QoS چیست؟

QoS چیست؟

QoS مخفف عبارت (Quality of service) به معنی سرویس کیفیت خدمات است و به هر تکنولوژی یا مکانیزمی که در مدیریت و الویت‌بندی ترافیک شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد و موجب کاهش تعداد Packet Loss زمان تأخیر و میزان جیتر در شبکه می‌شود گفته می‌شود. QoS یکی از مهم‌ترین فناوری‌های موجود در شبکه‌های کامپیوتری محسوب می‌شود و از آن جهت بهبود کیفیت ارتباطات در شبکه استفاده می‌شود.

این فن‌آوری شما را قادر می‌سازد تا ترافیک کلی شبکه خود را با اولویت‌بندی برنامه‌ها یا دستگاه‌هایی که مد نظرتون هست، تنظیم کنید. این اولویت می‌تواند براساس فیلترهای مختلفی مانند نوع دستگاه، نوع کاربرد و… متفاوت باشد. درکل QoS معمولاً برای شبکه‌هایی که ترافیک سنگینی مانند تماس‌های تصویری، ویدئو کنفرانس، تلویزیون اینترنتی (IPTV)، پخش ویدئو، VOD و VoIP دارند یا برای افرادی که بازی آنلاین می‌کنند، کاربرد دارد. با ذکر یک مثال، بهتر توضیح می‌دهیم.فرض کنید داخل شرکتی هستید که اینترنت پرسرعت هم دارد و هر روز در ساعت‌های مختلف جلسات یا کلاس‌های آنلاین برگزار می‌شود.

حالا تصور کنید یکی از کارمندان هم مشغول دانلود یک فیلم آموزشی در راستای کار کردن است، در این حالت اگر QoS وجود نداشته باشد تمام پهنای باند شبکه یا قسمت اعظم آن به دانلود فیلم اختصاص داده می‌شود و جلسه یا کلاس اینترنتی قطع و وصل شده یا شاید اصلا جلسه یا کلاس به دلیل ضعیف بودن اینترنت برگذار نشود. این درحالی است که درون شرکت افراد دیگری هم از اینترنت استفاده می‌کنند و به احتمال بسیار زیاد ترافیک‌های دیگری هم مثل دوربین‌های مداربسته، سرورها و غیره وجود دارد. اینجاست که فنن‌آوری QoS خودنمایی می‌کند و ترافیک‌های حساس مثل ویدیو و صوت را نسبت به به ترافیک‌های عادی در الویت قرار می‌دهد. این فن‌آوری یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌های مودم‌های قدرتمند یا مودم‌های گیمینگ با مودم‌های معمولی است.

پارامترهای QoS

فن‌آوری QoS در مودم روترها و سوئیچ‌ها بر روی ۴ پارامتر شبکه تاثیر می‌گذارد و آن‌ها را مدیریت می‌کند که شامل Jitter, Delay, Bandwidth, Packet Loss می‌شوند. در ادامه این ۴ مورد را توضیح خواهیم داد. اما ابتدا Packet (پکت) را توضیح می‌دهیم.

Packet

هر اطلاعاتی که شما در اینترنت مشاهده می‌کنید مثل متن، عکس فیلم، در قالب پکت (Packet) یا بسته در اینترنت جابجا می‌شوند.

Packet Loss

پکت لاست به تعداد پکت‌ها یا بسته‌های از دست رفته در شبکه اشاره دارد. از دست دادن بسته‌های داده زمانی اتفاق می‌افتد که پهنای باند کاملاً اشغال‌شده باشد و مودم روتر یا سوییچ شروع به Drop کردن بسته‌ها، کند. فرض کنید که شما یک عکس ارسال می‌کنید و این عکس در قالب ۱۰۰ بسته به مقصد ارسال می‌شود. اگر از این ۱۰۰ بسته، ۸۰ بسته ارسال شود می‌گوییم ۲۰ درصد Loss یا از دست رفتگی وجود داشته است. یا هنگامی که در تماس‌های صوتی و تصویری پکت لاست رخ می‌دهد، موجب وقفه و خلل در تماس شده و احتمالا صدا یا تصویر با تاخیر ارسال و دریافت می‌شود.

