Qu’est-ce que la QoS dans les réseaux ? Et comment surveiller la QOS

Qu’est-ce que la QoS dans les réseaux ?

QoS ou Qualité de service dans la mise en réseau est le processus de gestion des ressources réseau pour réduire la perte de paquets ainsi que la gigue et la latence du réseau. La technologie QoS peut gérer les ressources en attribuant différents niveaux de priorité aux différents types de données réseau.

La QoS est généralement appliquée sur les réseaux qui s'adressent au trafic transportant des données gourmandes en ressources telles que :

• Vidéo à la demande
• Voix sur IP (VoIP)
• Télévision sur protocole Internet (IPTV)
• Médias diffusés en continu
• Vidéo conférence
• Jeux en ligne

Ce genre de données doivent être transmis dans les plus brefs délais être consommable à l’extrémité de réception.

Comprendre la qualité de service du réseau

Pour rendre les choses un peu plus claires, prenons un exemple concret d’embouteillage sur une autoroute aux heures de pointe. Tous les conducteurs assis au milieu de l’embouteillage n’ont qu’un seul plan : se rendre à leur destination finale. Et ainsi, à pas de tortue, ils continuent d’avancer.

Puis le son de la sirène d’une ambulance les avertit de la présence d’un véhicule qui doit se rendre àc'estdestination de manière plus urgente – et avant eux. Et ainsi, les chauffeurs quittent ce qui devient désormais celui de l’ambulance. » File d'attente de priorité », et laissez passer.

De même, lorsqu'un réseau transporte des données, il dispose également d'une configuration dans laquelle certaines données sont traitées de préférence par rapport à toutes les autres. Les paquets de données importantes doivent atteindre leur destination beaucoup plus rapidement que les autres car ils sont sensibles au facteur temps et « expireront » s’ils n’arrivent pas à temps.

Pourquoi la qualité de service du réseau est-elle importante ?

Autrefois, le réseau d’entreprise et les réseaux de communication étaient des entités distinctes. Les appels téléphoniques et les téléconférences étaient généralement gérés par un RJ11 -réseau connecté; les appels étaient surveillés par un PBX système. Il fonctionnait séparément du RJ45 -réseau IP connecté reliant les ordinateurs portables, les ordinateurs de bureau et les serveurs. Le deux types de réseaux Leurs chemins se croisaient rarement sauf, par exemple, si un ordinateur avait besoin d'une ligne téléphonique pour se connecter à Internet. Un exemple d’un tel réseau ressemblerait à :

Lorsque les réseaux transportaient uniquement des données, la vitesse n’était pas si critique. Aujourd'hui, les applications interactives qui transportent de l'audio et de la vidéo doivent être diffusées sur des réseaux à des vitesses élevées et sans perte de paquets ni variations des vitesses de livraison.

Les gens passent désormais des appels professionnels à l'aide d'applications de vidéoconférence telles que Skype , Zoom , et Aller à une réunion , qui utilisent le protocole de transport IP pour envoyer et recevoir des messages vidéo et audio. Dans un souci de rapidité, ces applications critiques se passent des procédures de gestion du transport généralement utilisées par les transferts de données standards.

Avant d'aller plus loin dans le sujet de la QoS, nous devons parler de RTP .

Qu’est-ce que le RTP ?

Le Protocole de transport en temps réel ou RTP est une norme de protocole Internet qui stipule les moyens permettant aux applications de gérer leurs transmissions en temps réel de données multimédia . Le protocole couvre à la fois les communications unicast (un-à-un) et multicast (un-à-plusieurs).

RTP est plus couramment utilisé dans les communications téléphoniques sur Internet où il gère les transmissions en temps réel de données audiovisuelles.

Bien que RTP ne garantisse pas en soi la livraison des paquets de données – cette tâche est gérée par les commutateurs et les routeurs – cela facilite leur gestion une fois qu'ils arrivent dans les périphériques réseau.

La QoS est un transport saut par saut configuration implémenté sur les périphériques réseau pour leur permettre d'identifier et de prioriser les paquets RTP. Chaque appareil activé entre l'expéditeur et le(s) destinataire(s) doit également être configuré comprendre que le paquet est un paquet « VIP » et doit être poussé dans la voie prioritaire. Si même l’un des périphériques réseau du relais n’est pas correctement configuré, la QoS ne fonctionnera pas. Les paquets perdront leur priorité et ralentiront jusqu’à la vitesse de transmission des données de cet appareil.

