Im Netzwerkverkehr treten mehrere Prozesse oder Mechanismen auf, um sicherzustellen, dass Quality of Service (QoS)-Strategien korrekt funktionieren und die Übermittlung von Daten über ein Netzwerk effektiv verwalten. Diese Prozesse beinhalten häufig die Priorisierung des Datenverkehrs basierend auf seiner Wichtigkeit oder Empfindlichkeit gegenüber Verzögerung, Jitter oder Paketverlust. Hier sind die wichtigsten Prozesse, die an QoS beteiligt sind:
1. Verkehrsklassifizierung:
- Netzwerkgeräte wie Router und Switches untersuchen Netzwerkpakete, um deren Anwendungstyp, Protokoll und andere relevante Informationen zu identifizieren.
- Klassifikatoren verwenden vordefinierte Regeln oder DPI-Techniken (Deep Packet Inspection), um den Datenverkehr basierend auf Anwendungstyp, Benutzeridentität, Prioritätsstufe oder anderen Parametern in verschiedene Klassen oder Flüsse zu kategorisieren.
2. Verkehrsmarkierung:
– Sobald der Datenverkehr klassifiziert ist, wird er oft mit spezifischen QoS-Tags oder Labels gekennzeichnet.
– Diese Tags geben die Priorität des Datenverkehrs oder die erforderliche Behandlung an. Zu den gängigen Markierungsmechanismen gehören Differentiated Services Code Point (DSCP) für IPv4 und Class of Service (CoS) für IEEE 802.1p/Q.
3. Warteschlangen und Planung:
– Netzwerkgeräte verwalten mehrere Warteschlangen, um unterschiedliche Verkehrsklassen zu verarbeiten.
- Pakete innerhalb jeder Warteschlange werden gemäß dem konfigurierten Planungsalgorithmus verwaltet, z. B. First-In First-Out (FIFO), Priority Queuing, Weighted Fair Queuing (WFQ) oder Custom Queuing (CQ).
- Planungsalgorithmen bestimmen die Reihenfolge, in der Pakete übertragen werden, und priorisieren zeitkritische Verkehrsklassen.
4. Staumanagement:
- Bei QoS-Strategien geht es oft darum, Netzwerküberlastungen zu verwalten, um Paketverluste und Latenzzeiten zu minimieren.
- Techniken wie Algorithmen zur Überlastungsvermeidung (z. B. Random Early Detection – RED), Lastausgleich, Traffic Shaping (Ratenbegrenzung), Pufferverwaltung und Warteschlangenmanagement werden verwendet, um Überlastungen zu verhindern und den reibungslosen Fluss des priorisierten Datenverkehrs sicherzustellen.
5. Verkehrsüberwachung und -gestaltung:
– Bei der Verkehrsüberwachung geht es um die Durchsetzung von Richtlinien, die die maximal zulässigen Datenraten für bestimmte Verkehrsklassen definieren.
- Überschüssiger Datenverkehr über der angegebenen Rate kann verworfen oder für die Behandlung mit niedrigerer Priorität anders markiert werden.
- Traffic Shaping glättet den Verkehrsfluss, indem es die Übertragungsraten bestimmter Verkehrsklassen steuert, um eine Überauslastung der Netzwerkressourcen zu verhindern.
6. Ressourcenreservierung:
– In bestimmten QoS-Modellen können Netzwerkgeräte Ressourcen (z. B. Bandbreite oder Pufferspeicher) für bestimmte Verkehrsströme reservieren.
– Dies gewährleistet dedizierte Kapazität und vorhersehbare Leistung für geschäftskritische Anwendungen.
Durch die Implementierung dieser Prozesse wird der Netzwerkverkehr basierend auf seinen QoS-Anforderungen verwaltet und priorisiert. Das Klassifizieren, Markieren, Einreihen und Planen des Datenverkehrs ermöglicht effektiv die effiziente Bereitstellung von Echtzeitanwendungen wie Sprache und Video und stellt gleichzeitig eine angemessene Leistung für andere Arten von Datenverkehr sicher.
