Wat is Quality of Service (QoS)?

12 juli 2024

Quality of Service (QoS) verwijst naar de algehele prestaties en betrouwbaarheid van een dienst of netwerk, met name in termen van het vermogen om consistent aan vooraf gedefinieerde normen te voldoen. QoS omvat verschillende statistieken, zoals bandbreedte, latency, jitter en foutpercentages, met als doel optimale prestaties voor kritieke applicaties en services te garanderen.

wat is kwaliteit van dienstverlening

Wat is Quality of Service (QoS) in netwerken?

Quality of service (QoS) verwijst naar het prestatieniveau van een dienst of netwerk, waarbij ervoor wordt gezorgd dat deze voldoet aan specifieke, vooraf bepaalde normen om een ​​betrouwbare en efficiënte gebruikerservaring te bieden. Het gaat om het beheren en prioriteren van netwerkbronnen om te garanderen dat essentiële diensten soepel en met minimale verstoring functioneren. QoS richt zich op verschillende belangrijke prestatie-indicatoren, waaronder bandbreedte, latentie, jitter en foutpercentages, om ervoor te zorgen dat gegevens naadloos stromen en aan de vereiste kwaliteitsniveaus voldoen.

Bij netwerken omvatten QoS-technieken de classificatie en prioritering van verschillende soorten verkeer om congestie te voorkomen en ervoor te zorgen dat toepassingen ontvang de nodige bandbreedte en minimale vertraging. Dit is vooral belangrijk in omgevingen waar meerdere soorten dataverkeer naast elkaar bestaan, omdat het helpt de prestaties van kritieke applicaties op peil te houden, zelfs tijdens periodes van hoog netwerkgebruik.

Soorten netwerkverkeer

Netwerkverkeer verwijst naar de gegevensstroom over een computernetwerk en kan worden gecategoriseerd op basis van het type gegevens dat wordt verzonden en de specifieke vereisten ervan. Het begrijpen van de soorten netwerkverkeer is cruciaal voor het implementeren van effectieve QoS-maatregelen om ervoor te zorgen dat alle applicaties en services optimaal functioneren. Dit zijn de belangrijkste soorten netwerkverkeer:

  • Spraakverkeer. Dit omvat datapakketten die verband houden met spraakcommunicatie, zoals VoIP (Voice over Internet Protocol). Spraakverkeer vereist een lage latentie en minimale jitter om heldere en ononderbroken gesprekken te voeren.
  • Videoverkeer. Dit type omvat gegevens met betrekking tot videostreaming en conferenties. Videoverkeer heeft een hoge bandbreedte en een lage latentie nodig om vloeiende en hoogwaardige visuele ervaringen te bieden zonder buffering of vertraging.
  • Dataverkeer. Deze algemene categorie omvat standaard gegevensoverdrachten zoals bestandsoverdrachten, e-mails en surfen op het web. Dataverkeer is minder gevoelig voor latentie, maar vereist een betrouwbare levering om de data-integriteit en gebruikerstevredenheid te garanderen.
  • Interactief verkeer. Dit type omvat realtime interactieve toepassingen zoals online gaming en externe desktopservices. Interactief verkeer vereist een lage latentie en jitter om een ​​responsieve gebruikerservaring te garanderen.
  • Streamend verkeer. Dit verwijst naar de continue overdracht van audio- of videogegevens, zoals muziekstreaming of live video-uitzendingen. Streamingverkeer heeft een constante gegevensstroom nodig met minimale onderbrekingen om de kwaliteit te behouden.
  • Achtergrondverkeer. Dit omvat niet-dringende gegevensoverdrachten, zoals software-updates en backupS. Achtergrondverkeer kan een hogere latentie en een lagere prioriteit tolereren, omdat het geen onmiddellijke aandacht vereist.

QoS-parameters

Parameters voor de servicekwaliteit zijn cruciale maatstaven die worden gebruikt om de prestaties van een netwerk te meten en te beheren. Deze parameters helpen ervoor te zorgen dat aan specifieke prestatienormen wordt voldaan voor verschillende soorten netwerkverkeer. Hier zijn de belangrijkste QoS-parameters:

