ما هي جودة الخدمة ولماذا هي مهمة في التواصل؟

ما هو جودة الخدمة?

تقوم QoS أو Quality of Service بإدارة موارد الشبكة لتقليل فقد الحزمة وكذلك تقليل اهتزاز الشبكة والكمون. ستعمل تقنية جودة الخدمة على إدارة الموارد من خلال تعيين أنواع مختلفة من مستويات أولوية بيانات الشبكة المختلفة.

يتم تطبيق جودة الخدمة عادةً على الشبكات التي تلبي حركة المرور التي تحمل بيانات كثيفة الاستخدام للموارد مثل:

• الفيديو حسب الطلب
• نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP)
• تلفزيون بروتوكول الإنترنت (IPTV),
• وسائل الاعلام المتدفقة
• مؤتمرات الفيديو
• ألعاب على الانترنت

هذه الأنواع من البيانات تحتاج إلى أن تنتقل في أقصر وقت ممكن أن تكون مستهلكة في الطرف المتلقي.

حالة استخدام الحياة الحقيقية

لجعل الأمور أكثر وضوحًا قليلاً ، دعونا نأخذ مثالًا على ازدحام المرور على الطريق السريع في ساعة الذروة. جميع السائقين الذين يجلسون في منتصف المربى لديهم خطة واحدة – اصطحبهم إلى وجهاتهم النهائية. وهكذا ، في وتيرة الحلزون ، فإنها تستمر في التحرك.

ثم ينبههم صوت صفارات الإنذار إلى سيارة تحتاج إلى الوصول إلى وجهتها بشكل أكثر إلحاحًا – وقبلها. وهكذا ، يخرج السائقون مما أصبح الآن سيارة الإسعاف “طابور الأولوية,”والسماح لها بالمرور.

وبالمثل ، عندما تنقل شبكة البيانات ، يكون لديها أيضًا إعداد حيث يتم التعامل مع نوع من البيانات بشكل مفضل على جميع البيانات الأخرى. تحتاج حزم البيانات الهامة إلى الوصول إلى وجهاتها بشكل أسرع بكثير من باقيها لأنها حساسة للوقت وستنتهي صلاحيتها إذا لم تجعلها في الوقت المحدد.

لماذا جودة الخدمة المسألة?

ذات مرة ، كانت شبكة الأعمال وشبكات الاتصال كيانين منفصلين. عادة ما تتم معالجة المكالمات الهاتفية والمؤتمرات الهاتفية بواسطة RJ11-شبكة متصلة تمت مراقبة المكالمات بواسطة نظام PABX. ركض بشكل منفصل عن RJ45-شبكة IP متصلة تربط أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية والخوادم. نادرًا ما تم تجاوز النوعين من الشبكات ما لم يحتاج الكمبيوتر ، على سبيل المثال ، إلى خط هاتفي للاتصال بالإنترنت. مثال على مثل هذه الشبكة سوف يبدو:

عندما تحمل الشبكات البيانات فقط ، كانت السرعة غير حرجة. اليوم ، يجب تسليم التطبيقات التفاعلية التي تحمل الصوت والفيديو عبر الشبكات بسرعات عالية وبدون فقد الحزمة أو اختلافات في سرعات التسليم.

يجري الناس الآن مكالمات تجارية باستخدام تطبيقات مؤتمرات الفيديو مثل Skype و Zoom و GoToMeeting ، التي تستخدم بروتوكول نقل IP لإرسال واستقبال رسائل الفيديو والصوت. لمصلحة السرعات ، هذه التطبيقات تعمل بدون إجراءات إدارة النقل التي تستخدمها عمليات نقل البيانات القياسية.

قبل الانتقال إلى موضوع جودة الخدمة ، نحتاج إلى التحدث RTP.

ما هو RTP?

ال بروتوكول النقل في الوقت الحقيقي أو RTP هو معيار بروتوكول الإنترنت الذي ينص على طرق للتطبيقات لإدارة عمليات الإرسال في الوقت الحقيقي لبيانات الوسائط المتعددة. يغطي البروتوكول كلاً من الاتصالات أحادية الإرسال (واحد إلى واحد) و الإرسال المتعدد (واحد إلى كثير).

يستخدم RTP بشكل أكثر شيوعًا في الاتصالات الهاتفية عبر الإنترنت حيث يتعامل مع عمليات نقل البيانات السمعية البصرية في الوقت الفعلي.

