مقدمه

کیفیت ترافیک (QoS) یک موضوع مهم در فناوری شبکه است که به‌طورکلی جهت بهبود کیفیت ارتباطات مورداستفاده قرار می‌گیرد و درواقع اولویت‌بندی کردن بسته‌های اطلاعاتی را بر عهده دارد. QoS نوعی مکانیزم اولویت‌بندی شده برای عبور packet های اطلاعاتی بر اساس اولویت سرویس‌های شبکه است و معمولاً بر روی شبکه­‌های WAN یا درجایی که داده‌های Voice یا Video وجود دارند اجرا می‌شود.

موارد مؤثر بر کیفیت ترافیک

در شبکه‌های packet-switched، QoS تحت تأثیر فاکتورهای متنوعی قرار می‌گیرد که می‌تواند به ۲ فاکتور انسانی و فنی تقسیم شود.

فاکتورهای انسانی شامل: پایداری سرویس، در دسترس بودن سرویس، تأخیرها، اطلاعات کاربر

فاکتورهای فنی شامل: قابل‌اعتماد بودن، سودمندی، قابلیت نگه‌داشتن، درجه‌بندی سرویس و غیره

اتفاق‌های متفاوتی برای پکت­ها درحالی‌که به سمت مقصد درحرکت می‌باشند می‌تواند بیافتد:

1. پایین بودن میزان پذیرش در بازه زمانی مشخص (Low throughput):

به خاطر تغییر بار دریافتی از کاربران متمایز که از منابع یک شبکه به اشتراک گذاشته‌شده استفاده می­کنند، اگر همه جریان داده یک اولویت زمان‌بندی‌شده را دریافت کنند، میزان حداکثر انتقال که برای میزان مشخصی از جریان داده می‌تواند فراهم شود، ممکن است برای سرویس‌های صوتی و تصویری بلادرنگ خیلی کم باشد.

 

۲- پکت­های کاهش‌یافته (Drop packets):

روترها ممکن است در انتقال بعضی از پکت­ها درصورتی‌که بار(load) داده آن‌ها خراب‌شده باشد یا پکت­ها زمانی وارد شوند که بافر روتر پرشده باشد دچار خطا شوند، برنامه دریافتی ممکن است درخواست انتقال دوباره برای این اطلاعات کند که احتمالاً باعث تأخیرهای شدید در انتقال کلی می‌شود.

 

۳- خطاها (Errors):

در بعضی موارد مخصوصاً در ارتباط­های بی‌سیم و سیم­های مسی بلند پکت­ها توسط نویز و تداخل آسیب‌دیده می­شوند. مثلاً موقع کاهش پکت­ها، دریافت‌کننده مجبور به تشخیص آن است و ممکن است درخواست انتقال مجدد این اطلاعات را بدهد.

۴- تأخیر (Latency):

پکت­ها به خاطر اینکه در صف­های طولانی نگه‌داشته شده‌اند یا دوری از تجمع از مسیر غیرمستقیمی حرکت کرده باشد ممکن است زمان زیادی طول بکشد تا به مقصدش برسد. این با میزان پذیرش متفاوت می‌باشد، به‌طوری‌که تأخیر می‌تواند زمان بیشتری ایجاد کند حتی اگر میزان پذیرش طبیعی باشد. در بعضی حالت‌ها تأخیر بیش‌ازحد می‌تواند یک نرم‌افزار مثل VoIP یا بازی آنلاین را غیرقابل استفاده کند.

۵- حرکت نامنظم اتفاقى (Jitter):

پکت­ها از مبدأ با تأخیرهای متفاوتی به مقصد می­رسند. تأخیر یک پکت با توجه به محلش در صف‌های روترهای بین مسیر مبدأ به مقصد متفاوت است و این موقعیت می‌تواند غیرقابل‌پیش‌بینی باشد. این تفاوت در تأخیر با عنوان jitter شناخته می‌شود و به‌طورجدی می‌تواند بر روی کیفیت دریافت صوت و تصویر اثر بگذارد.

