Além disso, se em casa cada usuário puder configurar a QoS em seu roteador, a operadora de telecomunicações, usando equipamentos de rede modernos, gerenciará a largura de banda para todos os seus assinantes e fornecerá uma qualidade consistentemente alta para cada um deles.
O que é a Qualidade de Serviço (QoS)
A Qualidade de Serviço (QoS) é uma ferramenta que atribui prioridades a vários tipos de tráfego, e, com a ajuda de sistemas DPI, até mesmo para determinados aplicativos, dividindo a largura de banda entre eles em diferentes proporções. A configuração adequada das regras de QoS garante a reprodução contínua de vídeo on-line enquanto um arquivo grande está sendo baixado, ou a navegação rápida na Web enquanto o sistema operacional está sendo atualizado em segundo plano. A QoS é aplicável a qualquer tecnologia que gerencie o tráfego de dados para reduzir a perda de pacotes, a latência e o jitter na rede. A QoS monitora e gerencia os recursos da rede, priorizando determinados tipos de dados na rede.
Uma conexão com a Internet pode ser comparada a um hospital, no qual a largura de banda é o número de médicos para tratar os pacientes, os pacientes são aplicativos e uma enfermeira é um roteador que os distribui.
Em uma rede comum, uma enfermeira indiferente distribui os pacientes uniformemente para os médicos livres, independentemente da complexidade da doença, seja uma pessoa com um braço machucado ou uma vítima de um acidente de carro com uma concussão e ossos quebrados. Cada um deles será tratado, mas terá de esperar o mesmo tempo até que haja um médico disponível. Se todos os pacientes forem atendidos com a mesma prioridade, mais cedo ou mais tarde isso terá consequências desastrosas para o hospital e para as vítimas.
A mesma coisa acontece na rede doméstica ou na rede do provedor. A largura de banda do canal de comunicação é distribuída uniformemente no plano de dados, sem levar em conta a importância de cada aplicativo. Por exemplo, se você estiver falando pelo Skype e, nesse momento, seus filhos iniciarem um filme da Netflix, a qualidade da chamada se deteriorará drasticamente. O provedor de Internet, por sua vez, é limitado pela velocidade do canal para a operadora de telecomunicações de nível superior, e sua largura de banda pode não ser suficiente para garantir a qualidade da conexão se todos os usuários começarem a baixar arquivos simultaneamente pelo cliente de torrent na velocidade máxima.
Voltando à nossa comparação com o hospital, a qualidade do serviço é uma enfermeira competente que distribui os pacientes entre os médicos da maneira mais eficaz possível: vários especialistas cuidarão das vítimas de um acidente, e um paciente com um hematoma aguardará um médico quando ele estiver disponível.
Em uma rede de QoS, a prioridade será dada ao aplicativo ou serviço que você determinar de forma independente (vídeo on-line, IPTV, jogos on-line etc.), que terá alta velocidade e atrasos mínimos.
Quais problemas o QoS resolve?
A QoS ajuda a resolver os problemas do usuário ao receber tráfego de vários aplicativos.
Perda de pacotes
Ocorre quando os canais de rede estão congestionados, quando os roteadores e switches começam a perder pacotes. Por exemplo, durante chamadas de voz ou vídeo, pode haver atrasos e interrupções de fala nas sessões. Além disso, os pacotes podem ser perdidos quando a fila de pacotes que estão esperando para serem enviados está cheia.
Jitter
O jitter de fase do sinal digital é o resultado do congestionamento da rede, da variação de tempo e das alterações de rota. Um forte jitter pode degradar a qualidade da comunicação, por exemplo, ao assistir a um vídeo no YouTube ou transmitir um vídeo no Twitch.
Latência
O tempo que um pacote leva para passar da origem para o destino deve ser o mais próximo possível de zero. Se uma chamada de voz IP tiver uma latência alta, os usuários poderão ter um eco e um som sobreposto.
Como funciona a QoS?
Quando os assinantes usam a rede do provedor de Internet para transferir informações entre os pontos de extremidade da rede, os dados são formatados em pacotes. Os pacotes são uma forma de organizar as informações para transmiti-las pela rede.
As ferramentas de QoS priorizam os pacotes para maximizar a utilização da largura de banda. A rede só pode transmitir uma determinada quantidade de informações por um período específico. Portanto, as ferramentas de QoS priorizam os pacotes que garantem a utilização da largura de banda para obter o melhor serviço de Internet.
As ferramentas de QoS examinam os cabeçalhos dos pacotes para determinar suas prioridades. Os cabeçalhos de pacotes são bits de informação que informam o conteúdo do pacote, o endereço IP de destino e para que ele será usado. Uma ferramenta de QoS pode ler o cabeçalho do pacote e determinar que o pacote está associado ao streaming de vídeo e dar prioridade a ele em relação a pacotes de dados menos sensíveis ao tempo.
