A sávszélesség korlátozása a QoS segítségével. A QoS használata az internet-hozzáférés minőségének biztosítására Hol van a qos csomagütemező

A sorozat első részében bemutattam, hogy mit csinál a QoS, és mire használják. Ebben a részben a QoS működésének ismertetésével folytatom a beszélgetést. A cikk olvasása közben ne feledje, hogy az itt közölt információk a Windows Server 2003 QoS-alkalmazásán alapulnak, amely eltér a Windows 2000 Server QoS-alkalmazásától.

Forgalomkezelő API

A hálózati forgalom priorizálásának egyik fő problémája az, hogy nem lehet prioritást adni a forgalomnak az azt generáló számítógép alapján. Gyakori, hogy egyetlen számítógép több alkalmazást használ, és minden alkalmazáshoz (és operációs rendszerhez) külön forgalmi adatfolyamot hoz létre. Amikor ez megtörténik, minden forgalmi adatfolyamot külön-külön kell priorizálni. Végül is előfordulhat, hogy egy alkalmazásnak tartalék sávszélességre van szüksége, míg a legjobb szállítás ideális egy másik alkalmazáshoz.

Itt jön képbe a Traffic Control API (Traffic Control Programming Interface). A Traffic Control API egy olyan alkalmazásprogramozási felület, amely lehetővé teszi QoS paraméterek alkalmazását az egyes csomagokra. A Traffic Control API úgy működik, hogy egyedi forgalmi adatfolyamokat határoz meg, és különböző QoS-vezérlési módszereket alkalmaz ezekre az adatfolyamokra.

A Traffic Control API első lépése az úgynevezett szűrőspecifikáció létrehozása. A Filterspec lényegében egy szűrő, amely meghatározza, hogy mit jelent egy csomag egy adott adatfolyamhoz való tartozása. A filterspec által használt egyes attribútumok közé tartozik a csomag forrás- és cél IP-címe, valamint a portszám.

A szűrőspecifikáció meghatározása után az API lehetővé teszi a folyamatspecifikáció létrehozását. A Flowspec meghatározza a QoS paramétereket, amelyek a csomagok sorozatára vonatkoznak. A folyamatspec által meghatározott paraméterek egy része magában foglalja az átviteli sebességet (elfogadható átviteli sebesség) és a szolgáltatás típusát.

A Traffic Control API által meghatározott harmadik fogalom az áramlási koncepció. A folyamat olyan csomagok egyszerű sorozata, amelyekre ugyanaz a folyamatspec vonatkozik. Egyszerűen fogalmazva, a szűrőspecifikáció határozza meg, hogy mely csomagok szerepeljenek a folyamatspecifikációban. A Flowspec meghatározza, hogy a csomagok magasabb prioritásúak legyenek-e, és az áramlás a folyamatspec által feldolgozott csomagok tényleges átvitele. Az adatfolyamban lévő összes csomag egyformán kerül feldolgozásra.

Meg kell említeni, hogy a Traffic Control API egyik előnye a Windows 2000-ben használt Generic QoS API-val szemben az összesítés (aggregáció) használatának lehetősége. Ha egy csomópont több olyan alkalmazással rendelkezik, amelyek több adatfolyamot továbbítanak egy közös célhoz, akkor ezek a csomagok egy közös adatfolyamba kombinálhatók. Ez akkor is igaz, ha az alkalmazások különböző portszámokat használnak, feltéve, hogy a forrás és a cél IP-címe megegyezik.

Általános csomagosztályozó

Az előző részben tárgyaltam a flow-spec, a filterspec és a flow kapcsolatát. Fontos azonban megjegyezni, hogy a Traffic Control API egyszerűen egy alkalmazásprogramozási felület. Ennek megfelelően feladata a forgalmi áramlások meghatározása és rangsorolása, nem pedig az áramlások létrehozása.

Az általános csomagosztályozó felelős az adatfolyamok létrehozásáért. Ahogy az előző szakaszból emlékszik, a folyamatspecifikációban meghatározott egyik attribútum a szolgáltatás típusa volt. A szolgáltatás típusa alapvetően meghatározza a szál prioritását. Az Általános csomagosztályozó felelős a folyamspechez hozzárendelt szolgáltatás típusának meghatározásáért, majd sorba állítja a kapcsolódó csomagokat a szolgáltatás típusának megfelelően. Minden szál külön sorba kerül.

QoS csomagütemező

A harmadik QoS komponens, amellyel tisztában kell lennie, a QoS csomagütemező. Egyszerűen fogalmazva, a QoS csomagütemező elsődleges feladata a forgalom alakítása. Ehhez a csomagütemező különböző sorokból fogad csomagokat, majd ezeket a csomagokat prioritásokkal és áramlási sebességgel jelöli meg.

Amint azt a cikksorozat első részében tárgyaltam, a QoS megfelelő működéséhez a csomagok forrása és a célállomás között elhelyezkedő különféle összetevőknek támogatniuk kell a QoS-t (azaz tisztában kell lenniük vele). Míg ezeknek az eszközöknek tudniuk kell kezelni a QoS-t, azt is tudniuk kell, hogyan kezeljék a normál forgalmat prioritások nélkül. Ennek lehetővé tétele érdekében a QoS egy címkézésnek nevezett technológiát használ.

Valójában itt kétféle jelölés létezik. A QoS Packet Scheduler Diffserv címkézést használ, amelyet a Layer 3 eszközök ismernek fel, és 802.1p címkézést, amelyet a 2. rétegű eszközök ismernek fel.

A QoS csomagütemező konfigurálása

Mielőtt bemutatnám, hogyan működik a címkézés, meg kell jegyezni, hogy ennek működéséhez konfigurálnia kell a QoS csomagütemezőt. A Windows Server 2003 rendszerben a QoS Packet Scheduler egy opcionális hálózati összetevő, akárcsak a Microsoft Networks ügyfélprogramja vagy a TCP/IP protokoll. A QoS Packet Scheduler engedélyezéséhez nyissa meg a kiszolgáló hálózati kapcsolatának tulajdonságok oldalát, és jelölje be a QoS csomagütemező melletti négyzetet, az A ábrán látható módon. Ha a QoS csomagütemező nem szerepel a listában, kattintson a Telepítés gombra, és kövesse az utasításokat.

A ábra: A QoS csomagütemezőt engedélyezni kell a QoS használatához

Egy másik dolog, amit a QoS Packet Schedulerről tudnia kell, hogy a hálózati adapternek támogatnia kell a 802.1p címkézést, hogy megfelelően működjön. Az adapter teszteléséhez kattintson a Konfigurálás gombra, az A ábra, és a Windows megjeleníti a hálózati adapter tulajdonságait. Ha megnézi a tulajdonság oldalon a Speciális lapot, látni fogja a különböző tulajdonságokat, amelyeket a hálózati adapter támogat.

Ha megnézi a B ábrát, láthatja, hogy a 802.1Q / 1P VLAN Tagging a felsorolt ​​tulajdonságok egyike. Azt is láthatja, hogy ez a tulajdonság alapértelmezés szerint le van tiltva. A 802.1p címkézés engedélyezéséhez egyszerűen engedélyezze ezt a tulajdonságot, majd kattintson az OK gombra.

B ábra: Engedélyeznie kell a 802.1Q / 1P VLAN címkézést

Lehet, hogy észrevette a B ábrán, hogy az Ön által engedélyezett szolgáltatás a VLAN-címkézés, nem pedig a csomagcímkézés. Ennek az az oka, hogy a VLAN-címkék prioritásjelzőket tartalmaznak. A 802.1Q szabvány VLAN-okat és VLAN-címkéket határoz meg. Ez a szabvány valójában három bitet foglal le a VLAN-csomagban, amelyeket a prioritási kód írására használnak. Sajnos a 802.1Q szabvány soha nem határozza meg, hogy melyek legyenek ezek a prioritási kódok.

A 802.1P szabványt a 802.1Q kiegészítésére hozták létre. A 802.1P meghatározza a VLAN-címkékbe zárható prioritási címkézést. A harmadik részben elmondom, hogyan működik ez a két szabvány.

Következtetés

Ebben a cikkben a Windows Server 2003 QoS architektúrájának néhány alapfogalmát tárgyaljuk. A 3. részben részletesebben kifejtem, hogyan jelöli meg a QoS csomagütemező a csomagokat. Azt is megvitatom, hogyan működik a QoS alacsony sávszélességű hálózati környezetben.

Ebben a cikkben megvizsgáljuk, hogyan konfigurálható a fenntartott sávszélesség a Windows 10 rendszerben. Alapértelmezés szerint a Windows a teljes internetes sávszélesség 20%-át foglalja le.

