechanisme het verhogen van de doorvoer is. Dit is in principe correct, maar sommige soorten verkeer (bijvoorbeeld spraak) zijn erg gevoelig voor pakketvertragingen en snelheidsvariaties. Het Best Effort Service-model zorgt, zelfs met grote reserves, voor congestie bij plotselinge verkeerspieken. Daarom zijn er andere benaderingen ontwikkeld om QoS te waarborgen.

2.2. Geïntegreerde dienst (IntServ).

Integrated Service (IntServ, RFC 1633) is een geïntegreerd servicemodel. Kan end-to-end quality of service bieden, waarbij de vereiste bandbreedte wordt gegarandeerd. IntServ gebruikt het RSVP-signaleringsprotocol voor zijn eigen doeleinden. Staat applicaties toe om end-to-end resourcevereisten uit te drukken en bevat mechanismen om deze vereisten af ​​te dwingen. IntServ kan worden samengevat als Resourcereservering.

2.3. Gedifferentieerde dienst (DiffServ).

Gedifferentieerde service (DiffServ, RFC 2474/2475) - Een gedifferentieerd servicemodel. Definieert QoS-voorziening op basis van goed gedefinieerde componenten die zijn gecombineerd om de vereiste services te leveren. De DiffServ-architectuur veronderstelt de aanwezigheid van classifiers en verkeersvormers aan de netwerkrand, evenals ondersteuning voor resourcetoewijzing in de netwerkkern om het vereiste per-hop-gedrag (PHB) -beleid te bieden. Verdeelt verkeer in klassen en introduceert meerdere QoS-niveaus. DiffServ bestaat uit de volgende functionele blokken: edge traffic shapers (pakketclassificatie, labeling, snelheidscontrole) en PHB-beleidsimplementaties (resourcetoewijzing, pakketverwijderbeleid). DiffServ kan worden samengevat als verkeersprioritering.

3. Basisfuncties QoS.

De basisfuncties van QoS zijn: vereiste parameters diensten en worden in relatie tot het verkeer gedefinieerd als: classificatie, markering, congestiebeheer, congestievermijding en beperking. Functioneel wordt classificatie en markering meestal geleverd bij de invoerpoorten van de apparatuur, en congestiecontrole en -preventie - in het weekend.

3.1. Classificatie en markering

Pakketclassificatie is een mechanisme voor het toewijzen van een pakket aan een specifieke verkeersklasse.

Een andere even belangrijke taak bij pakketverwerking is pakketmarkering - toewijzing van een geschikte prioriteit (label).

Afhankelijk van het afwegingsniveau (dat wil zeggen OSI) worden deze taken op verschillende manieren opgelost.

3.1.1. Laag 2 classificatie en markering.

Ethernet-switches (laag 2) gebruiken linklaag-protocollen. Pure Ethernet ondersteunt geen prioriteitsveld. Daarom is op Ethernet-poorten (Access Port) alleen interne (in relatie tot de switch) classificatie op het nummer van de inkomende poort mogelijk en is er geen markering.

Een flexibelere oplossing is om de IEEE 802.1P-standaard te gebruiken, die is ontwikkeld in samenwerking met 802.1Q. De hiërarchie van relaties is hier als volgt: 802.1D beschrijft overbruggingstechnologie en is de basis voor 802.1Q en 802.1P. 802.1Q beschrijft technologie voor virtuele netwerken (VLAN), terwijl 802.1P servicekwaliteit biedt. Over het algemeen maakt het inschakelen van 802.1Q-ondersteuning (trunk met weelen) automatisch het gebruik van 802.1P mogelijk. Volgens de standaard worden in de header van de tweede laag 3 bits gebruikt, die Class of Service (CoS) worden genoemd. Zo kan CoS waarden aannemen van 0 tot 7.

3.1.2. Laag 3 classificatie en markering.

Routing-apparatuur (laag 3) werkt met IP-pakketten, waarin een overeenkomstig veld in de kop is voorzien voor markeringsdoeleinden - IP Type of Service (ToS), één byte groot. ToS kan worden gevuld met IP-prioriteit of DSCP-classificatie, afhankelijk van de taak. IP-prioriteit (IPP) is 3 bits lang (waarden 0-7). DSCP verwijst naar het DiffServ-model en bestaat uit 6 bits (waarden 0-63).

Naast de digitale vorm kunnen DSCP-waarden worden uitgedrukt met speciale trefwoorden: levering waar mogelijk BE - Best Effort, gegarandeerde levering AF - Assured Forwarding en spoedlevering EF - Expedited Forwarding. Naast deze drie klassen zijn er klassenkiezercodes die worden toegevoegd aan de klassennotatie en die achterwaarts compatibel zijn met IPP. Een DSCP-waarde van 26 kan bijvoorbeeld worden geschreven als AF31, wat precies hetzelfde is.

MPLS bevat een QoS-indicator binnen het label in de overeenkomstige MPLS EXP-bits (3 bits).

Er zijn verschillende manieren om IP-pakketten met QoS-waarde te markeren: PBR, CAR, BGP.

Voorbeeld 1. Markering PBR

Policy Based Route (PBR) kan worden gebruikt voor etiketteringsdoeleinden door het in een geschikte subroutine te doen (Route-map kan een ingestelde ip-prioriteitparameter bevatten):

!
interface FastEthernet0 / 0
ip-beleid routekaart MARK
snelheid 100
full-duplex
geen cdp inschakelen
!
!
routekaart MARK vergunning 10
overeenkomen met ip-adres 1
ip-prioriteit instellen
!

Aan de uitgang van de interface kun je het resultaat zien (bijvoorbeeld met het tcpdump-programma voor unix):

# tcpdump -vv -n -i em0
... IP (tos 0x20 ...)

Voorbeeld 2. Markering CAR.

Het Committed Access Rate (CAR) mechanisme is ontworpen om de snelheid te beperken, maar het kan ook pakketten markeren (set-prec-transmit parameter in rate-limit):

!
interface FastEthernet0 / 0
ip-adres 192.168.0.2 255.255.255.252
snelheidslimiet ingang toegangsgroep 1 1.000.000 10.000 10.000 conform-actie set-prec-transmit 3 overschrijding-actie set-prec-transmit 3
geen cdp inschakelen
!
toegangslijst 1 vergunning 192.168.0.0 0.0.0.255
!

#sh interface FastEthernet0 / 0 snelheidslimiet

3.2. Congestie Beheer. Wachtrij mechanisme.

3.2.1. congesties

Congestie treedt op wanneer de uitgangsbuffers van de verkeerstransmitterende apparatuur overlopen. De belangrijkste mechanismen voor het optreden van congestie (of, wat daarmee overeenkomt, congestie) zijn verkeersaggregatie (wanneer de snelheid van inkomend verkeer groter is dan de snelheid van uitgaand) en snelheidsinconsistentie op interfaces.

Het bandbreedtebeheer bij congestie (knelpunten) vindt plaats met behulp van een wachtrijmechanisme. Pakketten worden in wachtrijen geplaatst, die volgens een bepaald algoritme ordelijk worden verwerkt. Congestiecontrole bepaalt in feite de volgorde waarin pakketten de interface(s) verlaten op basis van prioriteit. Als er geen overbelasting is, werken de wachtrijen niet (en zijn ze ook niet nodig). Laten we de methoden voor het verwerken van wachtrijen opsommen.

3.2.2. Laag 2 Wachtrij.

De fysieke structuur van een klassieke switch kan als volgt worden vereenvoudigd: een pakket arriveert bij de invoerpoort, wordt verwerkt door het schakelmechanisme, dat beslist waar het pakket naartoe moet worden gestuurd, en komt in de hardwarewachtrijen van de uitvoerpoort. Hardware wachtrijen zijn: snel geheugen die pakketten opslaat voordat ze rechtstreeks naar de uitvoerpoort gaan. Vervolgens worden volgens een bepaald verwerkingsmechanisme pakketten uit de wachtrijen verwijderd en verlaten ze de switch. Aanvankelijk zijn de wachtrijen gelijk en is het het wachtrijverwerkingsmechanisme (Scheduling) dat de prioritering bepaalt. Elke poort op een switch bevat doorgaans een beperkt aantal wachtrijen: 2, 4, 8, enzovoort.

V algemeen overzicht prioritering instellen is als volgt:

1. In eerste instantie zijn de wachtrijen gelijk. Daarom is het eerst nodig om ze te configureren, dat wil zeggen om de volgorde (of evenredigheid van het volume) van hun verwerking te bepalen. Dit wordt meestal gedaan door 802.1P-prioriteiten aan wachtrijen te binden.

2. Het is noodzakelijk om de wachtrij-handler (Scheduler) te configureren. De meest gebruikte zijn Weighted Round Robin (WRR) of Strict Priority Queuing.

3. Prioriteit toekennen aan inkomende pakketten: door de invoerpoort, door CoS of, in het geval van extra functies (Layer 3 switch), door sommige IP-velden.

Het werkt allemaal als volgt:

1. Het pakket gaat de switch binnen. Als dit een regulier Ethernet-pakket is (client Access Port), dan heeft het geen prioriteitslabels en kan dit door de switch worden ingesteld, bijvoorbeeld door het nummer van de invoerpoort, indien nodig. Als de invoerpoort trunked is (802.1Q of ISL), kan het pakket een prioriteitstag dragen en kan de switch deze accepteren of vervangen door de vereiste. In elk geval is het pakket in dit stadium de switch binnengegaan en heeft het de nodige CoS-markering.

2. Na te zijn verwerkt door het schakelproces, wordt het pakket volgens het CoS-prioriteitslabel door de Classify doorgestuurd naar de overeenkomstige uitvoerpoortwachtrij. Kritisch verkeer gaat bijvoorbeeld naar een wachtrij met hoge prioriteit en minder belangrijk verkeer naar een wachtrij met lage prioriteit.

3. Het planningsmechanisme haalt pakketten uit wachtrijen op basis van hun prioriteiten. Er worden per tijdseenheid meer pakketten uit de wachtrij met hoge prioriteit naar de uitvoerpoort gestuurd dan uit de wachtrij met lage prioriteit.