۶- انتقال خارج از ترتیب (Out-of-order delivery):

در یک مجموعه از پکت­های مرتبط، پکت­های متفاوت ممکن است مسیر متفاوتی را انتخاب کند که نتیجه آن برای هرکدام یک تأخیر متفاوت است. نتیجه این است که پکت­ها خارج از ترتیبی که ارسال‌شده‌اند وارد می­شوند. این مشکل نیازمند یک پروتکل مسئول اضافه، جهت مرتب‌سازی پکت­های خارج از ترتیب به یک وضعیت متقارن (با مبدأ) می‌باشد. این موضوع برای جریان‌های ویدئو و VoIP اهمیت بسیاری دارد.

 مکانیزم­ها

• تأمین زیاد (Over-provisioning)

یک‌راه دیگر برای مکانیزم­های کنترلی QoS مختلط، ایجاد یک ارتباط باکیفیت بالا با تأمین زیاد یک شبکه به‌صورت سخاوتمندانه است که ظرفیت آن بر اساس تخمین حد بالای ترافیک می‌باشد. این هدف برای شبکه‌های با حد بالا قابل پیش‌بینی، ساده می‌باشد. اجرا برای بعضی از کاربردها شامل برنامه‌های پرنیاز قابل‌قبول می‌باشد که می‌توانند با بافرهای دریافتی زیاد تغییرات در پهنای باند و تأخیر را جبران کنند که اغلب برای جریان‌های ویدئویی ممکن می‌باشد. تأمین زیاد می‌تواند محدودیت مصرف داشته باشد.

میزان تأمین زیاد در لینک­های داخلی، نیازمند تعویض QOS متناسب با تعداد کاربران و مقدار ترافیک موردنیاز آن‌هاست. این محدودیت استفاده از تأمین زیاد می‌باشد.

• IP و چالش‌های شبکه Ethernet ‪(IP and Ethernet efforts)‬

دو هدف اصلی در شبکه‌های مدرن packet-switched IP وجود دارد، یک سیستم پارامتر بندی شده بر اساس تبادل نیازهای کاربردی با شبکه و سیستم اولویت‌بندی شده که هر پکت به شبکه یک سطح سرویس مورد درخواست را تعریف می‌کند.

• Integrated Services ("IntServ") (سرویس‌های یکپارچه) هدف‌های پارامتری را پیاده‌سازی می‌کند. در این مدل، برنامه‌ها از Resource Reservation Protocol (RSVP) جهت درخواست و رزرو منابع در یک شبکه استفاده می­کنند.
• Differentiated Services ("DiffServ") مدل اولویت‌بندی شده را پیاده‌سازی می‌کند. DiffServ پکت­ها را متناسب با نوع سرویس موردنیاز علامت‌گذاری می­کنند. در پاسخ به این علامت‌گذاری­ها­، روترها و سوییچ‌ها استراتژی‌های متفاوتی از صف‌بندی را استفاده می­کنند که عملکرد را با انتظارات سازگار کنند. علامت‌گذاری Differentiated Services Code Point ‪(DSCP)‬ از ۶ بیت اول فیلد Tos (که به DS Byte تغییر نام داده‌شده) در هدر پکت IP‪(v4)‬ استفاده می‌کند.

در کارکرد اولیه از فلسفه Integrated Services ‪(IntServ)‬ برای رزرو کردن منابع شبکه استفاده می­شد. در این مدل ابزارها از RSVP برای درخواست و رزرو در یک شبکه استفاده می­کردند. درحالی‌که این مکانیزم کار می­کرد این نکته دریافت شد که در یک شبکه Broadband معمولی، از یک تأمین‌کننده سرویس بزرگ‌تر، روترهای Core نیازمند، تأیید، پایداری و حذف کردن هزاران یا ده‌ها هزار از رزروها می‌باشند و این هدف به مقیاس گسترش اینترنت نخواهد رسید.

