Ağ Oluşturmada Hizmet Kalitesi-QoS Nedir?

Hizmet kalitesi (QoS), trafiği kontrol etmek ve sınırlı ağ kapasitesine sahip kritik uygulamaların performansını sağlamak için bir ağ üzerinde çalışan mekanizmaların veya teknolojilerin kullanılmasıdır. Belirli yüksek performanslı uygulamalara öncelik vererek kuruluşların genel ağ trafiğini ayarlamasına olanak tanır.

QoS, genellikle kaynak yoğun sistemler için trafik taşıyan ağlara uygulanır. Gerekli olduğu yaygın hizmetler arasında internet protokolü televizyonu (IPTV), çevrimiçi oyun, medya akışı, video konferans, isteğe bağlı video (VOD) ve IP Üzerinden Ses (VoIP) bulunur.

Ağ oluşturmada QoS kullanan kuruluşlar, ağlarındaki birden çok uygulamanın performansını optimize etme ve ağlarının bit hızı, gecikme, sapma ve paket hızı hakkında görünürlük kazanma yeteneğine sahiptir. Bu, ağlarındaki trafiği düzenleyebilmelerini ve iletim gecikmesini önlemek için paketlerin internete veya diğer ağlara yönlendirilme şeklini değiştirebilmelerini sağlar. Bu aynı zamanda kuruluşun uygulamalar için beklenen hizmet kalitesine ulaşmasını ve beklenen kullanıcı deneyimlerini sunmasını sağlar.

QoS’nin anlamına göre, temel amaç, ağların ve kuruluşların özel bant genişliği, kontrollü titreşim ve daha düşük gecikme sunmayı içeren trafiğe öncelik vermesini sağlamaktır. Bunu sağlamak için kullanılan teknolojiler, iş uygulamalarının, geniş alan ağlarının (WAN’lar) ve servis sağlayıcı ağlarının performansını artırmak için hayati önem taşır.

QoS Nasıl Çalışır?

QoS ağ teknolojisi, hizmet türlerini belirlemek için paketleri işaretleyerek ve ardından yönlendiricileri önceliklerine göre her uygulama için ayrı sanal kuyruklar oluşturacak şekilde yapılandırarak çalışır. Sonuç olarak, bant genişliği, öncelikli erişim atanmış kritik uygulamalar veya web siteleri için ayrılmıştır.

QoS teknolojileri, ağ trafiğindeki belirli akışlara kapasite ve işleme tahsisi sağlar. Bu, ağ yöneticisinin paketlerin işlendiği sırayı atamasına ve her uygulamaya veya trafik akışına uygun miktarda bant genişliği sağlamasına olanak tanır.

Ağ Trafiği Türleri

QoS ağ yazılımının nasıl çalıştığını anlamak, ölçtüğü çeşitli trafik türlerini tanımlamaya bağlıdır. Bunlar:

• Bant genişliği: Bir bağlantının hızı. QoS, bir yönlendiriciye bant genişliğinin nasıl kullanılacağını söyleyebilir. Örneğin, farklı trafik türleri için farklı kuyruklara belirli miktarda bant genişliği atamak.
• Gecikme: Bir paketin kaynağından son hedefine gitmesi için geçen süre. Bu genellikle, tıkanıklık zamanlarında meydana gelen ve bir paket iletilmeden önce bir kuyrukta bekleyen kuyruk gecikmesinden etkilenebilir. QoS, belirli trafik türleri için bir öncelik sırası oluşturarak kuruluşların bundan kaçınmasını sağlar.
• Kayıp: Genellikle ağ tıkanıklığı nedeniyle oluşan paket kaybının bir sonucu olarak kaybedilen veri miktarı. QoS, kuruluşların bu olayda hangi paketlerin bırakılacağına karar vermelerini sağlar.
• Jitter: Paketlerin geç ve sıra dışı gelmesine neden olabilecek, tıkanıklık nedeniyle bir ağdaki paketlerin düzensiz hızı. Bu, iletilen ses ve videoda bozulmaya veya boşluklara neden olabilir.

QoS’ye Başlarken

QoS’nin uygulanması, bir kuruluşun kendileri için önemli olan, yüksek hacimli bant genişliği kullanan ve/veya gecikme veya paket kaybına duyarlı trafik türlerini tanımlamasıyla başlar.

