Qos

QoS مخفف Quality of Service  نوعی مکانیزم اولویت بندی شده برای عبور packet های اطلاعاتی است که به منظور مدیریت پهنای باند در شبکه در نظر گرفته شده است. سرویس QoS در شبکه ای پیاده سازی می شود که انواع مختلف پکت های اطلاعات که کیفیت و نظم آنها از اهمیت بالایی برخوردارند (مانند دیتایی که بین کامپیوترهای شبکه جا به جا میشوند ، تصاویر و دیتای دوربین ها  که به  دستگاه ضبط تصویر در شبکه منتقل می شود ، دیتای voice که بین تلفن های تحت شبکه و  سرور در حال انتقال هستند و … ) مورد استفاده قرار میگیرد.

QoS در واقع استراتژی های مختلفی است که مشخص میکند کدام اطلاعات زودتر از بقیه به مقصد برسند و کدام اولویت کمتری دارند.

سرویس QoS و اهمیت آن

برخی از سرویس ها یا اپلیکیشن هایی که در بستر شبکه اجرا میشوند به تاخیر ( Delay ) حساس هستند. اقلب این سرویس ها برای انتقال بسته های اطلاعاتی خود در شبکه از پروتکل UDP استفاده میکنند. تفاوت اصلی بین پروتکل TCP و  UDP  در این است که پروتکل TCP بسته هایی که در بین راه از بین میروند (Loss) را دوباره ارسال میکند اما پروتکل UDP بسته های اطلاعاتی Loss شده را دوباره در شبکه ارسال نمیکند. به عنوان مثال برای انتقال فایل در شبکه بین کامپیوترها بایستی از پروتکل TCP استفاده شود زیرا اگر در بین راه یک بسته اطلاعاتی Loss شود آن فایل دیگر قابل استفاده نخواهد بود از این رو پروتکل TCP بسته اطلاعاتی Loss شده را که از قبل علامت گذاری کرده بود دوباره به سمت کامپیوتر مقصد ارسال میکند تا فایلی که به طور ناقص ارسال شده بود کامل شود و قابل استفاده باشد.

اما برای سرویس هایی که از پروتکل UDP استفاده میکنند مانند سرویس VOIP ، هرگونه بسته اطلاعاتی صوتی که Loss شود دیگر نمیتواند دوباره در شبکه ارسال شود زیرا بسته های صوتی در بستر شبکه Stream میشوند و ارسال مجدد آن بسته ها در بستر شبکه کاری بیهوده و بی فایده است. به همین دلیل، Loss شدن و یا به تاخیر افتادن ارسال بسته های اطلاعاتی که با پروتکل UDP در شبکه ارسال میشوند یک مشکل جدی محسوب میشود. حتی اگر تعداد خیلی کمی از بسته های صوتی در هنگام ارسال در بستر شبکه Loss شود کیفیت صدا را به طور قابل توجهی پایین می آورد بطوریکه صدا نامفهوم و گنگ به گوش میرسد.نکته اینکه بسته های اطلاعاتی که به تاخیر حساس هستند به Jitter معروف هستند. Jitter اختلاف زمان تاخیر رسیدن بسته های اطلاعاتی Stream شده در شبکه میباشد.

اگر شبکه شما پهنای باند زیادی دارد Delay یا تاخیر در شبکه تان تا حد زیادی وجود نخواهد داشت از این رو نیاز به راه اندازی سرویس QoS در شبکه را نخواهید داشت. اما در شبکه های سازمانی و بزرگ در مواقعی روتر ها و سوئیچ ها شروع به Drop کردن بسته های اطلاعاتی خواهند کرد در این گونه موارد سرویس های نظیر VOIP و … در شبکه دچار اختلال میشود و آن سرویس ها نمیتوانند به طور موثر و کارامد به وظایفشان ادامه دهند. در این شرایط QoS کمک بزرگی در جهت بهبود وضعیت شبکه خواهد کرد.

نحوه عملکرد سرویس QoS

سرویس QoS جهت بهبود و مدیریت Packet های Loss شده ، Delay  و Jitter در زیرساخت شبکه استفاده میشود. برای راه اندازی سرویس QoS در شبکه باید بتوانیم سرویسی را که اولویت ترافیکش از دیگر سرویس ها در شبکه بالاتر است را شناسایی و مشخص کنیم. شناسایی ترافیک نیز با بحث ACL قابل انجام است. روش های زیادی برای شناسایی یا Mark کردن ترافیک ها وجود دارد که CoS (مخفف Class of Service) و DSCP  (مخفف Differentiated Services Code Point) دو نمونه از این روش ها میباشند.نفاوت اصلی CoS  و DSCP در این است که CoS ترافیک ها را در لایه دوم شناسایی میکند اما DSCP جریان ترافیک ها را در لایه سه شناسایی میکند.

سرویس های مختلف به طور متفاوتی شناسایی میشوند که این به تجهیزات شبکه اجازه میدهد تا داده ها را در گروه های جداگانه و مختلف دسته بندی کند. بعد از اینکه داده ها را در گروه های جداگانه دسته بندی کردیم حال میتوانیم از آن اطلاعات برای قرار دادن Policy یا سیاست روی آن گروه ها به منظور اولویت گذاری داده هایی که اهمیت شان از دیگر سرویس ها بیشتر است، استفاده کنیم. به این کار Queuing نیز میگوییم.

به عنوان مثال اگر ترافیک Voice یا صوت به عنوان ترافیکی که از دیگر ترافیک ها اولویتش بالاتر است علامت گذاری یا Mark شده باشد و Policy ای روی آن تعریف شود که از بیشترین پهنای باند لینک شبکه بتواند استفاده کند، دستگاه هایی نظیر سوئیچ ها و روتر ها بسته یا فریم های صوتی را برای انتقال در شبکه در اول صف یا Queue قرار میدهد تا بلافاصله یا بلادرنگ در شبکه ارسال شوند. اما اگر برای مثال ترافیک متنی مثل ترافیک وب که از پروتکل TCP برای انتقال بسته های خود استفاده میکند به عنوان ترافیکی با اولویت پایین در انتقال در شبکه علامت گذاری شده باشد هنگام انتقال در شبکه در صف یا Queue قرار میگیرند تا بعد از اینکه ترافیک های با اولویت بالا ( نظیر ترافیک های صوتی و ویدئویی ) در شبکه ارسال شدند، در شبکه ارسال شوند.