روترها از تنظیم DiffServ برای استفاده از چندین صف برای پکت­هایی که منتظر انتقال هستند از اینترفیس­های با پهنای باند اجبار شده پشتیبانی می­کنند. در عمل وقتی یک پکت باید از یک اینترفیس با صف‌بندی ارسال شود، پکت­هایی که نیازمند jitter پایین می‌باشند (مثل VoIP یا ویدئوکنفرانس) از اولویت بالاتری نسبت به سایر صف‌ها برخوردار می‌شود. بخشی از پهنای باند اختصاص داده‌شده به‌صورت پیش‌فرض به پکت­های کنترل شبکه (مثل پروتکل‌های routing) در لایه MAC VLAN IEEE 802.‎1Q و IEEE 802.‎1p  می‌توانند برای طبقه‌بندی کردن بین فریم‌های ethernet و کلاسه‌بندی آن‌ها استفاده شوند.

برنامه‌هایی مثل VoIP و IPTV به خاطر نیاز به انتقال ثابت زیاد و تأخیر کم نمی‌توانند از TCP استفاده کنند مگر اینکه جهت جلوگیری از ازدحام ترافیک میزان انتقال ترافیک را کاهش دهند. QoS قرارداد می‌کند ترافیک را به‌اندازه‌ای که پاسخگوی اینترنت باشد، محدود کند و به این طریق Traffic Shaping را که از بار زیادی جلوگیری می‌کند اجبار می‌کند و بعدازاین قسمت اجتناب‌ناپذیر اینترنت این است که بتواند مخلوطی از ترافیک real-time و non-real-time را بدون فروپاشی و نابسامانی مدیریت کند

مدل‌های End-to-End QoS

Best­Effort Service

سرویسی می‌باشد که یک برنامه داده را وقتی‌که باید ارسال شود در هر مقدار و بدون درخواست اجازه یا اطلاع‌رسانی قبلی در شبکه ارسال می‌کند. برای این سرویس در صورت امکان، شبکه اطلاعات را بدون هیچ ضمانتی از بازه تأخیر و میزان ارسال یا قابلیت اطمینان انتقال می‌دهد. ویژگی QoS که این سرویس را پیاده‌سازی می‌کند صف‌بندی FIFO نام دارد که برای برنامه­های شبکه مثل انتقال فایل یا ایمیل مناسب است. یک نوع سرویس مشخص را از شبکه تعیین می‌کند قبل از اینکه داده‌ها ارسال شوند. این درخواست توسط سیگنال دادن ساده ایجاد می‌شود. برنامه شبکه را از فرم ترافیک مطلع می‌کند و سرویسی را که می‌تواند پهنای باند و میزان تأخیر موردنیاز را فراهم کند درخواست می‌کند. انتظار می­رود بعد از دریافت تأییدیه از شبکه برنامه داده‌ها را ارسال کند. همچنین انتظار می­رود ارسال داده‌ها مطابق فرم ترافیک توصیف‌شده باشد.

شبکه بر اساس اطلاعات برنامه و منابع در دسترس شبکه، کنترل پذیرش Admission Control را اجرا می‌کند، همچنین نشستی برای برنامه ایجاد می‌کند تا زمانی که ترافیک در قالب مشخصات باقی بماند. شبکه تعهد خود را با نگهداری وضعیت برای هر جریان برآورده می‌کند و سپس پکت­ها را کلاس‌بندی، کنترل(policing) و هوشمندانه بر اساس آن وضعیت صف‌بندی می‌کند.

 موارد زیر نوعی از سرویس‌های integrated (مجتمع) می‌باشد:

• Resource Reservation Protocol ‪(RSVP)‬

می‌تواند استفاده شود به‌وسیله برنامه‌هایی که سیگنال می­کنند نیازهای QoS خود را به روتر، مکانیزم­های صف­بندی هوشمند که می‌توانند با RSVP استفاده شوند برای فراهم کردن سرویس‌های زیر:

• سرویس تضمین‌شده سرعت(guaranteed rate service) که به برنامه‌ها اجازه رزرو پهنای باند بر اساس نیزشان را می‌دهد. به‌عنوان‌مثال VoIP. QoS از weighted fair queueing ‪(WFQ)‬  با RSVP برای فراهم کردن این نوع از سرویس استفاده می‌کند.
• سرویس بار کنترل‌شده(controlled load service) که به برنامه‌ها اجازه می‌دهد که تأخیر کم و انتقال بالا داشته باشند حتی در زمان ازدحام، به‌عنوان‌مثال برنامه‌های انطباقی زمان واقعی (adaptive real time) از قبیل پخش یک کنفرانس ضبط‌شده QoS از RSVP با Weighted Random Early Detection ‪(WRED)‬  برای فراهم کردن این نوع از سرویس استفاده می‌کند.