في حين أن RTP لا يضمن بحد ذاته تسليم حزم البيانات – تتم معالجة هذه المهمة عن طريق المحولات وأجهزة التوجيه – يسهل إدارتها بمجرد وصولها إلى أجهزة الشبكات.

جودة الخدمة هي قفزة قفزة النقل ترتيب يتم تنفيذها على أجهزة الشبكات لجعلها تحدد حزم RTP وترتيب أولوياتها. كل جهاز متصل بين المرسل والمستلم (المستلمين) يجب أيضا أن يتم تكوينها لفهم أن الحزمة “VIP” وتحتاج إلى الدفع في مسار الأولوية. إذا لم يتم تكوين أحد الأجهزة في التتابع بشكل صحيح ، فلن تعمل جودة الخدمة. ستفقد الحزم أولوياتها وتبطئ سرعة نقل البيانات لهذا الجهاز.

ماذا يحدث إذا لم نستخدم جودة الخدمة?

عدم وجود جودة خدمة تم تكوينها بشكل صحيح يمكن أن يؤدي إلى واحد (أو كل) من المشكلات التالية:

• وقت الإستجابة: عندما لا يتم تخصيص حزم RTP لأولوياتها المطلوبة ، سيتم تسليمها بالسرعات الافتراضية للأجهزة. في شبكة مزدحمة ، يجب أن تنتقل الحزم مع بقية الرزم غير العاجلة. على الرغم من أن الكمون نفسه لن يكون له تأثير على جودة البيانات الصوتية المرئية التي يتم تسليمها في حد ذاتها ، إلا أنه سيؤثر على التواصل بين المستخدمين النهائيين. عند 100ms من زمن الانتقال ، سيبدأون في التحدث فوق بعضهم البعض عند وصول الحزم من المزامنة ، وعند 300ms يتوقف الحديث عن الفهم.

• تقطع: تعمل التطبيقات في الوقت الفعلي على إزالة التخزين المؤقت لمستوى النقل ، لذلك لا توجد آلية لإعادة تجميع الحزم القادمة بالترتيب الصحيح. Jitter هي السرعة غير المنتظمة للحزم على الشبكة. يمكن أن يؤدي إلى وصول الحزمة متأخرة وخارج التسلسل. نظرًا لأن التطبيق لا ينتظر تجميع الدفق بشكل صحيح ، يتم إسقاط الحزم خارج التسلسل مما يؤدي إلى تشويه أو وجود فجوات في الصوت أو الفيديو الذي يتم تسليمه.
• فقدان الحزمة: هذا هو السيناريو الأسوأ ، حيث نجد أن عددًا (أو أجزاء) من الحزم تضيع بسبب كثرة الازدحام على أجهزة الشبكات. عند ملء قائمة انتظار الإخراج أو جهاز التوجيه ، يحدث انخفاض في الذيل عندما يتجاهل الجهاز أي حزم واردة جديدة حتى تصبح المساحة متاحة مرة أخرى.

في جميع الحالات التي رأيناها للتو ، يمكن لجودة الخدمة تقديم المساعدة فرز البيانات بها, إدارة قوائم الانتظار, و منع فقدان البيانات.

أنظر أيضا: الدليل النهائي لفقدان الحزمة

لا يتطلب الأمر تخيلًا كبيرًا لمعرفة كيف يمكن أن يتأثر اتصال أو نقل الوسائط أو البث بشكل كبير عندما نرفض استخدام جودة الخدمة – وخاصة على الشبكات التي تلبي احتياجات بروتوكولات RTP. حتى لو تم تصميمه تمامًا ، فسيصبح الاتصال في النهاية أمرًا صعبًا ، ثم يتدهور مع نمو حركة المرور ، ويصبح في النهاية مستحيلًا.

العيوب الثلاثة – وقت الإستجابة, تقطع, و فقدان الحزمة – في الواقع ، يعد أمرًا بالغ الأهمية في تحديد مدى نجاح التطبيق بحيث تستخدمه جودة الخدمة وشركات تصنيع برامج مراقبة الشبكة مثل SolarWinds مقاييس لقياس جودة حركة المرور المستندة إلى RTP.

أدوات الشبكة لمراقبة جودة الخدمة

SolarWinds NetFlow المرور محلل (تجربة مجانية)

سيكون من الظلم جدًا الاستمرار دون ذكر المزيد حول أحد أفضل أدوات مراقبة الشبكة هناك: SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer.