Vantagens da QoS
A principal vantagem da QoS é que ela garante a disponibilidade dos aplicativos em execução na rede. A QoS garante a transmissão segura de dados pela rede e permite que as operadoras usem com eficiência a largura de banda existente em vez de atualizar a infraestrutura de rede para aumentar a largura de banda.
Outras vantagens da QoS:
- Acesso de aplicativos essenciais aos recursos de rede de que precisam,
- Melhor gerenciamento de tráfego,
- Otimização de custos – uma empresa não precisa adquirir uma nova infraestrutura de rede,
- Melhoria da experiência do usuário.
Implementação de QoS
Há centenas de roteadores diferentes – tanto para casa quanto para o escritório, bem como dispositivos complexos de classe de operadora. Nem todos eles têm uma função de QoS e, se tiverem, sua implementação pode diferir na gama de configurações possíveis. Alguns só podem priorizar entre dispositivos, outros podem alocar determinados tipos de tráfego (por exemplo, comunicação de vídeo ou voz), os sistemas de DPI são capazes de reconhecer aplicativos que não usam cabeçalhos e estruturas de dados conhecidos de antemão para a troca de dados, fazer alterações no campo de prioridade dos pacotes que passam por ele para posterior aplicação das regras de QoS.
É impossível falar sobre as nuances da configuração de cada dispositivo, mas é possível descrever as etapas básicas para começar a usar a função QoS para garantir uma melhor qualidade de trabalho com a Internet.
Passo 1: Definir o objetivo
Antes de começar a configurar qualquer dispositivo, você precisa definir claramente os objetivos da configuração da QoS. Se você decidir configurar um roteador doméstico, pode ser a prioridade de um computador de trabalho em relação a outros dispositivos com acesso à Internet para garantir um trabalho confortável, ou a prioridade de jogos on-line em relação ao streaming de vídeo para garantir latência e atrasos mínimos durante o jogo.
Em uma rede doméstica, as regras devem ser seletivas e extremamente simples. Se você aplicar dezenas de prioridades diferentes, poderá obter um resultado negativo quando nenhum dos aplicativos funcionar normalmente.
A operadora de telecomunicações usa a QoS para atingir objetivos mais globais:
- Diferenciação de tráfego
- Garantir um fluxo de tráfego uniforme
- Garantia de qualidade e velocidade de acesso à Internet para cada assinante
- Evitar o congestionamento da rede
- Redução dos custos de uplink.
Mas os princípios para alcançá-los são semelhantes aos de uma rede doméstica: determinar os tipos prioritários de tráfego e aplicativos, configurar regras dependendo da prioridade e do tempo de ação.
Etapa 2: Determinar a velocidade da Internet
Para uma operadora de telecomunicações, a velocidade da Internet é a velocidade de acesso a um provedor superior (Uplink) ou a vários provedores. Esse valor é fixo e distribuído entre todos os assinantes de acordo com seus planos de dados. A tarefa de sua otimização e distribuição competente deve ser resolvida pelas regras de QoS para garantir a satisfação do cliente com o serviço prestado.
A velocidade da Internet doméstica geralmente não corresponde à velocidade declarada pelo provedor por algum motivo, portanto, determinar seu valor real é uma tarefa importante antes de configurar a QoS. Há conceitos de velocidades de upload e download que precisam ser determinados independentemente.
Para saber a velocidade real, é necessário fechar todos os aplicativos do computador que criam uma carga na rede e conectá-lo ao roteador com um cabo de cobre. A tecnologia Wi-Fi, especialmente se não funcionar de acordo com os modernos protocolos Wireless N ou Wireless AC, pode ser um gargalo de largura de banda. As medições podem mostrar uma velocidade de 40 Mb/s em vez dos 75 Mb/s disponíveis, especificamente devido às limitações da velocidade de transferência de dados sem fio.
Vá para www.speedtest.net e clique no botão Iniciar. O resultado deve ser convertido de Mbit/s para Kbit/s, uma vez que as configurações de QoS são, na maioria das vezes, definidas nessas unidades. Isso pode ser feito multiplicando os valores obtidos por 1.000.
Nesse exemplo, obtivemos uma velocidade de download de 42.900 Kbit/s e uma velocidade de upload de 3.980 Kbit/s. Esses valores podem ser distribuídos entre usuários e aplicativos na rede.
Etapa 3: Ativar QoS no roteador
É impossível descrever a ordem de ativação da QoS em todos os roteadores, pois cada fabricante fornece ao usuário sua própria interface de gerenciamento, e os dispositivos de rede de classe de operadora, como Cisco, Juniper e Huawei, são configurados a partir da linha de comando.
Na maioria dos casos, será necessário acessar a página de gerenciamento do dispositivo (digite o endereço no navegador, geralmente 192.168.1.1), digite o login e a senha de administrador especificados no manual do usuário e acesse a seção NAT das configurações de rede, a guia QoS. Selecione Enable (Ativar) ao lado de Start QoS (Iniciar QoS), a porta para aplicação das regras – WAN (porta de conexão com o provedor); a velocidade de download e upload (downlink e uplink) deve ser especificada no valor de 85-90% da velocidade medida na Etapa 2.