Igen, igen, a Windows 10 operációs rendszer az internetkapcsolat sávszélességének egy bizonyos százalékát fenntartja a szolgáltatásminőség (QoS) érdekében.

A Microsoft szerint:

A QoS magában foglalhat olyan kritikus rendszerműveleteket, mint a Windows rendszer frissítése, a licenc állapotának kezelése stb. A fenntartott sávszélesség fogalma a rendszeren futó összes programra vonatkozik. A csomagütemező általában a kapcsolati sávszélesség 80%-ára korlátozza a rendszert. Ez azt jelenti, hogy a Windows az internet sávszélességének 20%-át kizárólag a QoS számára fenntartja.

Ha a sávszélességnek ezt a százalékát szeretné lefoglalni, ez a cikk az Ön számára készült. Az alábbiakban kétféleképpen konfigurálhatja a fenntartott sávszélességet a Windows 10 operációs rendszerben.

JEGYZET: Ha kikapcsolja az összes fenntartott sávszélességet a rendszer számára, azaz 0%-ra állítja, ez hatással lesz az operációs rendszer műveleteire, különösen az automatikus frissítésekre.

A felelősség megtagadása: további lépések közé tartozik a rendszerleíró adatbázis szerkesztése. A rendszerleíró adatbázis szerkesztése során fellépő hibák hátrányosan érinthetik a rendszert. Ezért legyen óvatos a beállításjegyzék-bejegyzések szerkesztésekor, és először hozzon létre egy rendszer-visszaállítási pontot.

1. lépés: Nyissa meg a Rendszerleíróadatbázis-szerkesztőt(ha nem ismeri a Rendszerleíróadatbázis-szerkesztőt, kattintson).

2. lépés: A Rendszerleíróadatbázis-szerkesztő ablak bal oldali ablaktáblájában keresse meg a következő részt:

HKEY_LOCAL_MACHINE \ SZOFTVER \ Irányelvek \ Microsoft \ Windows \ Psched

Jegyzet: Ha a szakasz és a paraméter " NonBestEffortLimit"Ne létezz, csak teremtsd meg őket.

3. lépés: Most a rendszerleíró kulcs jobb oldali ablaktáblájában "Psched" keresse meg a DWORD (32 bites) nevű paramétert NonBestEffortLimit... Kattintson duplán rá az értékeinek megváltoztatásához:

Alapértelmezés szerint a paraméter értéke 50 hexadecimális vagy 80 decimális jelöléssel.

4. lépés: Válassza ki a decimális rendszert, és állítsa be az értéket a szükséges lefoglalt sávszélesség százalékával.

Például ha az értéket a következőre állítja be 0 , a Windows operációs rendszer számára fenntartott sávszélesség teljesen le lesz tiltva, azaz 0%. Kattintson a gombra "RENDBEN"és zárja be a Rendszerleíróadatbázis-szerkesztőt.

5. lépés: Indítsa újra a számítógépet, hogy a változtatások érvénybe lépjenek.

Ha szeretné konfigurálni vagy korlátozni a fenntartott sávszélességet a szervezete/munkahelye több számítógépén, telepítheti a megfelelő beállítást a csoportházirend-objektumban.

1. lépés: Nyissa meg a Helyi csoportházirend-szerkesztőt

2. lépés: Ugrás a szakaszra: Számítógép konfigurációja → Felügyeleti sablonok → Hálózat → Qos csomagütemező

3. lépés: A jobb oldali ablakban kattintson duplán a házirendre.

Alapértelmezés szerint ez a házirend nincs beállítva, és a rendszer lefoglal 20% az internetkapcsolat sávszélessége. Engedélyezni kell, be kell állítani a paramétert "A fenntartott sávszélesség korlátozása" jelentése "Beleértve".

Nincs olyan ember, aki legalább egyszer ne olvasta volna el a Windows XP rendszerrel kapcsolatos GYIK-ot. És ha igen, akkor mindenki tudja, hogy létezik egy ilyen káros szolgáltatásminőség – röviden, QoS. A rendszer konfigurálásakor erősen ajánlott letiltani, mert alapból 20%-ra korlátozza a hálózati sávszélességet, és mintha ez a probléma a Windows 2000-ben is fennállna.

Ezek a sorok:

K: Hogyan lehet teljesen letiltani a QoS (Quality of Service) szolgáltatást? Hogyan állítsam be? Igaz, hogy korlátozza a hálózat sebességét?
V: Valóban, a Quality of Service alapértelmezés szerint a csatorna sávszélességének 20%-át fenntartja igényeinek (bármilyen – akár 14400-as modem, akár egy gigabites Ethernet is). Sőt, még ha eltávolítja is a QoS Packet Scheduler szolgáltatást a Properties kapcsolatból, ez a csatorna nem szabadul fel. Itt felszabadíthatja a csatornát, vagy egyszerűen beállíthatja a QoS-t. Indítsa el a csoportházirend-kisalkalmazást (gpedit.msc). A Csoportházirendben keresse meg a Helyi számítógép házirendjét, és kattintson az Adminisztrációs sablonokra. Válassza ki a Network - QoS Packet Sheduler elemet. Kapcsolja be a Foglalható sávszélesség korlátozása funkciót. Most csökkentjük a sávszélesség-korlátot 20%-ról 0%-ra, vagy egyszerűen letiltjuk. Ha szükséges, itt más QoS paramétereket is beállíthat. A végrehajtott változtatások aktiválásához nincs más hátra, mint az újraindítás.

20% persze sok. A Microsoft valóban a Mazdai. Az ilyen jellegű kijelentések a GYIK-től a GYIK-ig, fórumról fórumra, médiáról médiára vándorolnak, mindenféle "csípésben" - a Windows XP "tuningolására" szolgáló programokban (egyébként nyissa meg a "Csoportházirendek" és a "Helyi" Biztonsági szabályzatok”, és semmilyen „csípés” nem felel meg nekik a testreszabási lehetőségek tárházában). Óvatosnak kell lenni az ilyen jellegű megalapozatlan állítások feltárásával, amit most szisztematikus megközelítéssel fogunk megtenni. Vagyis hivatalos elsődleges forrásokra támaszkodva alaposan áttanulmányozzuk a problémás kérdést.

Mi az a minőségi szolgáltatási hálózat?

Fogadjuk el a hálózati rendszer alábbi egyszerűsített definícióját. Az alkalmazások futnak és futnak gazdagépeken, és kommunikálnak egymással. Az alkalmazások adatokat küldenek az operációs rendszernek a hálózaton keresztüli továbbítás céljából. Miután az adatokat átvitték az operációs rendszerbe, hálózati forgalommá válik.

A hálózati QoS a hálózat azon képességére támaszkodik, hogy feldolgozza ezt a forgalmat, hogy biztosítsa egyes alkalmazások kérésének teljesítését. Ehhez olyan alapvető mechanizmusra van szükség a hálózati forgalom kezeléséhez, amely képes azonosítani a megfelelő forgalmat és ellenőrizni az adott kezelést.

A QoS funkciót két hálózati szereplő kielégítésére tervezték: a hálózati alkalmazások és a hálózati rendszergazdák. Gyakran vannak nézeteltéréseik. A hálózati rendszergazda korlátozza az adott alkalmazás által használt erőforrásokat, miközben az alkalmazás megpróbál a lehető legtöbb hálózati erőforrást megragadni. Érdekeik egyeztethetők, figyelembe véve, hogy a hálózati rendszergazda vezető szerepet tölt be minden alkalmazással és felhasználóval kapcsolatban.

Alapvető QoS paraméterek

A különböző alkalmazások eltérő követelményeket támasztanak a hálózati forgalom kezelésére. Az alkalmazások többé-kevésbé tolerálják a késleltetést és a forgalomvesztést. Ezek a követelmények a következő QoS-hez kapcsolódó paraméterekben találtak alkalmazásra:

• Sávszélesség – Az a sebesség, amellyel az alkalmazás által generált forgalmat továbbítani kell a hálózaton.
• Késés (latency) - az a késés, amelyet az alkalmazás elvisel az adatcsomag kézbesítésében;
• Jitter - a késleltetési idő módosítása;
• Vesztés – Az elveszett adatok százalékos aránya.

Ha végtelen számú hálózati erőforrás állna rendelkezésre, akkor az összes alkalmazásforgalmat a szükséges sebességgel, nulla késleltetéssel, nulla késleltetési eltéréssel és veszteséggel lehetne továbbítani. A hálózati erőforrások azonban nem korlátlanok.

A QoS mechanizmus szabályozza a hálózati erőforrások kiosztását az alkalmazásforgalom számára, hogy megfeleljen az átviteli követelményeknek.

