ارائه qos. تنظیمات QoS

13.04.2019 ویندوز 10

سرویسی مانند QoS وجود دارد. این مخفف عبارت Quality of Service است. اگر سیستم را پیکربندی کنید، فعال کردن آن بسیار نامطلوب است، زیرا به طور قابل توجهی توان شبکه را کاهش می دهد (تقریباً 20 درصد).

حالا شاید نتوان فردی را پیدا کرد که هیچ یک از سوالات متداول مربوط به عملکرد ویندوز را نخوانده باشد.

البته 20 درصد بسیار زیاد است. و البته مایکروسافت باید بمیرد. بیانیه هایی از این دست از یک FAK به FAK دیگر حرکت می کنند، در انجمن ها و وسایل سرگردان می شوند رسانه های جمعی، لذت ببرید موفقیت بزرگدر انواع "ترفندها" - نرم افزار "آموزش" ویندوز . وقت آن است که چنین لباسی بپوشیماین نوع بیانیه باید بسیار با دقت انجام شود، و این همان کاری است که ما اکنون با استفاده از یک رویکرد کیفی سیستماتیک انجام خواهیم داد. یعنی بیایید با جزئیات به آن نگاه کنیم مسئله مشکل ساز، ما به منابع اولیه معتبر تکیه خواهیم کرد.

شبکه با خدمات با کیفیت چیست؟

شما را به پذیرش این تعریف دعوت می کنیم سیستم شبکه، که تا حد امکان ساده شده است. اپلیکیشن ها کار خود را شروع می کنند، آن را روی هاست انجام می دهند و در نتیجه فعالیت هایشان با یکدیگر تبادل اطلاعات می کنند. برنامه ها اطلاعات را برای انتقال از طریق شبکه به سیستم عامل ارسال می کنند. به محض اطلاعات لازمتوسط سیستم عامل منتقل می شود، به طور خودکار به ترافیک شبکه تبدیل می شود.

QoS، به نوبه خود، بر توانایی شبکه برای پردازش چنین ترافیکی به گونه‌ای تکیه می‌کند که درخواست‌های نه تنها یک، بلکه چندین برنامه را به طور همزمان برآورده کند. این امر مستلزم وجود مکانیزم اساسی برای پردازش ترافیک از شبکه است که قادر به تشخیص و طبقه بندی این ترافیک است که حق برخورد ویژه و حق کنترل خود مکانیزم ها را دارد.

عملکرد این سرویس به گونه ای طراحی شده است که چندین نهاد شبکه را راضی کند: اولاً مدیران شبکه و ثانیاً خود برنامه های شبکه. اغلب، آنها اختلاف نظرهایی دارند. یک مدیر شبکه به دنبال محدود کردن منابعی است که توسط یک برنامه خاص استفاده می شود، در حالی که همان برنامه به دنبال گرفتن هرچه بیشتر منابع رایگان از شبکه است. اگر این واقعیت را در نظر بگیریم که مدیر شبکه بیشترین بازی را انجام می دهد، می توان منافع آنها را همسو کرد نقش اصلی، در رابطه با همه کاربران و برنامه ها.

تنظیمات اصلی خدمات QoS

برنامه های مختلف نیازهای کاملاً متفاوتی برای پردازش ترافیک خود دارند. برنامه ها تا حدودی کم و بیش در برابر ضرر و تاخیرهای جزئی در ترافیک شبکه تحمل می کنند.

این الزامات کاربرد خود را در پارامترهای مرتبط با QoS پیدا می کنند:

پهنای باند – سرعتی که با آن ترافیک ایجاد شده توسط برنامه کاربردی می تواند و باید از طریق شبکه منتقل شود

تأخیر - زمان تاخیری که خود برنامه می تواند در هنگام تحویل یک بسته اطلاعاتی تحمل کند

تغییر تاخیر (Jtter)

از دست دادن - ضریب از دست دادن اطلاعات.

اگر به منابع شبکه ابدی دسترسی داشتیم، می‌توانستیم تمام ترافیک برنامه‌ها را با سرعت مورد نیاز، با زمان تاخیر برابر با صفر، تغییرات زمان نیز برابر با صفر، و بدون تلفات توزیع کنیم. اما منابع شبکه به دور از ابدیت هستند.