Que se passe-t-il si nous n’utilisons pas la QoS dans les réseaux ?

Ne pas avoir une QoS correctement configurée peut entraîner un (ou tous) les problèmes suivants :

• Latence : Lorsque les paquets RTP n'ont pas reçu les priorités requises, ils seront livrés aux vitesses par défaut des appareils. Dans un réseau encombré, les paquets doivent voyager avec le reste des paquets non urgents. Alors que la latence du réseau en soi n’aura pas d’effet sur la qualité des données audiovisuelles fournies en soi, cela affectera la communication entre les utilisateurs finaux. À 100 ms de latence, ils commenceront à parler les uns sur les autres lorsque les paquets arriveront de manière désynchronisée, et à 300 ms, la conversation cessera d'être compréhensible.

• Gigue : Les applications en temps réel suppriment la mise en mémoire tampon standard au niveau du transport, il n'existe donc aucun mécanisme pour réassembler les paquets arrivant dans le bon ordre. La gigue est la vitesse irrégulière des paquets sur un réseau . Cela peut entraîner l’arrivée de paquets en retard et dans le désordre. Comme l'application n'attend pas que le flux soit correctement assemblé, les paquets hors séquence sont abandonnés, ce qui entraîne une distorsion ou des lacunes dans l'audio ou la vidéo transmise.
• Perte de paquets : Il s'agit du pire des cas dans lequel nous constatons qu'un certain nombre (ou des parties) de paquets sont perdus en raison d'une trop grande congestion sur les périphériques réseau. Lorsque la file d'attente de sortie d'un commutateur ou d'un routeur se remplit, un chute de queue se produit lorsque le périphérique rejette tous les nouveaux paquets entrants jusqu'à ce que l'espace redevienne disponible.

Dans tous les cas que nous venons de voir, la QoS peut aider en trier les données , gérer les files d'attente , et prévenir la perte de données .

Voir également: Le guide ultime de la perte de paquets

Il ne faut pas beaucoup d’imagination pour voir à quel point la communication et le transfert ou le streaming multimédia pourraient être gravement affectés lorsque nous refusons d’utiliser la QoS – en particulier sur les réseaux qui répondent aux protocoles RTP. Même si elle était parfaitement conçue, la communication finira par devenir difficile, puis se détériorera à mesure que le trafic réseau augmente, et finalement deviendra impossible.

Les trois fautes – latence , gigue , et perte de paquets – sont, en fait, si essentiels pour déterminer le fonctionnement d’une mise en œuvre que les fabricants de logiciels de QoS et de surveillance de réseau comme SolarWinds les utilisent comme métriques pour mesurer la qualité du trafic basé sur RTP .

Les meilleurs outils réseau pour la surveillance de la QoS

Analyseur de trafic SolarWinds NetFlow (ESSAI GRATUIT)

Il serait tout à fait injuste de continuer sans évoquer un peu plus l'un des meilleurs outils de surveillance de réseau là-bas : SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer.

Principales caractéristiques:

• Repère les goulots d’étranglement du trafic
• Identifie les périphériques réseau surchargés
• Répertorie le trafic par protocole
• Propose des mesures de gestion du trafic
• Alertes sur les problèmes de capacité

Cette suite d'applications de surveillance réseau aide à résoudre les problèmes qui pourraient être causés par :

• Un réseau lent : Un réseau lent peut prendre en otage une entreprise entière car il continue de réduire la vitesse à laquelle les données circulent. À moins que les goulots d’étranglement du réseau ne soient supprimés, l’ensemble de l’organisation connaîtra une connectivité épouvantable.
• Des communications audiovisuelles au ralenti : Une entreprise qui ne parvient pas à établir un canal de communication clair au sein de son réseau sera paralysée. Pire encore, ne pas être en mesure de communiquer clairement avec ses clients la mettra certainement à genoux.
• Réseaux non surveillés : Un administrateur qui ne peut pas surveiller correctement le réseau ne pourra pas connaître son état actuel ni comment planifier son expansion future. Sans documenter le réseau et sans suivre les performances de chaque équipement, un gestionnaire de réseau ne peut pas prendre de décisions éclairées et risque d'exacerber les problèmes de performances du réseau.