Alapvető QoS erőforrások és forgalomkezelési mechanizmusok

A gazdagépeket összekötő hálózatok számos hálózati eszközt használnak, beleértve a gazdagép hálózati adaptereket, útválasztókat, kapcsolókat és hubokat. Mindegyik rendelkezik hálózati interfésszel. Mindegyik hálózati interfész véges sebességgel képes fogadni és továbbítani a forgalmat. Ha a forgalom egy interfészre irányított sebessége nagyobb, mint az interfész forgalma továbbítási sebessége, torlódás lép fel.

A hálózati eszközök úgy tudják kezelni a torlódási állapotot, hogy sorba állítják a forgalmat az eszköz memóriájában (egy pufferben), amíg a torlódás véget nem ér. Más esetekben a hálózati berendezések csökkenthetik a forgalmat a torlódások enyhítése érdekében. Ennek eredményeként az alkalmazások a várakozási idő megváltozásával (mivel a forgalom az interfészeken sorokban tárolódnak) vagy forgalomkieséssel szembesülnek.

A hálózati interfészek azon képessége, hogy továbbítsák a forgalmat, és a memória rendelkezésre állása a forgalom hálózati eszközökön való tárolására (amíg a forgalom tovább nem továbbítható), az alapvető erőforrások, amelyek az alkalmazások forgalmi folyamai QoS biztosításához szükségesek.

QoS-erőforrások kiosztása a hálózati eszközökhöz

A QoS-t támogató eszközök intelligensen használják a hálózati erőforrásokat a forgalom továbbítására. Ez azt jelenti, hogy a késleltetést jobban tűrő alkalmazások forgalma sorba kerül (egy pufferben tárolódik a memóriában), és a késleltetés szempontjából kritikus alkalmazások forgalmát továbbítják.

Ennek a feladatnak a végrehajtásához a hálózati eszköznek azonosítania kell a forgalmat a csomagok osztályozásával, valamint sorokkal és mechanizmusokkal kell rendelkeznie a kiszolgálásukra.

Forgalomfeldolgozó motor

A forgalomfeldolgozási mechanizmus a következőket tartalmazza:

• 802,1p;
• Differenciált ugrásonkénti viselkedések (diffserv PHB);
• Integrált szolgáltatások (intserv);
• ATM stb.

A legtöbb helyi hálózat IEEE 802 technológián alapul, beleértve az Ethernetet, a token-ringet stb. A 802.1p egy forgalomfeldolgozási mechanizmus, amely támogatja a QoS-t az ilyen hálózatokban.

A 802.1p meghatároz egy mezőt (2. réteg az OSI hálózati modellben) egy 802-es csomagfejlécben, amely nyolc prioritási érték egyikét hordozhatja. Általában a gazdagépek vagy útválasztók, amikor forgalmat küldenek a helyi hálózatra, minden elküldött csomagot megjelölnek, és egy bizonyos prioritási értéket rendelnek hozzá. A hálózati eszközöktől, például a kapcsolóktól, hidaktól és huboktól elvárható, hogy a csomagokat megfelelően kezeljék sorba állító mechanizmusok segítségével. A 802.1p helyi hálózatra (LAN) korlátozódik. Amint a csomag áthalad a LAN-on (OSI Layer 3-on keresztül), a 802.1p prioritás megszűnik.

A Diffserv egy Layer 3 mechanizmus, amely az IP-csomagok fejlécének 3. rétegében határoz meg egy diffserv kódpontnak (DSCP) nevezett mezőt.

Az Intserv szolgáltatások egész sora, amelyek meghatározzák a garantált szolgáltatást és a letöltéseket kezelő szolgáltatást. A garantált szolgáltatás azt ígéri, hogy mérhető és korlátozott késleltetéssel szállít bizonyos mennyiségű forgalmat. A terhelést kezelő szolgáltatás vállalja, hogy bizonyos mennyiségű forgalmat „enyhe hálózati torlódással” szállít. Ezek mérhető szolgáltatások abban az értelemben, hogy meghatározott mennyiségű forgalom számára mérhető QoS-t biztosítanak.

Mivel az ATM technológia viszonylag kis cellákra bontja a csomagokat, nagyon alacsony késleltetést kínálhat. Ha sürgősen csomagot kell küldenie, az ATM interfész mindig szabad lehet az átvitelhez az egy cella átviteléhez szükséges ideig.

A QoS-nek számos összetettebb mechanizmusa van, amelyek működőképessé teszik ezt a technológiát. Csak egy fontos pontot jegyezzünk meg: a QoS működéséhez támogatni kell ezt a technológiát és a megfelelő konfigurációt az átvitel során a kezdőponttól a végpontig.

Napjaink hálózatépítésének egyik legnépszerűbb területe a hang és videó keverése hagyományos adathálózatokon keresztül. Az ilyen jellegű információkkal kapcsolatos egyik probléma az, hogy a megfelelő működéshez a video- és audioadatcsomagokat gyorsan és megbízhatóan, megszakítások és túl hosszú késések nélkül kell eljuttatni a címzetthez. Ugyanakkor az ilyen típusú forgalom nem akadályozhatja a hagyományosabb adatcsomagok továbbítását.

A probléma egyik lehetséges megoldása a QoS. A QoS vagy a szolgáltatás minősége az adatcsomagok prioritásainak meghatározására szolgáló technológia. A QoS lehetővé teszi az időérzékeny csomagok magasabb prioritással történő továbbítását, mint a többi csomag.

A QoS ipari szabvány, nem a Microsoft szabványa. A Microsoft azonban először a Windows 2000 rendszerben vezette be ezt a QoS-szabványt. A QoS Microsoft verziója azóta sokat fejlődött, de még mindig megfelel az ipari szabványoknak.

A Windows XP Professional rendszerben a QoS elsősorban sávszélesség-foglalási mechanizmusként működik. Ha a QoS engedélyezve van, az alkalmazás az egyes gépek hálózati kártyája által biztosított teljes hálózati sávszélesség 20%-át lefoglalhatja. Az alkalmazás által fenntartott hálózati sávszélesség azonban konfigurálható. A 3. részben megmutatom, hogyan módosíthatja a lefoglalt sávszélesség mértékét.

Ha látni szeretné a tartalék sávszélesség felhasználását, tegyük fel, hogy van egy videokonferencia-alkalmazása, amely kiemelt sávszélességet igényel a megfelelő működéshez. Feltételezve, hogy a QoS engedélyezve van ennél az alkalmazásnál, elmondhatjuk, hogy a gép teljes sávszélességének 20%-át lefoglalja, így a sávszélesség 80%-át a többi hálózati forgalom számára hagyja.

A videokonferencia-alkalmazások kivételével minden alkalmazás a legjobb erőfeszítésnek nevezett technológiát használja. Ez azt jelenti, hogy a csomagok ugyanazzal az első kézbesítve-először kiszolgált prioritással kerülnek elküldésre. Másrészről a videokonferencia-alkalmazások forgalma mindig prioritást élvez a többi forgalommal szemben, de az alkalmazás soha nem fogyaszthatja el a teljes sávszélesség 20%-ánál többet.

Az azonban, hogy a Windows XP a sávszélesség egy részét az elsőbbségi forgalom számára fenntartja, nem jelenti azt, hogy a normál prioritású alkalmazások nem fogják tudni használni a tartalék sávszélességet. Bár a videokonferencia-alkalmazások kihasználják a magasabb prioritású fenntartott sávszélességet, nagyon kicsi az esélye annak, hogy az ilyen alkalmazásokat folyamatosan használják. Ebben az esetben a Windows lehetővé teszi más alkalmazások számára, hogy a tartalék és a nem tartalék sávszélességet használják a lehető legjobb szállítás érdekében, mindaddig, amíg azokat az alkalmazásokat nem használják, amelyek számára a hálózati sávszélesség egy része le van foglalva.

Amint a videokonferencia-alkalmazás elindul, a Windows megkezdi a foglalás kényszerítését. Ennek ellenére a fenntartás nem abszolút. Tegyük fel, hogy a Windows a hálózati sávszélesség 20%-át lefoglalta egy videokonferencia-alkalmazás számára, de ennek az alkalmazásnak nincs szüksége mind a 20%-ra. Ezekben az esetekben a Windows lehetővé teszi más alkalmazások számára a fennmaradó sávszélesség használatát, de folyamatosan figyeli a magasabb prioritású alkalmazás igényeit. Abban az esetben, ha az alkalmazásnak nagyobb sávszélességre van szüksége, a sávszélesség legfeljebb 20%-ig lesz hozzárendelve.

Mint mondtam, a QoS egy iparági szabvány, nem a Microsoft technológia. Mint ilyen, a QoS-t a Windows használja, de a Windows önmagában nem tudja elvégezni a munkát. A QoS működéséhez a küldő és a vevő közötti minden berendezésnek támogatnia kell a QoS-t. Ez azt jelenti, hogy a hálózati adaptereknek, kapcsolóknak, útválasztóknak és minden egyéb használt eszköznek ismernie kell a QoS-t, valamint a címzett és a küldő operációs rendszerét.