Differentiated Service

یک مدل سرویس چندگانه می‌باشد که می‌تواند نیازهای متفاوتی از QoS را برآورده کند، هرچند برخلاف مدل سرویس مجتمع، یک برنامه که از این سرویس استفاده می‌کند به‌صورت صریح سیگنال به روتر، قبل از ارسال داده‌ها ارسال نمی‌کند.

برای سرویس Differentiated شبکه سعی می‌کند انتقال دهد یک نوع بخصوص سرویس را بر پایه مشخصه QoS برای هر پکت، این خاصیت می‌تواند در حالت‌های متفاوتی رخ دهد. به‌عنوان‌مثال استفاده از تنظیمات بیت IP Precedence در پکت­های IP یا آدرس­های مبدأ و مقصد. شبکه از خصوصیات QoS استفاده می‌کند برای کلاس‌بندی (Classify)، علامت‌گذاری (Mark)، قالب‌بندی (Shape) و کنترل ترافیک (Police Traffic) و برای صف‌بندی هوشمند(Intelligent Queueing).

این مدل برای چندین نرم‌افزار عملیاتی حیاطی استفاده می‌شود. این سرویس برای جریان‌های انبوه به خاطر اینکه اجرا می‌کند سطح نسبتاً درشت کلاس‌بندی ترافیک را مناسب است.

QoS امکانات زیر را برای سرویس مدل Differentiated شامل می‌شود:

1. Committed access rate ‪(CAR)‬: پکت را بر اساس IP Precedence و تنظیمات گروه QoS کلاس‌بندی می‌کند.CAR اندازه‌گیری و کنترل ترافیک(Policing) و مدیریت پهنای باند را فراهم می‌کند.
2. برنامه‌های صف‌بندی هوشمند مثل WRED و WFQ و امکانات هم‌توان آن‌ها بر روی پروسسور اینترفیس چندکاره (VIP) که Distributed WRED‪(DWRED)‬ و Distributed WFQ هستند، این امکانات با CAR برای انتقال سرویس‌های Differentiated استفاده می­شوند.

معماری پیاده‌سازی QoS

امکان QoS را در یک شبکه برای فراهم کردن انتقال Qos end-to-end تنظیم می‌کنید.

همه تکنیک‌های QoS مناسب برای روترهای همه شبکه نیستند، به خاطر اینکه روترهای Edge و Backbone در یک شبکه لزوماً یک عملکرد را ندارند، به همین دلیل عملیات QoS که اجرا می­کنند ممکن است متفاوت باشد.

عملیات QoS در روترهای Edge

• کلاس‌بندی پکت­ها
• کنترل پذیرش (Admission Control)
• مدیریت تنظیمات (Configuration Management)

عملیات QoS در روترهای Backbone

• مدیریت ازدحام
• جلوگیری از ازدحام

Classification

 

کلاس‌بندی توانایی پارتیشن­بندی ترافیک شبکه به اولویت‌بندی چندگانه یا کلاس­های سرویس را فراهم می‌کند. به‌عنوان‌مثال با استفاده از ۳ بیت مقدم در فیلد Type of Service‪(ToS)‬ برای یک هدر پکت IP – (دو عدد از این مقادیر رزرو شده است برای اهداف دیگر) – شما می‌توانید پکت­ها را تا ۶ کلاس ترافیکی دسته‌بندی کنید. بعد از کلاس­بندی پکت­ها شما می‌توانید از امکانات دیگر QoS برای اعمال مناسب Policy های مدیریت ترافیک شامل مدیریت ازدحام، اعمال پهنای باند و بازه تأخیر برای هر کلاس ترافیک استفاده کنید.

