QoS

QoS ( англ. Quality of Service - Якість обслуговування) - цим терміном в області комп'ютерних мереж називають імовірність того, що мережа зв'язку відповідає заданому угодою про трафік, або ж, у ряді випадків, неформальне позначення ймовірності проходження пакета між двома точками мережі.


1. Механізм роботи

Для більшості випадків якість зв'язку визначається чотирма параметрами:

  • Смуга пропускання (Bandwidth), описує номінальну пропускну здатність середовища передачі інформації, визначає ширину каналу. Вимірюється в bit / s (bps), kbit / s (Kbps), Mbit / s (Mbps), Gbit / s (Gbps).
  • Затримка при передачі пакета (Delay), вимірюється в мілісекундах.
  • Коливання (тремтіння) затримки при передачі пакетів - джіттер.
  • Втрата пакетів (Packet loss). Визначає кількість пакетів, втрачених в мережі під час передачі.

Для простоти розуміння канал зв'язку можна представити у вигляді умовної труби, а пропускну спроможність описати як функцію двох параметрів: діаметра труби та її довжини.

Коли передача даних стикається з проблемою "пляшкового горлечка" для прийому і відправки пакетів на маршрутизаторах, то зазвичай використовується метод FIFO : перший прийшов - перший пішов (First In - First Out). При інтенсивному трафіку це створює затори, які дозволені вкрай простим чином: всі пакети, що не увійшли до буфера черги FIFO (на вхід або на вихід), ігноруються маршрутизатором і, відповідно, втрачаються безповоротно. Більш розумний метод - використовувати "розумну" черга, в якій пріоритет у пакетів залежить від типу сервісу - ToS. Необхідна умова: пакети повинні вже нести мітку типу сервісу для створення "розумної" черги. Звичайні користувачі найчастіше стикаються з терміном QoS в домашніх маршрутизаторах з підтримкою QoS. Наприклад, досить логічно дати високий пріоритет пакетам VoIP і низький - пакетам FTP, SMTP і клієнтам файлообмінної мережі.


2. Моделі QoS

2.1. Негарантована доставка - Best Effort Service

Наявність марки ToS Best Effort Service не є механізмом тонкого регулювання і є ознакою простого збільшення пропускної здатності без будь-якого виділення окремих класів трафіку і регулювання.

2.2. Інтегрований сервіс - Integrated Service (IntServ)

Згідно RFC 1633, модель інтегрованого обслуговування забезпечує наскрізне (End-to-End) якість обслуговування, гарантуючи необхідну пропускну спроможність. IntServ використовує для своїх цілей протокол резервування мережевих ресурсів RSVP, який забезпечує виконання вимог до всіх проміжним вузлам. У відношенні IntServ часто використовується термін "резервування ресурсів" (Resource reservation).


2.3. Диференційоване обслуговування - Differentiated Service (DiffServ)

Описана в RFC 2474 і RFC 2475. Забезпечує QoS на основі розподілу ресурсів у ядрі мережі і певних класифікаторів та обмежень на кордоні мережі, комбінованих з метою надання необхідних послуг. У цій моделі вводиться поділ трафіку по класах, для кожного з яких визначається свій рівень QoS. DiffServ складається з управління формуванням трафіку (класифікація пакетів, маркування, управління інтенсивністю) і управління політикою (розподіл ресурсів, політика відкидання пакетів). DiffServ є найбільш підходящим прикладом "розумного" управління пріоритетом трафіку.


3. Додатки, що вимагають QoS

Певне якість обслуговування може знадобитися для ряду мережевих додатків, зокрема:

  • потокові мультимедіа-додатки не вимагають гарантовану пропускну здатність каналу;
  • VoIP і відеоконференція вимагають невеликих значень джитера і затримки;
  • ряд додатків, наприклад, дистанційна хірургія, вимагають гарантованого рівня надійності.

4. Альтернативне визначення і суб'єктивна оцінка QoS

Іншим методом оцінки якості, особливо в IP-телефонії і IP-TV, є метричний метод, який відображає або пророкує суб'єктивно дослідне якість. Використовуються суб'єктивні оцінки і показники типу "користувач відчував роботу", "ступінь задоволення користувача", "число щасливих клієнтів". Метод носить назву Mean Opinion Score (MOS, "абсолютно суб'єктивне поняття"), або Quality of Experience (QoE, "метод емпіричних оцінок").

У цьому контексті QoS - сукупний ефект від задоволення замовника сервісів, які зачіпають всі види обслуговування. Це визначення оцінює відповідний додаток у вигляді суб'єктивної оцінки і коректується відповідними коефіцієнтами про: часом відповіді, наявність і величину провалів, шумів, чутних сторонніх розмов, рівня гучності, частотної характеристики, помітного луни і т. д., і також включає суб'єктивну оцінку обслуговування ( служба підтримки).


5. Протоколи, які надають послугу QoS


6. Міф про 20% в Windows XP

Багато "просунуті" користувачі вважають, що мережева служба QoS в Windows XP резервує 20% пропускної спроможності будь-якого каналу постійно (і тому рекомендують відключати цю службу). [1] Однак, Microsoft заперечує це. У редакції від 16 червня 2006 статті в базі знань Microsoft присутня наступну заяву [2] :

У деяких публікаціях і групах новин заявлялося, що Windows XP завжди резервує під потреби механізму QoS 20% доступної смуги пропускання. Дане твердження невірно ...

У Windows XP, як і в Windows 2000, програми використовують планувальник пакетів QoS допомогою інтерфейсів API QoS. Якщо відсутні програми, що вимагають пріоритетного доступу до мережі, то програми спільно використовують всю пропускну здатність мережі. Якщо програма "зарезервувала" пропускну здатність, але не передає дані, то ця пропускна здатність також може використовуватися іншими програмами. Типово на кінцевому комп'ютері програма може резервувати до 20% сумарної пропускної спроможності кожного інтерфейсу. Якщо програма, яка зарезервувала пропускну здатність, використовує її не повністю, то невикористовувана частина доступна для інших програм.

Справді, тести показали, що відключення QoS не дає приросту в швидкості. Це не виключає, однак, можливого негативного впливу QoS на роботу певних комбінацій не зовсім правильно налаштованих програм, що працюють з мережею, що, можливо, і послужило витоками даного міфу.


Примітки