Ha kíváncsi, akkor nem kell őrült egzotikus hálózati infrastruktúrát telepítenie a QoS használatához. Az aszinkron átviteli mód (ATM) egy kiváló hálózati technológia a QoS használatához, mivel ez egy kapcsolat-orientált technológia, azonban használhatja a QoS-t más technológiákkal is, mint például a Frame Relay, az Ethernet és még a Wi-Fi (802.11 x).

Az ATM azért ideális választás a QoS számára, mert hardver szinten képes megvalósítani a sávszélesség-foglalást és az erőforrás-allokációt. Az ilyen típusú elosztás meghaladja az Ethernet és a hasonló hálózati technológiák lehetőségeit. Ez nem jelenti azt, hogy a QoS nem használható. Ez csak azt jelenti, hogy a QoS-t másként kell alkalmazni, mint az ATM környezetben.

ATM-környezetben az erőforrások azonnal, a fizikai eszköz szintjén kerülnek lefoglalásra. Mivel az Ethernet és más hasonló technológiák nem tudják ilyen módon allokálni az erőforrásokat, az ilyen típusú technológiák a prioritások meghatározásán alapulnak, nem pedig a valódi erőforrás-allokáción. Ez azt jelenti, hogy a sávszélesség fenntartása az OSI-modell magasabb rétegében történik. A sávszélesség lefoglalása után a magasabb prioritású csomagok kerülnek elküldésre először.

Az egyik szempont, amelyet figyelembe kell venni, ha a QoS-t Etherneten, Wi-Fi-n vagy más hasonló technológián keresztül kívánja alkalmazni, az az, hogy ezek a technológiák nincsenek összekapcsolva. Ez azt jelenti, hogy a küldőnek nincs lehetősége ellenőrizni a vevő állapotát vagy a küldő és a fogadó közötti hálózat állapotát. Ez viszont azt jelenti, hogy a küldő garantálni tudja, hogy a magasabb prioritású csomagokat küldi el először, de nem tudja garantálni, hogy ezek a csomagok egy bizonyos időkereten belül megérkeznek. Másrészt a QoS képes ilyen biztosítékot nyújtani az ATM hálózatokon, mivel az ATM kapcsolatorientált technológia.

Windows 2000 vs. Windows Server 2003

Korábban beszéltem arról, hogy a Microsoft először vezette be a QoS-t a Windows 2000-ben, és hogy a QoS ezen alkalmazása azóta jelentősen fejlődött. Ezért szeretnék egy kicsit beszélni a QoS közötti különbségekről a Windows 2000 és a Windows XP és a Windows Server 2003 rendszerben (amelyben ezt a szabványt nagyjából ugyanannyira használják).

A Windows 2000 rendszerben a QoS az Intserv architektúrán alapult, amelyet a Windows XP és a Windows Server 2003 nem támogat. A Microsoft azért döntött úgy, hogy nem használ ilyen architektúrát, mert az alapul szolgáló API-t nehéz volt használni, és az architektúrával problémák voltak. skála.

Egyes szervezetek még mindig Windows 2000 rendszert használnak, ezért úgy döntöttem, hogy adok néhány információt a Windows 2000 QoS architektúrájának működéséről. A Windows 2000 az RSVP nevű protokollt használja a sávszélesség-erőforrások lefoglalására. Amikor sávszélességet kérnek, a Windowsnak meg kell határoznia, hogy mikor lehet csomagokat küldeni. Ehhez a Windows 2000 az SBM (Sunbelt Bandwidth manager) nevű jelzési protokollt használja, amely jelzi a feladónak, hogy készen áll a csomagok fogadására. Az Admission Control Service (ACS) ellenőrzi, hogy rendelkezésre áll-e a tényleges sávszélesség, majd engedélyezi vagy elutasítja a sávszélesség-kérést.

Forgalomkezelő API

A hálózati forgalom priorizálásának egyik fő problémája az, hogy nem lehet prioritást adni a forgalomnak az azt generáló számítógép alapján. Gyakori, hogy egyetlen számítógép több alkalmazást használ, és minden alkalmazáshoz (és operációs rendszerhez) külön forgalmi adatfolyamot hoz létre. Amikor ez megtörténik, minden forgalmi adatfolyamot külön-külön kell priorizálni. Végül is előfordulhat, hogy egy alkalmazásnak tartalék sávszélességre van szüksége, míg a legjobb szállítás ideális egy másik alkalmazáshoz.

Itt jön képbe a Traffic Control API (Traffic Control Programming Interface). A Traffic Control API egy olyan alkalmazásprogramozási felület, amely lehetővé teszi QoS paraméterek alkalmazását az egyes csomagokra. A Traffic Control API úgy működik, hogy egyedi forgalmi adatfolyamokat határoz meg, és különböző QoS-vezérlési módszereket alkalmaz ezekre az adatfolyamokra.

A Traffic Control API első lépése az úgynevezett szűrőspecifikáció létrehozása. A Filterspec lényegében egy szűrő, amely meghatározza, hogy mit jelent egy csomag egy adott adatfolyamhoz való tartozása. A filterspec által használt egyes attribútumok közé tartozik a csomag forrás- és cél IP-címe, valamint a portszám.

A szűrőspecifikáció meghatározása után az API lehetővé teszi a folyamatspecifikáció létrehozását. A Flowspec meghatározza a QoS paramétereket, amelyek a csomagok sorozatára vonatkoznak. A folyamatspec által meghatározott paraméterek egy része magában foglalja az átviteli sebességet (elfogadható átviteli sebesség) és a szolgáltatás típusát.

A Traffic Control API által meghatározott harmadik fogalom az áramlási koncepció. A folyamat olyan csomagok egyszerű sorozata, amelyekre ugyanaz a folyamatspec vonatkozik. Egyszerűen fogalmazva, a szűrőspecifikáció határozza meg, hogy mely csomagok szerepeljenek a folyamatspecifikációban. A Flowspec meghatározza, hogy a csomagok magasabb prioritásúak legyenek-e, és az áramlás a folyamatspec által feldolgozott csomagok tényleges átvitele. Az adatfolyamban lévő összes csomag egyformán kerül feldolgozásra.

Meg kell említeni, hogy a Traffic Control API egyik előnye a Windows 2000-ben használt Generic QoS API-val szemben az összesítés (aggregáció) használatának lehetősége. Ha egy csomópont több olyan alkalmazással rendelkezik, amelyek több adatfolyamot továbbítanak egy közös célhoz, akkor ezek a csomagok egy közös adatfolyamba kombinálhatók. Ez akkor is igaz, ha az alkalmazások különböző portszámokat használnak, feltéve, hogy a forrás és a cél IP-címe megegyezik.

Általános csomagosztályozó

Az előző részben tárgyaltam a flow-spec, a filterspec és a flow kapcsolatát. Fontos azonban megjegyezni, hogy a Traffic Control API egyszerűen egy alkalmazásprogramozási felület. Ennek megfelelően feladata a forgalmi áramlások meghatározása és rangsorolása, nem pedig az áramlások létrehozása.

Az általános csomagosztályozó felelős az adatfolyamok létrehozásáért. Ahogy az előző szakaszból emlékszik, a folyamatspecifikációban meghatározott egyik attribútum a szolgáltatás típusa volt. A szolgáltatás típusa alapvetően meghatározza a szál prioritását. Az Általános csomagosztályozó felelős a folyamspechez hozzárendelt szolgáltatás típusának meghatározásáért, majd sorba állítja a kapcsolódó csomagokat a szolgáltatás típusának megfelelően. Minden szál külön sorba kerül.

QoS csomagütemező

A harmadik QoS komponens, amellyel tisztában kell lennie, a QoS csomagütemező. Egyszerűen fogalmazva, a QoS csomagütemező elsődleges feladata a forgalom alakítása. Ehhez a csomagütemező különböző sorokból fogad csomagokat, majd ezeket a csomagokat prioritásokkal és áramlási sebességgel jelöli meg.

Amint azt a cikksorozat első részében tárgyaltam, a QoS megfelelő működéséhez a csomagok forrása és a célállomás között elhelyezkedő különféle összetevőknek támogatniuk kell a QoS-t (azaz tisztában kell lenniük vele). Míg ezeknek az eszközöknek tudniuk kell kezelni a QoS-t, azt is tudniuk kell, hogyan kezeljék a normál forgalmat prioritások nélkül. Ennek lehetővé tétele érdekében a QoS egy címkézésnek nevezett technológiát használ.