  • Bandbreedte. Bandbreedte is maximaal overdrachtssnelheid via een netwerk. Er wordt gemeten stukjes per seconde (bps) en bepaalt hoeveel gegevens er binnen een bepaald tijdsbestek kunnen worden verzonden of ontvangen. Voldoende bandbreedte is essentieel voor het verwerken van grote hoeveelheden gegevens en het ondersteunen van veeleisende toepassingen.
  • Latentie. Latency, ook wel vertraging genoemd, is de tijd die een datapakket nodig heeft om van de bron naar de bestemming te reizen. Het wordt meestal gemeten in milliseconden (ms). Lage latentie is cruciaal voor realtime toepassingen zoals voice over IP (VoIP) en online gaming, waarbij vertragingen de prestaties aanzienlijk kunnen beïnvloeden.
  • Jitter. Jitter verwijst naar de variatie in de aankomsttijden van pakketten. Met andere woorden, het meet de inconsistentie in pakketvertraging. Hoge jitter veroorzaakt problemen in toepassingen die een constante gegevensstroom vereisen, zoals videoconferenties en streaming media, wat leidt tot slechte kwaliteit en onderbrekingen.
  • Pakketverlies. Pakketverlies treedt op wanneer een of meer datapakketten hun bestemming niet bereiken. Het wordt doorgaans uitgedrukt als een percentage verloren pakketten ten opzichte van de verzonden pakketten. Pakketverlies kan de kwaliteit van toepassingen verslechteren, vooral die welke gevoelig zijn voor data-integriteit, zoals bestandsoverdrachten en streamingdiensten.
  • Foutpercentage. Het foutenpercentage meet het aantal beschadigde bits of pakketten in de gegevens die worden verzonden. Hoge foutenpercentages kunnen leiden tot hertransmissies, waardoor de effectieve bandbreedte wordt verminderd en de latentie toeneemt. Het garanderen van een laag foutenpercentage is essentieel voor het behoud van de gegevensintegriteit en de algehele netwerkprestaties.
  • Doorvoer. Doorvoer is de werkelijke snelheid waarmee gegevens met succes via het netwerk worden verzonden, meestal gemeten in bits per seconde (bps). Het geeft de effectieve prestaties van het netwerk aan, rekening houdend met factoren als bandbreedte, latentie en pakketverlies. Een hoge doorvoer is essentieel voor toepassingen die een aanzienlijke gegevensoverdracht vereisen.
  • Beschikbaarheid. Beschikbaarheid verwijst naar het percentage van de tijd dat het netwerk operationeel en toegankelijk is. Hoge beschikbaarheid is van cruciaal belang voor kritieke toepassingen en diensten die continue beschikbaarheid vereisen uptime, zodat netwerkbronnen consistent beschikbaar zijn wanneer dat nodig is.

Hoe werkt QoS?

Quality of Service (QoS) geeft prioriteit aan netwerkverkeer en toewijzing van bronnen om ervoor te zorgen dat specifieke soorten gegevens de noodzakelijke bandbreedte, lage latentie en minimale jitter ontvangen om optimaal te functioneren. Hier is een gedetailleerde uitleg van hoe QoS werkt:

  1. Verkeersclassificatie. De eerste stap in QoS is het identificeren en classificeren van verschillende soorten netwerkverkeer. Verkeer wordt gecategoriseerd op basis van de vereisten, zoals latentiegevoeligheid, bandbreedtebehoeften en belang. Veel voorkomende classificaties zijn onder meer spraak, video, interactieve toepassingen en achtergrondgegevens.
  2. Verkeersmarkering. Eenmaal geclassificeerd, wordt het verkeer gemarkeerd met behulp van verschillende technieken, zoals Differentiated Services Code Point (DSCP) of IEEE 802.1p. Deze markeringen identificeren het prioriteitsniveau van elk pakket, waardoor netwerkapparaten deze op de juiste manier kunnen herkennen en verwerken.
  3. Verkeerspolitie en vormgeving. Verkeerspolitie houdt toezicht op de snelheid van de verkeersstroom en zorgt ervoor dat deze de vooraf bepaalde limieten niet overschrijdt. Verkeer kan worden verwijderd of gemarkeerd voor een lagere prioriteit als het deze limieten overschrijdt. Bij Traffic Shaping gaat het om het controleren van de verkeersstroom om een ​​soepele en consistente snelheid te garanderen. Traffic shaping buffert overtollige pakketten en geeft deze met een gecontroleerde snelheid vrij om congestie te voorkomen en de kwaliteit te behouden.
  4. Wachtrijen en planning. Netwerkapparaten gebruiken wachtrijen om pakketten te beheren op basis van hun prioriteit. Verkeer met een hogere prioriteit wordt in wachtrijen met een hogere prioriteit geplaatst, zodat het als eerste wordt verwerkt. Planningsalgoritmen zoals Weighted Fair Queuing (WFQ), Priority Queuing (PQ) en Class-based Weighted Fair Queuing (CBWFQ) bepalen de volgorde waarin pakketten worden verzonden.
  5. Congestiebeheer en -vermijding. Tijdens periodes met veel verkeer kan er congestie optreden, wat leidt tot pakketverlies en verhoogde latentie. QoS-mechanismen zoals willekeurige vroege detectie (RED) en gewogen willekeurige vroege detectie (WRED) helpen congestie te beheren en te voorkomen door preventief pakketten met een lagere prioriteit te laten vallen om bronnen vrij te maken voor verkeer met een hogere prioriteit.
  6. Bandbreedtetoewijzing. QoS zorgt ervoor dat er voldoende bandbreedte wordt toegewezen aan verschillende soorten verkeer, afhankelijk van hun vereisten. Deze toewijzing garandeert dat applicaties met hoge prioriteit de nodige middelen ontvangen om efficiënt te functioneren, zelfs tijdens piekuren.
  7. End-to-end QoS. Om QoS effectief te laten zijn, moet het over het gehele netwerkpad worden geïmplementeerd, van de bron tot de bestemming. Dit omvat alle tussenliggende apparaten zoals routers, schakelaarsen gateways. End-to-end QoS zorgt ervoor dat verkeer consistent wordt beheerd en geprioriteerd in het hele netwerk.