3.2.3. Laag 3 Wachtrijen.

Router-apparaten werken op pakketten op de derde OSI-laag (laag 3). Meestal wordt wachtrijondersteuning in software geboden. Dit betekent dat er in de meeste gevallen geen hardwarebeperkingen zijn op het aantal en een flexibelere configuratie van verwerkingsmechanismen. Het algemene QoS Layer 3-paradigma omvat het markeren en classificeren van pakketten bij de ingang (Marking & Classificatie), distributie naar wachtrijen en hun verwerking (Scheduling) volgens bepaalde algoritmen.

En nogmaals benadrukken we dat prioritering (wachtrijen) voornamelijk alleen nodig is op smalle, drukke plaatsen, wanneer de bandbreedte van het kanaal niet voldoende is om alle inkomende pakketten te verzenden en je op de een of andere manier hun verwerking moet differentiëren. Daarnaast is prioritering ook nodig om de impact van netwerkpieken op vertragingsgevoelig verkeer te voorkomen.

Laten we Layer 3 QoS classificeren op basis van wachtrijverwerkingsmethoden.

3.2.3.1. FIFO.

Een elementaire wachtrij met een opeenvolgende passage van pakketten, werkend volgens het principe van first in, first out (First In First Out - FIFO), dat het Russische equivalent heeft van wie het eerst opstond en sneakers. In wezen is hier geen prioriteitstelling. Het is standaard ingeschakeld op interfaces met een snelheid van meer dan 2 Mbps.

3.2.3.2. PQ. Prioritaire wachtrijen.

Priority Queuing (PQ) zorgt ervoor dat sommige pakketten onvoorwaardelijke prioriteit hebben boven andere. Er zijn in totaal 4 wachtrijen: hoog, gemiddeld, normaal en laag. De verwerking wordt sequentieel uitgevoerd (van hoog naar laag), begint met een wachtrij met een hoge prioriteit en gaat pas over naar wachtrijen met een lagere prioriteit als deze volledig is gewist. Het kanaal kan dus worden gemonopoliseerd door wachtrijen met hoge prioriteit. Verkeer waarvan de prioriteit niet expliciet is opgegeven, gaat naar de standaardwachtrij.

Commando parameters.
distributie van protocollen door wachtrijen:
prioriteitenlijst LIST_NUMBER protocol PROTOCOL(hoog | gemiddeld | normaal | laag) lijst ACCESS_LIST_NUMBER
de standaardwachtrij definiëren:
prioriteitslijst LIST_NUMBER standaard (hoog | gemiddeld | normaal | laag)
grootte van wachtrijen (in batches):
prioriteitslijst LIST_NUMBER wachtrijlimiet HIGH_QUEUE_SIZE MEDIUM_QUEUE_SIZE NORMAL_QUEUE_SIZE LOW_QUEUE_SIZE

benamingen:
LIST_NUMBER - PQ-handlernummer (blad)
PROTOCOL - protocol
ACCESS_LIST_NUMBER - toegangsbladnummer
HIGH_QUEUE_SIZE - HOGE wachtrijgrootte
MEDIUM_QUEUE_SIZE - MEDIUM wachtrijgrootte
NORMAL_QUEUE_SIZE - NORMAL wachtrijgrootte
LOW_QUEUE_SIZE - LAGE wachtrijgrootte

Algoritme afstemmen.

1. Definieer 4 wachtrijen
toegangslijst 110 laat ip elk voorrangsnetwerk toe
toegangslijst 120 staat ip toe elke prioriteit kritisch
toegangslijst 130 ip elke voorrang internet toestaan
toegangslijst 140 staat ip elke prioriteitsroutine toe

prioriteitslijst 1 protocol ip hoge lijst 110
prioriteitenlijst 1 protocol ip medium lijst 120
prioriteitslijst 1 protocol ip normale lijst 130
prioriteitslijst 1 protocol ip lage lijst 140
prioriteitenlijst 1 standaard laag

prioriteitslijst 1 wachtrijlimiet 30 60 90 120

2. We binden ons aan de interface

!
interface FastEthernet0 / 0
ip-adres 192.168.0.2 255.255.255.0
snelheid 100
full-duplex
prioriteitsgroep 1
geen cdp inschakelen
!

3. Het resultaat bekijken
# sh wachtrijprioriteit

Huidige configuratie voor prioriteitswachtrij:

Lijst

Wachtrij argumenten

-

-

1

laag

standaard

-

1

hoog

protocol ip

lijst 110

1

medium

protocol ip

lijst 120

1

normaal

protocol ip

lijst 130

1

laag

protocol ip

lijst 140

#sh interfaces fastEthernet 0/0
…
Wachtrijstrategie: prioriteitenlijst 1
…

Interface FastEthernet0 / 0 wachtrijstrategie: prioriteit

hoog / 19 gemiddeld / 0 normaal / 363 laag / 0

3.2.3.3. CQ. Willekeurige wachtrijen.

Custom Queuing (CQ) biedt aangepaste wachtrijen. Biedt controle over het kanaalbandbreedte-aandeel voor elke wachtrij. 17 wachtrijen worden ondersteund. System 0-wachtrij is gereserveerd voor controlepakketten met hoge prioriteit (routing, enz.) en is niet beschikbaar voor de gebruiker.

De wachtrijen worden opeenvolgend doorlopen, te beginnen met de eerste. Elke wachtrij bevat een byteteller, die aan het begin van de traversal bevat: waarde instellen en wordt verkleind met de grootte van het pakket dat vanuit deze wachtrij wordt doorgegeven. Als de teller niet nul is, wordt het volgende pakket in zijn geheel overgeslagen en niet het fragment dat gelijk is aan de rest van de teller.

Commando parameters.
de bandbreedte van wachtrijen definiëren:
wachtrijlijst LIST-NUMBER wachtrij QUEUE_NUMBER bytetelling
BYTE_COUT

grootte van wachtrijen:
wachtrijlijst LIST-NUMBER wachtrij QUEUE_NUMBER limiet QUEUE_SIZE

benamingen:
LIJST-NUMMER - handlernummer
QUEUE_NUMBER - wachtrijnummer
BYTE_COUT - wachtrijgrootte in pakketten

Algoritme afstemmen.

1... Wachtrijen definiëren
toegangslijst 110 permit ip host 192.168.0.100 any
toegangslijst 120 permit ip host 192.168.0.200 any

wachtrijlijst 1 protocol ip 1 lijst 110
wachtrijlijst 1 protocol ip 2 lijst 120
wachtrijlijst 1 standaard 3

wachtrijlijst 1 wachtrij 1 byte-telling 3000
wachtrijlijst 1 wachtrij 2 byte-telling 1500
wachtrijlijst 1 wachtrij 3 byte-telling 1000

Bovendien kunt u de grootte van wachtrijen in pakketten instellen
wachtrijlijst 1 wachtrij 1 limiet 50
wachtrijlijst 1 wachtrij 2 limiet 50
wachtrijlijst 1 wachtrij 3 limiet 50

2. Binden aan de interface
!
interface FastEthernet0 / 0
ip-adres 192.168.0.2 255.255.255.0
snelheid 100
full-duplex
aangepaste wachtrijlijst 1
geen cdp inschakelen
!

3. Het resultaat bekijken
#sh wachtrij aangepast

Huidige aangepaste wachtrijconfiguratie:

Lijst

Rij

Args

-

1

3

standaard

-

1

1

protocol ip

lijst 110

1

2

protocol ip

lijst 120

1

1

byte-telling 1000

-

1

2

byte-telling 1000

-

1

3

byte-telling 2000

-

#sh-interface FastEthernet0 / 0
…
Wachtrijstrategie: aangepaste lijst 1
…

#sh wachtrij-interface fastEthernet 0/0
Interface FastEthernet0 / 0 wachtrijstrategie: aangepast

Gebruik van uitvoerwachtrij (wachtrij / aantal)
0/90 1/0 2/364 3/0 4/0 5/0 6/0 7/0 8/0
9/0 10/0 11/0 12/0 13/0 14/0 15/0 16/0

3.2.3.4. WFQ. Gewogen eerlijke wachtrijen.

Weighted Fair Queuing (WFQ) splitst het verkeer automatisch op in stromen. De standaardwaarde is 256, maar kan worden gewijzigd (parameter dynamic-queues in opdracht fair-queue). Als er meer threads zijn dan wachtrijen, worden er meerdere threads in één wachtrij geplaatst. Het pakket dat bij de stream hoort (classificatie) wordt bepaald op basis van de TOS, het protocol, het bron-IP-adres, het bestemmings-IP-adres, de bronpoort en de bestemmingspoort. Elke thread gebruikt een aparte wachtrij.

De WFQ (scheduler) zorgt voor een eerlijke (eerlijke) bandbreedteverdeling tussen bestaande threads. Om dit te doen, wordt de beschikbare bandbreedte gedeeld door het aantal threads en krijgt elk een gelijk aandeel. Bovendien krijgt elke stream zijn eigen gewicht, waarbij een factor omgekeerd evenredig is met de IP-prioriteit (TOS). Het gewicht van de stroom wordt ook door de handler in aanmerking genomen.

Hierdoor verdeelt WFQ automatisch de beschikbare bandbreedte eerlijk, daarbij rekening houdend met de TOS. Streams met dezelfde TOS IP-prioriteit krijgen gelijke delen van de bandbreedte; streams met hoge IP-prioriteit - hoge bandbreedte. Bij congestie functioneren niet-belaste hoge-prioriteitsstromen ongewijzigd, terwijl lage-prioriteit-hoge-belastingstromen beperkt zijn.

RSVP werkt met WFQ. Standaard is WFQ ingeschakeld op lage snelheidsinterfaces.

