何谓QoS带宽管理设备及其解决技术 QoS(Quality_of_service)带宽服务品质,指的是一个运用网路设备技术去辩识及分类区隔在这网路上正在运行的不同种类的应用程式或依据IP基础的封包流量,并针对这许多不同的封包交通在网路上的不同特性(如VoIP及视频封包对时间延迟较敏感)提供足够达到服务品质的带宽分配控管的功能,使得不同类型与特性的网路各种封包流量能共存于同一个网路上,并彼此保持应有的效率与稳定。这种应用于网路控管与分配保障带宽技术统称为QoS,而QoS的应用普遍可分为运用WAN端及LAN端的不同解决方案。
WAN端QoS的解决方案: 随着网路的蓬勃发展,WAN端的带宽一直是网络传送速度的一个瓶颈,虽然带宽费用已大幅降低,但这一有价资源仍然赶不上网路应用的发展速度,近年来网络的资料量随着各种PIP软件、电子商务、视讯多媒体传输、下载等应用呈现大幅的成长,于是造成网路WAN端出口的拥塞、延迟(Delay),封包遗矢与秩序错乱就会发生,这些状况对一些TCP封包的类型如E-mail,HTTP,FTP等服务不会造成太大影响,因为TCP封包延迟或遗失皆会自动再连结,对最终传递完整性结果没有影响,但是对于敏感性封包如VoIP,语音电话或视频会议及影像传递或特定的ERP及电子商务应用就会造成很大影响甚至无法使用此类服务。
传统以加大WAN端出口带宽为解决方案,增加带宽不仅长期投资昂贵而且不能保证可以解决敏感封包延迟拥塞的问题,因为目前影响网路效能原因往往不是带宽的单一问题,而是我们无法掌握与预测不同应用程式的资料流量在同一时间、同一网路上传输对网络运作的影响,对敏感性封包的影响;因此要解决网络效能我们必须利用QoS的机制来有效的管理网络上的交通,有如多条道路上的交通警察,具有指挥各种车辆优先与排队的条件。
WAN端QoS必须具备以下功能:自动辨识不同封包类型与应用程式种类(HTTP,FIP,BT,ICQ,VoIP,Viodo,E-mail),并可以提供个别带宽与不同等级的优先权给每个封包形态。所以将封包进行分类是管理网路的首要工作,自动辨识分类可依据封包的特征码或使用port端口进行判断Layer4—Layer7层不同种类协议的封包,另外一种是对IP来源地址,来源端口,IP目地地址,目地连接端口进行属性数据封包分类。
对数据封包的长度进行适当调整,一般的网路流量从100Mbps的LAN端向较小带宽的WAN端传输时,封包会自动排队(quene)依序通过WAN端,而一般以太网路封包的大小可达1518bytes,若有一个较大封包要通过WAN端时,延迟,封包遗失与错乱便会发生,故必须对传输的数据封包大小进行控管,对封包序列(quene)做排序控管。当封包排队情形开始发生,则必需对封包序列进行管理,进而保证不同类型封包对带宽和延迟的要求作不同优先顺序排列。
ISMD分别具有允许延缓封包塞暴buffer的专利技术:patent-pending buffer smooth
technology,此技术可以容许封包暴增大小在1.5Mbps的速度可达1秒,即可避免因一个较大封包要通过WAN端时,造成延迟封包与错乱发生,所以ISMD拥有此一技术即可避免对封包序列(quene)做排序控管,免除保障带宽的延迟发生并因减少排序运算,故会增快封包通过速度,ISMD的所有设定保障带宽均一视同仁保障并无优先权
的分别,只有在出口带宽因断线造成带宽资源不足时才会发生优先权的取舍,ISMD依据保障带宽大小自动设定优先权,所以ISMD具有无限制数量
的优先权设定,最大可设8000组优先权。
对TCP封包的速率进行控制。TCP速率控制是一种针对TCP/IP资料流量的QoS机制,它可以影响发送数据的设备,使其发送TCP封包速率减少或切断,令其重新连结发送,进而使TCP的资料流量变得平顺或减少,对TCP封包进行控制的目的地是尽量减少TCP/IP数据的激增,造成数据传递拥塞,进而避免重要的封包产生延迟。
ISMD具有专利的智
能型封包弃置技术达到对TCP封包的速率控制目的,透过此一TCP封包弃置技术可达到在高度拥塞带宽条件下能够在0.1秒内释放保障带宽的 QoS高伏规格,避免受到保障
的重要封包因TCP流量而造成延迟及阻塞,而被弃置
的不重要TCP封包则会自动重新连接并被排挤到没有保障
的群组内减缓TCP封包
的流量但不会影响TCP封包最终
的连接结果。
LAN端QoS的解决方案
在LAN端以往观念认为LAN端带宽至少拥有100Mbps甚至1G的大小,具有足够的带宽。可是当视讯及语音的封包应用时,会发现带宽虽然不是问题,但是记忆缓冲区(buffer)却是有无法容纳的问题,在网络环境中网络设备(一般指交换机)的记忆缓冲区的buffer很快就会让等待被传输的封包占满,这时候其他要进入网络设备的封包便会被丢弃(drup),待buffer又有剩余空间时,才会重新接纳封包。如此一来,不仅会在网络设备(交换机)上产生封包遗失现象,延迟也会产生,此种记忆缓冲区速率(buffer speed)不足问题会严重影响语音及视讯品质,此时必需由QoS的机制来解决buffer speed的问题。
在IEEE802.Ip中定义了LAN端的QoS中的两个重要机制:流量分类(traffic class)与排序(quene)。
排序
当排序(quene)向交换机涌入许多待传输的封包时,交换机必须提供排序机制来容纳并管理在带宽管理设备中等待被处理封包。以语音传输为例,若带宽管理器自动辨识出语言封包时,便会使用较高的优先排序,让带宽管理器优先传送语音封包,即便buffer已满,带宽管理器会丢弃其他没有被定义保障的资料封包,因此重要语音封包的遗失便可避免。
ISMD在解决记忆缓冲区速率(buffer
speed)不足问题上采用专利技术:patent-pending
buffer smooth technology,延缓buffer塞暴
的平滑技术,避免封包被丢弃(drop)现象
,bust
size最大为1.5M
Mbps的速度可允许达1秒,故可保障重要视频流或保障带宽之顺畅,因视频封包最大约为1.5M
Mbps即可满足视频品质而不会有延迟。
流量分类(traffic class)
流量分类(traffic class)是用来分辨不同排序的优先顺序,当带宽管理器必须决定传输与丢弃的封包时,便会靠着流量分类的优先顺序来确认流量分类中的封包丢弃的优先顺序。
ISMD使用了先进技术处理了排序(queue)问题,当出口带宽大小容量没有受到任何意外断线或变更缩小时,ISMD只有将封包分辨成2层排序,设有保障规则的封包全部排序优先没有差异及没有保障规则的封包全部排序于后,当一旦出口带宽大小容量发生断线或变更时,造成出口总带宽不足以提供原先设定保障规则的最小总带宽时,ISMD便会依据每条保障带宽规则的最小保证带宽大小来定义已设定保障带宽中的优先权,所以设定规则中保障最小带宽较大的规则的优先权会大于设定规则中保障最小带宽较小的规则的优先权,所以ISMD的优先权可依据设定规则中的保障最小带宽大小的差异达到无限个优先权的设定方式,更优于传统只有3层(高,中,低)优先权的设定方式。
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