Jitter

جیتر (Jitter) به معنی تفاوت در تاخیر است. به مقدار تغییرات ایجاد شده در One-Way Delay بین پکت‌های متوالی، جیتر گفته می‌شود. برای درک بهتر یک مثال میزنیم. فرض کنید که یک سایت باز می‌کنید و صدها پکت درحال ارسال و دریافت هستند. مقدار One-Way Delay در ارسال تمامی پکت‌ها ۲۰۰ میلی‌ثانیه باشد و تمامی پکت‌ها با زمان یکسان ارسال شوند. در این حالت جیتر وجود ندارد زیرا مقدار One-Way Delay یکسان بوده است. اما به عنوان مثال اگر پکت اول با ۲۰۰، دومی با ۲۱۰ و سومی با ۲۵۰ می‌رسیدند، مقدار Jitter بین پکت اول و دوم ۱۰ و بین پکت دوم و سوم، ۴۰ میلی‌ثانیه است. به طور کلی جیتر نتیجه تراکم شبکه و تغییر مسیرهاست و وقوع بیش‌ازحد آن می‌تواند موجب کاهش کیفیت ارتباط‌های صوتی و تصویری شود.

Delay

Delay (دیلی) یا همان تاخیر، به مدت زمانی که یک پکت در شبکه از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل خواهد شد، گفته می‌شود. Delay دو حالت دارد، یا یک طرفه (One-Way) است و مدت زمان ارسال تا رسیدن یک پکت به مقصد درنظر گرفته می‌شود و یا Round-Trip است و مجموع زمانی که طول می‌کشد تا بسته ارسال شود و از طرف مقصد، دوباره بازگشت داده شود، درنظر گرفته می‌شود. به زبان ساده‌تر به مقدار زمانی که طول می‌کشد تا یک پکت، ارسال و دریافت شود Round-Trip گفته می‌شود.

Bandwidth

Bandwidth یا پهنای باند، به میزان اطلاعاتی که می‌توانند در یک بازه زمانی مشخص از شبکه عبور کنند گفته می‌شود، می‌توان پهنای باند را به‌عنوان ظرفیت شبکه هم درنظر گرفت. مثلا وقتی پهنای باند شبکه ۱۰۰ مگابیت است، فقط ۱۰۰ مگابیت دیتا امکان عبور در لحظه را دارد. QoS شبکه را با مدیریت پهنای باند و تنظیم اولویت برای برنامه‌هایی که نیاز به منابع بیشتری نسبت به دیگران دارند، بهینه‌سازی می‌کند.

مکانیسم QoS

Classification & Marking: انواع اطلاعات و پکت‌ها را علامت‌گذاری (Marking) و در گروه‌بندی‌های مختلف ترافیکی طبقه‌بندی (Classification) می‌کند تا تجهیزات شبکه بتوانند، گروهی که بسته متعلق به آن است را شناسایی کنند. علامت‌گذاری و طبقه‌بندی به‌صورت پیش‌فرض روی تجهیزات شبکه مانند روترها، سوییچ‌ها و اکسس پوینت‌ها اجرا می‌شود، اما اگر بسته‌ای از اهمیت بالاتری برخوردار باشد خارج از صف آن را عبور می‌دهند.

Congestion Management: هنگامی که تعداد پکت‌ها بیشتر از پهنای باند باشد، پکت‌ها در صف انتظار روتر یا سوییچ قرار می‌گیرند و مادامی که به مقصد نرسند، بافر می‌شوند. Congestion Management چهار نوع پروتکل صف به شما پیشنهاد می‌دهد که هرکدام از این پروتکل‌ها امکان ایجاد تعداد مختلفی از صف‌ها را می‌دهند و می‌توانید درجه متفاوتی از ترافیک (کم یا زیاد) را ایجاد کرده و ترتیب ارسال آن‌ها را مشخص کنید.