Algoritme afstemmen.
1. We markeren het verkeer op de een of andere manier (stel de IP-prioriteit in - TOS) of laten het markeren

2. Schakel WFQ in op de interface
interface FastEthernet0 / 0
eerlijke wachtrij

interface FastEthernet0 / 0
eerlijke wachtrij CONGESTIVE_DISCARD_THRESHOLD DYNAMIC_QUEUES

Opties:
CONGESTIVE_DISCARD_THRESHOLD - het aantal pakketten in elke wachtrij, waarboven pakketten worden genegeerd (standaard - 64)
DYNAMIC_QUEUES - het aantal subwachtrijen waarmee het verkeer wordt geclassificeerd (standaard - 256)

3. Het resultaat bekijken
# sh queuing fair
# sh queuing-interface FastEthernet0 / 0

3.2.3.5. CBWFQ.

Class Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ) komt overeen met een op klassen gebaseerd wachtrijmechanisme. Al het verkeer wordt verdeeld in 64 klassen op basis van de volgende parameters: invoerinterface, toegangslijst, protocol, DSCP-waarde, MPLS QoS-label.

De totale bandbreedte van de egress-interface wordt verdeeld over de klassen. De bandbreedte die aan elke klasse wordt toegewezen, kan worden gedefinieerd als een absolute waarde (bandbreedte in kbit / s) of als een percentage (bandbreedte procent) ten opzichte van de waarde die is ingesteld op de interface.

Pakketten die niet in de geconfigureerde klassen vallen, vallen in de standaardklasse, die verder kan worden aangepast en die de resterende vrije bandbreedte ontvangt. Als de wachtrij van een klasse overloopt, worden pakketten van deze klasse genegeerd. Het algoritme voor het weigeren van pakketten binnen elke klasse kan worden geselecteerd: normaal laten vallen standaard ingeschakeld (tail-drop, de wachtrijlimietparameter) of WRED (de willekeurige detectieparameter). Alleen voor de standaardklasse kunt u uniforme (fair) stripverdeling inschakelen (parameter fair-queue).

CBWFQ ondersteunt interoperabiliteit met RSVP.

Commando parameters.

criteria voor het selecteren van pakketten per klasse:
klasse-kaart match-all KLASSE
match toegangsgroep
match input-interface
match protocol
match ip dscp
match ip rtp
match mpls experimenteel

klasse definitie:

klasse KLASSE
bandbreedte BANDBREEDTE
wachtrijlimiet WACHTRIJ-LIMIET
willekeurig detecteren

standaard klassedefinitie:

klasse klasse-standaard
bandbreedte BANDBREEDTE
bandbreedte procent BANDWIDTH_PERCENT
wachtrijlimiet WACHTRIJ-LIMIET
willekeurig detecteren
eerlijke wachtrij

benamingen:
CLASS is de naam van de klasse.
BANDBREEDTE - minimale bandbreedte kbit / s, waarde ongeacht de bandbreedte op de interface.
BANDWIDTH_PERCENT - percentage van de bandbreedte op de interface.
QUEUE-LIMIT - het maximum aantal pakketten in de wachtrij.
willekeurig detecteren - met behulp van WRED.
eerlijke wachtrij - gelijkmatige verdeling van de strip, alleen voor de standaardklasse

Standaard kan de absolute bandbreedte in de CBWFQ-klasse niet groter zijn dan 75% van de bandbreedte op de interface. Dit kan worden gewijzigd met de opdracht max-reserved-bandwidth op de interface.

Algoritme afstemmen.

1. Verdeling van pakketten per klasse - klassenkaart

klasse-kaart match-all Class1
match toegangsgroep 101

2. Beschrijving van de regels voor elke klasse - beleidskaart
beleidskaart Beleid1
klasse Klasse1
bandbreedte 100
wachtrijlimiet 20
klasse klasse-standaard
bandbreedte 50
willekeurig detecteren

3. Het opgegeven beleid uitvoeren op de interface - servicebeleid
interface FastEthernet0 / 0
bandbreedte 256

4. Het resultaat bekijken
#sh klasse Klasse1
#sh beleid Beleid1
#sh beleidsinterface FastEthernet0 / 0

Voorbeeld 1.

De totale band per klasse delen als een percentage (40, 30, 20).
toegangslijst 101 permit ip host 192.168.0.10 any
toegangslijst 102 permit ip host 192.168.0.20 any
toegangslijst 103 permit ip host 192.168.0.30 any

klasse-kaart match-all Platinum
match toegangsgroep 101
klasse-kaart match-all Gold
match toegangsgroep 102
klasse-kaart match-all Zilver
match toegangsgroep 103

beleidskaart Isp
klasse Platina
bandbreedte procent 40
klasse goud
bandbreedte procent 30
klasse Zilver
bandbreedte procent 20

interface FastEthernet0 / 0
bandbreedte 256
service-beleid output Isp

3.2.3.6. LLQ.

Low Latency Queuing (LLQ) - wachtrijen met lage latentie. LLQ kan worden gezien als een CBWFQ-mechanisme met een PQ-prioriteitswachtrij (LLQ = PQ + CBWFQ).
PQ in LLQ zorgt voor de levering van latentiegevoelig verkeer. LLQ wordt aanbevolen bij spraakverkeer (VoIP). Bovendien werkt het goed met videoconferenties.

Algoritme afstemmen.

1. Verdeling van pakketten per klasse - Class-map
toegangslijst 101 staat ip toe elke prioriteit kritisch

klasse-kaart match-all Voice
overeenkomen met ip-prioriteit 6
klasse-kaart match-all Class1
match toegangsgroep 101

2. Beschrijving van de regels voor elke klasse - Beleidskaart

Net als bij CBWFQ wordt alleen de prioriteitsparameter gespecificeerd voor de prioriteitsklasse (het is er één).
beleidskaart Beleid1
klas Stem
prioriteit 1000
klasse Klasse1
bandbreedte 100
wachtrijlimiet 20
klasse klasse-standaard
bandbreedte 50
willekeurig detecteren

3. Het opgegeven beleid uitvoeren op de interface - Servicebeleid
interface FastEthernet0 / 0
bandbreedte 256
output van servicebeleid Beleid1

Voorbeeld 1.
We wijzen de Voice-klasse toe aan PQ en al het andere aan CQWFQ.
!
klasse-kaart match-elke stem
overeenkomen met ip-prioriteit 5
!
beleidskaart Stem
klas Stem
prioriteit 1000
klasse VPN
bandbreedte procent 50
klasse klasse-standaard
eerlijke wachtrij 16
!
interface X
Uitgang servicebeleid Spraak
!

Voorbeeld 2.
Bovendien beperken we: algemene snelheid voor PQ in LLQ zodat het niet het hele kanaal monopoliseert in geval van storing.
!
klasse-kaart match-elke stem
overeenkomen met ip-prioriteit 5
!
beleidskaart Stem
klas Stem
prioriteit 1000
politie 1024000 32000 32000 conform-actie verzenden overschrijding-actie drop
klasse VPN
bandbreedte procent 50
klasse klasse-standaard
eerlijke wachtrij 16
!
interface FastEthernet0 / 0
output van servicebeleid Spraak
!

Materiaal uit de Nationale Bibliotheek. N.E. Bauman
Laatst gewijzigd deze pagina: 16:35, 3 juli 2017.

Kwaliteit van de dienstverlening (QoS- kwaliteit van de dienstverlening) - een kwalitatieve maatstaf voor netwerkprestaties (bijvoorbeeld telefoon of computer), waargenomen door zijn gebruikers. Meestal worden kwaliteitsmetingen van netwerkdiensten gekenmerkt door de volgende parameters:

• fout- of faalpercentage
• baudrate
• vertraging gegevensoverdracht
• communicatie kanaal capaciteit:
• netwerkbeschikbaarheid

In de buurt van computer netwerken en andere pakketnetwerken, wordt QoS gegarandeerd door verkeersprioritering en pakketbeheeralgoritmen. In dit geval is quality of service het vermogen om verschillende prioriteit te geven aan verschillende applicaties, gebruikers of data, en om een ​​bepaald prestatieniveau voor de datastroom te garanderen.

Werkmechanisme

Circuitgeschakelde netwerken bieden QoS in hun kernprotocol. Dergelijke netwerken hoeven niet complementaire methoden hoge kwaliteit te bereiken.

Waar QoS een essentiële zakelijke vereiste is, netwerkclients en leveranciers kunnen onderhandelen over een contractuele overeenkomst, een zogenaamde Service Level Agreement (SLA), die het vermogen van een netwerk of protocol garandeert om de geadverteerde prestaties en bandbreedte te leveren, meestal door middel van mechanismen voor verkeersprioritering. Er zijn andere benaderingen om QoS te garanderen, wanneer bronnen worden gereserveerd op elk knooppunt van het netwerk.

Overmatige prestaties

Als alternatief voor complexe QoS-besturingsmechanismen kan het leveren van hoogwaardige communicatie door redundante netwerkprestaties te bieden. De netwerkcapaciteit is dus gebaseerd op schattingen van de maximale netwerkbelasting. Deze aanpak is eenvoudig voor netwerken met voorspelbare piekbelastingen.

Netwerkprestaties zijn van cruciaal belang in veel toepassingen. Sommigen van hen kunnen bandbreedteschommelingen en latentie compenseren door grote ontvangstbuffers te gebruiken, wat vaak mogelijk is, bijvoorbeeld bij het streamen van video. Overprestaties hebben echter een grens aan schaalbaarheid in een transportprotocolomgeving (zoals TCP) die de hoeveelheid gegevens in de loop van de tijd exponentieel verhoogt, totdat alle bandbreedte is opgebruikt en pakketten worden verwijderd. Dergelijke hebzuchtige protocollen hebben de neiging om de netwerklatentie te vergroten en kunnen pakketten voor alle gebruikers laten vallen.

In de praktijk, wanneer een pakket uit een wachtrij-interface moet worden doorgestuurd, krijgen pakketten die weinig jitter vereisen (zoals VoIP) voorrang op pakketten in andere wachtrijen. Gewoonlijk worden sommige datastromen standaard toegewezen aan netwerkbeheerpakketten, terwijl verkeer met de hoogste prioriteit eenvoudig met elke bandbreedte kan worden verzonden.