پکت­ها می‌توانند توسط منابع خارجی کلاس‌بندی شوند. شما می‌توانید اجازه دهید که شبکه کلاس‌بندی را قبول یا باطل کند و یا مجدد پکت را با توجه به Policy که شما مشخص می‌کنید کلاس‌بندی نماید.

پکت­ها بر اساس Policy توسط اپراتور شبکه مشخص‌شده می‌توانند کلاس‌بندی شوند. Policy ها می‌توانند شامل کلاس‌بندی بر اساس پورت فیزیکی، بر اساس مبدأ یا مقصد IP یا MAC، پورت برنامه، نوع پروتکل IP و معیارهای دیگر که شما می‌توانید توسط access list ها یا access list های توسعه‌یافته مشخص کنید، تنظیم شوند.

CoS ‪(Class of Service)‬

برچسب QoS در هدر فریم لایه ۲ به نام Class os Service ‪(CoS)‬ صدا زده می‌شود.

CoS یک فیلد ۳ بیتی می‌باشد که در هدر فریم Ethernet وجود دارد وقتی Vlan Tagging وجود دارد، این فیلد اولویت بین ۰ تا ۷ را مشخص می‌کند که به‌صورت CS0 تا CS7 شناخته می­شوند. CoS فقط در لایه Data Link بر روی ۸۰۲.۱Q Vlan Ethernet کار می‌کند، درحالی‌که مکانیزم­های دیگر در لایه ۳ یا برای سیستم تگ زنی Local QoS که پکت را تغییر نمی­دهد، مثل گروه QoS استفاده می‌شود.

 

 

درصورتی‌که QoS غیرفعال باشد، همه پکت­ها/فریم‌ها از سوییچ بدون تغییر پیدا کردن از سوییچ رد می­شوند. به‌عنوان‌مثال درصورتی‌که یک فریم با CoS5 و پکت داخل فریم با DSCP EF وارد سوییچ شود، برچسب‌های CoS و DSCP تغییری نمی­کنند، ترافیک با همان مقادیر CoS و DSCP که وارد شدند، خارج می­شوند.

نحوه برخورد پیش‌فرض سوییچ با فریم­ها وقتی QoS بر روی آن فعال شود

وقتی یک فریم وارد سوییچ می‌شود و هیچ تگ فریمی نخورده است (معنی آن این است که پورت یک پورت در حالت access می‌باشد و فریم واردشده به سوییچ با ISL یا dot1q کپسوله نشده است) سوییچ فریم را با dot1q (به‌صورت پیش‌فرض بر روی همه سوییچ‌ها داخل تگ فریم dot1q 3 بیت وجود دارد که بیت‌های ۸۰۲.۱p نامیده می­شوند) کپسوله می‌کند. سپس سوییچ مقدار DSCP را بر اساس جدول نقشه CoS-DSCP محاسبه کرده. سوییچ مقدار DSCP را به صفر همان‌طور که در جدول تغییر داده تغییر می‌دهد.

به‌صورت خلاصه مقادیر فریم ورودی به یک سوییچ برای CoS و DSCP به‌صورت پیش‌فرض درصورتی‌که QoS بر روی سوییچ فعال‌شده باشد به صفر تنظیم می‌شود. در سوییچ‌ها فریم‌ها بر اساس مقادیر CoS/DSCP ورودی یا بر اساس ACL کلاس‌بندی می­شوند.

تنظیمات بر اساس مقادیر CoS/DSCP ورودی به سه روش به دست می‌آید:

1. بر اساس تنظیمات Port که از دستور mls qos در سطح خود اینترفیس استفاده می‌شود
2. تنظیمات بر پایه Modular QoS CLI ‪(MQC)‬ استفاده از class-map و policy-map
3. تنظیمات بر اساس VLAN

شما می‌توانید یکی از این ۳ متد را استفاده کنید. بر روی یک پورت امکان استفاده از یک متد بیشتر وجود ندارد.

IP Precedence & DSCP

IP Precedence به شما اجازه می‌دهد کلاس سرویس یک پکت را با استفاده از سه بیت اول فیلد ToS در هدر ipv4 مشخص کنیم.