مکانیسم سرویس مورد نظر تخصیص منابع شبکه به ترافیک برنامه را به منظور انجام کنترل می کند شرایط لازمبرای انتقال آن

منابع خدمات پایه QoS و روش های پردازش ترافیک

شبکه هایی که ارتباطات بین هاست ها را حفظ می کنند از انواع دستگاه های شبکه استفاده می کنند که شامل هاب ها، روترها، سوئیچ ها و آداپتورهای شبکهمیزبان ها هر یک از موارد فوق دارای رابط شبکه است. هر رابط شبکه ای قادر به انتقال و دریافت ترافیک با سرعت کامل است. هنگامی که سرعت ارسال ترافیک به یک رابط از سرعتی که این واسط ترافیک را ارسال می کند بیشتر شود، اغلب ازدحام ایجاد می شود.

دستگاه های شبکه می توانند با سازماندهی یک زنجیره کامل از ترافیک در حافظه دستگاه (در بافر آن) تا زمانی که (ازدحام) عبور کند، شرایط تراکم را مدیریت کنند. در موارد دیگر، تجهیزات ممکن است ترافیک را نپذیرند تا ازدحام کمتر شود. در نتیجه، برنامه‌ها تغییرات تأخیر قابل‌توجهی را تجربه می‌کنند (زیرا ترافیک روی رابط‌ها در صف باقی می‌ماند) یا حتی ترافیک کامل را از دست می‌دهد.

قابلیت های رابط ها برای انتقال ترافیک شبکه و در دسترس بودن حافظه اختصاص داده شده برای ذخیره سازی ترافیک در دستگاه های شبکه، منابع اساسی را تشکیل می دهند که به نوبه خود برای ارائه سرویس QoS برای ادامه جریان ترافیک در برنامه ها مورد نیاز هستند.

توزیع منابع خدمات QoS در دستگاه های شبکه

دستگاه هایی که از سرویس مورد نظر پشتیبانی می کنند، از منابع شبکه برای انتقال ترافیک شبکه استفاده نسبتاً کارآمدی می کنند. به این معنی که ترافیک برنامه که بر این اساس نسبت به تاخیرها تحمل بیشتری دارد، در یک بافر ذخیره می شود و ترافیک برنامه که تا حدی برای تاخیرها حیاتی تر است، بیشتر ارسال می شود.

برای حل این مشکل، دستگاه شبکه باید قبل از هر چیز ترافیک را با توزیع بسته ها شناسایی کند و همچنین صف ایجاد کند و از طریق مکانیزم های خود تعمیر و نگهداری آنها را انجام دهد.

مکانیسم ها و روش های پردازش ترافیک

اکثریت قریب به اتفاق شبکه های محلی مبتنی بر فناوری iEEE 802 هستند و شامل حلقه توکن، اترنت و غیره می شوند. 802.1p یک مکانیزم پردازش ترافیک برای پشتیبانی از سرویس QoS در این نوع شبکه ها است.

802.1p قادر است یک فیلد (لایه دوم در مدل شبکه OSI) را در هدر بسته 802 تعریف کند که دارای نوعی مقدار اولویت است. به طور معمول، روترها یا هاست ها، هنگام ارسال ترافیک خود به شبکه محلی، تمام بسته هایی را که ارسال می کنند علامت گذاری می کنند و نوعی ارزش اولویت را به آنها اختصاص می دهند. این قابل درک است که سوئیچ ها، هاب ها، پل ها و غیره دستگاه های شبکهبسته ها را با سازماندهی صف ها پردازش می کند. دامنه کاربرد مکانیزم پردازش ترافیک مشخص شده به شبکه LAN محدود می شود. لحظه ای که بسته از LAN عبور می کند (از طریق لایه 3 OSI)، اولویت 802.1p بلافاصله حذف می شود.

مکانیسم سطح سوم Diffserv است که در یک فیلد در سطح سوم هدر بسته های IP را تعریف می کند که DSCP (نقطه کد Diffserv داخلی) نامیده می شود.

Itserv یک بسته کامل از خدمات است که خدمات تضمین شده و سرویسی که ازدحام را مدیریت می کند را تعریف می کند. یک سرویس تضمین شده می تواند حجم معینی از ترافیک را با تاخیر محدود حمل کند. سرویسی که بار را مدیریت می‌کند، زمانی که «ازدحام سبک شبکه ظاهر می‌شود»، برای حمل مقداری ترافیک فراخوانی می‌شود. آنها تا حدودی خدمات قابل اندازه گیری هستند زیرا برای ارائه نسبت QoS به مقداری از ترافیک تعریف شده اند.