Armés de NetFlow Traffic Analyser, les administrateurs réseau pourront se débarrasser des problèmes que nous venons de voir en :

• Aide à la mise en œuvre d’une QoS et à son optimisation – grâce au feedback des flux de données
• Faire le point et rendre compte de la configuration actuelle de la politique de QoS, pour éclairer les décisions de conception.
• Surveillance de l'utilisation de la bande passante pour identifier les applications et les appareils qui monopolisent les ressources réseau – ceux-ci peuvent être isolés, reprogrammés ou arrêtés. Voir également: Les meilleurs outils gratuits de surveillance de la bande passante

Un tableau de bord typique de Netflow Traffic Analyzer contient les informations vitales dont un administrateur a besoin pour surveiller les statuts et effectuer rapidement des ajustements de paramètres. Un exemple:

Avantages:

• Des contrôles QoS simples peuvent identifier les monopoles de bande passante et restreindre rapidement le trafic.
• Conçu pour les entreprises et les grands réseaux, SolarWinds NTA peut prendre en charge des flux massifs de données sur plusieurs VLAN, sous-réseaux et WAN.
• Les rapports intuitifs permettent de générer facilement des rapports techniques et commerciaux.
• Utilise la fonctionnalité glisser-déposer pour personnaliser l'apparence du produit
• Prend en charge un large éventail de protocoles pour découvrir les appareils et mesurer les modèles de trafic

Les inconvénients:

• NTA est un outil d'entreprise très détaillé et n'est pas conçu pour les utilisateurs domestiques ou les petits réseaux locaux.

Ces rapports et analyses comprennent : latence, gigue et perte de paquets .

SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer Téléchargez un essai GRATUIT de 30 jours

Article similaire: Examen de l'analyseur de trafic SolarWinds NetFlow

Surveillance de la qualité de service Paessler avec PRTG

Une autre option que vous pourriez étudier pour la surveillance de la qualité de service est Paessler PRTG. Cette suite de surveillance réseau a une section spéciale qui suit les performances de la QoS. Cette fonction vous montre les flux de trafic balisés en temps réel et stocke également des données pour l'analyse des performances et la planification de la capacité.

Le logiciel PRTG comprend quatre capteurs de suivi qui couvrent trois méthodologies QoS différentes . Ceux-ci sont complétés par un capteur Ping Jitter qui suit la régularité de livraison des paquets dans un flux.

Les trois types de QoS que PRTG peut suivre sont la QoS standard, Cisco IP-SLA et Cisco CBQoS. Les trackers de QoS standard sont implémentés sous la forme d'un capteur unidirectionnel ou d'un capteur aller-retour. Ces trackers peuvent fonctionner sur des connexions sur Internet. Afin d'obtenir un enregistrement précis des performances à destination, vous devez placer un capteur à cet endroit éloigné pour le service de capteur unidirectionnel . Le service aller-retour nécessite un réflecteur sur le site distant pour fonctionner.

Le capteur Cisco IP-SLA est dédié à la surveillance du trafic VoIP balisé sur votre réseau. Il enregistre une série de mesures pour le trafic vocal, notamment temps aller-retour, latence, gigue, retards et score d'opinion moyen (MOS) .

Principales caractéristiques:

• QoS, CBQoS et IP-SLA
• Identification du trafic VoIP
• Score moyen d'opinion
• Cartographie des flux de trafic

Le capteur Cisco CBQoS suit les implémentations de qualité de service basées sur les classes. CBQoS est une méthodologie de mise en file d'attente et si vous souhaitez la mettre en œuvre, vous devrez suivre davantage de points d'entrée sur vos routeurs et commutateurs. Vous créez au moins trois files d'attente virtuelles pour chaque appareil , il y a donc beaucoup plus à surveiller.

PRTG est capable de configurer et de cartographier automatiquement toute votre infrastructure réseau. Cependant, la mise en œuvre de la QoS nécessite une prise de décision. Vous devrez donc configurer la méthode vous-même en décidant des types de trafic réseau à prioriser.

Avantages:

• Propose des modèles pour mettre en œuvre rapidement la QoS et restaurer le contrôle sur les ressources réseau
• Utilise SNMP, NetFlow et une variété d'autres protocoles pour créer l'image la plus précise du trafic réseau
• Propose des branches prêtes à l'emploi ainsi que des capteurs personnalisables (idéal pour ceux qui bricolent)
• Prend en charge une version entièrement gratuite pour jusqu'à 100 capteurs, ce qui en fait un bon choix pour les petits et grands réseaux
• Le prix est basé sur l'utilisation des capteurs, ce qui en fait une solution flexible et évolutive pour les grands réseaux ainsi que pour les organisations soucieuses de leur budget.