Een overtuigend voorbeeld van de behoefte aan QoS op internet houdt verband met botsingen. Het internet gebruikt protocollen voor het voorkomen van congestie die in TCP zijn ingebouwd om het verkeer te verminderen. Hoge QoS-toepassingen zoals VoIP en IPTV vereisen constante bitrates en lage latentie, zodat ze geen gebruik kunnen maken van TCP en het verkeer niet kunnen vertragen om opstoppingen te voorkomen. QoS-mechanismen beperken het verkeer dat toegankelijk is op internet en controleren daardoor het verkeer dat opstoppingen kan veroorzaken en is daarom een ​​integraal onderdeel van het vermogen van internet om gemengd verkeer in realtime zonder opstoppingen af ​​te handelen.

Protocollen en methoden

• Type of Service (ToS) veld in de IPv4-header (nu vervangen door DiffServ)
• Gedifferentieerde diensten (DiffServ)
• Geïntegreerde diensten (IntServ)
• Resource Reserveringsprotocol (RSVP)
• Multi-Protocol Label Switching (MPLS) biedt 8 QoS-serviceklassen
• RSVP-TE
• Frame Relay
• Sommige ADSL-modems
• Asynchrone overdrachtsmodus (ATM)
• IEEE 802.1p
• IEEE 802.1Q
• IEEE 802.11e
• Coax- en telefoonnetwerk voor thuis (HomePNA)
• De ITU-T G.hn-standaard biedt QoS via "No Limitations Transfer Capabilities" (CFTXOP), die worden toegewezen aan stromen die QoS vereisen en die een "contract" hebben onderhandeld met de netwerkcontroller. G.hn ondersteunt ook QoS-vrije werking met behulp van "contention-based slots".
• Audio-videocommunicatie

Voorbeelden van technologieën die een hoge QoS . vereisen

Een hoge servicekwaliteit is essentieel voor bepaalde soorten netwerkverkeer, bijvoorbeeld:

• Streaming media
  • Audio
• Videovergaderen
• Applicaties die zorgen voor systeemstabiliteit of herstel
• Dynamische online games in realtime

Om de bovenstaande services te laten werken, is het vereist om de minimale gegevensoverdrachtsnelheid en maximale latentie te garanderen.

Oefening

Elke prioritering heeft alleen zin als er een wachtrij is voor service. Het is daar, in de rij, dat u eerst kunt gaan, met uw rechterhand. De wachtrij wordt gevormd waar deze smal is (meestal worden dergelijke plaatsen "bottle-neck", bottle-neck genoemd). Een typische "bottleneck" is toegang tot internet in een kantoor, waar computers die op het netwerk zijn aangesloten met minimaal een snelheid van 100 Mbit/s, allemaal een kanaal naar de provider gebruiken, dat zelden hoger is dan 100 Mbit/s, en vaak is karig 1-2-10 Mbit / s. ... Voor iedereen.

QoS is geen wondermiddel: als de "throat" te smal is, dan loopt de fysieke buffer van de interface vaak over, waar alle pakketten die via deze interface naar buiten gaan worden geplaatst. En dan worden de nieuw binnengekomen pakketten vernietigd, zelfs als ze super nodig zijn. Daarom, als de wachtrij op de interface gemiddeld 20% van de maximale grootte overschrijdt (op cisco-routers is de maximale wachtrijgrootte meestal 128-256 pakketten), is er een reden om goed na te denken over het ontwerp van uw netwerk, maak extra routes of breid de bandbreedte naar de provider uit.

Laten we het hebben over de samenstellende elementen van technologie.

Markering

De headervelden van verschillende netwerkprotocollen (Ethernet, IP, ATM, MPLS, enz.) bevatten speciale velden voor het markeren van verkeer. Verkeer moet worden gemarkeerd voor een eenvoudigere verwerking in wachtrijen.

• ethernet. Class of Service (CoS) veld - 3 bits. Hiermee kunt u het verkeer verdelen in 8 streams met verschillende markeringen

• IK P. Er zijn 2 normen: oud en nieuw. De oude had een ToS-veld (8 bits), waaruit op zijn beurt 3 bits werden toegewezen, IP Precedence genaamd. Dit veld is gekopieerd naar het CoS-veld van de Ethernet-header. Later werd een nieuwe standaard gedefinieerd. Het ToS-veld is omgedoopt tot DiffServ en er zijn 6 extra bits toegewezen voor het veld Differencial Service Code Point (DSCP), waarin u de vereiste voor van dit type verkeersparameters.

Het is het beste om uw gegevens dichter bij de bron van die gegevens te labelen. Om deze reden voegen de meeste IP-telefoons zelf een DSCP = EF- of CS5-veld toe aan de IP-header van spraakpakketten. Veel applicaties markeren ook zelf het verkeer in de hoop dat hun pakketten voorrang krijgen. Zo “zondigen” peer-to-peer netwerken hiermee.

Wachtrijen

Zelfs als er geen prioriteringstechnologieën worden gebruikt, betekent dit niet dat er geen wachtrijen zijn. In de bottleneck zal in ieder geval de wachtrij ontstaan ​​en zal voorzien in het standaard FIFO (First In First Out) mechanisme. Zo'n wachtrij maakt het natuurlijk niet mogelijk om pakketten onmiddellijk te vernietigen, ze op te slaan voordat ze in een buffer worden verzonden, maar het biedt geen voorkeuren voor bijvoorbeeld spraakverkeer. Als u een bepaalde speciale klasse absolute prioriteit moet geven (dat wil zeggen dat pakketten van deze klasse altijd als eerste worden verwerkt), wordt deze technologie Priority queuing genoemd. Alle pakketten in de fysieke buffer voor de uitgaande interface worden gesplitst in 2 logische wachtrijen en pakketten uit de bevoorrechte wachtrij worden verzonden totdat deze leeg is. Pas dan zullen pakketten uit de tweede wachtrij worden verzonden. Deze technologie is eenvoudig, nogal grof, het kan als verouderd worden beschouwd, omdat: de verwerking van niet-prioritair verkeer stopt constant. Op cisco-routers kunt u 4 wachtrijen maken met verschillende prioriteiten. Ze volgen een strikte hiërarchie: pakketten van minder bevoorrechte wachtrijen worden pas geserveerd als alle wachtrijen met een hogere prioriteit leeg zijn. Eerlijke wachtrijen. Een technologie waarmee elke verkeersklasse dezelfde rechten kan krijgen. In de regel wordt het niet gebruikt, omdat levert weinig op in termen van verbetering van de kwaliteit van de dienstverlening. Gewogen Fair Queuing (WFQ). Een technologie die verschillende verkeersklassen verschillende rechten geeft (we kunnen zeggen dat het “gewicht” van verschillende wachtrijen verschillend is), maar tegelijkertijd alle wachtrijen bedient. Alle pakketten worden in logische wachtrijen verdeeld met het veld IP Precedence als criterium. Hetzelfde veld stelt de prioriteit in (hoe meer, hoe beter). Verder berekent de router het pakket waarvan de wachtrij "sneller" is om te verzenden en verzendt het precies.

Hij berekent dit met de formule:

D T = (t (i) - t (0)) / (1 + I P P) (\ displaystyle dT = (t (i) -t (0)) / (1 + IPP))

IPP - waarde van het IP Precedence-veld t (i) - Tijd die nodig is voor de daadwerkelijke verzending van een pakket door de interface. Het kan worden berekend als L / Speed, waarbij L de pakketlengte is en Speed ​​​​de overdrachtssnelheid van de interface.

Deze wachtrij is standaard ingeschakeld op alle interfaces van cisco-routers, behalve point-to-point-interfaces (HDLC- of PPP-inkapseling). WFQ heeft een aantal nadelen: een dergelijke wachtrij maakt gebruik van eerder gemarkeerde pakketten en stelt u niet in staat om onafhankelijk de verkeersklassen en de toegewezen bandbreedte te bepalen. Bovendien markeert in de regel niemand het met het veld IP Precedence, dus de pakketten worden niet getagd, d.w.z. vallen allemaal in dezelfde rij. Een evolutie van WFQ is de Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ). In deze wachtrij stelt de beheerder zelf de verkeersklassen in volgens verschillende criteria, bijvoorbeeld door ACL's als sjabloon te gebruiken of protocolheaders (NBAR) te analyseren. Verder wordt voor deze klassen het "gewicht" bepaald en worden de pakketten van hun wachtrijen geserveerd in verhouding tot het gewicht (meer gewicht - meer pakketten uit deze wachtrij gaan per tijdseenheid weg). Maar zo'n wachtrij laat de belangrijkste pakketten (meestal spraakpakketten of pakketten van andere interactieve toepassingen) niet strikt door. Daarom verscheen er een hybride van Priority en Class-Based Weighted Fair Queuing - PQ-CBWFQ, ook bekend als Low Latency Queuing (LLQ). In deze technologie kun je tot 4 prioriteitswachtrijen instellen, de rest van de lessen kan worden bediend met behulp van het CBWFQ-mechanisme. LLQ is het handigste, meest flexibele en meest gebruikte mechanisme. Maar het vereist het aanpassen van de klassen, het configureren van het beleid en het toepassen van het beleid op de interface. Het proces van het leveren van kwaliteit van de dienstverlening kan dus worden onderverdeeld in 2 fasen:

• Markering. Dichter bij de bronnen.
• Pakketverwerking. Ze in een fysieke wachtrij op een interface plaatsen, ze onderverdelen in logische wachtrijen en deze logische wachtrijen verschillende bronnen geven.

QoS-technologie is behoorlijk arbeidsintensief en belast de processor zeer aanzienlijk. En hoe meer het laadt, hoe dieper je in de headers moet kruipen om pakketten te classificeren. Ter vergelijking: het is veel gemakkelijker voor een router om naar de IP-pakketheader te kijken en de 3 bits van IPP daar te analyseren, in plaats van de stream bijna op applicatieniveau te laten draaien, om te bepalen welk soort protocol erin zit (NBAR-technologie). Om de verdere verwerking van verkeer te vereenvoudigen en om een ​​zogenaamde "vertrouwde grens" te creëren, waarbij we denken dat alle headers gerelateerd zijn aan QoS, kunnen we het volgende doen: 1. Op switches en routers van de toegangslaag (dicht bij de clientmachines) vang pakketten, sorteer ze in klassen 2.In het beleid, als een actie, kleurt u de headers op uw eigen manier opnieuw of draagt ​​u de waarden van QoS-headers over meer hoog niveau naar de bodem.