تساعد هذه المجموعة من تطبيقات مراقبة الشبكة في معالجة المشكلات التي قد تنتج عن:

• شبكة بطيئة: يمكن للشبكة البطيئة أن تحتجز رهينة أعمال بالكامل مع استمرارها في تقليل السرعة التي تتدفق بها البيانات. ما لم تتم إزالة اختناقات الشبكة ، ستواجه المؤسسة بأكملها اتصالًا فظيعًا.
• الاتصالات السمعية البصرية البطيئة: ستتعطل الأعمال التي لا يمكنها إنشاء قناة اتصال واضحة داخل قناة شبكتها. والأسوأ من ذلك ، أن عدم القدرة على التواصل بوضوح مع عملائها سيؤدي بكل تأكيد إلى الركوع.
• شبكات غير خاضعة للمراقبة: لن يتمكن المسؤول الذي لا يستطيع مراقبة الشبكة بشكل صحيح من معرفة حالتها الحالية أو كيفية وضع خطط لتوسيعها في المستقبل. بدون توثيق الشبكة وتتبع أداء كل قطعة من المعدات ، لا يمكن لمدير الشبكة اتخاذ قرارات مستنيرة ومن المرجح أن يؤدي إلى تفاقم مشاكل الأداء.

مسلحًا بمحلل Netflow Traffic Analyzer ، سيكون مسؤول الشبكة قادرًا على التخلص من المشكلات التي رأيناها للتو من خلال:

• المساعدة في تطبيق QoS وتحسينه –  من خلال ردود الفعل تدفق البيانات
• تقييم إعداد سياسة جودة الخدمة الحالية وإعداد التقارير بشأنها ، وإبلاغ قرارات التصميم.
• مراقبة استخدام عرض النطاق الترددي لتحديد التطبيقات والأجهزة التي تخزن موارد الشبكة – يمكن عزلها أو إعادة جدولةها أو إيقاف تشغيلها. انظر أيضًا: 6 أفضل أدوات مراقبة للنطاق الترددي المجاني

تحتوي لوحة معلومات Netflow Traffic Analyzer النموذجية على المعلومات الحيوية التي يحتاجها المسؤول لمراقبة الحالات وإجراء تعديلات على الإعدادات بسرعة. مثال:

تشمل هذه التقارير والتحليلات ما يلي: الكمون ، غضب ، وفقدان الحزمة.

SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer قم بتنزيل النسخة التجريبية المجانية لمدة 30 يومًا على SolarWinds.com

جودة Paessler مراقبة مع PRTG

خيار آخر يمكنك التحقق منه لمراقبة جودة الخدمة هو Paessler PRTG. هذا جناح مراقبة الشبكة يحتوي على قسم خاص يتتبع أداء جودة الخدمة. تُظهر لك هذه الوظيفة تدفقات حركة المرور الموسومة في الوقت الفعلي كما تقوم أيضًا بتخزين البيانات لتحليل الأداء وتخطيط القدرات.

برنامج PRTG يتضمن أربعة أجهزة استشعار تتبع تغطي ثلاث منهجيات لجودة الخدمة. وتستكمل هذه من خلال جهاز استشعار Ping Jitter الذي يتتبع انتظام تسليم الحزمة في دفق.

الأنواع الثلاثة لجودة الخدمة التي يمكن لـ PRTG تتبعها هي QoS القياسية و Cisco IP-SLA و Cisco CBQoS. يتم تطبيق أجهزة تتبع جودة الخدمة القياسية كجهاز استشعار أحادي الاتجاه أو مستشعر ذهاب وإياب. يمكن أن تعمل أجهزة التتبع هذه على الاتصالات عبر الإنترنت. من أجل الحصول على سجل دقيق للأداء في الوجهة ، تحتاج إلى ضع مستشعرًا في هذا الموقع البعيد لخدمة الاستشعار أحادية الاتجاه. تتطلب خدمة ذهابًا وإيابًا عاكسًا في الموقع البعيد حتى تعمل.

مستشعر Cisco IP-SLA مخصص لمراقبة حركة مرور VoIP الموسومة على شبكتك. يسجل مجموعة من المقاييس لحركة المرور بما في ذلك وقت ذهاب وإياب ، زمن الانتقال ، الارتعاش ، التأخير ونسبة الرأي المتوسط ​​(MOS).