Bu, kuruluşun ağındaki her trafik türünün ihtiyaçlarını ve önemini anlamasına ve genel bir yaklaşım tasarlamasına yardımcı olur. Örneğin, bazı kuruluşların yalnızca belirli hizmetler için bant genişliği sınırlarını yapılandırması gerekebilirken, diğerlerinin tüm hizmetleri için arabirim ve güvenlik politikası bant genişliği sınırlarını tam olarak yapılandırması ve kritik hizmetleri trafik hızına göre sıraya koymaya öncelik vermesi gerekebilir.

Kuruluş daha sonra trafiği sınıflandıran ve en önemli uygulamalarının kullanılabilirliğini ve tutarlılığını sağlayan ilkeleri dağıtabilir. Trafik, bağlantı noktası veya internet protokolü (IP) veya uygulama veya kullanıcı gibi daha karmaşık bir yaklaşımla sınıflandırılabilir.

Bant genişliği yönetimi ve kuyruğa alma araçlarına, özellikle ağa girdiklerinde aldıkları sınıflandırmaya göre trafik akışını yönetmek için roller atanır. Bu, trafik akışları içindeki paketlerin ağ onları işlemeye hazır olana kadar saklanmasına izin verir. Öncelikli kuyruğa alma, önemli uygulamalar ve trafik için gerekli kullanılabilirliği ve ağ performansının minimum gecikmesini sağlamak için de kullanılabilir. Bu, ağın en önemli etkinliklerinin daha az öncelikli olanlar tarafından bant genişliğinden mahrum kalmaması içindir.

Ayrıca, bant genişliği yönetimi, kapasiteyi aşmamasını ve tıkanıklığı önlemesini sağlamak için ağ altyapısındaki trafik akışını ölçer ve kontrol eder. Bu, performansı optimize eden veya garanti eden ve kullanılabilir bant genişliğini artıran bir hız sınırlama tekniği olan trafik şekillendirmeyi ve belirli trafik akışlarına bant genişliği sağlamak için çeşitli yöntemler sunan zamanlama algoritmalarını içerir.

QoS Neden Önemli?

Geleneksel iş ağları ayrı varlıklar olarak faaliyet gösteriyordu. Telefon görüşmeleri ve telekonferanslar bir ağ tarafından yapılırken dizüstü bilgisayarlar, masaüstü bilgisayarlar, sunucular ve diğer cihazlar diğerine bağlıydı. Bir bilgisayar internete erişmek için bir telefon hattı kullanmadıkça, yolları nadiren kesişirdi.

Ağlar yalnızca veri taşıdığında, hız aşırı derecede kritik değildi. Ancak şimdi, ses ve video içeriği taşıyan etkileşimli uygulamaların, paket kaybı veya teslimat hızında değişiklik olmadan yüksek hızda iletilmesi gerekiyor.

QoS, gerçek zamanlı trafik için yüksek bant genişliği gerektiren kritik uygulamaların yüksek performansını garanti etmek için özellikle önemlidir. Örneğin, işletmelerin VoIP ve video konferans gibi genellikle minimum bant genişliği gereksinimlerine, maksimum gecikme sınırlarına ve titreşim ve gecikmeye karşı yüksek hassasiyete sahip “esnek olmayan” uygulamaların performansına öncelik vermelerine yardımcı olur.

QoS, işletmelerin bu hassas uygulamaların gecikmesini önlemesine yardımcı olarak kullanıcıların ihtiyaç duyduğu düzeyde performans göstermelerini sağlar. Örneğin, kaybolan paketler akışta bir gecikmeye neden olabilir, bu da bir video konferans aramasının ses ve video kalitesinin dalgalı ve anlaşılmaz hale gelmesine neden olabilir.

Ağ performansı gereksinimleri, bunları kullanan artan sayıda kişiye uyum sağladığından, QoS giderek daha önemli hale geliyor. En yeni çevrimiçi uygulamalar ve hizmetler, büyük miktarda bant genişliği ve ağ performansı gerektirir ve kullanıcılar her zaman yüksek performans sunmalarını ister. Bu nedenle, kuruluşların mümkün olan en iyi hizmeti garanti eden teknikleri ve teknolojileri kullanmaları gerekir.