Congestion Avoidance: اگر تعداد صف‌های ساخته شده از پکت‌ها زیاد باشد، می‌توانید صف‌ها را هم اولویت‌بندی کنید و به صف‌هایی که اهمیت کمتری دارند پایین‌ترین اولویت‌ را اختصاص دهید. درنظر داشته باشید، اگر روتر یا سوییچ تشخیص دهد که طول صف از میزان تعیین شده بیشتر شده است، بسته‌هایی که الویت کمتری دارند را از صف حذف می‌کند.

Shaping & Policing: اگر پهنای باند مصرفی بیشتر از حد تعیین شده برای روتر یا سوییچ باشد، ارسال پکت‌ها متوقف شده و پکت‌های اضافه نادیده گرفته می‌شوند. اما با توجه به قابلیت Shaping روتر یا سوییچ به‌صورت کاملا هوشمندانه عمل کرده و متوجه می‌شوند ترافیک اضافه موقت است و پکت‌ها را نادیده نمی‌گیرد، بلکه پکت‌ها را نگه می‌دارد تا هنگامی که ترافیک پهنای باند خالی‌تر شد، آن‌ها ارسال می‌کند.

LFI & Compression: در این مرحله پکت‌ها به اجزا کوچک‌تر تقسیم و فشرده‌سازی می‌شوند سپس دوباره به پکت‌های بزرگتر متصل می‌شوند.

چرا QoS اهمیت دارد؟

بدون QoS، اطلاعات در شبکه بدون نظم منتقل می‌شوند و امکان بالا رفتن ترافیک و عملکرد ضعیف در شبکه یا در موارد خاص، کار نکردن شبکه به طور کامل، وجود دارد. QoS مهم است زیرا شرکت‌ها باید خدمات پایداری را برای استفاده کارکنان و مشتریان ارائه دهند. اگر خدماتی که یک سازمان ارائه می‌دهد قابل اعتماد نباشد، روابط مشتری و کارمند ممکن است در معرض خطر قرار بگیرد. علاوه بر این، یکپارچگی و امنیت داده‌ها بدون QoS بیشتر به خطر می‌افتد.

زمانی که شبکه‌ها فقط داده‌های عادی را منتقل کنند، الویت‌بندی، اهمیت بالایی ندارد. اما در حال حاضر، برنامه‌هایی که محتوای صوتی و تصویری را حمل می‌کنند یا بازی‌های آنلاین باید با سرعت بالا، و بدون از دست دادن بسته‌ها یا تغییرات در سرعت، کار کنند. QoS برای تضمین عملکرد بالای برنامه‌های کاربردی مهم و بازی‌های آنلاین که به پهنای باند بالا برای ترافیک بلادرنگ نیاز دارند، بسیار مهم است.

برای داشتن QoS در شبکه، نیاز به سوییچ مدیریتی یا مودم روتر قدرتمند یا به اصطلاح گیمینگ دارید. اما با بعضی از مودم روترهای ساده‌تر هم می‌توانند QoS را به این سه پیاده‌سازی کرد. ۱- پهنای باند را می‌توان براساس مک آدرس MAC Address دستگاه یا کارت شبکه دستگاه گیرنده کنترل کرد. ۲- پهنای باند را می‌توان براساس آدرس IP دستگاه کنترل کرد. ۳- پهنای باند را می‌توان بر اساس پورت‌های LAN مودم روتر که به کامپیوتر یا لپ‌تاپ متصل هستند، کنترل کرد.

منابع:

https://www.techtarget.com/searchunifiedcommunications/definition/QoS-Quality-of-Service

https://www.fortinet.com/resources/cyberglossary/qos-quality-of-service

همچنین خواندن مطالب زیر توصیه می شود:

آموزش روشن کردن مودم رومیزی و مودم ADSL با پاوربانک

تبدیل رمز عبور وای فای به کد QR

آموزش دیدن رمز وای فای ذخیره شده در گوشی موبایل