Valójában itt kétféle jelölés létezik. A QoS Packet Scheduler Diffserv címkézést használ, amelyet a Layer 3 eszközök ismernek fel, és 802.1p címkézést, amelyet a 2. rétegű eszközök ismernek fel.

A QoS csomagütemező konfigurálása

Mielőtt bemutatnám, hogyan működik a címkézés, meg kell jegyezni, hogy ennek működéséhez konfigurálnia kell a QoS csomagütemezőt. A Windows Server 2003 rendszerben a QoS Packet Scheduler egy opcionális hálózati összetevő, akárcsak a Microsoft Networks ügyfélprogramja vagy a TCP/IP protokoll. A QoS Packet Scheduler engedélyezéséhez nyissa meg a kiszolgáló hálózati kapcsolatának tulajdonságok oldalát, és jelölje be a QoS csomagütemező melletti négyzetet, az A ábrán látható módon. Ha a QoS csomagütemező nem szerepel a listában, kattintson a Telepítés gombra, és kövesse az utasításokat.

A ábra: A QoS csomagütemezőt engedélyezni kell a QoS használatához

Egy másik dolog, amit a QoS Packet Schedulerről tudnia kell, hogy a hálózati adapternek támogatnia kell a 802.1p címkézést, hogy megfelelően működjön. Az adapter teszteléséhez kattintson a Konfigurálás gombra, az A ábra, és a Windows megjeleníti a hálózati adapter tulajdonságait. Ha megnézi a tulajdonság oldalon a Speciális lapot, látni fogja a különböző tulajdonságokat, amelyeket a hálózati adapter támogat.

Ha megnézi a B ábrát, láthatja, hogy a 802.1Q / 1P VLAN Tagging a felsorolt ​​tulajdonságok egyike. Azt is láthatja, hogy ez a tulajdonság alapértelmezés szerint le van tiltva. A 802.1p címkézés engedélyezéséhez egyszerűen engedélyezze ezt a tulajdonságot, majd kattintson az OK gombra.

B ábra: Engedélyeznie kell a 802.1Q / 1P VLAN címkézést

Lehet, hogy észrevette a B ábrán, hogy az Ön által engedélyezett szolgáltatás a VLAN-címkézés, nem pedig a csomagcímkézés. Ennek az az oka, hogy a VLAN-címkék prioritásjelzőket tartalmaznak. A 802.1Q szabvány VLAN-okat és VLAN-címkéket határoz meg. Ez a szabvány valójában három bitet foglal le a VLAN-csomagban, amelyeket a prioritási kód írására használnak. Sajnos a 802.1Q szabvány soha nem határozza meg, hogy melyek legyenek ezek a prioritási kódok.

A 802.1P szabványt a 802.1Q kiegészítésére hozták létre. A 802.1P meghatározza a VLAN-címkékbe zárható prioritási címkézést.

802.1P jel

Ahogy az előző részben mondtam, a 802.1p jelzés az OSI modell második rétegében történik. Ezt a réteget fizikai eszközök, például kapcsolók használják. A 802.1p szabványt támogató 2. rétegű eszközök megtekinthetik a csomagokhoz rendelt prioritási jelöléseket, majd ezeket a csomagokat külön forgalmi osztályokba csoportosíthatják.

Ethernet hálózatokon a prioritási jelölést a VLAN-címkék tartalmazzák. A VLAN-okat és a VLAN-címkéket a 802.1Q szabvány határozza meg, amely három bites prioritási mezőt határoz meg, de nem igazán határozza meg, hogyan kell ezt a prioritási mezőt használni. Itt jön képbe a 802.1P szabvány.

A 802.1P különféle prioritási osztályokat határoz meg, amelyek a 802.1Q szabvánnyal együtt használhatók. Végül a 802.1Q az adminisztrátorra bízza az elsőbbségi jelölés kiválasztását, így technikailag nem kell követnie a 802.1P irányelveit, de úgy tűnik, hogy mindenki a 802.1P-t választja.

Bár a 802.1P szabványok használata a 2. réteg jelölésére valószínűleg csak elméletnek hangzik, valójában a csoportházirend-beállítások segítségével definiálható. A 802.1P szabvány nyolc különböző prioritási osztályt biztosít (0 és 7 között). A magasabb prioritású csomagokat a QoS magasabb kézbesítési prioritással dolgozza fel.

Alapértelmezés szerint a Microsoft a következő prioritási jelöléseket rendeli hozzá:

De ahogy korábban említettem, ezeket a prioritásokat megváltoztathatja a különféle csoportházirend-beállítások módosításával. Ehhez nyissa meg a Csoportházirend-szerkesztőt, és keresse meg a konzolfában a Számítógép konfigurációja \ Felügyeleti sablonok \ Hálózatok \ QoS csomagütemező \ Második szintű prioritás értékét. Amint az A ábrán látható, a fent felsorolt ​​prioritási címkéknek megfelelő csoportházirend-beállítások vannak. Bármelyik szolgáltatástípushoz hozzárendelheti saját prioritásjelölési szintjeit. Ne feledje azonban, hogy ezek a csoportházirend-beállítások csak a Windows XP, 2003 vagy Vista rendszert futtató gazdagépekre vonatkoznak.

A. ábra: A Csoportházirend-szerkesztővel testreszabhatja a második szintű prioritásjelölést.

Differenciált szolgáltatások

Ahogy az előző cikkben kifejtettem, a QoS prioritásjelölést végez az OSI modell második és harmadik rétegében. Ez biztosítja, hogy a prioritásokat az egész csomagszállítási folyamat során figyelembe vegyék. Például a switchek az OSI modell második rétegében működnek, de az útválasztók általában a harmadik rétegben működnek. Így, ha a csomagok csak 802.1p prioritásjelölést használnának, a kapcsoló prioritást adna ezeknek a csomagoknak, de a hálózati útválasztók figyelmen kívül hagynák ezeket a prioritásokat. Ennek ellensúlyozására a QoS a Differentiated Services protokollt (Diffserv) használja az OSI-modell harmadik rétegének forgalmának prioritása érdekében. A Diffserv jelölést a TCP / IP-t használó csomagok IP-fejlécei tartalmazzák.

A Diffserv által használt architektúrát eredetileg az RFC 2475 határozta meg. Sok architektúra-specifikációt azonban átírtak az RFC 2474-ben. Az RFC 2474 határozza meg a Diffserv architektúrát az IPv4 és IPv6 számára.

Az IPv4 érdekessége az RFC 2474-ben, hogy bár a Diffserv-et teljesen újradefiniálták, még mindig visszafelé kompatibilis az eredeti RFC 2475 specifikációval. Ez azt jelenti, hogy a régebbi útválasztók, amelyek nem támogatják az új specifikációkat, felismerhetik a hozzárendelt prioritásokat.

A jelenlegi Diffserv-alkalmazás a szolgáltatástípus (TOS) csomagtípusú oktetteket használja a Diffserv-érték (úgynevezett DSCP-érték) tárolására. Ezen az oktetten belül az első hat bit tartalmazza a DSCP értéket, az utolsó két bit pedig használaton kívül van. Az ok, amiért ezek a jelölések visszafelé kompatibilisek az RFC 2475 specifikációval, az az oka, hogy az RFC 2475 megkövetelte, hogy ugyanabban az oktettben az első három bitet használják az IP-szekvencia információban. Bár a DSCP értékek hat bitesek, az első három bit még mindig az IP-szekvenciát tükrözi.

A 802.1p címkézéshez hasonlóan, amelyet korábban bemutattam, a Diffserv prioritásokat különféle csoportházirend-beállításokon keresztül konfigurálhatja. Mielőtt bemutatnám, hogyan, bemutatom a Windowsban használt szabványos Diffserv prioritásokat:

Talán észrevette, hogy a Diffserv prioritási jelölések teljesen más tartományt használnak, mint a 802.1P. A 0-7 tartomány támogatása helyett a Diffserv támogatja a 0 és 63 közötti prioritásjelölési tartományt, ahol a nagyobb számok magasabb prioritásúak.

Ahogy korábban mondtam, a Windows lehetővé teszi a Diffserv prioritás jelölésének meghatározását a csoportházirend-beállítások segítségével. Ne feledje azonban, hogy néhány fejlettebb útválasztó saját Diffserv értéket rendel a csomagokhoz, függetlenül attól, hogy a Windows mit rendel hozzá.

Ezt szem előtt tartva a Diffserv Priority Marking konfigurálásához nyissa meg a Csoportházirend-szerkesztőt, és keresse meg a Számítógép konfigurációja \ Felügyeleti sablonok \ Hálózat \ QoS csomagütemező elemet a konzolfában.