Op de router vangen we bijvoorbeeld alle pakketten van wifi voor gasten domein (we gaan ervan uit dat er mogelijk computers en software zijn die niet door ons worden beheerd, die niet-standaard QoS-headers kunnen gebruiken), eventuele IP-headers wijzigen in initiële, match de layer 3-headers (DSCP) met de link-layer-headers ( CoS), zodat verdere switches het verkeer efficiënt kunnen prioriteren met alleen het link-layer-label.

LLQ instellen

Het opzetten van wachtrijen bestaat uit het opzetten van klassen, voor deze klassen moet je de bandbreedteparameters definiëren en de hele gemaakte structuur toepassen op de interface. Klassen maken:

klasse - kaart NAME match? toegangsgroep Toegangsgroep willekeurig Elke pakkettenklasse - kaart Klassekaart cos IEEE 802.1 Q / ISL-serviceklasse / gebruikersprioriteitwaarden bestemmingsadres Bestemmingsadres verwijderingsklasse Gedragsidentificatie negeren dscp Overeenkomen met DSCP in IP (v4) en IPv6-pakketten flow Flow-based QoS-parameters fr- de Match on Frame- relay DE bit fr- dlci Match on fr- dlci input- interface Selecteer een invoerinterface die overeenkomt met ip IP-specifieke waarden mpls Multi Protocol Label Switching specifieke waarden niet Negeer dit match resultaat pakket Layer 3 Packet lengte prioriteit Match Precedence in IP (v4) en IPv6 packets protocol Protocol qos- group Qos- group source - adres Bronadres vlan VLAN's die overeenkomen

Pakketten in klassen kunnen worden gesorteerd op verschillende attributen, bijvoorbeeld door een ACL als sjabloon op te geven, hetzij door het DSCP-veld, of door een specifiek protocol te markeren (NBAR-technologie is ingeschakeld).

Beleid maken:

policy-map POLICY class NAME1? bandbreedte Bandbreedte compressie Activeren Compressie drop Laat alle pakketten vallen log Log IPv4- en ARP-pakketten netflow-sampler NetFlow actie politie Politie prioriteit Strikte planning Prioriteit voor deze klasse wachtrijlimiet Wachtrij Max Threshold voor Tail Drop willekeurig detecteren Willekeurige vroege detectie inschakelen als drop-beleidsservice policy Configureer Flow Volgende set Stel QoS-waarden in Shape Traffic Shaping

Voor elke klas in de politiek kun je een prioriteitsdeel van de strip selecteren:

policy-map POLICY class NAME1 prioriteit? [8-2000000] Kilobits per seconde procent% van totale bandbreedte

en dan zullen pakketten van deze klasse altijd op zijn minst op dit stuk kunnen rekenen.

Of beschrijf welk "gewicht" deze klasse heeft binnen de CBWFQ

policy-map POLICY class NAME1 bandbreedte? [8-2000000] Kilobits per seconde procent% van totale bandbreedte resterende% van resterende bandbreedte

In beide gevallen kunt u zowel een absolute waarde als een percentage van de gehele beschikbare band specificeren. Een redelijke vraag rijst: hoe kent de router de HELE band? Het antwoord is triviaal: van de bandbreedteparameter op de interface. Zelfs als het niet expliciet is geconfigureerd, moet het een bepaalde waarde hebben. Het kan worden bekeken met het commando sh int. Vergeet ook niet dat u standaard niet de hele strip bestuurt, maar slechts 75%. Pakketten die duidelijk niet in andere klassen zijn opgenomen, eindigen in klasse-default. Deze instelling voor de standaardklasse kan expliciet worden ingesteld

policy-map POLICY class class - standaard bandbreedte percentage 10

U kunt de maximaal beschikbare bandbreedte wijzigen van de standaard 75% met een opdracht op de interface: max-reserved-bandwidth

Routers zorgen ervoor dat de beheerder niet per ongeluk meer bandbreedte uitdeelt dan er is en zweren bij dergelijke pogingen. De indruk is dat de polis de lessen niet meer zal opleveren dan geschreven staat. Deze situatie doet zich echter alleen voor als alle wachtrijen vol zijn. Als iemand leeg is, worden de gevulde wachtrijen die eraan zijn toegewezen, verdeeld in verhouding tot hun "gewicht". Al deze constructie zal als volgt werken: als er pakketten zijn van een klasse met een indicatie van prioriteit, dan richt de router zich op de verzending van deze pakketten. Bovendien, aangezien Er kunnen meerdere van dergelijke prioriteitswachtrijen zijn, dan wordt de bandbreedte daartussen verdeeld in verhouding tot het opgegeven percentage. Als alle prioriteitspakketten op zijn, is het de beurt aan de CBWFQ. Voor elke tijdtelling wordt het deel van de pakketten dat is gespecificeerd in de instelling voor deze klasse uit elke wachtrij "geschept". Als sommige wachtrijen leeg zijn, wordt hun bandbreedte verdeeld in verhouding tot het "gewicht" van de klasse tussen de geladen wachtrijen.

Toepassing op de interface:

int s0 / 0 servicebeleid [invoer | output] BELEID

Maar wat te doen als u pakketten uit de klasse die de toegestane snelheid overschrijden, strikt moet hakken? Het specificeren van de bandbreedte verdeelt immers pas de bandbreedte tussen de klassen wanneer de wachtrijen worden geladen. Om dit probleem voor de verkeersklasse in het beleid op te lossen, is er een technologie

politie [speed] [birst] conform-action [action] over-action [action]

hiermee kunt u expliciet de gewenste gemiddelde snelheid (snelheid), maximale "overshoot", dwz. de hoeveelheid gegevens die per tijdseenheid wordt verzonden. Hoe groter de "overshoot", hoe meer de werkelijke transmissiesnelheid kan afwijken van het gewenste gemiddelde. Ook worden aangegeven: maatregelen voor normaal verkeer dat de opgegeven snelheid niet overschrijdt en maatregelen voor verkeer dat de gemiddelde snelheid overschrijdt. Acties kunnen zo zijn

politie 100000 8000 conform- actie? drop drop pakket overschrijding- actie actie wanneer de snelheid binnen conform en conform is + overschrijding burst set- clp- set atm clp en verzend het set- weggooi- klasse - verzend set weggooi- klasse en verzend het set- dscp- verzend set dscp en verzend it set- frde- verzend set FR DE en verzend set- mpls- exp - imposition- verzend set exp bij tag impositie en verzend set- mpls- exp - topmost- verzend set exp op bovenste label en verzend set- prec - verzend herschrijf pakketprioriteit en verzend het set - qos - verzend set qos - groepeer en verzend verzend verzend pakket

Vaak doet zich ook nog een ander probleem voor. Stel dat u de stroom naar een buurman met een langzaam kanaal wilt beperken.

Om nauwkeurig te voorspellen welke pakketten de buur zullen bereiken en welke zullen worden vernietigd als gevolg van de congestie van het kanaal aan de "trage" kant, is het noodzakelijk om een ​​beleid te maken aan de "snelle" kant dat wachtrijen in overtollige pakketten vooruit en vernietigen. En hier worden we geconfronteerd met één heel belangrijk ding: om dit probleem op te lossen, is het noodzakelijk om een ​​"langzaam" kanaal te emuleren. Voor deze emulatie is het niet voldoende om alleen pakketten naar wachtrijen te distribueren, het is ook nodig om de fysieke buffer van de "trage" interface te emuleren. Elke interface heeft een pakketsnelheid. Die. elke interface kan niet meer dan N pakketten per tijdseenheid verzenden. Typisch is de fysieke buffer van een interface ontworpen om een ​​"stand-alone" interface te verschaffen voor meerdere tijdseenheden. Daarom zal de fysieke buffer tientallen keren groter zijn dan sommige seriële interfaces.

Wat is er mis met veel onthouden? Laten we eens nader bekijken wat er gebeurt als de buffer aan de snelle verzendende kant aanzienlijk groter is dan de ontvangende buffer. Laat er voor de eenvoud 1 wachtrij zijn. Aan de "snelle" kant simuleren we een lage overdrachtssnelheid. Dit betekent dat, vallend onder ons beleid, de pakketten zich gaan ophopen in de wachtrij. Omdat de fysieke buffer groot is, dan zal de logische wachtrij indrukwekkend blijken te zijn. Sommige applicaties (die werken via ТСР) zullen te laat een melding ontvangen dat sommige pakketten niet zijn ontvangen en zullen lange tijd een grote venstergrootte behouden, waardoor de ontvangende kant wordt geladen. Dit zal in het ideale geval gebeuren wanneer de transmissiesnelheid gelijk is aan of lager is dan de ontvangstsnelheid. Maar de interface van de ontvangende kant kan zelf worden geladen met andere pakketten, en dan zal de kleine wachtrij aan de ontvangende kant niet in staat zijn om alle pakketten op te nemen die vanuit het centrum naar hem worden verzonden. Verliezen zullen beginnen, wat extra transmissies met zich mee zal brengen, maar er zal nog steeds een substantiële "staart" zijn van eerder verzamelde pakketten in de verzendbuffer, die "inactief" zullen worden verzonden. aan de ontvangende kant heeft niet gewacht op het eerdere pakket, wat betekent dat de latere gewoon worden genegeerd.