Nesnelerin İnterneti (IoT) olgunlaşmaya devam ettikçe QoS da giderek daha önemli hale geliyor. Örneğin, imalat sektöründe makineler artık olası sorunlar hakkında gerçek zamanlı durum güncellemeleri sağlamak için ağlardan yararlanıyor. Bu nedenle, geri bildirimdeki herhangi bir gecikme, IoT ağlarında yüksek maliyetli hatalara neden olabilir. QoS, veri akışının ağda önceliğe sahip olmasını sağlar ve bilgilerin mümkün olduğunca hızlı akışını sağlar.

Şehirler artık akıllı binalar gibi büyük ölçekli IoT projelerini yürütmek için hayati önem taşıyan akıllı sensörlerle dolu. Nem ve sıcaklık verileri gibi toplanan ve analiz edilen veriler genellikle zamana duyarlıdır ve uygun şekilde tanımlanması, işaretlenmesi ve sıraya alınması gerekir.

QoS’de Hangi Teknikler ve En İyi Uygulamalar Bulunur?

Teknikler

İşletmelerin en kritik uygulamalarının yüksek performansını garanti altına almak için kullanabilecekleri birkaç teknik vardır. Bunlar şunları içerir:

• Yönlendiriciler ve anahtarlar aracılığıyla gecikmeye duyarlı VoIP trafiğinin önceliklendirilmesi: Birçok kurumsal ağ aşırı derecede sıkışık hale gelebilir, bu da yönlendiricilerin ve anahtarların, işleneceklerinden daha hızlı bir şekilde girip çıktıkça paketleri düşürmeye başladığını görür. Sonuç olarak, akış uygulamaları zarar görür. Önceliklendirme, trafiğin sınıflandırılmasını ve türüne ve varış noktasına bağlı olarak farklı öncelikler almasını sağlar. Bu, özellikle yüksek önceliğe sahip paketler diğer trafiğin önünde gönderilebildiğinden, yüksek tıkanıklık durumunda kullanışlıdır.
• Kaynak rezervasyonu: Kaynak Rezervasyon Protokolü (RSVP), kaynakları bir ağ üzerinde rezerve eden ve uygulama veri akışları için belirli QoS düzeylerini sağlamak için kullanılabilen bir aktarım katmanı protokolüdür. Kaynak rezervasyonu, işletmelerin ağ kaynaklarını farklı tür ve kökenlerdeki trafiğe göre ayırmasına, limitleri tanımlamasına ve bant genişliğini garanti etmesine olanak tanır.
• Kuyruklama: Kuyruğa alma, belirli veri akışlarına diğerlerine göre tercihli muamele sağlayan politikalar oluşturma sürecidir. Kuyruklar, içinden geçen paketlerin özel bellek alanlarında tutulduğu yönlendiriciler ve anahtarlardaki yüksek performanslı bellek arabellekleridir. Bir pakete daha yüksek öncelik atandığında, verileri daha hızlı ileten özel bir kuyruğa taşınır, bu da paketin düşme olasılığını azaltır. Örneğin, işletmeler, ağ bant genişliğinin çoğunluğu üzerinde ses trafiğine öncelik vermek için bir ilke atayabilir. Yönlendirme veya anahtarlama cihazı daha sonra bu trafiğin paketlerini ve çerçevelerini kuyruğun önüne taşıyacak ve hemen iletecektir.
• Trafik işaretlemesi: Bir ağdaki diğer bant genişliğine göre öncelik gerektiren uygulamalar belirlendiğinde, trafiğin işaretlenmesi gerekir. Bu, Katman 2 çerçeve başlığında bir veri akışını işaretleyen Hizmet Sınıfı (CoS) ve Katman 3 paket başlığında bir veri akışını işaretleyen Farklılaştırılmış Hizmetler Kod Noktası (DSCP) gibi işlemlerle mümkündür.

En İyi Uygulamalar

Bu tekniklere ek olarak, kuruluşların QoS gereksinimlerini belirlerken akıllarında tutmaları gereken birkaç en iyi uygulama da vardır.

