Quality of Service dla ruchu IP ©2004 BRINET Sp. z oo

Quality of Service dla ruchu IP
Mechanizmy IP Quality of Service zaimplementowane w niemal wszystkich nowszych seriach
routerów stanowią firmowe rozwiązanie DrayTek, pozwalające rezerwować pasmo i przydzielać różne
priorytety dla różnych użytkowników i aplikacji sieciowych, komunikujących się za pomocą routera z
Internetem. Trzeba podkreślić, że jest to rzadkość w tej klasie routerów, przeznaczonych dla obsługi
małego i średniego biznesu. Zarządzanie jakością obsługi różnych klas ruchu jest cennym narzędziem w
ręku administratora sieci. Funkcja QoS może być przydatna w sytuacjach takich jak opisane poniżej.
1. Niektóre aplikacje są wrażliwe na zmiany warunków transmisji (opóźnienie, prędkość). Należą
do nich wszelkie usługi przesyłania głosu czy obrazu przez Internet, np. usługa VoIP. Kiedy w
warunkach dużych obciążeń i niedoboru pasma korzysta się z takich wrażliwych aplikacji, może
dojść do zerwania transmisji lub jej ciągłego zakłócania przez innych użytkowników
korzystających z Internetu. Dzięki QoS, aplikacji takiej można zapewnić wymagane pasmo i
zminimalizować opóźnienie przez przyznanie wyższego priorytetu. Odbywa się to kosztem
innych, mniej wrażliwych aplikacji (np. WWW i FTP). Przykładowo, na czas trwania połączenia
VoIP router uszczupla nieco pasmo innym programom, ale jest ono zwracane kiedy tylko kończy
się połączenie VoIP.
2. Bywa, że w firmie posiadającej wiele komputerów i niezbyt szybkie łącze do Internetu dochodzi
do chwilowych „zatorów”. W rezultacie szef czy inna ważna osoba nie może wysłać poczty email, ponieważ inni pracownicy w celach służbowych korzystają intensywnie z łącza. Wtedy
można tak skonfigurować router, aby e-mail z komputera szefa był zawsze obsłużony przed
innymi i natychmiast przesłany. Na tej zasadzie możliwe jest określenie całej polityki firmy.
Wyznacza się programy i/lub komputery, które są najważniejsze z punktu widzenia jej
funkcjonowania (ang. mission critical). Inne komputery czy programy (powiedzmy gry i P2P)
będą korzystały z reszty pozostałych zasobów, a więc o tyle o ile nie są one wykorzystywane do
ważnych zadań.
3. Czasem w sieci firmowej lub domowej ktoś ciągle monopolizuje pasmo, np. pobierając pliki za
pomocą aplikacji P2P. Można wtedy sobie i innym przydzielić duży procent pasma dla
normalnych usług (WWW, FTP, E-mail), spychając P2P tego komputera (czy też w ogóle całe
jego pasmo) na margines. Będzie on mógł rozwinąć większą prędkość tylko kiedy inni nie
korzystają z „normalnych” usług (np. w nocy).
4. Można też wyznaczyć rozkład pasma kierując się samymi adresami IP, czyli wybierając
użytkowników lub grupy użytkowników. Grupa adresów IP (powiedzmy 2 wybrane komputery)
otrzyma np. 40% pasma, zaś inni resztę. Ci ostatni, niezależnie od rodzajów usług, będą mieli
łącznie od 60 do 100 % pasma do dyspozycji, w zależności od aktywności dwóch
uprzywilejowanych maszyn. Za to dwie wybrane maszyny mogą zawsze wykorzystać 40% tylko
dla siebie, spowalniając inny ruch jeżeli trzeba.
Podobnych scenariuszy może być wiele. Ogólnie, router pozwala zdefiniować 4 zbiorcze klasy ruchu,
którym przydziela się priorytety i procent pasma:
1
2004 BRINET Sp. z o. o.
Quality of Service dla ruchu IP
Definicja klasy jest bardzo precyzyjna i obejmuje:
typ protokołu w pakiecie IP (np. 6 – TCP, 17 – UDP, 50 – ESP/IPSec, 1 – ICMP itd.)
kod ToS/Diffserv w nagłówku IP
numery (lub całe zakresy) portów źródłowych i docelowych (np. 80 – HTTP, 143 – HTTPS, 21
– FTP, 25 – SMTP, 110 – POP3 itd.)
adresy lub całe zakresy adresów IP źródłowych i docelowych (np. 192.168.1.10, 192.168.1.2030, podsieć 192.168.1.0/24 itp.)
kierunek ruchu pakietu (z Internetu, do Internetu lub oba)
Każda klasa ruchu otrzymuje gwarantowany procent pasma, jakim dysponuje router (w sensie
pojemności łącza dostępu do Internetu). Chwilowo może ona wykorzystać więcej, z tym, że nie jest to
już gwarantowane. Pasmo jest rezerwowane wydajnie, tzn. jest dynamicznie zabierane innym
komputerom/programom tylko jeżeli jest taka potrzeba wynikająca z przypisanej gwarancji. Router
automatycznie zwalnia pasmo i pozwala z niego korzystać powszechnie, jeżeli uprzywilejowana aplikacja
przestaje go chwilowo potrzebować (np. kończy się połączenie VoIP, wysyłanie poczty, przesyłanie pliku
itd.).
DrayTek implementuje swój IP QoS za pomocą następujących technik:
zaawansowane kolejkowanie LLQ (ang. Low Latency Queuing) oraz PQ (Priority Queuing)
DiffServ Codepoint – wyznaczanie typu obsługi (ToS) dla pakietów w celu uzyskania określonej
obsługi ruchu przez inne routery
analiza struktury przepływu i planowanie kolejności obsługi na podstawie danych ToS
Konfigurując QoS można skorzystać z listy bardzo wielu gotowych definicji usług. Wystarczy wybrać te,
które mają należeć do danej klasy ruchu:
Istnieje też możliwość samodzielnego precyzyjnego określenia usługi, jeżeli nie ma jej na liście lub
używa niestandardowych portów, czy też chcemy użyć konkretnych adresów IP:
2
2004 BRINET Sp. z o. o.
Quality of Service dla ruchu IP
Można też wyznaczyć typ obsługi dla pakietów oraz priorytety indywidualnych przepływów wewnątrz
danej klasy ruchu:
Router prowadzi statystyki, mówiące w jakim stopniu poszczególne aplikacje i użytkownicy korzystają z
pasma, i przedstawia je w postaci liczbowej (tabelka) oraz graficznej (wykres). Pozwala to ocenić
sytuację w sieci i ewentualnie zmienić czy skorygować ustawienia:
UWAGA! Mechanizm QoS nie jest dostępny we wszystkich modelach routerów. Należy
zwrócić uwagę na opis modelu dostępny na stronie.
UWAGA! W artykule zaprezentowano mechanizm QoS dostępny w modelach mniejszych
typu desktop. Router Vigor 3300V, przeznaczony do obsługi większych sieci, posiada
bardziej rozbudowaną politykę QoS złożoną z 8 klas ruchu zamiast 4. Szczegółowy opis
oraz zrzuty ekranu dla QoS można znaleźć na stronie draytek.pl przy opisie modelu 3300.
3
2004 BRINET Sp. z o. o.