Datanet servicekvalitet

1. I kredsløbskoblet datanet (eng. Circuit-Switched Network, CSN) er QoS sandsynligheden for at kunne indlede et kald til et andet stykke dataterminaludstyr.
2. I pakkekoblede datanet (eng. Packet-Switched Network, PSN) er QoS opfyldelse af en given trafikkontrakt (eng. Service Level Agreement, SLA). I mange tilfælde anvendes QoS uformelt om sandsynligheden for, at en datapakke fuldfører sin rejse mellem to givne dataterminaludstyr i et datanet.

Table of contents

1 Problemer i pakkekoblede datanet 2 Midler til QoS i pakkekoblede datanet 3 Egenskaber som sænker QoS 4 Eksempler på anvendelse af trafik klassificering og båndbreddebegrænsning 5 Endnu et eksempel 6 Et andet 7 Se også 8 Eksterne henvisninger 8.1 Lag 7 firewall/traffic shaper

Problemer i pakkekoblede datanet

• Pakketab (eng. packet drop) - Netudstyr taber pakker, når deres port køer løber over (eng. buffer tail drop). Det sker pga. fysiske eller logiske flaskehalse i datanettet. F.eks. når:
  • netudstyr ikke kan formidle/processere datapakkerne hurtigt nok. Dette forårsager overløb af en indgående port kø.
  • netudstyr ikke kan afsætte datapakkerne hurtigt nok. Dette forårsager overløb af en udgående port kø.

• Pakkedubletter - Nogle gange kan samme datapakke blive sendt flere gange, i henhold til en forbindelsesorienteret datanetprotokol. Derfor er pakkedubletter mulige.

• Pakkefejl - Pakker kan blive sendt til en forkert destination eller blive udsat for datafejl - bitfejl.

• Pakkerækkefølge (eng. packet order) - Routeree vælger en datapakkes videre vej. Routere kan bl.a. registrere, når naboroutere bliver utilgængelige og vil så sende datapakker andre veje, hvis det er muligt.
  • Da datapakkerne kan rejse forskellige veje hænder det ofte at pakke modtagelsesrækkefølgen er forskellig fra afsendelsesrækkefølgen.
  • Når der opstår pakkefejl eller pakketab, vil forbindelsesorienterede flowss genfremsende pakker. Disse ankommer ude af trit med de oprindelige nabopakker.

• Pakkeforsinkelse (eng. packet delay) - Følgende bidrager til forsinkelse:
  • Signalets udbredelseshastighed trådløst gennem atmosfæren, ledninger eller optiske fibre. Udbredelseshastigheden i TP-kabler er ca. 0,79 og i optiske fibre ca. 2/3 af lysets hastighed. Den trådløse overførsel gennem atmosfæren sker tilnærmelsesvist med lysets hastighed (dog angives dets hastighed som regel som såkaldt "vakuumhastighed"). Denne forsinkelse bliver dog betydende, når signalet sendes over store afstande.
  • Port kø fyldningsgrad og længde.
  • Hvor hurtigt et stykke netudstyr er om at beslutte videre pakke vej og overføre datapakken fra en indgående (eng. ingress) port kø til den udgående (eng. egress) port kø.
  • Hvilken vej en datapakke er rejst gennem netværket.
  • Når der opstår pakkefejl eller pakketab, vil forbindelsesorienterede flowss genfremsende pakker. Disse ankommer ude af trit med de oprindelige nabopakker.

• Pakkeforsinkelsesvariation (eng. packet jitter) - Følgende bidrager til pakkeforsinkelsesvariation:
  • Varierende port kø fyldningsgrad.
  • Variationer i et stykke netudstyrs beslutningstid og datapakke overførselstid, fra en indgående (eng. ingress) port kø til den udgående (eng. egress) port kø.
  • Variationer i veje datapakkerne rejser gennem netværket.
  • Når der opstår pakkefejl eller pakketab, vil forbindelsesorienterede flows genfremsende pakker. Disse ankommer ude af trit med de oprindelige nabopakker.

