QoS
Материал из Xgu.ru
Quality of Service, QoS, качество обслуживания — ...
В различных операционных системах и сетевых устройствах механизмы QoS реализованы по-разному:
Содержание |
[править] Основные понятия
- Quality of Service (QoS) —
- Type of Service (ToS) — поле в IP-заголовке (1 байт). Предназначено для маркировки трафика на сетевом уровне.
- Class of Service (CoS) — поле из 3 бит в теге 802.1Q Ethernet-кадра.
- Differentiated Services Code Point (DSCP) — RFC 2474
- Differentiated Services (DiffServ) — RFC 2475 (An Architecture for Differentiated Services)
[править] Классификация и маркировка трафика
[править] IP Precedence
Изначально в поле ToS были выделены 3 бита, которые были названы IP Precedence (IPP). Ещё 4 бита определяли флаги, которые могли быть выставлены для указания конкретного сервиса QoS.
Значения поля IP Precedence и соответствующие названия:
| Имя | Десятичное значение | Двоичное значение |
|---|---|---|
| Routine | Precedence 0 | 000 |
| Priority | Precedence 1 | 001 |
| Immediate | Precedence 2 | 010 |
| Flash | Precedence 3 | 011 |
| Flash Override | Precedence 4 | 100 |
| Critic/Critical | Precedence 5 | 101 |
| Internetwork Control | Precedence 6 | 110 |
| Network Control | Precedence 7 | 111 |
[править] Differentiated Services
Позже был определен новый формат поля ToS.
Серия RFC, которые определяют новую трактовку поля ToS и возможности связанные с этим, называется Differentiated Services (DiffServ):
- Сам байт ToS был переименован в поле Differentiated Services (DS);
- Вместо поля IPP было определено новое поле из 6 бит, которое называется Differentiated Services Code Point (DSCP);
- Оставшиеся 2 бита поля DS используются в QoS Explicit Congestion Notification (ECN).
[править] Терминология
- DS behavior aggregate — множество пакетов с одинаковым значением DSCP, которые передаются через канал в одном направлении.
- DS-домен (DS domain) — непрерывное множество узлов, которые используют общие политики обеспечения связи и одинаковые PHB.
[править] Per-Hop Behaviors
DiffServ описывает каким образом должны быть обработаны пакеты по пути их передачи. Осуществляется это заданием соответствия между конкретным значением DSCP в IP-пакете и тем, каким образом пакет будет обрабатываться на каждом узле сети. Описание конкретного типа обработки пакетов называется Per-Hop Behaviors (PHB).
PHB на сетевом узле реализуется, например, с помощью обслуживания очередей на исходящем интерфейсе на основе weighted round-robin (WRR) или управления приоритетом отбрасывания пакетов.
Некоторые PHB определены в RFC:
- Default PHB
- Class Selector PHB
- Expedited Forwarding PHB
- Assured Forwarding PHB
В RFC описаны рекомендованные для использования соответствия DSCP и PHB, но в любом DS-домене могут быть определены другие соответствия.
[править] Default PHB
Для того чтобы сетевые узлы, которые не маркируют трафик, могли передавать данные по сети используется значение DSCP 000000, которое называется Default PHB. Пакеты, которые изначально были промаркированы для Default PHB, могут быть перемаркированы на другом узле сети при передаче данных.
[править] Class Selector PHB
Для совместимости с предыдущим определением поля ToS (IP Precedence), в DiffServ определены специальные значения, которые совместимы с IPP.
Сетевые узлы, которые трактуют поле ToS как IPP, прочитают только первые три бита из DSCP и трафик будет обслужен в соответствии с приоритетами IPP. Хотя узлы, которые работают с использованием DiffServ, могут, получив пакет с таким же значением DSCP, обрабатывать его дополнительно.
В RFC2474 определены требования к Class Selector PHB — это минимальные требования к набору PHB, которые соответствуют тому как обрабатываются пакеты на основании поля IP Precedence.
Кроме того, определены значения DSCP Class Selector Codepoints, которые обязательно должны соответствовать Class Selector PHB.
Могут быть определены другие, более детальные, процедуры PHB для зарезервированных значений DSCP. Другие значения DSCP могут ссылаться на Class Selector PHB.
[править] Expedited Forwarding PHB
RFC2598 описывает значение 46 DSCP, которое называется Expedited Forwarding (EF).
Пакеты, которые промаркированы значением EF, должны получать приоритет в очереди таким образом, чтобы для них было минимальное время ожидания (latency) и др.
[править] Assured Forwarding PHB
Assured Forwarding (AF) Per-Hop-Behavior (PHB) Group — обеспечивает доставку IP-пакетов в четырех независимо передаваемых AF-классах.
В каждом классе IP-пакету может быть присвоено одно из трёх различных уровней drop precedence.
DS-узел не меняет порядок IP-пакетов в одном микропотоке, если они принадлежат одному AF-классу.
[править] Классификация и маркировка трафика на канальном уровне
При передаче IP-пакета по сети, пакет инкапсулируется в различные заголовки на канальном уровне. В заголовках канального уровня есть поля, которые могут использоваться для классификации и маркировки трафика.
Примеры полей:
- 802.1Q (ethernet frame) — Class of Service (CoS), 3 бита;
- Frame Relay — Discard Eligible (DE), 1 бит;
- ATM — Cell Loss Priority (CLP), 1 бит;
- MPLS — Traffic Class (TC), 3 бита.
[править] Class of Service
В Ethernet-заголовке может передаваться значение приоритета только если трафик содержит тег 802.1Q.
Стандарт IEEE 802.1Q определяет 3 бита в теге, которые называются user-priority bits. Однако чаще, применимо к этому полю, используется термин Class of Service.
Class of Service (CoS) способ управления трафиком, который позволяет группировать трафик одного типа вместе и затем обрабатывать его по-разному, в зависимости от приоритета.
QoS предоставляет различные уровни сервиса на основании bandwidth и времени доставки (delivery time) (например, с помощью bandwidth prioritization или traffic shaping), а CoS — приоритета доставки трафика.