Les inconvénients:

• PRTG est une plateforme riche en fonctionnalités qui nécessite du temps pour maîtriser pleinement toutes les fonctionnalités et options disponibles.

Paessler vous permet d'utiliser PRTG gratuitement si vous n'activez qu'un maximum de 100 capteurs. Si vous optez pour une version plus grande, vous pouvez bénéficier d'un essai gratuit de 30 jours du système, y compris le moniteur QoS.

Comment configurer votre QoS ?

Les routeurs et commutateurs de câble qui peuvent être configurés pour prioriser les protocoles sont généralement accessibles par les suites logicielles de gestion des routeurs. L'ensemble du processus de configuration de vos préférences QoS est une affaire assez simple qui implique :

• Connexion à l'application et connexion au hub ou commutation via celui-ci
• Accès au menu de configuration QoS
• Définition des préférences de priorité des paquets

Et c’est ainsi que les paquets multimédias pourront traverser les réseaux en douceur. Les ingénieurs réseau chevronnés peuvent effectuer toutes les tâches répertoriées ci-dessus via ligne de commande interfaces de configuration.

Comment les paquets RTP sont-ils priorisés ?

La priorisation des paquets QoS peut être effectuée à l'aide de deux méthodes principales :

• Classification : Cette méthode efficace identifie les types de paquets et attribue leur priorité par les marquer . L'identification peut se faire à l'aide ACL (Listes de contrôle d'accès), ET implémentations utilisant CoS (Class of Service), ou à l'aide de commutateurs qui utilisent des marquages ​​QoS basés sur le matériel.
• File d'attente : Les files d'attente sont des tampons de mémoire hautes performances que l'on trouve dans les routeurs et les commutateurs. Les paquets qui les traversent sont conservés dans des zones de mémoire dédiées en attendant d'être envoyés. Lorsque des protocoles, tels que RTP, se voient attribuer une priorité plus élevée, ils sont déplacés vers une file d'attente dédiée qui transmet les données à un rythme plus rapide, réduisant ainsi les risques d'abandon. Les files d’attente moins prioritaires n’ont pas ce luxe.

Une chose importante à retenir ici est que le contenu d’un paquet les marquages ​​prioritaires ne sont valables qu'au sein du réseau il a été créé. Une fois qu'il quitte le réseau, les propriétaires de le réseau destinataire déterminera sa nouvelle priorité .

Réflexions à prendre en compte lors de la priorisation des paquets

Voici quelques réflexions et conseils qui peuvent vous aider à décider comment hiérarchiser les paquets :

• C'est généralement une bonne idée de avoir les marquages ​​de priorité attribués par les appareils les plus proches de la source des données Cela garantit que les paquets voyager sur tout le réseau avec la bonne priorité .
• Le périphérique de choix pour marquer les paquets entrants qui doivent toujours être des commutateurs . Ceci est dû au fait ces appareils peuvent équilibrer la charge du trafic sur le réseau et partager le fardeau avec d'autres commutateurs, ainsi réduisant la charge sur leurs processeurs .
• Le trafic entrant est presque toujours supérieur à celui qui se dirige dans la direction opposée. Les fournisseurs d’accès Internet attribuent normalement moins de bande passante au trafic sortant de leurs clients, et c’est là (sur le chemin réseau sortant) que la QoS doit être principalement appliquée.
• Cisco a une recommandation sur la façon dont les paquets doivent être marqués, comme le montre ce diagramme :

Enfin, le succès d'une mise en œuvre de QoS dépend toujours de la qualité du politique qui régit la façon dont les paquets sont classés, marqués et mis en file d'attente . Le la politique doit être soigneusement rédigée pour que la mise en œuvre de la QoS soit un succès.

Quoipasutiliser la QoS pour

Après avoir lu des informations sur la QoS, cela peut sembler être un élixir magique capable de guérir tous les maux qui provoquent la congestion du réseau. Eh bien, dans une certaine mesure,peutrendre la plupart des communications RTP plus fluides et donner l'impression qu'il a rationalisé le trafic sur un réseau. Malheureusement, il ne s’agit pas d’une solution complète à tous les problèmes de réseau.

