QoS چیست

در پاسخ به این سوال که QoS چیست باید گفت QoS مخفف Quality of Service است. QoS یک مکانیسم مبتنی بر شبکه است که برای مدیریت و اولویت بندی انتقال انواع داده های مختلف در یک شبکه طراحی شده است. این تضمین می کند که انواع مختلف داده ها، مانند صدا، ویدئو و داده، سطوح خدمات مناسب را دریافت می کنند.

اهداف کلیدی شامل اولویت بندی ترافیک، تخصیص پهنای باند، مدیریت جیتر( جیتر به معنا  تغییر در تاخیر زمانی بین زمانی که سیگنال ارسال می شود و زمانی که سیگنال از طریق اتصال شبکه دریافت می شود است) و به حداقل رساندن تاخیر است. برای برنامه های تجاری، شبکه های WAN و ارائه دهندگان خدمات بسیار مهم است. خدمات معمولی که نیاز به استفاده از QoS دارند شامل مواردیست که به آن اشاره میشود.

QoS چگونه کار می کند؟

فناوری کیفیت سرویس شبکه (QoS) با علامت ‌گذاری بسته‌ ها برای شناسایی انواع سرویس‌ها و پیکربندی روترها برای ایجاد صف‌های مجازی مجزا برای هر برنامه و اولویت‌ بندی آنها بر این اساس عمل می‌کند. پس از ورود به سیستم از طریق رابط ورودی، بسته ها تحت طبقه بندی و علامت گذاری قرار می گیرند.

در طول این فرآیند، مکانیسم های پلیسی ( به این مفهوم که شما را قادر می سازد حداکثر نرخ ترافیک IP ارسال یا دریافت شده بر روی یک رابط را کنترل کنید و همچنین ترافیک شبکه را به سطوح اولویت چندگانه تقسیم کنید که به عنوان کلاس های سرویس نیز شناخته می شود) ممکن است برخی از بسته ها را دور بیندازند.

متعاقباً بسته ها بر اساس علامت گذاری مجدداً طبقه بندی می شوند. مکانیسم‌ های مدیریت ازدحام و اجتناب، اولویت‌ های مختلفی را به انواع بسته‌ ها اختصاص می‌دهند. و بسته‌هایی با اولویت‌ های بالاتر را قادر می‌سازند تا در طول ازدحام شبکه از دروازه‌ها جلوتر از دیگران عبور کنند.

در نهایت، سیستم بسته های پردازش شده را از طریق رابط خروجی با استفاده از مکانیزم QoS ارسال می کند.

معنی QoS در شبکه چیست

در گذشته، شبکه ‌های تجاری متعارف، تلفن‌ ها و کنفرانس ‌های تلفنی را در یک شبکه جدا می‌کردند. در حالی که لپ ‌تاپ‌ها، رایانه ‌های رومیزی، سرورها و سایر دستگاه‌ ها به یک شبکه جداگانه مرتبط بودند. تعامل بین این شبکه‌ ها محدود بود و اولویت‌ بندی سرعت مهم نبود. زیرا شبکه عمدتاً داده ‌ها را مدیریت می‌کرد.

بیشتر بدانید: آشنایی با قطعات سرور

با این حال، در شرایط امروزی، برنامه‌ های کاربردی تعاملی که محتوای صوتی و تصویری را منتقل می‌کنند، به سرعت انتقال سریع، بدون از دست دادن بسته یا نوسانات در سرعت انتقال نیاز دارند.

برای هر سازمانی که به دنبال تضمین عملکرد بهینه برای برنامه‌ ها و خدمات حیاتی است، کیفیت سرویس (QoS) ضروری است.

بهبود عملکرد شبکه با QoS

QoS  تضمین می کند که برنامه های کاربردی حیاتی در کسب و کارها به طور مداوم اولویت و منابع لازم برای عملکرد بالا را دریافت می کنند. همینطور مدیریت منابع بهتر را نیز ممکن می سازد.

مدیران می توانند منابع اینترنتی سازمان را به طور موثر مدیریت کنند و هزینه ها و نیازهای سرمایه گذاری را برای گسترش پیوند کاهش دهند.

تجربه کاربری پیشرفته و مدیریت ترافیک

هدف QoS با اولویت ‌بندی برنامه‌ های کاربردی حیاتی، ارتقای تجربه کاربر است. همینطور به کارمندان اجازه می ‌دهد با برنامه‌ های پهنای باند بالا به عملکرد بالایی دست یابند. این می تواند به طور قابل توجهی بهره وری را افزایش دهد و تکمیل کار را تسریع کند.