Ha megnézi a B ábrát, észre fogja venni, hogy a QoS Packet Scheduler fül alatt két DSCP-vel kapcsolatos fül található. Ezen lapok egyike lehetővé teszi DSCP-prioritásjelölés hozzárendelését a folyamspecifikációnak megfelelő csomagokhoz, a másik pedig lehetővé teszi a nem megfelelő csomagok DSCP-prioritásjelölésének beállítását. Maguk a tényleges paraméterek mindkét lapnál hasonlóak, amint az a C ábrán látható.

B ábra: A Windows külön kezeli a DSCP-prioritásjelöléseket a folyamatspecifikációnak megfelelő és nem megfelelő csomagok esetében.

C ábra: Manuálisan rendelhet DSCP prioritásjelölést a különböző típusú szolgáltatásokhoz.

Egyéb csoportházirend-beállítások

Ha megnézi a B ábrát, észre fogja venni, hogy három csoportházirend-beállítás van, amelyeket nem említettem. Szerettem volna röviden megemlíteni, hogy mik ezek a paraméterek és mit csinálnak, azoknak, akiket érdekelhet.

A Limit Outstanding Packets paraméter lényegében egy szolgáltatási küszöbérték. Ha a túlhaladott csomagok száma elér egy bizonyos értéket, akkor a QoS megtagad minden további sávszélesség-kiosztást a hálózati adapter számára, amíg az érték a megengedett maximális küszöb alá nem esik.

A Limit Reservable Bandwidth paraméter szabályozza a teljes sávszélesség százalékos arányát, amelyet a QoS-kompatibilis alkalmazások lefoglalhatnak. Alapértelmezés szerint a QoS-kompatibilis alkalmazások a hálózati sávszélesség akár 80 százalékát is lefoglalhatják. Természetesen a lefoglalt sávszélesség bármely részét, amelyet jelenleg nem használnak QoS-alkalmazások, más alkalmazások is használhatják.

A Set Timer Resolution paraméter szabályozza azt a minimális időegységet (mikromásodpercben), amelyet a QoS csomagütemező a csomagok ütemezéséhez használ. Lényegében ez a beállítás szabályozza azt a maximális sebességet, amellyel a csomagok kézbesítési sorba helyezhetők.

QoS és modemek

A szélessávú technológiák szinte egyetemes elérhetőségének korában furcsanak tűnik modemekről beszélni. Azonban még mindig sok kisvállalkozás és otthoni felhasználó használja a modemet az internethez való csatlakozáshoz. Nemrég még azt is láttam, hogy egy nagyvállalat modemekkel kommunikál a műholdas irodákkal, amelyek távoli helyeken találhatók, ahol nem áll rendelkezésre szélessávú technológia.

Természetesen a modemek használatának legnagyobb problémája a korlátozott sávszélesség. Kevésbé nyilvánvaló, de ugyanolyan fontos probléma, hogy a felhasználók általában nem változtatnak online viselkedésükön, amikor betárcsázós kapcsolatokat használnak. Természetesen a felhasználóknak nem sok kedvük van nagy fájlok letöltéséhez, ha modemen keresztül csatlakoznak az internethez, de a felhasználói viselkedés többi része ugyanaz marad, mintha szélessávú kapcsolaton keresztül csatlakoznának.

A felhasználók általában nem aggódnak túl sokat amiatt, hogy a Microsoft Outlookot folyamatosan nyitva tartják, vagy a háttérben fájlok letöltése közben böngésznek. Egyes felhasználók az azonnali üzenetküldő rendszerüket is folyamatosan nyitva tartják. Az ilyen típusú viselkedéssel az a probléma, hogy ezek az alkalmazások vagy feladatok bizonyos mennyiségű sávszélességet fogyasztanak az internetkapcsolaton.

Ha látni szeretné, hogyan segíthet a QoS, nézzük meg, mi történik normál körülmények között, amikor nem használják a QoS-t. Általában az első internethez csatlakozni próbáló alkalmazás rendelkezik a legtöbb joggal a kapcsolat használatához. Ez nem azt jelenti, hogy más alkalmazások nem használhatják a kapcsolatot, hanem azt, hogy a Windows úgy gondolja, hogy más alkalmazások nem fogják használni a kapcsolatot.

A kapcsolat létrejötte után a Windows elkezdi dinamikusan módosítani a TCP fogadási ablak méretét. A TCP fogadási ablak mérete az az adatmennyiség, amelyet el lehet küldeni, mielőtt az adatok fogadásának visszaigazolására várnánk. Minél nagyobb a TCP fogadási ablaka, annál nagyobb csomagokat tud továbbítani a feladó, mielőtt megvárná a sikeres kézbesítési visszaigazolást.

A TCP fogadási ablak méretét gondosan be kell hangolni. Ha a TCP vételi ablaka túl kicsi, a hatékonyság csökken, mivel a TCP nagyon gyakori nyugtázást igényel. Ha azonban a TCP vételi ablaka túl nagy, akkor előfordulhat, hogy a gép túl sok adatot továbbít, mielőtt rájön, hogy az átvitel során hiba történt. Emiatt nagy mennyiségű adatot kell újraküldeni, ami szintén befolyásolja a hatékonyságot.

Amikor egy alkalmazás betárcsázós internetkapcsolatot kezd használni, a Windows dinamikusan módosítja a TCP fogadási ablak méretét, amikor csomagokat küld. A Windows célja itt egy olyan stabil állapot elérése, amelyben a TCP fogadási ablak mérete optimálisan van beállítva.

Most tegyük fel, hogy a felhasználó megnyit egy második alkalmazást, amelyhez szintén internetkapcsolat szükséges. Ezt követően a Windows elindítja a TCP lassú indítási algoritmusát, amely az az algoritmus, amely a TCP fogadási ablak méretének optimális értékre való beállításáért felelős. A probléma az, hogy a TCP-t már használja egy korábban elindított alkalmazás. Ez kétféleképpen érinti a második alkalmazást. Először is, a második alkalmazás sokkal tovább tart az optimális TCP fogadási ablakméret eléréséhez. Másodszor, a második alkalmazás adatátviteli sebessége mindig lassabb lesz, mint az előre futó alkalmazás adatátviteli sebessége.

A jó hír az, hogy ezeket a problémákat elkerülheti Windows XP és Windows Server 2003 rendszeren a QOS Package Scheduler egyszerű futtatásával. Ezt követően a QOS Packet Scheduler automatikusan a Deficit Round Robin nevű technológiát fogja használni, amikor a Windows lassú kapcsolati sebességet észlel.

A Deficit Round Robin úgy működik, hogy dinamikusan külön sorokat hoz létre minden egyes internet-hozzáférést igénylő alkalmazáshoz. A Windows ezeket a sorokat körkörös módon szolgálja ki, ami drámai módon javítja az összes olyan alkalmazás hatékonyságát, amelyeknek hozzá kell férniük az internethez. Ha kíváncsi, a Deficit Round Robin a Windows 2000 Server rendszerben is elérhető, de nem kapcsol be automatikusan.

Internetkapcsolat megosztása

A Windows XP és a Windows Server 2003 rendszerben a QoS az internetkapcsolat megosztását is megkönnyíti. Amint azt valószínűleg Ön is tudja, az internetkapcsolat megosztása a NAT-alapú útválasztó egyszerűsített módja. Az a számítógép, amelyhez az internetkapcsolat fizikailag kapcsolódik, útválasztóként és DHCP-kiszolgálóként működik a hálózat többi számítógépe számára, ezáltal hozzáférést biztosít számukra az internethez ezen a gazdagépen keresztül. Az internetkapcsolat megosztását általában csak kisméretű, peer-to-peer hálózatokon használják, amelyekben nincs tartományi infrastruktúra. A nagy hálózatok jellemzően fizikai útválasztókat vagy útválasztási és távoli hozzáférési szolgáltatásokat használnak.

A fenti részben már elmagyaráztam, hogy a Windows hogyan állítja be dinamikusan a TCP fogadási ablak méretét. Ez a dinamikus beállítás azonban problémákat okozhat az internetkapcsolat megosztása során. Ennek az az oka, hogy a helyi hálózaton lévő számítógépek közötti kapcsolatok általában viszonylag gyorsak. Egy ilyen kapcsolat általában 100 Mb Ethernet vagy 802.11G vezeték nélküli kapcsolatból áll. Bár az ilyen típusú kapcsolatok messze nem a leggyorsabbak, sokkal gyorsabbak, mint az Egyesült Államokban elérhető legtöbb internetkapcsolat. Itt van a probléma.