از آنجایی که فناوری ATM می تواند بسته ها را به سلول های نسبتاً کوچک تقسیم کند، می تواند تأخیر بسیار کمی را ارائه دهد. اگر نیاز به ارسال فوری یک بسته دارید، آنگاه رابط ATM همیشه می‌تواند برای مدت زمانی که برای انتقال تنها یک سلول طول می‌کشد برای انتقال آزاد باشد.

همچنین، سرویس QoS مکانیسم های بسیار پیچیده ای را در اختیار دارد که عملکرد چنین فناوری را تضمین می کند. ما می خواهیم فقط یک نکته اما بسیار مهم را متذکر شویم: برای شروع عملکرد سرویس، پشتیبانی از چنین فناوری و در دسترس بودن تنظیمات لازمدر تمام دنده ها از نقطه اولیه تا نهایی

نیاز به پذیرش:

کاملاً همه روترها در انتقال پروتکل های لازم شرکت می کنند.

اولین جلسه QoS، که به 64 کیلوبیت در ثانیه نیاز دارد، بین میزبان A و B آغاز می شود

جلسه دوم، که به 64 کیلوبیت در ثانیه نیاز دارد، بین میزبان A و D آغاز می شود

به منظور ساده سازی قابل توجه نمودار، فرض می کنیم که روترها به گونه ای پیکربندی شده اند که توانایی رزرو مطلقاً تمام منابع شبکه را داشته باشند.

آنچه برای ما مهم است این است که یک درخواست رزرو 64 کیلوبیت در ثانیه باید به سه روتر در مسیر جریان اطلاعات بین میزبان A و B برسد. درخواست 64 کیلوبیت بر ثانیه زیر می تواند به سه روتر بین میزبان A و D برسد . روترها می کنندتوانستند درخواست های رزرو منابع را برآورده کنند، زیرا آنها بیش از حداکثر نقطه تعیین شده نبودند. در عوض، اگر هر یک از میزبان‌های B و C بتواند یک جلسه QoS با سرعت 64 کیلوبیت بر ثانیه را با میزبان A آغاز کند، روتری که به این میزبان‌ها سرویس می‌دهد به احتمال زیاد یک اتصال را رد می‌کند.

حال بیایید تصور کنیم که مدیر شبکه پردازش سرویس را در سه روتر که میزبان E، D، C، B هستند خاموش می‌کند. در این صورت، درخواست‌های منابع بزرگ‌تر از 64 کیلوبیت بر ثانیه بدون توجه به موقعیت میزبانی که در ایجاد شرکت می‌کند، برآورده می‌شود. در این مورد، تضمین کیفیت بسیار پایین خواهد بود، زیرا ترافیک یک میزبان به ترافیک میزبان دیگر آسیب می رساند. اگر روتر بالادست بتواند درخواست‌ها را به 64 کیلوبیت در ثانیه محدود کند، احتمالاً کیفیت خدمات ممکن است ثابت بماند، اما این منجر به استفاده بسیار ناکارآمد از منابع شبکه می‌شود.

از سوی دیگر، می‌توانیم توان عملیاتی تمام اتصالات شبکه را به ۱۲۸ کیلوبیت بر ثانیه برسانیم. با این حال، پهنای باند افزایش یافته تنها در صورتی مورد استفاده قرار می گیرد که دو میزبان به طور همزمان تقاضای منابع داشته باشند. اگر اینطور نباشد، منابع شبکه دوباره به شدت ناکارآمد استفاده خواهد شد

مایکروسافتQoS-اجزاء

نسخه 98 ویندوز فقط دارای اجزای QoS سطح کاربر است:

ارائه دهنده خدمات QoS

Winsock 2 (GQoS API)

برخی از اجزای برنامه

بعد سیستم عاملمحصولات مایکروسافت شامل همه موارد ذکر شده در بالا به اضافه موارد زیر است:

Traffic .dll – توانایی کنترل ترافیک

خدمات Rsvpsp .dll و rsvp .exe و همچنین QoS ACS. در XP و 2003 استفاده نشده است

Mspgps .sys یک طبقه بندی کننده بسته است که می تواند کلاس سرویس متعلق به یک بسته را تعیین کند.