 

هدر IP یک فیلد دارد به نام Type of Service ‪(ToS)‬ که بین فیلد طول هدر و فیلد طول کل قرار می‌گیرد، درگذشته IP Precedence از ۳ بیت اول فیلد ToS استفاده می­کرد که قابلیت دادن هشت مقدار را فراهم می­کرد که هرچه این مقدار بیشتر باشد اولویت آن نیز بالاتر است.

• ۰۰۰ (۰) - Routine
• ۰۰۱ (۱) - Priority
• ۰۱۰ (۲) - Immediate
• ۰۱۱ (۳) - Flash
• ۱۰۰ (۴) - Flash Override
• ۱۰۱ (۵) - Critical
• ۱۱۰ (۶) - Internetwork Control
• ۱۱۱ (۷) - Network Control

ساختار ToS در زیر به نمایش درآمده است:

فیلد Precedence: بر میزان مهم بودن یا اولویت data ارسالی دلالت می‌کند.

فیلد ToS: بیت‌های ۳ تا ۶، ToS در هر ipv4، بر این‌که شبکه چطور بین ظرفیت انتقال، تأخیر، قابلیت اعتماد و هزینه سبک و سنگین کند دلالت می‌کند.

فیلد MBZ: مخفف Must Be Zero (باید صفر باشد). روترها و دریافت‌کنندگان داده‌ها از مقدار این فیلد صرف‌نظر می­کنند.

۱۰۰۰-- minimize delay(کمترین تأخیر)

۰۱۰۰-- maximize throughput (بالاترین حد ظرفیت پذیرش)

۰۰۱۰-- maximize reliability (بالاترین حد قابلیت اطمینان)

۰۰۰۱-- minimize monetary cost (به حداقل رساندن هزینه‌ها)

۰۰۰۰-- normal service (سرویس نرمال- مقدار پیش‌فرض می‌باشد)

مقدار پیش‌فرض ToS حالت normal service (0000)‎ می‌باشد.

ساختار فیلد DS در زیر نمایش داده‌شده است.

فیلد DS: ToS تغییر نام داده‌شده به فیلد Differentiated Services ‪(DS)‬

DSCP: کد مربوط به DS، 6 بیت سمت چپ در فیلد DS که به میزان ۶۴ مقدار یعنی ۲ به توان ۶ حالت را می‌تواند دریافت کند.

CU: مخفف currently unused (فعلاً بلااستفاده)

DSCP

DSCP دارای ۸ بیت می‌باشد، IP Precedence 3 بیت آخر رو استفاده می‌کند، برای Compatibility، DSCP به ۳ گروه تقسیم‌شده است ۲ گروه ۳ بیتی و ۱ گروه ۲ بیتی که ۲ بیت سمت راست را شامل می‌شود. گروه سمت چپ برای Compatibility با IP Precedence می‌باشد و از ۰-۷ مقدار می‌گیرد. درصورتی‌که همه روترها از DSCP استفاده می­کنند می‌شود ۳ بیت گروه دوم را هم تنظیم کرد که شروع مقادیر آن با Default,AF1,AF2,AF3,AF4,EF که از ابتدا به ترتیب معادل IP Precedence 0-5 می‌باشند، ۳ بیت دوم با کلمه Drop Preference شناخته می‌شود که عدد سمت راست در مقادیر AF نشان‌دهنده آن می‌باشد که هرچه مقدار آن بیشتر باشد زودتر drop می‌شود یعنی af13 زودتر از af11 – drop خواهد شد، در مقدار EF,default هیچ پکتی Drop نمی‌شود. مقدار CS‪[n]‬ برای زمانی استفاده می‌شود که شما بخواهید Compatibility بین DSCP و IP Precedence حفظ شود که در آن مقدار ۳ بیت دوم همیشه صفر است.

 

Marking

علامت‌گذاری ترافیک شبکه به شما اجازه می‌دهد که خاصیت‌های ترافیک (که همان پکت­ها هستند) را که متعلق به یک دسته یا کلاس خاص هستند تنظیم یا تغییر دهید علامت‌گذاری ترافیک شبکه وقتی پیوسته همراه با کلاس‌بندی ترافیک استفاده شود پایه‌ای است برای فعال شدن چندین امکان QoS برای شبکه شما.