Om het probleem van het verminderen van de transmissiesnelheid naar een langzame buur correct op te lossen, moet daarom ook de fysieke buffer worden beperkt. Dit wordt gedaan door het team

vorm gemiddeld [snelheid]

Welnu, nu het meest interessante: wat als ik, naast het emuleren van een fysieke buffer, er logische wachtrijen in moet maken? Geef bijvoorbeeld prioriteit aan spraak? Hiervoor wordt een zogenaamd genest beleid gemaakt, dat binnen het hoofdbeleid wordt toegepast en in logische wachtrijen wordt verdeeld wat er van de ouder in komt. Het is tijd om een ​​funky voorbeeld te maken op basis van de bovenstaande afbeelding. Stel dat we stabiele spraakkanalen via internet gaan creëren tussen CO en Remote. Laat het externe netwerk (172.16.1.0/24) voor de eenvoud alleen communiceren met CO (10.0.0.0/8). De interfacesnelheid op Remote is 1 Mbps en 25% van deze snelheid wordt toegewezen aan spraakverkeer. Vervolgens moeten we eerst aan beide kanten een prioriteitsverkeersklasse selecteren en een beleid voor deze klasse maken. Op CO zullen we bovendien een klasse maken die het verkeer tussen kantoren op CO beschrijft:

class - map RTP match protocol rtp policy- map RTP class RTP prioriteit percentage 25 ip access- lijst uitgebreid CO_REMOTE permit ip 10.0.0.0 0.255.255.255 172.16.1.0 0.0.0.255 class - map CO_REMOTE match access- list CO_REMOTE

Op Remote zullen we anders handelen: ook al kunnen we NBAR niet gebruiken vanwege zwakke hardware, dan moeten we de poorten gewoon expliciet beschrijven voor RTP

ip-toegangslijst uitgebreide RTP-vergunning udp 172.16.1.0 0.0.0.255 bereik 16384 32768 10.0.0.0 0.255.255.255 bereik 16384 32768 klasse - kaart RTP-overeenkomst toegangslijst RTP-beleidskaart QoS-klasse RTP-prioriteit procent 25

beleid- kaart QoS-klasse CO_REMOTE vorm gemiddeld 1000000 service- beleid RTP

en pas het beleid op de interface toe

int g0 / 0 servicebeleid output QoS

Stel op Remote de bandbreedteparameter (in kbps) in in overeenstemming met de interfacesnelheid. Laat me u eraan herinneren dat 25% van deze parameter in aanmerking wordt genomen. En pas het beleid toe.

int s0 / 0 bandbreedte 1000 servicebeleid output QoS

1. Verzamelen van statistieken over netwerkverkeer. Ofwel NetFlow, NBAR of SNMP. 2. We identificeren het profiel van normaal verkeer, d.w.z. volgens statistieken kost HTTP (Hypertext Transfer Protocol) gemiddeld niet meer dan 70%, ICMP - niet meer dan 5%, enz. Een dergelijk profiel kan handmatig worden aangemaakt of door gebruik te maken van de door NBAR verzamelde statistieken. Bovendien kun je zelfs automatisch klassen en beleid maken en toepassen op de interface met het autoqos-commando. 3. Vervolgens kunt u de bandbreedte voor atypisch netwerkverkeer beperken. Als we plotseling een infectie oppikken door niet-standaard poort, zal er geen groot probleem zijn voor de gateway: op een geladen interface zal de infectie niet meer dan een speciaal onderdeel in beslag nemen. 4. Nadat u een constructie hebt gemaakt (class-map - policy-map - service-policy), kunt u snel reageren op het optreden van een atypische verkeerspiek door er handmatig een klasse voor te maken en de bandbreedte voor deze klasse ernstig te beperken.

Er is geen enkele persoon die niet minstens één keer een FAQ over Windows XP heeft gelezen. En als dat zo is, dan weet iedereen dat er zo'n schadelijke Quality of Service bestaat - kortweg QoS. Bij het configureren van het systeem wordt het ten zeerste aanbevolen om het uit te schakelen, omdat het de netwerkbandbreedte standaard beperkt tot 20%, en alsof dit probleem zich ook voordoet in Windows 2000.

Dit zijn de lijnen:

"V: Hoe de QoS-service (Quality of Service) volledig uitschakelen? Hoe deze te configureren? Klopt het dat het de netwerksnelheid beperkt?"
A: Inderdaad, Quality of Service reserveert standaard 20% van de kanaalbandbreedte voor zijn behoeften (elke - zelfs een modem voor 14400, zelfs een gigabit Ethernet). Bovendien, zelfs als u de QoS Packet Scheduler-service verwijdert uit de Eigenschappen-verbinding, wordt dit kanaal niet vrijgegeven. U kunt het kanaal hier vrijgeven of eenvoudig QoS configureren. Start de applet Groepsbeleid (gpedit.msc). Zoek in Groepsbeleid naar Lokaal computerbeleid en klik op Beheersjablonen. Selecteer het item Netwerk - QoS Packet Sheduler. Schakel Reserveerbare bandbreedte beperken in. Nu verlagen we de bandbreedtelimiet van 20% naar 0% of schakelen we deze gewoon uit. Indien gewenst kunt u hier ook andere QoS-parameters configureren. Om de wijzigingen te activeren, hoeft u alleen maar opnieuw op te starten."
20% is natuurlijk veel. Echt Microsoft is Mazdai. Dit soort uitspraken dwalen van FAQ naar FAQ, van forum naar forum, van media naar media, worden gebruikt in allerlei "tweaks" - programma's om Windows XP te "tunen" (open trouwens "Group Policies" en " Lokaal beleid security ", en geen enkele" tweak "kan met hen vergelijken in termen van de rijkdom aan aanpassingsmogelijkheden.) Je moet voorzichtig zijn om ongegronde uitspraken van deze soort aan het licht te brengen, wat we nu zullen doen met behulp van een systematische aanpak.

Wat is een netwerk met? kwaliteitsservice?

Laten we de volgende vereenvoudigde definitie aannemen: netwerk systeem... Applicaties draaien en draaien op hosts en communiceren met elkaar. Toepassingen verzenden gegevens naar het besturingssysteem voor verzending via het netwerk. Zodra de gegevens zijn overgedragen aan het besturingssysteem, wordt het netwerkverkeer.
Netwerkdienst QoS vertrouwt op het vermogen van het netwerk om dit verkeer te verwerken om ervoor te zorgen dat aan de verzoeken van sommige toepassingen wordt voldaan. Dit vereist een fundamenteel mechanisme voor het afhandelen van netwerkverkeer dat in staat is verkeer te identificeren dat in aanmerking komt voor en controle over specifieke afhandeling.

De QoS-functionaliteit is bedoeld om twee netwerkactoren tevreden te stellen: netwerk toepassingen en netwerkbeheerders. Ze hebben vaak meningsverschillen. De netwerkbeheerder beperkt de bronnen die door een specifieke applicatie worden gebruikt, terwijl de applicatie zoveel mogelijk netwerkbronnen probeert te grijpen. Hun belangen kunnen worden verzoend, rekening houdend met het feit dat de netwerkbeheerder een leidende rol speelt bij alle applicaties en gebruikers.

Basis QoS-parameters

Verschillende toepassingen hebben: verschillende eisen voor het verwerken van hun netwerkverkeer. Applicaties zijn min of meer tolerant ten aanzien van latentie en verkeersverlies. Deze vereisten zijn toegepast in de volgende QoS-gerelateerde parameters:

• Bandbreedte - De snelheid waarmee het door de applicatie gegenereerde verkeer over het netwerk moet worden verzonden.
• Latency - De latentie die een toepassing kan verdragen bij het afleveren van een datapakket.
• Jitter - verander de vertragingstijd.
• Verlies - Het percentage verloren gegevens.

Als er oneindig veel netwerkbronnen beschikbaar zouden zijn, zou al het applicatieverkeer met de vereiste snelheid kunnen worden verzonden, zonder latentie, latentievariatie en zonder verlies. Netwerkbronnen zijn echter niet onbeperkt.

Het QoS-mechanisme regelt de toewijzing van netwerkbronnen voor applicatieverkeer om aan de transmissievereisten te voldoen.

Fundamentele QoS-bronnen en verkeersafhandelingsmechanismen

De netwerken die de hosts verbinden, gebruiken verschillende netwerk apparaten inclusief Netwerkadapters hosts, routers, switches en hubs. Elk van hen heeft netwerkinterfaces. Elke netwerkinterface kan verkeer met een eindige snelheid ontvangen en verzenden. Als de snelheid waarmee verkeer naar een interface wordt geleid hoger is dan de snelheid waarmee de interface verkeer doorstuurt, treedt congestie op.

Netwerkapparaten kunnen de congestieconditie aan door verkeer in het apparaatgeheugen (in een buffer) in een wachtrij te plaatsen totdat de congestie voorbij is. In andere gevallen netwerk hardware kan het verkeer verminderen om congestie te verminderen. Als gevolg hiervan worden applicaties geconfronteerd met een verandering in latency (omdat verkeer wordt opgeslagen in wachtrijen op interfaces) of met een verlies van verkeer.

Vaardigheid Netwerk interfaces het doorsturen van verkeer en de beschikbaarheid van geheugen om verkeer op netwerkapparaten op te slaan (totdat het verkeer verder kan worden verzonden) vormen de fundamentele middelen die nodig zijn om QoS te bieden voor applicatieverkeersstromen.

QoS-bronnen toewijzen aan netwerkapparaten

Apparaten die QoS ondersteunen, gebruiken netwerkbronnen intelligent om verkeer te vervoeren. Dat wil zeggen, het verkeer van applicaties die latentie toleranter zijn, wordt in de wachtrij geplaatst (opgeslagen in een buffer in het geheugen) en het verkeer van applicaties die cruciaal zijn voor latentie wordt doorgestuurd.

Om deze taak te volbrengen, moet een netwerkapparaat verkeer identificeren door pakketten te classificeren en moet het wachtrijen en mechanismen hebben om ze te bedienen.

Verkeersverwerkingsengine

Het verkeersverwerkingsmechanisme omvat:

• 802.1p
• Gedifferentieerde per-hop-gedragingen (diffserv PHB).
• Geïntegreerde diensten (intserv).
• pinautomaat, enz.

De meeste lokale netwerken zijn gebaseerd op IEEE 802-technologie, inclusief Ethernet, token-ring, enz. 802.1p is een verkeersverwerkingsmechanisme om QoS in dergelijke netwerken te ondersteunen.

