QoS у мережах

ShareIT - поділися знаннями!

Онлайн генератор стійких паролів

Онлайн калькулятор підмереж

Калькулятор інсталяції IP - АТС Asterisk

Керівництво адміністратора FreePBX українською

Онлайн траблшутинг, що входять на Asterisk

Серверні рішення

FreePBX та Asterisk

Корпоративні мережі

QoS у мережах

Якість обслуговування в Enterprise

Сучасні мережі IP повинні забезпечувати надійну передачу пакетів мережі VoIP та інших важливих служб. Ці сервіси повинні забезпечувати безпечну передачу, певну частку передбачуваності поведінки трафіку на ключових вузлах і гарантований рівень доставки пакетів. Мережеві адміністратори та інженери забезпечують гарантовану доставку пакетів шляхом зміни параметрів затримки, джиттера, резервування смуги пропускання та контролю за втратою пакетів за допомогою Quality Of Service (QoS).

Розмір смуги пропускання

Малюнок ілюструє мережі з чотирма «хопами» - проміжними вузлами по дорозі між сервером і клієнтом. Кожен «хоп» з'єднаний між собою своїм типом середовища передачі різною пропускною здатністю. В даному випадку, максимальна доступна смуга для передачі дорівнює смузі пропускання «вузького» місця, тобто з найнижчою пропускною здатністю.

Розрахунок доступної пропускної спроможності - це невід'ємна частина налаштування QoS, яка є процесом, ускладненим наявністю безлічі потоків трафіку, що проходить через мережу передачі даних, і їх необхідно врахувати. Розрахунок доступної смуги пропускання відбувається приблизно за такою формулою:

деA- доступна смуга пропускання,Bmax- максимальна смуга пропускання, аF- кількістьпотоків. Найбільш правильним методом при розрахунку пропускної спроможності є розрахунок із запасом у 10-20% від розрахункової величини. Однак збільшення пропускної спроможності викликає подорожчання всієї мережі і займає багато часу на здійснення. Але сучасні механізми QoS можуть бути використані для ефективного та оптимального збільшення доступної пропускної спроможності для пріоритетних програм.

За допомогою методу класифікації трафіку, алгоритм QoS може віддавати пріоритет виклику в залежності від важливості, будь то голос або критично важливі для бізнесу програми. Алгоритми QoS мають на увазі надання ефективної смуги пропускання згідно з вимогами подібних додатків; голосовий трафік повинен отримувати пріоритет надсилання. Перерахуємо механізми Cisco IOS для забезпечення необхідної смуги пропускання:

  • Priority queuing (пріоритетна черга або - PQ)або Custom queuing (користувальна або настроювана черга - CQ);
  • Modified deficit round robin- MDRR - Модифікований циклічний алгоритм із додатковою чергою (маршрутизатори Cisco 1200 серії);
  • Розподілений тип обслуговування, або Type Of Service (ToS)та алгоритм зважених черг (WFQ) (маршрутизатори Cisco 7x00 серії);
  • Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ)або алгоритм черг, що базується на класах;
  • Low latency queuing (LLQ)або черга з малою затримкою. Оптимізація використання каналу шляхом компресії поля корисного навантаження "фреймів" збільшує пропускну здатність каналу. З іншого боку, компресія може збільшити затримку через складність алгоритмів стиснення. Методи Stacker (укладача) та Predictor (провісник) - це два алгоритми стиснення, які використовуються в Cisco IOS.

Інший алгоритм ефективного використання каналу передачі – це компресія заголовків. Стиснення заголовків особливо ефективно у тих мережах, де більшість пакетів мають невелику кількість інформаційного навантаження. Іншими словами, якщо відношення виду (Корисне навантаження)/(Розмір заголовка) мало, то стиснення заголовків буде дуже ефективним. Типовим прикладом компресії заголовків може стати стиснення TCP та Real-time Transport Protocol (RTP) заголовків.

Затримка пакетів з кінця в кінець та джиттер

  • Затримка поширення (propagation delay)з'являється внаслідок обмеження швидкості поширення фотонів або електронів у середовищі передачі (волоконно-оптичний кабель або мідна кручена пара);
  • Затримка серіалізації (serialization delay)це час, який необхідно інтерфейсу, щоб перемістити біти інформації в канал передачі. Це фіксоване значення, яке є функцією швидкості інтерфейсу;
  • Затримка обробки та черги в рамках маршрутизатора.
мережах

Розглянемо приклад, у якому маршрутизатори корпоративної мережі перебувають у Іркутську та Москві, і кожен підключений через WAN каналом передачі128 кбіт/с. Відстань між містами близько 5000 км, що означає, що затримка поширення сигналу по оптичному волокну складе приблизно 40 мс. Замовник відправляє голосовий кадр розміром 66 байт (528 біт). Відправлення даного кадру займе фіксований час на серіалізацію, що дорівнює:

tзс = 528/128000=0,004125с=4.125 мс.

Також необхідно додати 40 мс на поширення сигналу. Тоді сумарний час затримки становитиме 44.125 мс. Виходячи з малюнка, розрахунок затримки відбуватиметься наступним способом:

Якщо канал передачі буде замінено на потікЕ1, у такому разі, ми отримаємо затримку серилізації, рівну:

У цьому випадку, загальна затримка передачі дорівнюватиме40,258 мс.