QoS это возможность сети обеспечить специальный уровень обслуживания для конкретных пользователей или приложений без ущерба остальному трафику. Главная цель QoS это обеспечение более предсказуемого поведения сети передачи данных при работе с тем, или иным типом трафика, путем обеспечения необходимой полосы пропускания, контролем над задержкой и джиттером и улучшением характеристик при потере пакетов. Алгоритмы QoS достигают этих целей путем ограничения трафика, более эффективным использованием каналов передачи, и назначением тех или иных политик к трафику. QoS обеспечивает интеллектуальную передачу поверх корпоративной сети, и, при правильной настройке, улучшает показатели производительности.
Политики QoS
| Тип трафика | QoS | Безопасность | Когда? |
|---|---|---|---|
| Голос | Задержка меньше 150 мс в одну сторону | Шифрование на уровне передаче голоса | Понедельник - Пятница |
| Система планирования ресурсов предприятия | Обеспечение доступной полосы пропускания минимум 512 кб/с | Зашифрован | 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году |
| Трафик, создаваемый программным обеспечением станков и оборудования | Обеспечение доступной полосы пропускания минимум 256 кб/с | В открытом виде | Понедельник - Пятница |
| Трафик от использования интернет ресурсов HTTP/HTTPS | Негарантированная доставка по принципу Best Effort | HTTP прокси сервер | Понедельник – Пятница, с 8 утра до 9 вечера. |
Осуществление QoS в сетях унифицированных коммуникаций
Условно, процесс осуществления QoS в сетях Unified Communications (унифицированных коммуникаций), можно разделить на 3 этапа:
- Определение типа трафика в сети и его требований. На данном этапе необходимо научить сеть определять типы трафика чтобы применять к ним те или иные QoS алгоритмы;
- Сгруппировать трафик в классы с одинаковыми требованиями QoS. Например, можно определить 4 типа трафика: голос, высоко – приоритетный трафик, низко – приоритетный трафик и трафик от пользования браузером для просмотра WEB страниц;
- Назначить политики QoS, применяемые к классам, определенным в п.2.
В современных корпоративных сетях, голосовой трафик всегда требует минимальную задержку. Трафик, который генерируют критически важные для бизнеса приложения требует маленькой задержки (например, информация, относящаяся к банковскому обслуживанию). Другие типы информации могут быть не так чувствительны к задержкам, например, передача файлов или электронная почта. Обычное использование интернета в личных целях на работе может быть так же ограничено или даже запрещено.
Согласно указанным принципам, можно условно выделить три QoS политики:
- Без задержки: Присваивается в голосовому трафику;
- Лучшее обслуживание: Присваивается к трафику с наивысшим приоритетом;
- Остальное: Присваивается к низко – приоритетному и трафику web – браузеров;
Шаг 1: Определение типа трафика
Первым шагом на пути к осуществлению QoS является идентификация типов трафика в сети и определение конкретных требований каждого из типов. Перед осуществлением QoS, настоятельно рекомендуется провести аудит сети, чтобы полностью понимать как и какие приложения работают в корпоративной сети. Если осуществить политики QoS не имея полного понимания корпоративного сегмента сети, то результаты могут быть плачевными.
Далее, необходимо определить проблемы пользователей при работе с теми или иными сетевыми приложениями: например, приложение медленно работает из-за чего имеет плохую производительности работы. Необходимо измерить сетевой трафик в часы наибольшей нагрузки, используя специальные утилиты. Для понимания процессов в сети, необходимым шагом является измерение загрузки процессора каждого из единиц активного сетевого оборудования в период наибольшей загруженности, чтобы четко знать, где потенциально могут возникать проблемы.
После этого, необходимо определить бизнес цели и модели работы и составить список бизнес – требований. По итогам этих действий, каждый из пунктов списка можно сопоставить с тем или иным классом трафика.
В конце, необходимо определить уровни обслуживания которые требуются для различного вида трафика в зависимости от требуемой доступности и быстродействия.
Шаг 2: Сгруппировать трафик в классы
После идентификации сетевого трафика, необходимо использовать список бизнес требований, составленный на первом этапе, чтобы определить классы трафика.
Голосовой трафик всегда определяется отдельным классом. Компания Cisco имеет разработанные механизмы QoS для голосового трафика, например, Low latency queuing (LLQ) , цель которого заключается в контроле за тем, чтобы голос получал преимущество в обслуживании. После того как определены наиболее критичные приложения, необходимо определить классы трафика использую список бизнес требований.
Не каждое приложение имеет свой собственный класс обслуживания. Довольно много приложений с похожими требованиями к QoS группируются вместе в единый класс.
Пример классификации трафика
Типичный корпоративный ландшафт определяет 5 классов трафика:
- Голос: Наивысший приоритет для трафика VoIP;
- Критически важные: Небольшой набор критически важных для бизнеса приложений;
- Транзакции: В данном классе присутствуют сервисы баз данных, интерактивный трафик и привилегированный сетевой трафик ;
- Негарантированная доставка: Работает по принципу Best Effort, что дословно переводится как «лучшее усилие». В данный класс можно отнести интернет трафик и e-mail.
Шаг 3: Сгруппировать трафик в классы
Третьим шагом необходимо описать политики QoS для каждого из классов трафика, которые включают следующие действия:
- Назначить минимальный размер гарантированной полосы пропускания;
- Назначить максимальный размер полосы пропускания;
- Назначить приоритеты для каждого из классов;
- Использовать QoS технологии, такие как алгоритмы контроля очередей для управления перегрузками.
Рассмотрим на текущем примере определение политик QoS для каждого из классов:
- Голос: Доступна полоса пропускания – 1мбит/с. Использовать метку Differentiated Services Code Poin (DSCP) со значением EF [7]. Метка EF (Expedited Forwarding) означает то, что пакеты с таким маркером получают приоритет в очереди согласно принципу наименьшей задержки. Дополнительно используется алгорит LLQ;
- Критически важные: Минимальная полоса пропускания – 1мбит/с. Использовать метку Differentiated Services Code Poin (DSCP) со значением AF31 (метка в поле DSCP 011010), что обеспечивает наименьшую вероятность отбрасывания пакета. Параллельное использование алгоритма CBWFQ гарантирует необходимую полосу пропускания для маркированного трафика;
- Негарантированная доставка: Максимальная полоса пропускания – 500кбит/с. Использовать метку Differentiated Services Code Poin (DSCP) со значением Default (метка в поле DSCP 000000), что обеспечивает обслуживание по умолчанию. Алгоритм CBWFQ обеспечивает «доставку по возможности», которая ниже по приоритету классов «Голос» и «Критически важные».