A velocidade mais baixa é especificada para dar ao manipulador de QoS espaço de manobra, de modo que, de nenhuma outra forma, ele funcione com eficiência. Agora a qualidade do serviço está ativada e você precisa configurar as regras de priorização.
Ferramentas de QoS
Certos mecanismos de QoS podem gerenciar a qualidade do tráfego de dados e dar suporte aos requisitos de QoS definidos pelo administrador da rede. Os mecanismos de QoS são divididos em categorias de acordo com as funções que desempenham no gerenciamento da rede.
- Classes e rótulos permitem distinguir entre aplicativos e classificar pacotes por tipos de tráfego. Os rótulos indicam que cada pacote pertence a uma classe de rede que os dispositivos de rede reconhecem. A classificação e a rotulagem são implementadas em dispositivos de rede: roteadores, switches e pontos de acesso.
- Gerenciamento de congestionamento. Essas ferramentas usam a classificação e a rotulagem de pacotes para determinar em qual fila colocar os pacotes. As ferramentas de gerenciamento de congestionamento incluem prioridades, filas do tipo “primeiro a entrar, primeiro a sair” e filas de baixa latência. O congestionamento deve ser evitado para monitorar o tráfego da rede em busca de congestionamento. A ferramenta descarta pacotes com baixa prioridade em caso de congestionamento.
- Eficiência dos canais. Essas ferramentas permitem maximizar a utilização da largura de banda e reduzir a latência dos pacotes ao acessar a rede. As ferramentas de aprimoramento da eficiência do canal incluem o protocolo de transporte em tempo real (RtTP), o protocolo de controle de transmissão (TCP), a compactação de cabeçalho e de canal.
Como priorizar o tráfego
Depois que a função QoS é ativada, é necessário determinar as regras de acordo com as quais ela trabalhará com o tráfego.
As operadoras de telecomunicações definem regras com base em dados obtidos de ferramentas analíticas do sistema de DPI que mostram gargalos e tendências de largura de banda, dependendo da hora do dia. Alguns dispositivos domésticos têm predefinições prontas que o usuário deve usar para priorizar.
Se o roteador permitir configurações manuais de prioridade, será necessário definir seus pontos de bifurcação como uma porcentagem da largura de banda total:
- Máximo: 60-100%
- Premium: 25-100%
- Express: 10-100%
- Standard: 5-100%
- Bulk: 1-100%
Esses parâmetros determinam o valor da largura de banda para um dispositivo ou aplicativo específico. Por exemplo, ao definir o Máximo para um aplicativo, você o designa para usar 60% da largura de banda se a rede estiver carregada e 100% se a rede estiver totalmente disponível. Se você definir Bulk, quando a rede estiver livre, o aplicativo poderá usar qualquer velocidade de largura de banda, mas, se houver uma carga, ele receberá apenas 1%.
Gostaríamos de lembrá-lo de que a priorização deve ser abordada com uma compreensão clara do que você deseja limitar.
Opções de priorização
1. Prioridade do serviço ou aplicativo
Permite que você atribua a prioridade de largura de banda de um determinado aplicativo ou serviço em relação aos demais para qualquer dispositivo na rede. Por exemplo, se for necessário que o Skype sempre tenha uma largura de banda dedicada e que a comunicação de vídeo e áudio não tenha atrasos, distorções ou artefatos.
2. Prioridade da interface
A interface, nesse caso, é o método pelo qual seus dispositivos se conectam à rede. Você pode definir uma prioridade mais alta para os dispositivos conectados por dispositivos de rede com ou sem fio ou, inversamente, diminuir a prioridade dos dispositivos convidados.
3. Prioridade de dispositivos por endereço IP
Você pode atribuir uma prioridade mais alta a um dispositivo específico em sua rede por seu endereço IP (estático ou dinâmico reservado), fornecendo a ele uma velocidade de acesso mais alta em comparação com outros.
4. Prioridade de dispositivos por endereço MAC
Se você usar o endereçamento dinâmico, ainda poderá atribuir uma alta prioridade a um dos dispositivos de rede pelo endereço MAC, que é exclusivo e cujas informações podem ser obtidas no software ou na etiqueta do gabinete.
Teste e avaliação
As regras mais importantes na configuração da QoS são adicionar regras sequencialmente em seu próprio tempo. Você precisa começar com as mais significativas e, em seguida, configurar aplicativos e serviços individuais. Se tiver alcançado o resultado desejado e a QoS atender a todos os seus requisitos, será necessário salvar a configuração na forma de capturas de tela ou de um arquivo de backup, caso seja necessário redefinir o roteador e restaurar as configurações.
A configuração do QoS é um processo mais complexo do que a configuração básica do roteador e, para uma operadora de telecomunicações, também há custos de capital adicionais para a compra de uma plataforma DPI; no entanto, o resultado permitirá um melhor acesso à Internet, além de economizar dinheiro na compra de um canal de comunicação de alta velocidade.
* – Fonte: www.howtogeek.com
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