QoS یا کیفیت خدمات چیست ؟

QoS یا کیفیت خدمات (Quality of Service) در زمینه شبکه‌های کامپیوتری به ویژه اینترنت، مجموعه‌ای از پارامترها و معیارها است که برای ارزیابی و تضمین کیفیت ارائه خدمات شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. QoS در واقع به ارائه یک سطح مناسب از کیفیت در انتقال داده‌ها و ارائه خدمات در شبکه‌ها اشاره دارد. این تکنولوژی در برخی از تجهیزات شبکه دیده می شود.

با استفاده از QoS یا کیفیت خدمات، می‌توان برای برخی از خدمات و برنامه‌ها، سطح اولویت بیشتری تعیین کرد و تضمین کرد که این خدمات به‌طور مداوم و با کیفیت بالا در شبکه ارائه می‌شوند. برای این منظور، QoS از پارامترهای مختلفی مانند پهنای باند (bandwidth)، تأخیر (delay)، جیتر (jitter) و از دست رفتن بسته‌ها (packet loss) استفاده می‌کند.

با استفاده از مکانیزم‌های QoS، می‌توان محدودیت‌هایی را برای ترافیک شبکه اعمال کرده و اولویت بندی کرد. به عنوان مثال، برای خدمات صوتی و تصویری (مانند VoIP و ویدئو کنفرانس) می‌توان اولویت بالاتری تعیین کرد تا تأخیر و از دست رفتن بسته‌ها به حداقل برسد و کیفیت خدمات بهبود یابد. استفاده از QoS یا کیفیت خدمات در شبکه‌ها، بهبود تجربه کاربران و ارائه خدمات بهتر در برنامه‌ها و سرویس‌های مختلف را ممکن می‌سازد.

کاربرد QoS یا کیفیت خدمات:

به عنوان یک مثال، فرض کنید یک سازمان دارای یک شبکه داخلی است که ترافیک متنوعی را از طریق آن انتقال می‌دهد، از جمله تماس‌های VoIP (Voice over IP) و ارسال داده‌های حساس به تأخیر (real-time data) مانند ویدئوهای زنده و جلسات ویدئویی. با استفاده از QoS، می‌توان اولویت بندی کرد و تأمین کرد که ترافیک VoIP و داده‌های حساس به تأخیر، با کیفیت و بدون اختلال در شبکه انتقال یابند.

این کار می‌تواند با استفاده از مکانیزم‌های QoS مختلفی انجام شود، از جمله:

• اختصاص پهنای باند: با تعیین پهنای باند مشخص برای ترافیک VoIP و داده‌های حساس به تأخیر، می‌توان تأمین کرد که این ترافیک‌ها همواره دسترسی به پهنای باند کافی داشته باشند و تأخیر کمتری داشته باشند.
• اولویت‌بندی بسته‌ها: با تنظیم مکانیزم‌های اولویت‌بندی، بسته‌های VoIP و داده‌های حساس به تأخیر می‌توانند اولویت بالاتری در صف شبکه و پردازش داده‌ها داشته باشند. این به معنای این است که این بسته‌ها ابتدا پردازش و ارسال شوند و در نتیجه تأخیر کمتری را تجربه کنند.
• مدیریت جریان (Traffic Shaping): با استفاده از مکانیزم‌های مدیریت جریان، می‌توان ترافیک را کنترل کرده و بهبود و تضمین کیفیت در انتقال داده‌های حساس به تأخیر را ارائه داد. به عنوان مثال، می‌توان تعیین کرد که در صورت اشباع شدن پهنای باند، ترافیک غیرضروری مانند دانلود فایل‌ها کاهش یابد تا برای ترافیک VoIP و داده‌های حساس به تأخیر پهنای باند کافی باقی بماند.

به این ترتیب، با استفاده از QoS می‌توان در شبکه‌ها بهبود کیفیت خدمات صوتی و تصویری، کاهش تأخیر و اختلالات در انتقال داده‌های حساس را تضمین کرد. بطور کلی، QoS یا کیفیت خدمات در شبکه‌ها برای انواع مختلفی از برنامه‌ها و خدمات مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از موارد کاربرد رایج QoS در شبکه‌ها، مدیریت ترافیک و اولویت بندی بسته‌های صوتی و تصویری می‌باشد.