جهت علامت‌گذاری ترافیک شبکه، باید Cisco Express Forwarding ‪(CEF)‬ روی اینترفیس دریافت‌کننده و اینترفیس انتقال‌دهنده تنظیم‌شده باشد.

علامت‌دار کردن می‌تواند هم بر روی اینترفیس، زیر-اینترفیس یا یک ATM permanent virtual circuit ‪(PVC)‬ تنظیم شود.

 علامت‌گذاری ترافیک بر روی اینترفیس­های زیر پشتیبانی نمی‌شود:

• هر اینترفیس که CEF را پشتیبانی نمی­کند
• ATM switched virtual circuit ‪(SVC)‬
• Fast EtherChannel
• PRI
• Tunnel

خواص می‌توانند تنظیم یا تغییر داده شوند بر اساس یکی از موارد زیر:

• بیت Cell loss priority ‪(CLP)‬

• مقدار CoS یک پکت در حال خارج شدن

• تنظیم بیت Discard eligible ‪(DE)‬ یک فریم Frame Relay

• مقدار Discard-class
• مقدار DSCP در بایت ToS

مقدار فیلد MPLS EXP در بالاترین label یا در طرف اینترفیس ورودی یا در طرف اینترفیس خروجی

• فیلد EXP در MPLS بر روی همه label های impose شده ورودی
• مقدار Precedence در هدر پکت
• شناسه گروه QoS
• بیت‌های ToS در هدر یک پکت IP

تفاوت کلاس‌بندی با علامت‌گذاری ترافیک:

کلاس‌بندی ترافیک و علامت‌گذاری آن بسیار به هم نزدیک و مرتبط می‌باشند و می‌شود که باهم استفاده شوند. به علامت‌گذاری ترافیک می‌شود به‌عنوان یک عملکرد افزوده نگاه کرد که در policy map برای اعمال بر روی کلاس ترافیک مشخص می‌شود.

کلاس‌بندی ترافیک اجازه می‌دهد به شما تا مدیریت کنید کلاس‌های ترافیکی را بر اساس اینکه آیا ترافیک با شرایط همخوانی دارد یا خیر. به‌عنوان‌مثال همه ترافیک‌ها با مقدار CoS 2 گروه‌بندی‌شده‌اند در یک کلاس و ترافیک با مقدار DSCP 3 گروه‌بندی‌شده‌اند در کلاس دیگر. شرایط همخوانی توسط کاربر تعریف می‌شود. بعدازاینکه ترافیک به کلاس‌های ترافیکی تنظیم شد، علامت‌گذاری ترافیک به شما اجازه می‌دهد که علامت‌گذاری کنید (تعریف یا تغییر) یک خاصیت را برای ترافیکی که به یک کلاس خاص متعلق می‌باشد. به‌عنوان‌مثال شما ممکن است بخواهید مقدار CoS را از ۲ به ۱ تغییر دهید یا مقدار DSCP را از ۳ به ۲.

مدیریت ازدحام Congestion Management

• ازدحام در یک شبکه چیست؟

زمانی که سرعت ورود پکت­ها به اینترفیس از سرعت خروج آن‌ها از اینترفیس بیشتر باشد، ازدحام به وجود می‌آید.

• مدیریت ازدحام چیست؟

مدیریت ازدحام کنترل عملکردی کنترلی دارد. زیادی ترافیک ورودی با استفاده از الگوریتم صف‌بندی برای مرتب کردن ترافیک و تشخیص روشی برای اولویت‌بندی آن بر روی لینک خروجی توسط عوامل شبکه اداره می‌شود. هر الگوریتم صف‌بندی برای رفع مشکل یک ترافیک خاص شبکه که تأثیر خاصی در کارکرد شبکه دارد طراحی‌شده است.