يتبع مستشعر Cisco CBQoS تطبيقات جودة الخدمة المستندة إلى الفصل الدراسي. CBQoS هي منهجية قائمة الانتظار وإذا كنت ترغب في تنفيذها ، فسيتعين عليك تتبع المزيد من نقاط الدخول لأجهزة التوجيه والمحولات الخاصة بك. يمكنك إنشاء ثلاثة قوائم انتظار افتراضية على الأقل لكل جهاز, لذلك هناك الكثير لمراقبة.

PRTG قادرة على إعداد نفسها وتعيين كل البنية الأساسية الخاصة بك تلقائيًا. ومع ذلك ، تتطلب تطبيقات جودة الخدمة اتخاذ القرارات ، لذلك يتعين عليك إعداد الطريقة بنفسك عن طريق تحديد أنواع الزيارات التي تحدد أولوياتها.

يتيح لك Paessler استخدام PRTG مجانًا إذا قمت فقط بتنشيط 100 جهاز استشعار بحد أقصى. إذا كنت أكبر ، فيمكنك الحصول على نسخة تجريبية مجانية مدتها 30 يومًا من النظام ، بما في ذلك شاشة QoS.

كيف يمكنك تكوين جودة الخدمة الخاصة بك?

عادة ما يتم الوصول إلى أجهزة التوجيه والمحولات التي يمكن تكوينها لتحديد أولويات البروتوكولات بواسطة مجموعات برامج إدارة جهاز التوجيه. العملية الكاملة لتكوين تفضيل جودة الخدمة الخاص بك هي علاقة مباشرة واضحة تتضمن:

• تسجيل الدخول إلى التطبيق والاتصال بلوحة الوصل أو التبديل من خلاله
• الانتقال إلى قائمة تكوين جودة الخدمة
• تحديد تفضيلات أولوية الحزمة

ومثل هذا ، ستتمكن حزم الوسائط من اجتياز الشبكات بسلاسة. يمكن لمهندسي الشبكات المتشددين القيام بجميع المهام المذكورة أعلاه عبر واجهات تكوين سطر الأوامر.

كيف يتم إعطاء الأولوية لحزم RTP?

يمكن إجراء تحديد أولويات حزم جودة الخدمة باستخدام طريقتين رئيسيتين:

• تصنيف: تحدد هذه الطريقة أنواع الرزم وتعيين أولويتها بوضع علامة عليها. يمكن إجراء التعريف باستخدام قوائم التحكم في الوصول (ACL) (قوائم التحكم في الوصول) أو تطبيقات الشبكة المحلية باستخدام CoS (فئة الخدمة) أو بمساعدة المحولات التي تستخدم علامات جودة الخدمة القائمة على الأجهزة.
• الطابور: قوائم الانتظار هي مخازن ذاكرة عالية الأداء موجودة في أجهزة التوجيه ومفاتيح التبديل. يتم حفظ الحزم التي تمر عبرها في مناطق مخصصة للذاكرة أثناء انتظار إرسالها في طريقها. عندما يتم إعطاء أولوية أعلى للبروتوكولات ، مثل RTP ، يتم نقلها إلى قائمة انتظار مخصصة تعمل على دفع البيانات بوتيرة أسرع ، مما يقلل من فرص السقوط. لا تمنح قوائم الانتظار الأقل أولوية هذا الفخامة.

الشيء المهم الذي يجب تذكره هنا هو تلك الحزمة علامات الأولوية صالحة فقط داخل الشبكة تم إنشاؤه في. بمجرد أن يترك الشبكة ، وأصحاب ستحدد شبكة المستلمين أولويتها الجديدة.

الأفكار التي يجب مراعاتها عند تحديد أولويات الحزم

تتضمن بعض الأفكار والنصائح التي يمكن أن تساعدك عند تحديد كيفية تحديد أولوية الحزم:

• انها فكرة جيدة عموما ل لديك علامات الأولوية المعينة من قبل الأجهزة الأقرب إلى مصدر البيانات هذا يضمن الحزم السفر عبر الشبكة بالكامل مع الأولوية الصحيحة.
• ال يجب أن يكون الجهاز هو الخيار المفضل لتحديد الحزم الواردة. هذا بسبب يمكن لهذه الأجهزة تحميل موازنة حركة المرور وتبادل العبء مع مفاتيح أخرى ، وبالتالي تقليل العبء على وحدات المعالجة المركزية الخاصة بهم.
• حركة المرور الواردة أكبر دائمًا من حركة المرور في الاتجاه المعاكس. عادة ما يقوم مزودو خدمة الإنترنت بتعيين نطاق ترددي أقل لحركة المرور الصادرة لعملائهم ، وهناك (على مسار الشبكة الصادرة) يحتاج تطبيق الجودة في المقام الأول.
• سيسكو لديها توصية حول كيفية تحديد الحزم كما هو موضح في هذا المخطط:

أخيرًا ، يعتمد نجاح تطبيق جودة الخدمة دائمًا على جودة سياسات التي تحكم كيفية تصنيف الحزم ووضع علامات عليها وقائمة الانتظار. ال يجب صياغة السياسة بعناية لتنفيذ جودة الخدمة ليكون النجاح.