علاوه بر این، مدیریت ترافیک نقطه به نقطه، تحویل یکپارچه بسته های مشتری در سراسر اینترنت را تضمین می کند. همچنین از دست دادن بسته ها را به حداقل می رساند و عملکرد شبکه را بهینه می کند.

جلوگیری از از دست دادن بسته ها و کاهش تاخیر

از دست دادن بسته، که اغلب به دلیل ازدحام شبکه یا نقص عملکرد تجهیزات ایجاد می شود. این اتفاق می تواند ارتباط را مختل کرده و عملکرد را کاهش دهد. QoS با تخصیص پهنای باند بالاتر به برنامه های کاربردی با کارایی بالا، این خطر را کاهش می دهد. بنابراین از دست دادن بسته ها جلوگیری می کند.

علاوه بر این، با اولویت‌ بندی برنامه‌ های کاربردی حیاتی، QoS تأخیر را کاهش می‌دهد. همچنین درخواست‌ های شبکه را سرعت می‌بخشد و کارایی کلی را افزایش می‌دهد.

کاربرد QoS چیست

به عنوان مثال دفتر شرکت را در نظر بگیرید. علاوه بر سرویس‌های اولیه مرور وب و ایمیل، خدماتی مانند ورود به دستگاه مبتنی بر Telnet، کنفرانس‌های ویدیویی از راه دور، تماس‌ های صوتی هم‌ زمان، آپلود و دانلود فایل FTP و پخش ویدیو نیز باید کیفیت شبکه خود را در ساعات شلوغ تضمین کنند. در جواب به این سوال که کاربرد QoS چیست می توانید لیست زیر را ملاحظه نمایید:

1. پروتکل های شبکه و مدیریت Telnet – OSPF
2. ویدئو کنفرانس و VoIP
3. FTP
4. مرور وب HTML و ایمیل
5. جریان صوتی آنلاین و ویدئو درخواستی

اگر سرویس‌ ها نیازمندی‌ های کیفیت شبکه متفاوتی دارند، می‌توانید عملکردهای QoS مربوطه را پیکربندی کنید یا QoS را فقط برای برخی از سرویس‌ ها فعال کنید تا نیازها را برآورده کنند. موارد لیت بالا به اختصار شرح داده شده است.

QoS در پروتکل های شبکه و پروتکل های مدیریت ( OSPF و Telnet) چیست

این نوع سرویس ها به تأخیر کم و نرخ تلفات بسته کم نیاز دارند، اما تقاضای پهنای باند بالایی ندارند.

بنابراین، از طریق ویژگی نقشه ‌برداری اولویت QoS، بسته‌هایی از این نوع را می ‌توان با سطح خدمات بالاتر علامت‌گذاری کرد و به دستگاه ‌های شبکه اجازه می‌دهد تا ارسال این بسته‌ها را در اولویت قرار دهند.

QoS در برنامه های بلادرنگ ( ویدئو کنفرانس و VoIP) چیست

کنفرانس ویدیویی به پهنای باند قابل توجهی در کنار تأخیر و لرزش کم نیاز دارد. در اینجا، شکل‌ دهی ترافیک QoS، پهنای باند کافی را برای بسته‌های ویدئویی تضمین می‌کند. در حالی که نقشه ‌برداری، اولویت آنها را به‌ طور مناسب افزایش می‌دهد.

VoIP مستلزم صدای بلادرنگ از طریق شبکه های IP است. به طور مشابه حداقل از دست دادن بسته، تأخیر و لرزش را برای جلوگیری از مشکلات کیفیت تماس می طلبد.

تنظیم اولویت‌ های بسته‌ های صوتی بالاتر از سایرین و اجرای شکل‌ دهی ترافیک، حداکثر پهنای باند را برای ارتباطات صوتی اختصاص می‌دهد. بنابراین آنها را در هنگام تراکم شبکه اولویت ‌بندی می‌کند.

خدمات حجم داده بالا( FTP، پشتیبان گیری از پایگاه داده و تخلیه فایل)

خدمات حجم داده بالا شامل انتقال طولانی و در مقیاس بزرگ داده از طریق شبکه است. این نوع خدمات به کمترین میزان ممکن از دست دادن بسته های شبکه نیاز دارند. بنابراین، شکل دهی ترافیک را می توان برای چنین بسته هایی پیکربندی کرد.

این شامل استفاده از بافرهای داده برای ذخیره بسته های ارسالی از رابط است. همچنین از وقوع از دست دادن بسته ها به دلیل ازدحام ناشی از شکاف ناگهانی ترافیک می کاهد.