Az ügyfélszámítógépnek az interneten keresztül kell kommunikálnia, de ezt közvetlenül nem tudja megtenni. Ehelyett az internetkapcsolat-megosztó gazdagépet használja hozzáférési modulként. Amikor a Windows kiszámítja az optimális TCP-fogadási ablakméretet, azt a helyi gép és az internetkapcsolat-megosztó gép közötti kapcsolat sebessége alapján teszi. A helyi gép által az internetről ténylegesen fogadni tudó adatmennyiség és az általa fogadni vélt adatmennyiség közötti különbség az internetkapcsolat-megosztó gazdagép sebessége alapján problémákat okozhat. Pontosabban, a kapcsolat sebességének különbsége potenciálisan olyan helyzeteket okozhat, amikor az adatok biztonsági mentése egy lassú kapcsolathoz kapcsolódó sorba kerül.

Itt jön képbe a QoS. Ha a QOS csomagütemezőt egy internetkapcsolat-megosztó webhelyre telepíti, az internetkapcsolat-megosztási gazdagép érvényteleníti a TCP fogadási ablak méretét. Ez azt jelenti, hogy az Internetkapcsolat-megosztási gazdagép a helyi gazdagépek TCP-fogadási ablakának méretét ugyanolyan méretűre állítja be, mintha közvetlenül az internethez kapcsolódnának. Ez kijavítja a nem megfelelő hálózati kapcsolati sebességek által okozott problémákat.

Következtetés

Ebben a cikksorozatban bemutattam a QoS-t, és azt, hogy hogyan használható fel a különböző típusú hálózati kapcsolatokon keresztüli forgalom alakítására. Amint látható, a QoS sokkal hatékonyabbá teheti a hálózat teljesítményét azáltal, hogy a forgalmat úgy alakítja, hogy kihasználja a legenyhébb hálózati torlódást, és nagyobb prioritás mellett gyorsabb forgalomszállítást biztosítson.

Brien Posey

A QoS mítosz

Nincs olyan ember, aki legalább egyszer ne olvasta volna el a Windows XP rendszerrel kapcsolatos GYIK-ot. És ha igen, akkor mindenki tudja, hogy létezik egy ilyen káros szolgáltatásminőség – röviden, QoS. A rendszer konfigurálásakor erősen ajánlott letiltani, mert alapból 20%-ra korlátozza a hálózati sávszélességet, és mintha ez a probléma a Windows 2000-ben is fennállna.

Ezek a sorok:
"K: Hogyan lehet teljesen letiltani a QoS (Quality of Service) szolgáltatást? Hogyan kell konfigurálni? Igaz, hogy korlátozza a hálózati sebességet?"
V: Valóban, a Quality of Service alapértelmezés szerint a csatorna sávszélességének 20%-át fenntartja igényeinek (bármilyen – akár 14400-as modem, akár egy gigabites Ethernet is). Sőt, még ha eltávolítja is a QoS Packet Scheduler szolgáltatást a Properties kapcsolatból, ez a csatorna nem szabadul fel. Itt felszabadíthatja a csatornát, vagy egyszerűen beállíthatja a QoS-t. Indítsa el a csoportházirend-kisalkalmazást (gpedit.msc). A Csoportházirendben keresse meg a Helyi számítógép házirendjét, és kattintson az Adminisztrációs sablonokra. Válassza ki a Network - QoS Packet Sheduler elemet. Kapcsolja be a Foglalható sávszélesség korlátozása funkciót. Most csökkentjük a sávszélesség-korlátot 20%-ról 0%-ra, vagy egyszerűen letiltjuk. Ha szükséges, itt más QoS paramétereket is beállíthat. A változtatások aktiválásához csak újra kell indítani."
20% persze sok. A Microsoft valóban a Mazdai. Az ilyen jellegű kijelentések a GYIK-től a GYIK-ig, fórumról fórumra, médiáról médiára vándorolnak, mindenféle "csípésben" - a Windows XP "tuningolására" szolgáló programokban (egyébként nyissa meg a "Csoportházirendek" és a "Helyi" Biztonsági szabályzatok”, és semmilyen „csípés” nem felel meg nekik a testreszabási lehetőségek tárházában). Óvatosnak kell lenni az ilyen jellegű megalapozatlan állítások feltárásával, amit most szisztematikus megközelítéssel fogunk megtenni. Vagyis hivatalos elsődleges forrásokra támaszkodva alaposan áttanulmányozzuk a problémás kérdést.

Mi az a minőségi szolgáltatási hálózat?
Fogadjuk el a hálózati rendszer alábbi egyszerűsített definícióját. Az alkalmazások futnak és futnak gazdagépeken, és kommunikálnak egymással. Az alkalmazások adatokat küldenek az operációs rendszernek a hálózaton keresztüli továbbítás céljából. Miután az adatokat átvitték az operációs rendszerbe, hálózati forgalommá válik.
A hálózati QoS a hálózat azon képességére támaszkodik, hogy feldolgozza ezt a forgalmat, hogy biztosítsa egyes alkalmazások kérésének teljesítését. Ehhez olyan alapvető mechanizmusra van szükség a hálózati forgalom kezeléséhez, amely képes azonosítani a megfelelő forgalmat és ellenőrizni az adott kezelést.
A QoS funkciót két hálózati szereplő kielégítésére tervezték: a hálózati alkalmazások és a hálózati rendszergazdák. Gyakran vannak nézeteltéréseik. A hálózati rendszergazda korlátozza az adott alkalmazás által használt erőforrásokat, miközben az alkalmazás megpróbál a lehető legtöbb hálózati erőforrást megragadni. Érdekeik egyeztethetők, figyelembe véve, hogy a hálózati rendszergazda vezető szerepet tölt be minden alkalmazással és felhasználóval kapcsolatban.

Alapvető QoS paraméterek
A különböző alkalmazások eltérő követelményeket támasztanak a hálózati forgalom kezelésére. Az alkalmazások többé-kevésbé tolerálják a késleltetést és a forgalomvesztést. Ezek a követelmények a következő QoS-hez kapcsolódó paraméterekben találtak alkalmazásra:
Sávszélesség – Az a sebesség, amellyel az alkalmazás által generált forgalmat továbbítani kell a hálózaton.
Késés – Az a késés, amelyet az alkalmazás elvisel az adatcsomagok kézbesítése során.
Jitter – a késleltetési idő módosítása.
Vesztés – Az elveszett adatok százalékos aránya.
Ha végtelen számú hálózati erőforrás állna rendelkezésre, akkor az összes alkalmazásforgalmat a szükséges sebességgel, nulla késleltetéssel, nulla késleltetési eltéréssel és veszteséggel lehetne továbbítani. A hálózati erőforrások azonban nem korlátlanok.
A QoS mechanizmus szabályozza a hálózati erőforrások kiosztását az alkalmazásforgalom számára, hogy megfeleljen az átviteli követelményeknek.

Alapvető QoS erőforrások és forgalomkezelési mechanizmusok
A gazdagépeket összekötő hálózatok számos hálózati eszközt használnak, beleértve a gazdagép hálózati adaptereket, útválasztókat, kapcsolókat és hubokat. Mindegyik rendelkezik hálózati interfésszel. Mindegyik hálózati interfész véges sebességgel képes fogadni és továbbítani a forgalmat. Ha a forgalom egy interfészre irányított sebessége nagyobb, mint az interfész forgalma továbbítási sebessége, torlódás lép fel.
A hálózati eszközök úgy tudják kezelni a torlódási állapotot, hogy sorba állítják a forgalmat az eszköz memóriájában (egy pufferben), amíg a torlódás véget nem ér. Más esetekben a hálózati berendezések csökkenthetik a forgalmat a torlódások enyhítése érdekében. Ennek eredményeként az alkalmazások a várakozási idő megváltozásával (mivel a forgalom az interfészeken sorokban tárolódnak) vagy forgalomkieséssel szembesülnek.
A hálózati interfészek azon képessége, hogy továbbítsák a forgalmat, és a memória rendelkezésre állása a forgalom hálózati eszközökön való tárolására (amíg a forgalom tovább nem továbbítható), az alapvető erőforrások, amelyek az alkalmazások forgalmi folyamai QoS biztosításához szükségesek.

QoS-erőforrások kiosztása a hálózati eszközökhöz
A QoS-t támogató eszközök intelligensen használják a hálózati erőforrásokat a forgalom továbbítására. Ez azt jelenti, hogy a késleltetést jobban tűrő alkalmazások forgalma sorba kerül (egy pufferben tárolódik a memóriában), és a késleltetés szempontjából kritikus alkalmazások forgalmát továbbítják.
Ennek a feladatnak a végrehajtásához a hálózati eszköznek azonosítania kell a forgalmat a csomagok osztályozásával, valamint sorokkal és mechanizmusokkal kell rendelkeznie a kiszolgálásukra.