Waarom is QoS belangrijk?

qos belang

Quality of service (QoS) is om verschillende redenen belangrijk, vooral in de huidige diverse en veelgevraagde netwerkomgevingen. Hier volgt een gedetailleerde uitleg waarom QoS essentieel is:

  • Garandeert betrouwbare prestaties voor kritische toepassingen. In netwerken die een verscheidenheid aan toepassingen ondersteunen, zijn sommige services, zoals VoIP, videoconferenties en online gaming, zeer gevoelig voor latentie, jitter en pakketverlies. QoS geeft prioriteit aan deze applicaties om ervoor te zorgen dat ze de nodige bronnen ontvangen voor optimale prestaties, waardoor problemen zoals het wegvallen van oproepen, slechte videokwaliteit en vertraging worden voorkomen.
  • Verbetert de gebruikerservaring. QoS helpt een gebruikerservaring van hoge kwaliteit te behouden door ervoor te zorgen dat kritieke applicaties betrouwbaar presteren, zelfs tijdens piekuren. Dit is essentieel voor het behoud van de productiviteit in zakelijke omgevingen waar realtime communicatie en samenwerking van cruciaal belang zijn.
  • Beheert de bandbreedte efficiënt. Door verkeer te prioriteren op basis van het belang en de vereisten ervan, zorgt QoS ervoor dat de beschikbare bandbreedte efficiënt wordt gebruikt. Dit voorkomt netwerkcongestie en zorgt ervoor dat toepassingen met hoge prioriteit de bandbreedte ontvangen die ze nodig hebben, zonder te worden beïnvloed door minder kritisch verkeer.
  • Ondersteunt Service Level Agreements (SLA's). Veel organisaties hebben dat gedaan SLA's met hun klanten of dienstverleners, waarin de verwachte prestaties en beschikbaarheid van netwerkdiensten worden gespecificeerd. QoS helpt bij het voldoen aan deze SLA's door de noodzakelijke mechanismen te bieden om de vereiste prestatieniveaus voor verschillende soorten verkeer te garanderen.
  • Faciliteert geconvergeerde netwerken. Moderne netwerken vervoeren vaak een mix van data-, spraak- en videoverkeer. QoS is essentieel voor geconvergeerde netwerken, omdat het ervoor zorgt dat verschillende soorten verkeer naast elkaar kunnen bestaan ​​zonder elkaar negatief te beïnvloeden. Dit is vooral belangrijk voor uniforme communicatiesystemen die verschillende communicatiemethoden integreren in één enkele netwerkinfrastructuur.
  • Verlaagt de operationele kosten. Door de netwerkprestaties te optimaliseren en congestie te voorkomen, vermindert QoS de behoefte aan dure netwerkupgrades. Efficiënt gebruik van bestaande bronnen betekent dat organisaties de kosten die gepaard gaan met het vergroten van de bandbreedte om de verkeersbelasting af te handelen, kunnen uitstellen of vermijden.
  • Verbetert de netwerkbeveiliging. QoS kan ook verbeteren netwerk veiligheid door prioriteit te geven aan verkeer van kritieke applicaties en door de impact van kwaadaardig of ongewenst verkeer te beperken. Dit helpt de gevolgen ervan te verzachten netwerk aanvallen en zorgt ervoor dat belangrijke diensten beschikbaar en functioneel blijven.
  • Ondersteunt opkomende technologieën. Met de opkomst van Internet of Things (IoT), cloud computergebruiken andere opkomende technologieën neemt de vraag naar betrouwbare en krachtige netwerkdiensten toe. QoS is cruciaal voor het ondersteunen van deze technologieën door ervoor te zorgen dat het netwerk de diverse en dynamische verkeerspatronen die ze genereren aankan.