Psched.sys یک زمانبندی بسته استخدمات QoS وظیفه آن تعریف پارامترهای سرویس برای یک جریان اطلاعات خاص است. تمام ترافیک با نوعی مقدار اولویت مشخص می شود. زمان‌بندی بسته، ترافیک را با صف‌بندی همه بسته‌ها تعیین می‌کند و درخواست‌های رقیب را از طریق بسته‌های داده در صف که نیاز به دسترسی به موقع به شبکه دارند، رسیدگی می‌کند.

زمانبندی بسته QoS (Psched.sys). پارامترهای QoS را برای یک جریان داده خاص تعریف می کند. ترافیک با یک مقدار اولویت مشخص مشخص شده است. برنامه‌ریز بسته QoS، زمان‌بندی صف را برای هر بسته تعیین می‌کند و درخواست‌های رقابتی بین بسته‌های صفی را که نیاز به دسترسی همزمان به شبکه دارند، رسیدگی می‌کند.

آکورد پایانی

تمام نکات فوق نمی تواند یک پاسخ به این سؤال بدهد که همان 20 درصد به کجا می رود (که اتفاقاً هنوز هیچ کس دقیقاً اندازه گیری نکرده است). بر اساس تمام اطلاعات ارائه شده در بالا، این اتفاق نباید تحت هیچ شرایطی رخ دهد. با این حال، مخالفان استدلال خود را مطرح کردند: سیستم QoS عالی است، اما ضعیف اجرا شده است. و در نتیجه، 20٪ هنوز ترک می کنند. به احتمال زیاد، این مشکل خود غول نرم افزاری را گرفتار کرده است، زیرا به نوبه خود، مدت ها پیش شروع به رد چنین ایده هایی کرد.

بیایید با تعاریف شروع کنیم:

مقایسه IPP و DSCP.

رفتارهای پرهاپ (PHB)

1.پی اچ بی پیش فرض

3. ارسال مطمئن PHB (AF)

4. انتخابگر کلاس PHB (CS)

بیایید سعی کنیم بفهمیم QoS (کیفیت خدمات) چیست، چه استانداردها و تعاریفی برای آن اعمال می شود. بیایید در مورد Best Effort Service، IntServ، DiffServ، PHB، ToS، CoS، IP Precedence (IPP)، DSCP، AF، EF، پیش فرض PHB صحبت کنیم.

بیایید ابتدا تعریف کنیم که کیفیت خدمات چیست. تعاریف زیادی از QoS وجود دارد، اما مورد علاقه من این است:

QoS (کیفیت خدمات) باید به عنوان توانایی یک شبکه (زیرساخت شبکه) برای ارائه سطح خدمات لازم (الزامی) به ترافیک شبکه معین در هنگام استفاده از فناوری های مختلف درک شود.

یک سرویس هنگام انتقال داده به پارامترهای زیادی اشاره دارد. بیایید موارد اصلی را در نظر بگیریم:

1. پهنای باند - پهنای باند. 2. تأخیر پایان به انتها - تأخیر در حین انتقال بسته. 3. Jitter - تغییر در تاخیر زمانی هنگام ارسال بسته ها. 4. Packet Loss – از دست دادن (افتادن) بسته ها در حین انتقال داده.

مدل های خدمات کیفیت خدمات.

3 مدل خدمات QoS مختلف وجود دارد.

1. بهترین خدمات تلاش. تحویل بدون تضمین

اساسا، این مدل فاقد هر گونه مکانیزم QoS است. تمام منابع شبکه موجود استفاده می شود. هیچ مکانیزم کنترل ترافیک وجود ندارد. برای بهبود QoS، از گسترش پهنای باند استفاده می شود تنگناهاآه، اما این همیشه اثر مورد نظر را نمی دهد زیرا ... انواعی از ترافیک وجود دارد که به تاخیر و لرزش حساس هستند (مثلاً VoIP).

2. سرویس یکپارچه (IntServ). سرویس یکپارچه

کیفیت پایان به انتها خدمات را ارائه می دهد، به عنوان مثال. منابع در طول کل مسیر ترافیک رزرو شده است. برای رزرو منابع، از پروتکل RSVP استفاده می شود که توان عملیاتی لازم را تضمین می کند. یک نقطه ضعف قابل توجه رزرو مداوم یک منبع است، حتی اگر از آن استفاده نشود یا به طور کامل استفاده نشود.