La QoS ne doit jamais être utilisée aux fins suivantes :

Augmentation de la bande passante

Bien que la QoS aide à rationaliser la priorité des paquets RTP et à donner l’impression que le réseau a soudainement augmenté sa bande passante, elle ne doit jamais être interprétée comme telle. La QoS ne doit jamais être utilisée comme un outil pour « augmenter la bande passante » alors qu'il ne fait qu'utiliser les ressources existantes un peu plus efficacement (et en faveur des paquets RTP).

Pensez plutôt à vous pencher sur mise en cache des fichiers pour diminuer la quantité de données qui vont et viennent. Si cela ne fonctionne pas, cela peut signifier que les limites de bande passante prescrites ont été atteintes. Lorsqu’une entreprise atteint ses limites en matière de haut débit, la seule chose viable à faire est d’en acheter davantage – et non d’utiliser la QoS.

Déboucher le réseau

Si on laisse des applications malveillantes s’exécuter et qu’elles finissent par monopoliser la bande passante d’un réseau, mise en œuvre de la qualité de service n'est pas la solution . Même si les appels Skype pourraient enfin commencer à passer, la qualité de service n'aura pas résolu le problème fondamental. Finalement, les applications malveillantes engloutiront toutes les ressources disponibles, épuisant ainsi les avantages de la QoS.

Une solution qui pourrait fonctionner ici serait de traquer les applications gourmandes en ressources et les arrêter ou les reprogrammer courir après les heures d'ouverture.

Encore une fois, le but de la configuration de la QoS sur un réseau est de garantir que les appels vidéo et audio en streaming ne soient pas retardés (ou même interrompus) en raison d'un réseau encombré. Ce n’est pas un outil qui peut réellement augmenter la bande passante. Il ne peut pas non plus traverser un réseau obstrué.

Une bonne mise en œuvre de la qualité de service améliorera la qualité et la vitesse des données critiques en optimisant la bande passante allouée et en facilitant le marquage des paquets afin qu'ils soient identifiés et compte tenu des priorités qui leur sont assignées. Il utilise la bande passante disponible ; cela ne l’étend pas.

FAQ sur la qualité de service dans les réseaux

Quelle est la différence entre la QoS et la limitation du réseau ?

La limitation, également connue sous le nom de régulation, consiste à fixer une limite globale pour le débit du trafic et à supprimer le trafic excédentaire. La QoS est une méthode qui donne la priorité à certains trafics par rapport à d'autres et utilise la mise en file d'attente, maximisant ainsi la bande passante pour certains trafics au détriment d'autres.

Quel est le rôle principal du DSCP dans la QoS ?

LePoint de code des services différenciés(DSCP) apparaît dans les en-têtes des paquets. Il s'agit d'une opportunité au niveau des paquets de demander une priorité au logiciel de gestion de la QoS sur les périphériques réseau. Les gestionnaires de réseau peuvent choisir d'activer ou de désactiver la détection DSCP sur l'appareil, de sorte que cette valeur peut être ignorée au profit d'une méthode de mise en file d'attente QoS différente.

Pouvez-vous expliquer la configuration du trafic dans la QoS ?

La mise en forme du trafic est une méthode utilisée par la QoS pour tirer le meilleur parti de la capacité du réseau. Tous les réseaux connaissent des pics de demande et la planification de capacité traditionnelle exige la fourniture d'une bande passante au niveau de pointe ainsi qu'une marge de sécurité. La mise en forme du trafic QoS introduit de légers retards sur certains trafics pour permettre à un réseau dont la capacité est inférieure à la demande de pointe de répondre à tout le trafic.

Attribution des images :

1. Image vedette par John Carlisle sur Unsplash
2. « Sentiers lumineux de voitures rouges et blanches sur une autoroute urbaine la nuit à Röddingsmarkt » par CBX sur Unsplash
3. Conception de réseau mixte – Wikimédia, domaine public
4. «Résumé de Netflow Traffic Analyser» – capture d'écran prise le 28/05/2018
5. ' Recommandations de marquage de base de la QoS de Cisco » – Avec l'aimable autorisation de Cisco Systems, Inc. . Utilisation non autorisée interdite (Image capturée le 28/05/2018)