• Kaynak arabirimindeki maksimum bant genişliği sınırlarının ve güvenlik ilkesinin aşırı paket atılmasını önlemek için çok düşük ayarlanmadığından emin olun.
• Paketlerin mevcut kuyruklar arasında dağıtılma oranını ve hangi kuyrukların hangi hizmetler tarafından kullanıldığını düşünün. Bu, gecikme düzeylerini, kuyruk dağıtımını ve paket atamasını etkileyebilir.
• Bant genişliği garantilerini yalnızca belirli hizmetlere yerleştirin. Bu, yüksek hacimli durumlarda tüm trafiğin aynı kuyruğu kullanma olasılığını ortadan kaldıracaktır.
• Tüm trafik için önceliklendirmeyi, her ikisini birden değil, hizmet tabanlı öncelik veya güvenlik ilkesi önceliği türünden biri aracılığıyla yapılandırın. Bu, analiz ve sorun gidermeyi basitleştirecektir.
• Yüksek performans sağlamak için QoS yapılandırmasının karmaşıklığını en aza indirmeye çalışın.
• Doğru test sonuçları elde etmek için Kullanıcı Veri Birimi Protokolü’nü (UDP) kullanın ve bant genişliği çıktısını aşırı talep etmeyin.

QoS’nin Avantajları

QoS’nin devreye alınması, iş açısından kritik uygulamalarının kullanılabilirliğini sağlamak isteyen işletmeler için çok önemlidir. Farklı bant genişliği sağlamak ve veri iletiminin trafik akışını kesintiye uğratmadan veya paket kayıplarına neden olmadan gerçekleşmesini sağlamak için hayati önem taşır. QoS dağıtmanın başlıca avantajları şunları içerir:

1. Sınırsız uygulama önceliği: QoS, işletmelerin en kritik görev uygulamalarının her zaman önceliğe ve yüksek performans elde etmek için gerekli kaynaklara sahip olacağını garanti eder.
2. Daha iyi kaynak yönetimi: QoS, yöneticilerin kuruluşun internet kaynaklarını daha iyi yönetmesini sağlar. Bu aynı zamanda maliyetleri ve bağlantı genişletme yatırımlarına olan ihtiyacı azaltır.
3. Gelişmiş kullanıcı deneyimi: QoS’nin nihai hedefi, optimum kullanıcı deneyimi sunmaya kadar giden kritik uygulamaların yüksek performansını garanti etmektir. Çalışanlar, yüksek bant genişliğine sahip uygulamalarında yüksek performansın keyfini çıkararak daha etkin olmalarını ve işlerini daha hızlı bitirmelerini sağlar.
4. Noktadan noktaya trafik yönetimi: Bir ağı yönetmek çok önemlidir, ancak uçtan uca, düğümden düğüme veya noktadan noktaya trafik iletilir. İkincisi, kuruluşların herhangi bir paket kaybı yaşamadan internet üzerinden müşteri paketlerini bir noktadan diğerine sırayla teslim etmelerini sağlar.
5. Paket kaybını önleme: Veri paketleri ağlar arasında geçiş sırasında düştüğünde paket kaybı meydana gelebilir. Buna genellikle bir arıza veya verimsizlik, ağ tıkanıklığı, hatalı bir yönlendirici, gevşek bağlantı veya zayıf sinyal neden olabilir. QoS, yüksek performanslı uygulamaların bant genişliğine öncelik vererek paket kaybı potansiyelini önler.
6. Gecikme azaltma: Gecikme, bir ağ isteğinin göndericiden alıcıya gitmesi ve alıcının onu işlemesi için geçen süredir. Bu, tipik olarak, yönlendiricilerin bilgileri analiz etmesinin daha uzun sürmesinden ve ara anahtarlar ve köprülerin neden olduğu depolama gecikmelerinden etkilenir. QoS, kuruluşların kritik uygulamalarına öncelik vererek gecikmeyi azaltmalarını veya bir ağ isteği sürecini hızlandırmalarını sağlar.

QoS ile Garanti Performans

QoS, en kritik uygulamalarının ve hizmetlerinin en iyi performansını garanti etmek isteyen tüm kuruluşlar için çok önemlidir. VoIP, video konferans ve giderek artan akış hizmetleri gibi yüksek bant genişliği çözümlerinin gecikme veya gecikme yaşamamasını sağlamak hayati önem taşımaktadır.

QoS, bir kuruluşun belirli bir uygulama veya hizmetin vaat edilen performansını garanti etmek için trafiğe ve kaynaklara öncelik vermesini sağlar. Ayrıca, kurumların ağlarında optimum performans düzeyini garanti etmek için farklı uygulamalara, veri akışlarına ve kullanıcılara öncelik vermelerini sağlar.