Anticisco blogs - blog archive - qos
Строго кажучи, ми повинні визначити трафік важливих нам користувачів і додатків і
сформулювати політику якості обслуговування, що забезпечує передбачувані і
контрольовані для цього трафіку.
Основними мережевими характеристиками при цьому будуть: доступна смуга пропускання,
затримка мережі, джиттер, відсоток втрачених пакетів і розподіл втрачених
пакетів.
Доступна для додатка смуга пропускання (bandwidth) є однією з найбільш
важливих мережевих характеристик. Припустимо є вихідний канал має
пропускну здатність 512 кбіт / с, а трафік надходить зі швидкістю 1 Мбіт / с.
Очевидно, що ми отримаємо швидкість втрат в 488 кбіт / с. Крім цього буде зростати
затримка черговості для пакетів (при неузгодженості швидкостей неминуча
буферизация) і збільшиться джиттер (зміна затримки).
Виходить, що нестача пропускної спроможності може привести до погіршення всіх
мережевих характеристик, яке отримує додаток. Тому забезпечення необхідної
для додатка смуги пропускання є однією з головних задач механізмів
якості обслуговування.
Напевно найкращим рішенням збільшення доступної смуги є розширення
пропускної здатності каналів зв'язку. На жаль, це далеко не завжди можливо по
економічним або технічних причин. Механізми якості обслуговування як
правило не потрібні, якщо корисне навантаження, наприклад, ніколи не перевищує 80%
пропускної здатності каналу. Такий підхід має право на існування, однак, тут
можна згадати і про невраховані чинники. Наприклад, що станеться з трафіком в
умовах DoS атаки?
Фактично ми починаємо говорити про механізми якості обслуговування тоді, коли
пропускної здатності нашого каналу не вистачає, щоб передати весь вступник
трафік. Основним інструментом збільшення пропускної здатності для додатків
є використання системи черговості, яка гарантує надання необхідної
смугу пропускання для важливих нам додатків. У прикладі про канал з пропускною
здатністю 512 кбіт / с і трафіком, що надходять зі швидкістю 1 Мбіт / с, що ми
зможемо зробити використовуючи просунуту систему черговості? Втрати все одно складуть
488 кбіт / с, але ми можемо зробити так, що будемо втрачати трафік тільки неважливих для нас
додатків, шляхом переважної відправки важливого трафіку. Виникає запитання: як
розділити трафік на «важливий» і «поганий»? Це вже завдання класифікації трафіку і
вона нерозривно пов'язана з іншими механізмами QoS.
Додатковим способом збільшення доступної смуги є зменшення
кількості інформації, що передається, що можна зробити за рахунок стиснення. На практиці
існує 2 способи: стиснення заголовків і стиснення корисного навантаження кадрів. стиснення
заголовків ефективно при великій частці маленьких за розмірами пакетів. стиснення
корисного навантаження кадрів ефективно використовувати при наявності апаратної підтримки,
оскільки програмне стиснення може сильно збільшити завантаження процесора і час
обробки пакетів.
Наскрізна затримка складається з суми затримок різних типів на кожному мережевому
ділянці. Типи мережевих затримок можна розділити на 4 основних типи:
1) Затримка на обробку - час, який витрачається пристроєм на прийняття пакета на
вхідному інтерфейсі і розміщення його в чергу на вихідному інтерфейсе.Задержка на
обробку залежить від продуктивності пристрою, його завантаження, архітектури,
використовуваного способу комутації пакетів і застосовуваних механізмів обробки
пакети на вхідному і вихідному інтерфейсі.
2) Затримка черговості - час, протягом якого пакет знаходиться в системі
черговості. Цей тип затримки залежить від кількості пакетів, які вже перебувають в
черги, пропускної здатності інтерфейсу і типу застосовуваної системи черговості.
3) Затримка сериализации - час розміщення всіх бітів пакета в канал зв'язку. даний
тип затримки позначається на низькошвидкісних лініях зв'язку. При каналі смугою B біт / с
затримка серіалізації для пакета розміром Q біт буде визначатися за формулою: Ts =
Q / B c. Наприклад, при B = 64 кбіт / с і Q = 1500 байт затримка серіалізації складе
187,5 мс. А при B> 768 кбіт / c стає менше 15 мс.
4) Затримка поширення - час передачі пакета в каналі зв'язку, залежить від типу
середовища передачі каналу (швидкості передачі інформації в каналі V, м / с) і протяжності
лінії зв'язку L, м. Tp = L / V с. Затримка поширення особливо відчутна для
супутникових ліній зв'язку.
Рівень втрати пакетів визначає кількість пакетів, що відкидаються мережею під час
передачі. Основними причинами втрати пакетів є перевантаження мережі і
пошкодження пакетів під час передачі по лініях зв'язку. Найчастіше відкидання
пакетів відбувається в місцях перевантаження, де число вступників пакетів перевищує
верхню межу розміру вихідний черги. Як правило, рівень втрати пакетів
виражається як частка відкинутих пакетів за певний інтервал часу по
відношенню до загальної кількості надійшли пакетів.
Деякі додатки не здатні нормально функціонувати або ж функціонують
вкрай неефективно у разі втрати пакетів. Подібні додатки вимагають від мережі
гарантії надійної доставки всіх пакетів. Слід зазначити, що відкинуті пакети
вказують на неефективне використання ресурсів мережі, частина яких була витрачена
на доставку пакетів в точку, де вони були втрачені.
Очевидно, що в умовах відсутності перевантаження втрат пакетів не відбувається (за
Принаймні з причин пов'язаних з QoS). Отже, зменшення втрат можна
забезпечити 2-ма способами:
1) Надати певних класів трафіку необхідну смугу пропускання, що
досягається застосуванням систем черговості.
2) Забезпечити узгодження швидкостей, що означає ситуацію, коли трафік даних
займає лише надану смугу і не перевищує її. Це можна забезпечити шляхом
застосування алгоритму Weighted Random Early Detection (WRED), суть якого
полягає у випадковому скиданні приходять пакетів, не чекаючи повної
завантаження черги. Для TCP сесій втрата TCP сегмента призводить до скорочення швидкості
передачі за рахунок зменшення розміру «ковзного вікна» TCP.