Современные роутеры совершенны и просты в эксплуатации. Любой пользователь, даже не имея глубоких познаний о работе сетей, легко может настроить shaping интернет дома. В этой публикации давайте рассмотрим, что дает настройка QoS роутера и как она помогает определить приоритет трафика дома или в офисе.
Что такое QoS в сети
QoS (Quality of Service, что переводится как «Качество сервиса») — механизм управления сетевым трафиком, позволяющий задавать приоритеты для разных типов данных и гарантировать определенный уровень качества соединения. С помощью DPI, систем глубокого анализа трафика, современный роутер способен эффективно распределять данные между разными приложениями и девайсами. Основная задача QoS — обеспечить стабильную работу критичных к задержкам и потерям пакетов сервисов: видеозвонков, VoIP, онлайн-игр, прямых трансляций и потокового видео.
Как работает QoS
Рассмотрим детальнее, как работает Quality of Service и что именно происходит, когда сеть начинает приоритизировать данные. Процесс разделяется на несколько этапов:
- Классификация трафика. Первым делом маршрутизатор, коммутатор или файерволл определяют, какой именно трафик поступает. Фильтрация происходит по IP-адресу источника и назначения, используемому порту, протоколу, типу сервиса или содержимому.
- Маркировка пакетов. После классификации пакеты получают метки, указывающие приоритет.
- Очереди и планировщики. Далее пакеты помещаются в очереди, где разные типы трафика обслуживаются по-разному. Именно здесь решается, какие пакеты данных уйдут первыми, а какие могут подождать своей очереди.
- Traffic Policing и Shaping. Эти механизмы контролируют скорость трафика. Policing устанавливает жесткое ограничение скорости, а пакеты данных, превышающие лимит, отбрасываются или помечаются. Shaping — более мягкий подход, при котором трафик буферизуется и отправляется позже, чтобы уложиться в лимит.
Давайте рассмотрим типичный пример. В семье из нескольких человек кто-то участвует в видеоконференции через Zoom, кто-то играет в онлайн-игру, а кто-то качает сериал с помощью торрента. Без QoS ни одно из приложений не получает приоритета, поэтому Zoom может лагать. С QoS же Zoom получает максимальный приоритет (минимальную задержку и гарантированную ширину канала). Онлайн-игра получает средний приоритет, а торренты самый низкий. Закачка ограничена по скорости или идет в фоновом режиме. Бизнес-сети же обычно применяют более сложные схемы QoS для поддержки IP-телефонии, удаленного доступа, видеоконференций и облачных приложений.
Важно помнить, что QoS работает только в пределах одной административной зоны. Если ваш пакет с приоритетом уходит во внешний интернет, провайдер может его проигнорировать, если нет договоренности между сторонами (например, MPLS или корпоративного VPN). QoS не увеличивает пропускную способность выделенной линии, а управляет тем, как она используется.
Какие проблемы решает QoS
Основные задачи, которые решает данная технология:
- Приоритезация трафика. Звуковой ряд, видеопоток, управление и телеметрия могут быть обработаны раньше фоновых загрузок.
- Гарантированная пропускная способность. Для важного трафика резервируется требуемый объем данных, что обеспечивает стабильную работу приложения или сервиса.
- Минимизация задержек и джиттера. Уменьшить ping QoS особенно актуально для VoIP и видеоконференций, чтобы обеспечить высокое качество связи.
- Ограничение полосы shaping/policing. Контроль и фильтрация потребления трафика по типу, IP-адресу или порту.
- Снижение потерь пакетов благодаря эффективной очередности и буферизации.
Преимущества и недостатки QoS
Рассматриваемая технология имеет свои сильные и слабые стороны. Ее преимущества:
- Повышение стабильности и качества сервисов, особенно в загруженных сетях.
- Возможность управлять локальной сетью в соответствии с приоритетами бизнеса.
- Улучшение пользовательского опыта, меньше лагов и разрывов соединения.
- Максимально эффективное использование выделенной линии с ограниченной пропускной способностью.
Недостатки QoS:
- Сложность настройки, особенно в крупных и гетерогенных корпоративных сетях.
- Аппаратные ограничения: не все устройства поддерживают полноценный QoS.
- Непрозрачность: иногда сложно отследить, какие правила применяются в реальном времени.
- Не решает проблему перегрузки: QoS лишь перераспределяет трафик, но не увеличивает пропускную способность канала связи с провайдером.
Заключение
Сегодня многие бренды выпускают роутеры с приоритезацией трафика: ASUS, Mercusys, TP-LINK, Tenda, Huawei, Netis, Totolink, Keenetic, Cudy и прочие. При покупке нового роутера советуем обратить внимание на модель с QoS.