ما لا تستخدم جودة الخدمة ل

بعد القراءة عن جودة الخدمة ، قد يبدو أن هناك إكسيرًا سحريًا يمكنه علاج جميع الأمراض التي تسبب ازدحام الشبكة. حسنًا ، إلى حد ما ، يمكن أن يجعل معظم اتصالات RTP أكثر سلاسة ويجعلها تبدو كما لو كانت تعمل على تبسيط حركة المرور على الشبكة. لسوء الحظ ، إنه ليس حلاً شاملاً لكل مشكلة في الشبكة.

لا ينبغي أبدا استخدام جودة الخدمة للأغراض التالية:

زيادة عرض النطاق الترددي

على الرغم من أن جودة الخدمة تساعد على تبسيط أولوية حزم RTP وتجعلها تبدو وكأنها زادت من نطاق عرض النطاق الترددي فجأة ، يجب ألا تفسر على هذا النحو. يجب ألا تستخدم جودة الخدمة أبدًا كأداة لزيادة عرض النطاق الترددي عندما يكون كل ما تفعله هو الاستفادة من الموارد الحالية بشكل أكثر كفاءة (لصالح حزم RTP).

بدلاً من ذلك ، فكر في البحث في التخزين المؤقت للملفات لتقليل كمية البيانات التي تأتي وتذهب. إذا لم ينجح ذلك ، فقد يعني ذلك أنه قد تم الوصول إلى حدود النطاق الترددي. عندما تصل شركة إلى حدود النطاق العريض ، فإن الشيء الوحيد القابل للتطبيق هو الخروج وشراء المزيد منها – وليس استخدام جودة الخدمة.

فك الارتباط بالشبكة

إذا تم ترك التطبيقات المارقة للتشغيل وينتهي بها الأمر إلى عرض النطاق الترددي للشبكة, تنفيذ جودة الخدمة ليس هو الحل. على الرغم من أن مكالمات Skype قد تبدأ أخيرًا في الانتقال ، فلن تكون جودة الخدمة قد عالجت المشكلة الجذرية. في نهاية المطاف ، سوف تبتلع التطبيقات المارقة الموارد المتاحة ، مما يستنفد مزايا جودة الخدمة.

حل واحد يمكن أن تعمل هنا سيكون ل تعقب تطبيقات hogging الموارد وإغلاقها أو إعادة جدولة لتشغيل خلال بعد ساعات.

مرة أخرى ، فإن الغرض الكامل من تهيئة جودة الخدمة على شبكة هو التأكد من أن مكالمات الفيديو والصوت لا تتأخر (أو حتى يتم إسقاطها) بسبب وجود شبكة مزدحمة. إنها ليست أداة يمكنها بالفعل زيادة عرض النطاق الترددي. لا يمكن أن ينفق عبر شبكة مسدودة ، أيضًا.

سيؤدي تنفيذ جودة الخدمة الجيد إلى تحسين جودة وسرعة البيانات المهمة للمهمة من خلال تحسين عرض النطاق الترددي المخصص وتسهيل وضع علامات على الحزم بحيث يتم تحديدها وإعطاء الأولويات المحددة لها. يجعل استخدام النطاق الترددي المتوفر؛ إنه لا يوسعها.

سمات الصورة:

1.  ميزة الصورة عن طريق جون كارلايل على Unsplash
2.  “مسارات الضوء الأحمر والأبيض تتدفق على طريق سريع مدني ليلاً في Röddingsmarkt” بواسطة CBX. على Unsplash
3.  مختلط تصميم الشبكة – ويكيميديا ​​، المجال العام
4. “ملخص محلل حركة مرور Netflow” – لقطة شاشة مأخوذة في 28/05/2023
5. “توصيات علامة QoS الخاصة بسياسة جودة الخدمة من Cisco” – مقدمة من Cisco Systems، Inc. الاستخدام غير المصرح به غير مسموح به (تم التقاط الصورة في 28/05/2023)