802.1p definieert een veld (laag 2 in het OSI-netwerkmodel) in een 802-pakketheader die een van de acht prioriteitswaarden kan dragen. Doorgaans markeren hosts of routers bij het verzenden van verkeer naar het lokale netwerk elk verzonden pakket en kennen ze een bepaalde prioriteitswaarde toe. Van netwerkapparatuur zoals switches, bruggen en hubs wordt verwacht dat ze pakketten op de juiste manier verwerken met behulp van wachtrijmechanismen. 802.1p is beperkt tot een lokaal netwerk (LAN). Zodra het pakket het LAN doorkruist (via OSI Layer 3), wordt de 802.1p-prioriteit verwijderd.

Diffserv is een mechanisme van Layer 3. Het definieert een veld in Layer 3 van de kop van IP-pakketten, genaamd diffserv codepoint (DSCP).

Intserv is een hele reeks services die een gegarandeerde service definiëren en een service die downloads beheert. De gegarandeerde service belooft een zekere hoeveelheid verkeer te vervoeren met meetbare en beperkte latentie. De service die de belasting beheert, stemt ermee in een bepaalde hoeveelheid verkeer met "lichte netwerkcongestie" te vervoeren. Dit zijn meetbare services in de zin dat ze zijn gedefinieerd om meetbare QoS te bieden aan een bepaalde hoeveelheid verkeer.

Omdat ATM-technologie pakketten fragmenteert in relatief kleine cellen, kan het een zeer lage latentie bieden. Als u dringend een pakket moet verzenden, kan de ATM-interface altijd vrij zijn voor verzending gedurende de tijd die nodig is om één cel te verzenden.

QoS heeft nog veel meer complexe mechanismen die de werking van deze technologie garanderen. Laten we slechts één belangrijk punt opmerken: om QoS te laten werken, is het noodzakelijk om deze technologie te ondersteunen en dienovereenkomstig te configureren tijdens de transmissie van het beginpunt tot het eindpunt.

Beschouw voor de duidelijkheid Fig. 1.

Wij accepteren het volgende:

• Alle routers nemen deel aan de overdracht van de vereiste protocollen.
• Eén QoS-sessie, die 64 Kbps vereist, wordt geleverd tussen Host A en Host B.
• Een andere sessie, die 64 Kbps vereist, wordt geïnitialiseerd tussen Host A en Host D.
• Om het diagram te vereenvoudigen, gaan we ervan uit dat de routers zo zijn geconfigureerd dat ze alle netwerkbronnen kunnen reserveren.

In ons geval zou een reserveringsverzoek van 64 Kbps drie routers bereiken op het gegevenspad tussen Host A en Host B. Een ander verzoek van 64 Kbps zou drie routers tussen Host A en Host D bereiken. De routers zouden aan deze reserveringsverzoeken voor bronnen voldoen omdat ze het maximum niet overschrijden. Als in plaats daarvan hosts B en C elk gelijktijdig een 64 Kbps QoS-sessie met host A zouden starten, dan zou de router die die hosts (B en C) bedient, een van de verbindingen weigeren.

Stel nu dat de netwerkbeheerder QoS-verwerking uitschakelt op de onderste drie routers die hosts B, C, D, E bedienen. In dit geval zou aan verzoeken om bronnen tot 128 Kbps worden voldaan, ongeacht de locatie van de host die deelneemt aan de verbinding. De kwaliteitsborging zou echter laag zijn omdat verkeer voor de ene host het verkeer voor een andere in gevaar zou brengen. QoS zou kunnen worden gehandhaafd als de toprouter alle verzoeken zou beperken tot 64 Kbps, maar dit zou resulteren in inefficiënt gebruik van netwerkbronnen.

Anderzijds zou de bandbreedte van alle netwerkverbindingen kunnen worden vergroot tot 128 Kbps. Maar de verhoogde bandbreedte zal alleen worden gebruikt wanneer hosts B en C (of D en E) tegelijkertijd om bronnen vragen. Als dit niet het geval is, worden netwerkbronnen opnieuw inefficiënt gebruikt.

Microsoft QoS-componenten

Windows 98 bevat alleen QoS-componenten op gebruikersniveau, waaronder:

• Applicatie componenten.
• GQoS API (onderdeel van Winsock 2).
• QoS-serviceprovider.

Het besturingssysteem Windows 2000 / XP / 2003 bevat al het bovenstaande en de volgende componenten:

• Resource Reservation Protocol Service Provider (Rsvpsp.dll) en RSVP Services (Rsvp.exe) en QoS ACS. Niet gebruikt in Windows XP, 2003.
• Verkeersregeling (Traffic.dll).
• Generieke pakketclassificatie (Msgpc.sys). De pakketclassificatie identificeert de serviceklasse waartoe het pakket behoort. In dit geval wordt het pakket in de juiste wachtrij afgeleverd. Wachtrijen worden beheerd door de Scheduler QoS-pakketten.
• QoS-pakketplanner (Psched.sys). Definieert de QoS-parameters voor een specifieke gegevensstroom. Verkeer wordt getagd met een specifieke prioriteitswaarde. De QoS Packet Scheduler bepaalt het wachtrijschema voor elk pakket en behandelt concurrerende verzoeken tussen de in de wachtrij geplaatste pakketten die gelijktijdige netwerktoegang nodig hebben.

Het diagram in afbeelding 2 illustreert de protocolstack, Windows-componenten en hoe ze samenwerken op een host. Items die worden gebruikt in Windows 2000 maar niet worden gebruikt in Windows XP / 2003 worden niet weergegeven in het diagram.

Applicaties staan ​​bovenaan de stapel. Ze weten misschien wel of niet van QoS. Om de volledige kracht van QoS te benutten, raadt Microsoft aan om generieke QoS API-aanroepen in toepassingen te gebruiken. Dit is vooral belangrijk voor toepassingen die hoogwaardige servicegaranties vereisen. Er kunnen verschillende hulpprogramma's worden gebruikt om QoS op te roepen namens toepassingen die zich niet bewust zijn van QoS. Ze werken via de API voor verkeersbeheer. NetMeeting maakt bijvoorbeeld gebruik van de GQoS API. Maar voor dergelijke toepassingen is de kwaliteit niet gegarandeerd.

De laatste nagel

Bovenstaande theoretische punten geven geen eenduidig ​​antwoord op de vraag waar de beruchte 20% heen gaat (die, merk ik, nog niemand precies heeft gemeten). Op grond van het voorgaande zou dit niet het geval moeten zijn. Maar tegenstanders kwamen met een nieuw argument: het QoS-systeem is goed, maar de implementatie is scheef. Bijgevolg is 20% toch "overvol". Blijkbaar heeft het probleem de softwaregigant ook uitgeput, aangezien het dergelijke verzinsels al geruime tijd afzonderlijk heeft ontkend.

Laten we echter het woord geven aan de ontwikkelaars en geselecteerde momenten presenteren uit het artikel "316666 - Windows XP Quality of Service (QoS) Enhancements and Behavior" in literair Russisch:

"Honderd procent van de netwerkbandbreedte is beschikbaar om door alle programma's te worden gedeeld, tenzij een programma expliciet om de geprioriteerde bandbreedte vraagt. Deze" gereserveerde "bandbreedte is beschikbaar voor andere programma's als het programma dat erom heeft gevraagd geen gegevens verzendt.

Programma's kunnen standaard tot 20% van de hoofdverbindingssnelheid reserveren op elke computerinterface. Als het programma dat de bandbreedte heeft gereserveerd niet genoeg gegevens verzendt om het op te gebruiken, is het ongebruikte deel van de gereserveerde bandbreedte beschikbaar voor andere gegevensstromen.

Er zijn verklaringen in verschillende technische artikelen en nieuwsgroepen dat Windows XP altijd 20% van de beschikbare bandbreedte reserveert voor QoS. Deze uitspraken zijn fout."

Als iemand nu nog steeds 20% van de bandbreedte eet, tja, dan kan ik je adviseren om meer allerlei "tweaks" en scheve netwerkdrivers te blijven gebruiken. En er zal niet zo veel "vetgemest" worden.

Iedereen, de QoS-mythe, sterf!

01.12.2016 | Vladimir Khazov

Niet al het internetverkeer is even belangrijk. Online video zonder fading of een Skype-gesprek zonder haperende stem is belangrijker dan het downloaden van een groot bestand met behulp van een torrent-client. Met de quality of service (QoS)-functie van een router, shaper of deep traffic analyzer (DPI) kunt u prioriteit geven aan welk verkeer belangrijker is en meer bandbreedte geven.

En als elke gebruiker thuis QoS op zijn router kan configureren, beheert de telecomoperator, met behulp van moderne netwerkapparatuur, de bandbreedte voor al zijn abonnees en zorgt hij voor een consistent hoge kwaliteit voor elk van hen.

Wat is kwaliteit van dienstverlening (QoS)

De QoS-functie is een uitstekende, maar zelden gebruikte tool die u kan helpen prioriteiten te stellen verschillende soorten verkeer, en het gebruik van DPI-systemen zelfs voor bepaalde toepassingen, waarbij de bandbreedte in verschillende verhoudingen wordt verdeeld. Als u de QoS-regels correct instelt, zorgt u voor een soepele online videoweergave terwijl een groot bestand wordt geladen, of voor snel surfen op het web terwijl kinderen online games spelen.

Internetconnectiviteit is als een ziekenhuis, waar bandbreedte het aantal artsen is om patiënten te behandelen, patiënten de applicaties en de verpleegster de router is die ze distribueert.

In een conventioneel netwerk verdeelt een onverschillige verpleegster patiënten gelijkmatig over beschikbare artsen, ongeacht de ernst van de ziekte, of het nu gaat om een ​​persoon met een gekneusde arm of een auto-ongeluk met een hersenschudding en botbreuken. Elk van hen krijgt hulp, maar ze zullen even lang moeten wachten tot er een dokter beschikbaar is. Als alle patiënten dezelfde prioriteit krijgen, leidt dat vroeg of laat tot desastreuze gevolgen voor het ziekenhuis en de slachtoffers.