3. خدمات متمایز (DiffServ). خدمات متمایز

برای اطمینان از QoS، تعدادی مؤلفه خاص مانند طبقه‌بندی‌کننده و شکل‌دهنده ترافیک در لبه شبکه استفاده می‌شود و از توابع تخصیص منابع در هسته شبکه نیز استفاده می‌شود.

DiffServ دو عملکرد را انجام می دهد:

1. شکل دهی ترافیک در مرزهای شبکه - توابع طبقه بندی، علامت گذاری بسته ها و کنترل شدت. 2. خط مشی PHB (رفتار در هر هاپ) شامل توابع تخصیص منابع و رها کردن بسته است.

طبقه بندی QoS و علامت گذاری بسته ها.

بیایید با تعاریف شروع کنیم:

طبقه بندی بسته ها - اختصاص یک بسته به یک کلاس خاص.

علامت گذاری بسته - تنظیم اولویت مورد نیاز.

لازم به ذکر است که طبقه بندی و علامت گذاری بسته ها بسته به لایه OSI که دستگاه بر روی آن کار می کند متفاوت است. به عنوان یک قاعده، همه سوئیچ ها در سطح L2، یعنی با فریم های اترنت کار می کنند. روترها در سطح L3 کار می کنند و دیگر نه با فریم، بلکه با بسته ها.

طبقه بندی و علامت گذاری بسته ها در سطح L2

پروتکل اترنت توانایی طبقه بندی و علامت گذاری بسته ها را ندارد. طبقه بندی فقط با شماره پورت ورودی (که در اکثر موارد جالب نیست) امکان پذیر است و علامت گذاری به هیچ وجه امکان پذیر نیست.

با این حال، همه چیز بد نیست. استاندارد IEEE 802.1Q ظاهر شده است که فناوری محلی مجازی را توصیف می کند VLAN ها، که با آن استاندارد 802.1P برای ارائه QoS در شبکه های اترنت (طبقه بندی و علامت گذاری فریم های اترنت) ایجاد شد.

استاندارد 802.1P یک فیلد اولویت کاربر یا نام دوم CoS (کلاس خدمات) را ارائه می‌کند که از 3 بیت در هدر 802.1Q تشکیل شده است. CoS می تواند مقادیری از 0 تا 7 بگیرد.

فرمت فریم اترنت 802.1Q.

کلاس های ترافیک طبق استاندارد IEEE 802.1P.

طبقه بندی و علامت گذاری بسته ها در سطح L3

در L3 ما با IP (پروتکل اینترنت) سروکار داریم. هنگامی که پروتکل IP توسعه یافت، یک فیلد ToS (نوع سرویس) یک بایتی به طور خاص برای اهداف QoS ارائه شد.

فیلد ToS را می توان با یک IP Precedence یا طبقه بندی کننده DSCP بسته به وظیفه پر کرد.

اولویت IP (IPP) دارای ابعاد 3 بیت است و می تواند مقادیر 0-7 را بگیرد. می توانیم در مورد 8 کلاس خدمات صحبت کنیم. در ابتدا از طبقه‌بندی‌کننده IPP استفاده می‌شد، اما با گذشت زمان لازم شد ترافیک به بیش از 8 کلاس سرویس تقسیم شود که منجر به توسعه طبقه‌بندی‌کننده DSCP شد.

DSCP از 6 بیت (مقادیر 0-63) تشکیل شده است. استفاده از 3 بیت اضافی به شما اجازه می دهد تا تعداد بیشتری از کلاس ها را وارد کنید. DSCP با IPP سازگار است. درک این نکته مهم است که تجهیزات باید از پردازش فیلد ToS که توسط طبقه‌بندی‌کننده DSCP پر شده است پشتیبانی کند؛ مشکلاتی در این زمینه ممکن است در تجهیزات قدیمی‌تر ایجاد شود.

مقایسه IPP و DSCP.

رفتارهای پرهاپ (PHB)

بیایید به مفهوم PHB با جزئیات بیشتری نگاه کنیم.

رفتارهای پرهاپ (PHB) یک خط مشی خدمات گام به گام است، به عبارت دیگر، الگوریتم خاصی از اقدامات پردازش بسته است که بر روی هر گره انجام می شود. PHB تعیین می کند که یک بسته باید به کدام صف اختصاص داده شود و همچنین چگونه بسته های موجود در صف در صورت شلوغی حذف می شوند.

4 PHB استاندارد وجود دارد.