Midler til QoS i pakkekoblede datanet

• DiffServ.
• IntServ.
• Traffic shaping
• Weighted Round Robin, WRR.
• RED, WRED - Minsker muligheden for port kø tail-drop og dermed TCP global synchronization.
• Antal port køer.
• VLAN IEEE 802.1p og IEEE 802.1D.

Egenskaber som sænker QoS

• halv dupleks (eng. half duplex) - link kollisionerne forårsager forsinkelsesvariationer (eng. jitter), fordi pakkerne forsinkes for hver kollision med backoff-tiden.
• Port kø "flow"-control IEEE 802.3x.

Citat fra Network World, 09/13/99, 'Flow control feedback': "...Hewlett-Packard points out that quality of service is a better way to handle potential congestion, and Cabletron and Nortel note that QoS features can't operate properly if a switch sends [IEEE 802.3x] pause frames...."

I følge citatet tyder det på, at QoS og IEEE 802.3x er inkompatible.

En ethernet dataforbindelse med 100 Mbit/s fuld dupleks i stedet for 100 Mbit/s halv dupleks kan øge den effektive hastighed fra ca. 60-100 Mbit/s for halv dupleks til 200 Mbit/s (100 Mbit/s sende + 100 Mbit/s modtage).

Eksempler på anvendelse af trafik klassificering og båndbreddebegrænsning

lartc.org: The Wonder Shaper Comment: Traffic shaping are used with traffic class bandwidth garanties and traffic classification (Her kunne DiffServ standarden benyttes).
Citat: "...

Results

Before, without wondershaper, while uploading:

round-trip min/avg/max = 2041.4/2332.1/2427.6 ms

After, with wondershaper, during [traffic shaped] 220kbit/s upload:

round-trip min/avg/max = 15.7/51.8/79.9 ms

Goals

I attempted to create the holy grail:

• Maintain low latency for interfactive traffic at all times

• Allow 'surfing' at reasonable speeds while up or downloading

• Make sure uploads don't harm downloads, and the other way around

Endnu et eksempel

• ADSL Bandwidth Management HOWTO Citat: "...If you initiate an FTP upload to saturate upstream bandwidth, you should only notice your ping times to the gateway (on the other side of the DSL line) increasing by a small amount compared to what it would increase to with no priority queuing...."

• cbq.init
• description: sets up CBQ-based traffic control Citat: "...First of all - this is just a SIMPLE EXAMPLE of CBQ power...." DiffServ modellen kunne benyttes her.

• Traffic shaping, Network congestion avoidance, Multilayer switch.

• 5. apr. 2004, Computerworld: Retfærdig båndbredde til alle i bolignetværk
• IEEE 802.1 P,Q - QoS on the MAC level, 24.4.1999, Niclas Ek
• IEEE 802.1 LAN/MAN Bridging & Management
• "Gamle dage"s IP QoS: Type of Service in the Internet Protocol Suite
• Webarchive backup: On the Effects of the IEEE 802.3x Flow Control in Full-Duplex Ethernet LANs, Oliver Feuser, Andre Wenzel, University of Bonn
• sslug.dk: Hyggemøde tirsdag den 11. juni 2002: Båndbreddebegrænsning
• sslug.dk: Hyggemøde tirsdag den 11. juni 2002: Båndbreddebegrænsning. Eksempler
• Linux Advanced Routing & Traffic Control
• Linux Advanced Routing & Traffic Control, HowTo
• lartc.org: The Wonder Shaper
• WRR and WIPL
• Packeteer PacketShaper 2500: Traffic Control on Autopilot, September 4, 2000, By David Newman
• Packeteer PacketShaper

• Freeware, open source: Linux firewall-program: netfilter/iptables project homepage. The netfilter/iptables project. Kernet 2.6 iptables er en firewall med udvidelig NAT protokolunderstøttelse.
  • Application Layer Packet Classifier for Linux Citat: "...This is a classifier for the Linux kernel's Netfilter subsystem that identifies packets based on application layer data (OSI layer 7). This means that it can classify packets as HTTP, FTP, Gnucleus, eDonkey2000, etc, regardless of port. Our classifier complements existing ones that match on route, port numbers and so on..."

Denne artikel er fra Wikipedia. Læs artiklen hos Wikipedia.