Hetzelfde gebeurt op het thuisnetwerk of het netwerk van de provider. De bandbreedte van het communicatiekanaal wordt gelijkmatig verdeeld binnen het tariefplan, zonder rekening te houden met het belang van elke toepassing. Als u bijvoorbeeld Skype gebruikt terwijl uw kinderen een Netflix-film spelen, zal de gesprekskwaliteit dramatisch verslechteren. De internetprovider wordt op zijn beurt beperkt door de snelheid van het kanaal naar de upstream-operator, en zijn bandbreedte is mogelijk niet voldoende om de kwaliteit van de verbinding te garanderen als alle gebruikers tegelijkertijd bestanden beginnen te downloaden via de torrent-client op maximale snelheid.

De router verdeelt de bandbreedte gelijk over iedereen, zonder prioriteit te geven aan welk type verkeer dan ook.

Terugkerend naar onze vergelijking met een ziekenhuis, de kwaliteit van de dienstverlening is een bekwame verpleegster die patiënten het meest onder artsen verdeelt effectieve manier: de gewonde bij het ongeval zal worden behandeld door meerdere specialisten, en de persoon met een blauwe plek zal wachten op één arts als hij vrij is.

In een netwerk met een quality of service-functie zal de prioriteit worden gegeven aan de applicatie of service die u onafhankelijk definieert (online video, IPTV, online games, enz.), Het zal een hogere snelheid en minimale vertragingen.

Hoe in te schakelen?QoS

Er zijn honderden verschillende routers in huis en op kantoor, evenals geavanceerde carrier-grade apparaten. Niet elk van hen heeft een QoS-functie, en als dat zo is, kan de implementatie ervan verschillen in het bereik van mogelijke instellingen. Sommige kunnen alleen de prioriteit tussen apparaten bepalen, andere kunnen bepaalde soorten verkeer toewijzen (bijvoorbeeld video- of spraakcommunicatie), kunnen DPI-systemen toepassingen herkennen die geen eerder bekende headers en gegevensstructuren gebruiken voor gegevensuitwisseling, en wijzigingen aanbrengen in het prioriteitsveld van pakketten die er doorheen gaan voor verdere toepassing van QoS-regels.

Het is onmogelijk om over de nuances van het instellen van elk apparaat te praten, maar u kunt de basisstappen beschrijven om de QoS-functie te gaan gebruiken om de beste kwaliteit van internet te garanderen.

Eerste stap: definieer een doel

Voordat u begint met het configureren van een apparaat, moet u uw QoS-configuratiedoelen duidelijk definiëren. Als u besluit om aan te passen: thuisrouter, dan kan het de prioriteit zijn van de werkende computer boven andere apparaten met internettoegang om een ​​comfortabel werk te garanderen, of de prioriteit van online games boven streaming video om minimale vertragingen en vertragingen tijdens het spel te garanderen.

In een thuisnetwerk moeten de regels selectief en uiterst eenvoudig zijn. Als u tientallen verschillende prioriteiten toepast, kunt u een negatief resultaat krijgen, terwijl geen van de toepassingen normaal zal werken.

De telecomoperator gebruikt QoS om meer wereldwijde doelen te bereiken:

• differentiatie van het verkeer;
• zorgen voor een uniforme verkeersstroom;
• garantie van kwaliteit en snelheid van internettoegang voor elke abonnee;
• preventie van netwerkcongestie;
• verlaging van de uplinkkosten.

Maar de principes om ze te bereiken zijn vergelijkbaar met: thuisnetwerk: bepaling van prioriteitstypes van verkeer en applicaties, instellen van regels afhankelijk van de prioriteit en duur.

Stap twee: bepaal je internetsnelheid

Voor een telecomoperator is internetsnelheid de snelheid van toegang tot een upstream provider (Uplink) of tot meerdere providers. Deze waarde is vast en wordt verdeeld onder alle abonnees volgens hun tariefplannen. De taak van optimalisatie en competente distributie moet worden opgelost door de QoS-regels om klanttevredenheid van de ontvangen service te garanderen.

Snelheid internet thuis komt vaak om de een of andere reden niet overeen met degene die door de provider is aangegeven, dus het bepalen van het werkelijke aantal is een belangrijke taak voordat QoS wordt geconfigureerd. Er zijn noties van uitgaande en inkomende snelheid die u zelf moet definiëren.

Om een ​​echt beeld te krijgen, moet u alle toepassingen op de computer sluiten die het netwerk belasten, deze met een koperen kabel op de router aansluiten. Wi-Fi draadloze technologie, vooral als het niet werkt met moderne protocollen Wireless N of Wireless AC kan een bandbreedte knelpunt zijn. De metingen kunnen een snelheid van 40 Mb/s laten zien in plaats van de beschikbare 75 Mb/s, juist vanwege de beperkingen van de draadloze gegevensoverdrachtsnelheid.

Ga naar www.speedtest.net en klik op de knop "Start Test". Het verkregen resultaat moet worden geconverteerd van "Mbps" naar "Kbps", aangezien QoS-instellingen meestal in deze eenheden worden ingesteld. Dit kan door de resulterende waarden te vermenigvuldigen met 1000.

In dit voorbeeld hebben we een inkomende snelheid van 42.900 Kbps ontvangen en een uitgaande snelheid van 3980 Kbps. Het zijn deze waarden die kunnen worden gedeeld tussen gebruikers en applicaties op het netwerk.

Derde stap: inschakelenQoSop de router

Het is onmogelijk om de procedure voor het inschakelen van QoS op alle routers te beschrijven, aangezien elke fabrikant de gebruiker zijn eigen beheerinterface biedt en netwerkapparaten van carrierklasse zoals Cisco, Juniper en Huawei vanaf de opdrachtregel worden geconfigureerd.

In de meeste gevallen moet u naar de apparaatbeheerpagina gaan (typ het adres in de browser, meestal is dit 192.168.1.1), voer de gebruikersnaam en het wachtwoord van de beheerder in, die zijn gespecificeerd in de gebruikershandleiding, en ga naar de NAT-gedeelte van de netwerkinstellingen, het QoS-tabblad. Selecteer Inschakelen tegenover Functies starten QoS, de poort voor het toepassen van de regels - WAN (poort voor verbinding met de provider), de instellingen van de inkomende en uitgaande snelheid (downlink en uplink) moeten worden gespecificeerd in een hoeveelheid van 85-90% van de gemeten in de tweede stap .

Het verlaagde tarief wordt aangegeven om de QoS-handler manoeuvreerruimte te geven, de enige manier waarop het efficiënt werkt. QoS is nu ingeschakeld en er moeten prioriteitsregels worden geconfigureerd.

Prioriteit geven aan verkeer

Nadat de QoS-functie is ingeschakeld, is het noodzakelijk om de regels te bepalen waarmee deze met verkeer zal werken.

Vervoerders stellen regels op op basis van gegevens van DPI-analysetools die bandbreedteknelpunten en actuele trends laten zien. Sommige apparaten voor thuisgebruik hebben kant-en-klare voorinstellingen die de gebruiker moet gebruiken voor het stellen van prioriteiten.

Als de router handmatige prioriteitsinstellingen toestaat, moet u hun "vorken" instellen als een percentage van de totale bandbreedte:

• Maximaal: 60-100%
• Premie: 25-100%
• Uitdrukken: 10-100%
• Standaard: 5-100%
• Bulk: 1-100%

Deze parameters definiëren de bandbreedtewaarde voor een specifiek apparaat of specifieke toepassing. Als u bijvoorbeeld een toepassing instelt op Maximum, wijst u deze toe om 60% van de bandbreedte te gebruiken tijdens netwerkbelasting en 100% als het netwerk volledig beschikbaar is. Als u het instelt op "Trunk", kan de toepassing, wanneer het netwerk vrij is, elke bandbreedte gebruiken, maar als er een belasting is, ontvangt deze slechts 1%.

We willen u eraan herinneren dat prioritering moet worden benaderd met een duidelijk begrip van wat u wilt beperken.

Prioriteitsopties

1. Prioriteit van service of toepassing

Hiermee kan elk apparaat op het netwerk prioriteit geven aan de bandbreedte van een specifieke applicatie of service boven andere. Als u bijvoorbeeld wilt dat de Skype-toepassing altijd een toegewezen bandbreedte heeft en video-audiocommunicatie geen vertragingen, vervormingen of artefacten heeft.

2. Prioriteit van de interface

De interface is in dit geval de methode waarmee uw apparaten verbinding maken met het netwerk. U kunt een hogere prioriteit instellen voor apparaten die via de draad of draadloze apparaten verbinding maken, of, omgekeerd, de prioriteit van gastapparaten verlagen.

3. Prioriteit van apparaten op IP-adres

U kunt een hogere prioriteit toewijzen specifiek apparaat uw netwerk door zijn IP-adres (statisch of gereserveerd dynamisch), waardoor het een hogere toegangssnelheid krijgt dan andere.

4. Prioriteit van apparaten op MAC-adres

Als u dynamische adressering gebruikt, kunt u nog steeds een hoge prioriteit toewijzen aan een van de netwerkapparaten door middel van het MAC-adres, dat uniek is en informatie hierover kan worden verkregen via software, of van het label op de behuizing.

Test en evaluatie

De belangrijkste regels voor het configureren van QoS zijn om regels opeenvolgend toe te voegen en uw tijd te nemen. U moet beginnen met de meest globale en vervolgens individuele toepassingen en services configureren. Als je hebt bereikt gewenste resultaat en QoS voldoet aan al uw vereisten, u moet de configuratie opslaan als schermafbeeldingen of een bestand back-up voor het geval u de router moet resetten en de instellingen moet herstellen.

U kunt ervoor zorgen dat de regels correct werken door services met hoge en lage prioriteit uit te voeren en hun snelheden te vergelijken, of door speedtest uit te voeren op netwerkapparaten met verschillende prioriteiten en te zien welke van hen het beste resultaat zal opleveren.

Het opzetten van QoS is een ingewikkelder proces dan de basisinstelling van een router, en voor een telecomoperator zijn er ook extra kapitaalkosten voor het kopen van een DPI-platform, maar het resultaat zal ook een betere toegang tot internet mogelijk maken, evenals geld besparen bij het kopen van een supersnel communicatiekanaal.