QoS — управление потоками данных в компьютерных сетях

QoS

QoS (англ. Quality of Service — «качество обслуживания») — это технология, используемая в информатике для резервирования и управления потоками данных в телекоммуникационных и компьютерных сетях , использующих коммутацию пакетов . Протоколы QoS обеспечивают резервирование и выделение доступной полосы пропускания, чтобы перегрузка сети не снижала качество сетевых услуг.

Характеристики

Используя QoS, можно, например, установить максимальную или минимальную полосу передачи для определенных данных, объявить некоторый трафик в качестве приоритета или разделить трафик на категории в соответствии с заданными параметрами. Таким образом, QoS стремится предоставить пользователям услугу с заранее гарантированным качеством, чтобы избежать задержки, потери или растраты доступной полосы пропускания.

В локальных сетях трафик является более или менее плавным, поскольку они обладают достаточной емкостью, которая обычно выше, чем способность компьютеров генерировать или обрабатывать входящий сетевой трафик (см. Сравнение скорости обработки данных с жесткого диска Gigabit Ethernet ). Поэтому развертывание QoS для обеспечения качества услуг обычно происходит за пределами локальной сети LAN, где соединение продолжается с Интернетом, обычно через линию с более низкой пропускной способностью данных.

Причина развертывания QoS

Обычные компьютерные сети используют конкурентный подход к среде передачи (например, сети Ethernet , но также и беспроводные сети Wi-Fi ) и так называемые услуги наилучшего качества (см. Ниже), где данные просто передаются по мере их поступления, что обычно он работает хорошо, потому что требования к передаче ниже, чем доступная мощность. Однако, если полная пропускная способность, начните выполнять буферизацию (буферизацию) для активных элементов в компьютерной сети, чтобы преодолеть мгновенную перегрузку среды передачи. Это увеличивает задержку (задержку), потому что человек дейтаграммыв очередях, ожидающих обработки. Например, пропускная способность может быть исчерпана, когда пользователь начинает загружать большие объемы данных из Интернета, которые в полной мере используют пропускную способность его линии к провайдеру ( провайдеру подключения к Интернету ) в течение более длительного периода времени .

Некоторые сетевые службы, которые работают с данными в реальном времени (например, VoIP или передача мультимедийных данных, например IPTV , а также компьютерные игры ), плохо работают с более высокими задержками. Возможны задержки, перебои в работе, колебания скорости передачи ( джиттер ) и общее ухудшение качества предоставляемых услуг. На этом этапе наступает момент, когда можно решить ситуацию, развернув QoS. С помощью QoS сетевой администратор может установить более высокий приоритет для некоторого сетевого трафика, чтобы он передавался даже в случае перегрузки, без потерь и без увеличения задержки.

QoS также обычно используется провайдером , который обычно использует так называемую агрегацию, что означает, что он «обещает» более высокую пропускную способность своим клиентам, чем она есть на самом деле. В обычных условиях это может не иметь значения, потому что не все клиенты компании используют свое интернет-соединение в полной мере и одновременно. Таким образом, соединение провайдера обычно перегружено только в часы пик, например, перед обедом или, скорее, перед вечерними новостями. Провайдер может использовать дифференцированные услуги, чтобы гарантировать, что клиенты испытают определенное замедление, но не делает почти невозможным использование его услуг.

QoS активность

Если используется QoS, необходимо ограничить работу одних компьютеров (пользователей, служб) в пользу других. Ограничение обычно осуществляется отбрасыванием пакетов (Packet droping ), потому что оно обязано реагировать на перегрузку сети сетевого приложения немедленным снижением скорости ( congestion control ). Например, для протокола TCP он должен содержать этот элемент управления непосредственно внутри себя и, следовательно, реализован на обычных компьютерах как часть стека TCP / IP (часть ядра операционной системы ). Поэтому QoS обычно реализуется для сетевых узлов ( маршрутизаторов) путем отбрасывания дейтаграмм, превышающих установленные параметры потоков данных.