رسانه های جریانی (جریان صوتی آنلاین و ویدیوی درخواستی)

از آنجایی که این برنامه‌های صوتی و تصویری معمولاً از پیش تولید می‌شوند، پایانه‌ های بینندگان اغلب می ‌توانند آن‌ ها را در حافظه پنهان نگه دارند و سپس پخش کنند، که الزامات تأخیر شبکه، از دست دادن بسته‌ها و لرزش را کاهش می‌دهد.

اگر نیاز به کاهش اتلاف بسته و تأخیر برای این نوع خدمات وجود داشته باشد، می‌توان از عملکرد نقشه اولویت QoS  برای افزایش مناسب اولویت بسته‌های مربوطه استفاده کرد.

QoS در خدمات معمولی (مرور وب HTML و ایمیل) چیست

این نوع سرویس ها نیازی به شبکه خاصی ندارند و بسیار حیاتی نیستند. مدیران می توانند تنظیمات پیش فرض خود را حفظ کنند و نیازی به استقرار ویژگی های QoS اضافی برای آنها نیست.

QoS یک ویژگی سوئیچ را نشان می دهد که برای اولویت بندی برنامه های مختلف، جریان های داده و کاربران، جلوگیری از از دست دادن بسته ها برای ترافیک ضروری بسیار مهم است.

معیارهای کلیدی QoS چیست

چندین معیار کلیدی بر کیفیت شبکه تأثیر می‌گذارند: پهنای باند، تأخیر، جیتر و نرخ از دست دادن بسته.

• پهنای باند: به حداکثر سرعت انتقال داده بین دو نقطه در یک ثانیه اشاره دارد. بر حسب بیت در ثانیه (bit/s) اندازه‌گیری می‌شود و شامل نرخ‌های uplink (کاربر به شبکه) و downlink (شبکه به کاربر) است.
• تأخیر: مدت زمانی است که یک بسته از مبدأ به مقصد می رسد. این شامل تاخیرهای انتقال و پردازش است. تأخیرهای کمتر از 100 میلی‌ثانیه معمولاً نامحسوس هستند، اما تأخیر بیش از 300 میلی‌ثانیه می‌تواند به شدت بر کیفیت برنامه‌های بلادرنگ مانند تماس‌های صوتی تأثیر بگذارد.
• Jitter: تغییر در تاخیر بسته در طول زمان. لرزش زیاد می تواند خدمات بلادرنگ مانند صدا و تصویر را مختل کند و باعث وقفه و عملکرد ضعیف شود.
• Packet Loss Rate: درصد از دست رفتن بسته ها در طول انتقال. در حالی که از دست دادن بسته های جزئی ممکن است تأثیر قابل توجهی بر خدمات نداشته باشد، از دست دادن بسته های زیاد می تواند عملکرد و کارایی را کاهش دهد، به ویژه برای برنامه های کاربردی بلادرنگ.

انواع مدل های QoS

پیاده سازی QoS موثر بر مدل های خدمات مناسب متکی است. سه مدل اصلی عبارتند از Best-Effort، خدمات یکپارچه (IntServ) و خدمات متمایز (DiffServ).

• Best-Effort:

مدل پیش‌فرض اینترنت، مناسب برای برنامه‌هایی با تاخیر کم و حساسیت از دست دادن بسته‌ها. عملکرد را تضمین نمی کند.

• سرویس یکپارچه (IntServ):

از یک پروتکل سیگنالینگ (RSVP) برای ذخیره منابع شبکه برای برنامه های کاربردی قبل از انتقال داده ها استفاده می کند و با حفظ وضعیت برای هر جریان، QoS را تضمین می کند.

• سرویس متمایز (DiffServ):

بسته ها را به چند کلاس طبقه بندی می کند و درمان متفاوتی را ارائه می دهد. ترافیک در مرزهای شبکه طبقه بندی و علامت گذاری می شود و گره های داخلی QoS را بر اساس این علامت گذاری ها اعمال می کنند.

تفاوت QoS در مقابل HQoS چیست

فناوری‌های QoS سنتی به دلیل افزایش تعداد کاربران و مصرف پهنای باند با چالش‌های جدیدی روبرو هستند. این فناوری‌ها برای متمایز کردن سرویس‌ها بر اساس کاربران تلاش می‌کنند و معمولاً QoS را در هسته به جای لایه دسترسی اعمال می‌کنند.

کیفیت خدمات سلسله مراتبی (HQoS) این چالش ها را با ارائه تمایز ترافیک چند سطحی و برنامه ریزی بر اساس اولویت های خدمات برطرف می کند. HQoS دستگاه‌های شبکه را قادر می‌سازد تا منابع را به طور مؤثر مدیریت کنند و کیفیت سرویس را برای کاربران با اولویت بالا تضمین می‌کند و در عین حال هزینه‌های ساخت شبکه را بهینه می‌کند.