Hoe QoS implementeren?

Het implementeren van Quality of Service omvat verschillende stappen en het gebruik van specifieke technieken om netwerkverkeer te beheren en te prioriteren. Hier vindt u een gedetailleerde handleiding over het implementeren van QoS:

  1. Identificeer en classificeer verkeer. De eerste stap is het identificeren van de verschillende soorten verkeer op uw netwerk. Dit omvat het begrijpen van de vereisten van verschillende applicaties en het categoriseren ervan op basis van hun gevoeligheid voor latentie, jitter en pakketverlies. Veelvoorkomende typen verkeer zijn onder meer spraak, video, interactieve toepassingen en bulkgegevensoverdracht.
  2. Markeer verkeer. Zodra het verkeer is geclassificeerd, moet het worden gemarkeerd zodat netwerkapparaten het kunnen herkennen en er prioriteit aan kunnen geven. Dit gebeurt met behulp van technieken zoals Differentiated Services Code Point (DSCP) of IEEE 802.1p. Verkeersmarkering zorgt ervoor dat pakketten in het hele netwerk worden behandeld volgens hun prioriteit.
  3. Configureer verkeerspolitie en vormgeving. Stel verkeerspolitie in om de snelheid van de verkeersstroom te controleren en te beperken. De politie kan pakketten die een bepaalde snelheid overschrijden, verwijderen of opnieuw markeren, zodat geen enkel type verkeer het netwerk overweldigt. Implementeer traffic shaping om verkeersstromen af ​​te vlakken en een consistente doorstroming te behouden. Shaping buffert overtollige pakketten en geeft deze met een gecontroleerde snelheid vrij, waardoor congestie wordt voorkomen en stabiele prestaties worden gegarandeerd.
  4. Wachtrijen en planning implementeren. Configureer wachtrijmechanismen op netwerkapparaten om te beheren hoe pakketten worden gebufferd en verzonden.
  5. Configureer congestiebeheer en -vermijding. Mechanismen opzetten om congestie te beheersen en te voorkomen. Technieken zoals willekeurige vroege detectie (RED) en gewogen willekeurige vroege detectie (WRED) helpen door preventief pakketten met een lagere prioriteit te laten vallen voordat het netwerk overbelast raakt.
  6. Bandbreedte toewijzen. Reserveer bandbreedte voor kritieke applicaties om ervoor te zorgen dat ze over de middelen beschikken die ze nodig hebben. Dit kan worden gedaan met behulp van technieken als traffic shaping en queuing, die minimale bandbreedteniveaus garanderen voor verkeer met hoge prioriteit.
  7. End-to-end QoS-configuratie. Zorg ervoor dat het QoS-beleid consistent wordt toegepast over het gehele netwerkpad, van de bron tot de bestemming. Dit omvat het configureren van QoS-instellingen op alle relevante apparaten, zoals routers, switches en firewalls.
  8. Bewaak en pas het QoS-beleid aan. Bewaak voortdurend de netwerkprestaties om ervoor te zorgen dat het QoS-beleid effectief is. Gebruik tools voor netwerkmonitoring om statistieken zoals latentie, jitter en pakketverlies bij te houden. Pas de QoS-instellingen indien nodig aan om eventuele prestatieproblemen aan te pakken en aan te passen aan veranderende netwerkomstandigheden.
  9. Netwerkbeheerders en gebruikers opleiden. Zorg ervoor dat netwerkbeheerders zijn getraind in QoS-principes en configuratie. Informeer gebruikers over het belang van QoS en hoe hun activiteiten de netwerkprestaties kunnen beïnvloeden.
  10. Documenteer QoS-beleid en -procedures. Onderhoud uitgebreide documentatie van QoS-beleid, configuraties en procedures. Dit zorgt voor consistentie bij de implementatie en maakt het gemakkelijker om problemen op te lossen en instellingen aan te passen wanneer dat nodig is.

Anastasia
Spasojević
Anastazija is een ervaren contentschrijver met kennis en passie voor cloud computergebruik, informatietechnologie en onlinebeveiliging. Bij phoenixNAP, richt ze zich op het beantwoorden van brandende vragen over het waarborgen van de robuustheid en veiligheid van gegevens voor alle deelnemers aan het digitale landschap.