Forgalomfeldolgozó motor
A forgalomfeldolgozási mechanizmus a következőket tartalmazza:
802.1p
Differenciált ugrásonkénti viselkedések (diffserv PHB).
Integrált szolgáltatások (intserv).
ATM stb.
A legtöbb helyi hálózat IEEE 802 technológián alapul, beleértve az Ethernetet, a token-ringet stb. A 802.1p egy forgalomfeldolgozási mechanizmus, amely támogatja a QoS-t az ilyen hálózatokban.

A 802.1p meghatároz egy mezőt (2. réteg az OSI hálózati modellben) egy 802-es csomagfejlécben, amely nyolc prioritási érték egyikét hordozhatja. Általában a gazdagépek vagy útválasztók, amikor forgalmat küldenek a helyi hálózatra, minden elküldött csomagot megjelölnek, és egy bizonyos prioritási értéket rendelnek hozzá. A hálózati eszközöktől, például a kapcsolóktól, hidaktól és huboktól elvárható, hogy a csomagokat megfelelően kezeljék sorba állító mechanizmusok segítségével. A 802.1p helyi hálózatra (LAN) korlátozódik. Amint a csomag áthalad a LAN-on (OSI Layer 3-on keresztül), a 802.1p prioritás megszűnik.
A Diffserv egy Layer 3 mechanizmus, amely az IP-csomagok fejlécének 3. rétegében határoz meg egy diffserv kódpontnak (DSCP) nevezett mezőt.
Az Intserv szolgáltatások egész sora, amelyek meghatározzák a garantált szolgáltatást és a letöltéseket kezelő szolgáltatást. A garantált szolgáltatás azt ígéri, hogy mérhető és korlátozott késleltetéssel szállít bizonyos mennyiségű forgalmat. A terhelést kezelő szolgáltatás vállalja, hogy bizonyos mennyiségű forgalmat „enyhe hálózati torlódással” szállít. Ezek mérhető szolgáltatások abban az értelemben, hogy meghatározott mennyiségű forgalom számára mérhető QoS-t biztosítanak.

Mivel az ATM technológia viszonylag kis cellákra bontja a csomagokat, nagyon alacsony késleltetést kínálhat. Ha sürgősen csomagot kell küldenie, az ATM interfész mindig szabad lehet az átvitelhez az egy cella átviteléhez szükséges ideig.
A QoS-nek számos összetettebb mechanizmusa van, amelyek működőképessé teszik ezt a technológiát. Csak egy fontos pontot jegyezzünk meg: a QoS működéséhez támogatni kell ezt a technológiát és a megfelelő konfigurációt az átvitel során a kezdőponttól a végpontig.

Az egyértelműség kedvéért tekintse meg a 2. ábrát. egy.
A következőket fogadjuk el:
Minden útválasztó részt vesz a szükséges protokollok továbbításában.
Egy 64 Kb/s-ot igénylő QoS munkamenet van kiépítve az A és a B gazdagép között.
Egy másik, 64 Kbps-t igénylő munkamenet inicializálódik az A és a D gazdagép között.
A diagram egyszerűsítése érdekében feltételezzük, hogy az útválasztók úgy vannak beállítva, hogy le tudják foglalni az összes hálózati erőforrást.
Esetünkben egy 64 Kbps-os foglalási kérelem három útválasztót érne el az A és B gazdagép közötti adatútvonalon. Egy másik 64 Kbps-os kérés három útválasztót érne el A és D gazdagép között. Az útválasztók teljesítenék ezeket az erőforrás-foglalási kéréseket, mert igen ne lépje túl a maximumot. Ha ehelyett a B és C gazdagép egyszerre kezdeményezne egy 64 Kbps-os QoS munkamenetet az A gazdagéppel, akkor az ezeket a gazdagépeket (B és C) kiszolgáló útválasztó megtagadná az egyik kapcsolatot.

Most tegyük fel, hogy a hálózati adminisztrátor kikapcsolja a QoS feldolgozást a B, C, D, E gazdagépeket kiszolgáló alsó három útválasztón. Ebben az esetben a 128 Kbps-ig terjedő erőforráskéréseket a résztvevő gazdagép helyétől függetlenül kielégítik. A minőségbiztosítás azonban alacsony lenne, mivel az egyik gazdagép forgalma veszélyeztetné egy másik gazdagép forgalmát. A QoS fenntartható lenne, ha a felső router minden kérést 64 Kbps-ra korlátozna, de ez a hálózati erőforrások nem hatékony felhasználását eredményezné.
Másrészt az összes hálózati kapcsolat sávszélessége 128 Kbps-ra növelhető. A megnövelt sávszélesség azonban csak akkor lesz felhasználva, ha a B és C (vagy D és E) gazdagépek egyidejűleg kérnek erőforrásokat. Ha nem ez a helyzet, akkor a hálózati erőforrásokat ismét nem hatékonyan használják fel.

Microsoft QoS komponensek
A Windows 98 csak felhasználói szintű QoS összetevőket tartalmaz, beleértve:
Alkalmazási összetevők.
GQoS API (a Winsock 2 része).
QoS szolgáltató.
A Windows 2000 / XP / 2003 operációs rendszer tartalmazza a fentiek mindegyikét és a következő összetevőket:
Resource Reservation Protocol Service Provider (Rsvpsp.dll) és RSVP Services (Rsvp.exe) és QoS ACS. Nem használt Windows XP, 2003 alatt.
Forgalomszabályozás (Traffic.dll).
Általános csomagosztályozó (Msgpc.sys). A csomagosztályozó azonosítja azt a szolgáltatási osztályt, amelyhez a csomag tartozik. Ebben az esetben a csomag a megfelelő sorba kerül. A sorokat a QoS Packet Scheduler kezeli.
QoS csomagütemező (Psched.sys). Meghatározza a QoS paramétereket egy adott adatfolyamhoz. A forgalom meghatározott prioritási értékkel van felcímkézve. A QoS csomagütemező meghatározza az egyes csomagok sorban állási ütemezését, és kezeli a sorba állított csomagok közötti versengő kéréseket, amelyek egyidejű hálózati hozzáférést igényelnek.

A 2. ábrán látható diagram a protokollvermet, a Windows-összetevőket és azok interakcióját mutatja be a gazdagépen. A Windows 2000 rendszerben használt, de a Windows XP / 2003 rendszerben nem használt elemek nem jelennek meg az ábrán.
Az alkalmazások a verem tetején találhatók. Lehet, hogy tudnak a QoS-ről, vagy nem. A QoS teljes erejének kihasználása érdekében a Microsoft általános QoS API-hívások használatát javasolja az alkalmazásokban. Ez különösen fontos a magas színvonalú szolgáltatási garanciát igénylő alkalmazások esetében. Számos segédprogram használható a QoS meghívására olyan alkalmazások nevében, amelyek nem ismerik a QoS-t. A forgalomkezelő API-n keresztül dolgoznak. Például a NetMeeting a GQoS API-t használja. De az ilyen alkalmazásoknál a minőség nem garantált.

Az utolsó szög
Az előbb említett elméleti pontok nem adnak egyértelmű választ arra a kérdésre, hogy hova megy a hírhedt 20% (amit, megjegyzem, még senki nem mért pontosan). A fentiek alapján ennek nem szabadna így lennie. Az ellenzők azonban új érvet hoznak fel: a QoS rendszer jó, de a megvalósítás ferde. Következésképpen 20%-uk "elnyelődik". A probléma láthatóan a szoftveróriást is megviselte, hiszen már külön-külön is cáfolta az ilyen kitalációkat elég hosszú ideje.
De adjuk át a szót a fejlesztőknek, és mutassunk be kiválasztott pillanatokat a „316666 – Windows XP szolgáltatásminőség (QoS) javításai és viselkedése” című cikkből irodalmi orosz nyelven:
"A hálózati sávszélesség száz százaléka megosztható az összes program között, kivéve, ha egy program kifejezetten kéri a kiemelt sávszélességet. Ez a" fenntartott "sávszélesség elérhető más programok számára, ha az azt kérő program nem küld adatot.

A programok alapértelmezés szerint a fő kapcsolati sebesség legfeljebb 20%-át foglalhatják le minden számítógépes interfészen. Ha a sávszélességet lefoglaló program nem küld elegendő adatot a teljes sávszélesség felhasználásához, a lefoglalt sávszélesség fel nem használt része más adatfolyamok számára elérhető.
Különféle műszaki cikkekben és hírcsoportokban megjelentek olyan kijelentések, hogy a Windows XP mindig a rendelkezésre álló sávszélesség 20%-át tartja fenn a QoS számára. Ezek az állítások tévesek."
Ha most valaki még mindig a sávszélesség 20%-át eszi, akkor azt tudom tanácsolni, hogy továbbra is használjon több mindenféle "csípés" és ferde hálózati illesztőprogramot. És nem lesz annyira "hizlalva".
Mindenki, a QoS mítosz, haljon meg!

Jurij Trofimov,