چرا از مدیریت ازدحام استفاده می­کنیم؟

1. اولویت‌بندی ترافیک مخصوصاً برای ترافیک­های مهم‌تر
2. در شبکه‌های WAN مخلوط ترافیک‌های با حجم زیاد و داده‌های با نرخ پایین باعث ازدحام موقت می­شوند.

FIFO (first-in, first-out) Queueing

 FIFO هیچ مفهومی از اولویت یا کلاس­های ترافیک را فراهم نمی­کند. در اینجا پکت­ها به همان ترتیبی که داخل شده‌اند به خارج انتقال پیدا می­کنند.

Custom queueing ‪(CQ)‬

با CQ برای هر کلاس متفاوت از ترافیک پهنای باند متناسب اختصاص پیدا می‌کند. CQ اجازه می‌دهد به شما که میزان بایت‌ها یا پکت­هایی که از صف انتقال داده می­شوند را مشخص کنید که مخصوصاً برای اینترفیس­های کند مناسب است. CQ از ۱۷ صف پشتیبانی می‌کند که صف صفر آن به سیستم متعلق می‌باشد که قبل از اینکه هرکدام از صف‌ها تخلیه شوند خالی می‌شود. CQ پهنای باند را تضمین می‌کند.

Priority queueing ‪(PQ)‬

با PQ، پکت­های متعلق به یک کلاس ترافیکی با اولویت بالاتر، قبل از ترافیک‌های با اولویت پایین‌تر ارسال می­شوند. جهت اطمینان از انتقال به‌موقع آن پکت­ها چهار صف با اولویت‌های: بالا(high)، متوسط(medium)، معمولی(normal)، پایین(low) تعریف می‌شود.

Weighted fair queueing‪(WFQ)‬

برای شرایطی که یک‌زمان پاسخ یکسان برای کاربران شبکه با استفاده‌های زیاد و کم بدون اضافه کردن پهنای باند موجود نباشد مورداستفاده قرار می‌گیرد.

WFQ صف‌بندی داینامیک و منصفانه را عرضه می‌کند که پهنای باند را بین صف­های ترافیک بر اساس وزنشان تقسیم می‌کند. با دادن این کارکرد WFQ از زمان پاسخ رضایت‌بخش برای برنامه‌های حیاتی اطمینان حاصل می‌کند. برای پورت­های سریال E1 و پایین‌تر از آن Flow-based WFQ به‌صورت پیش‌فرض استفاده می‌شود. وقتی استراتژی صف‌بندی دیگری تنظیم‌نشده باشد همه اینترفیس­های دیگر از FIFO به‌صورت پیش‌فرض استفاده می­کنند.

چهار نوع WFQ وجود دارد:

1. Flow-based WFQ‪(FBWFQ)‬
2. Class-based WFQ‪(CBWFQ)‬
3. Distributed Class-based WFQ‪(DCBWFQ)‬
4. Distributed WFQ‪(DWFQ)‬

Flow-based WFQ

الگوریتم صف‌بندی که بر اساس جریان می‌باشد و ۲ کار را انجام می‌دهد.

1. برنامه‌ریزی برای ترافیک هم‌کنشی (interactive) در جلوی صف برای کاهش زمان پاسخ
2. منصفانه تقسیم کردن پهنای باند بین جریان‌های ترافیک با پهنای باند بالا جهت دریافت سرویس موردنیاز.

کل پهنای باند اختصاصی از ۷۵ درصد پهنای باند اینترفیس بیشتر نمی‌شود. ۲۵ درصد بقیه برای سایر overhead ها مورداستفاده قرار می‌گیرد.

CBWFQ

تا ۲۵۶ class-map می‌شود در آن ایجاد کرد، پهنای باند را ضمانت می‌کند.

Low Latency Queuing ‪(LLQ)‬

همان CBWFQ+PQ می‌باشد. نقش PQ Strict در این حالت این است که داده‌های حساس با تأخیر مثل Voice خارج از صف ارسال شود و مراحل صف‌بندی برایش در نظر گرفته نمی‌شود.

فقط برای ترافیک PQ، پهنای باند و نداشتن تأخیر را تضمین می‌کند و برای ترافیک Voice پیشنهاد می‌شود.