به عنوان مثال، در یک شبکه که از VoIP (Voice over IP) استفاده می‌کند، کیفیت بالای صدا و کاهش تأخیر بسیار حائز اهمیت است. با استفاده از QoS، می‌توان بسته‌های VoIP را با اولویت بالاتری به منظور جلوگیری از تأخیر زیاد و از دست رفتن بسته‌ها، ارسال کرد. این به معنای این است که اگر ترافیک شبکه بالا باشد و منابع محدود شود، بسته‌های VoIP اولویت بیشتری نسبت به دیگر بسته‌ها دارند و تأخیر و از دست رفتن آنها به حداقل می‌رسد.

همچنین، در شبکه‌های ویدئو کنفرانس، که نیاز به انتقال داده‌های صوت و تصویر در زمان واقعی دارند، استفاده از QoS یا کیفیت خدمات بسیار مهم است. با تعیین اولویت بالا برای بسته‌های ویدئو و صدا، می‌توان تأخیر و جیتر را به حداقل رساند و تجربه کاربران را بهبود بخشید.

کاربرد خاص از QoS:

به عنوان یک مورد کاربرد خاص از QoS در شبکه‌ها، می‌توان به استفاده از QoS یا کیفیت خدمات در شبکه‌های ویدئو استریمینگ اشاره کرد. ویدئو استریمینگ، مانند پخش فیلم‌ها و سرویس‌های پخش زنده، نیازمند انتقال داده‌ها در زمان واقعی و با کیفیت بالا است. با توجه به حجم بالای داده و پهنای باند مورد نیاز برای انتقال ویدئوها، می‌توان از QoS برای بهبود تجربه کاربران استفاده کرد.

با استفاده از QoS، می‌توان بسته‌های ویدئو را با اولویت بالاتری ارسال کرد تا تأخیر در انتقال ویدئو به حداقل رسد و کیفیت تصویر دریافتی توسط کاربران بهبود یابد. در عین حال، بسته‌های دیگر کمترین اثر را بر کیفیت ویدئو داشته باشند.

علاوه بر اولویت‌بندی بسته‌ها، می‌توان از مکانیزم‌های Traffic Shaping استفاده کرد تا جریان ویدئو را مدیریت کند. با تنظیم نرخ انتقال داده‌ها به طور متناسب، می‌توان تأمین کرد که پهنای باند کافی برای انتقال ویدئو در دسترس باشد و تداخل با دیگر داده‌ها کاهش یابد.

بنابراین، استفاده از QoS یا کیفیت خدمات در شبکه‌های ویدئو استریمینگ می‌تواند بهبود کیفیت تجربه کاربران را فراهم کند و از دست رفتن بسته‌ها و تأخیر زیاد در انتقال ویدئو جلوگیری کند. بطور خاص، یکی از موارد کاربرد QoS در شبکه‌ها می‌تواند مدیریت ترافیک در شبکه‌های ویدئو استریمینگ با بار زیاد و همزمان باشد.

فرض کنید یک سرویس ارائه دهنده ویدئو استریمینگ مانند یک پلتفرم ویدئویی آنلاین یا سیستم تلویزیون اینترنتی دارید. در این سناریو، کاربران همزمان ویدئوها را تماشا می‌کنند و ترافیک ویدئوها در شبکه بسیار بالاست. استفاده از QoS یا کیفیت خدمات در اینجا می‌تواند به شکل زیر باشد:

• اولویت‌بندی ترافیک: با استفاده از QoS یا کیفیت خدمات، ترافیک ویدئو می‌تواند اولویت بالاتری نسبت به سایر ترافیک‌ها داشته باشد. این به معنای این است که بسته‌های ویدئو با اولویت بیشتری در صف شبکه قرار می‌گیرند و در نتیجه تأخیر کمتری در انتقال داده‌های ویدئویی تجربه می‌شود.
• اختصاص پهنای باند: با استفاده از QoS، می‌توان پهنای باند مشخصی را برای ترافیک ویدئو اختصاص داد تا تأمین شود که در هنگام بار بالا، پهنای باند کافی برای انتقال ویدئوها وجود داشته باشد. این کار می‌تواند با تنظیم نرخ انتقال (bit rate) ویدئوها یا تنظیم محدودیت‌های پهنای باند برای ترافیک دیگر انجام شود.
• مدیریت جریان: با استفاده از مکانیزم‌های مدیریت جریان، می‌توان ترافیک ویدئو را کنترل کرده و برخورداری از کیفیت بهتر در تماشای ویدئو را تضمین کرد. به عنوان مثال، با استفاده از تکنیک‌های Buffering، می‌توان فرایندی انجام داد تا بسته‌های ویدئویی به صورت پیوسته و بدون انقطاع به کاربر ارسال شود.

با استفاده از این روش‌ها، شبکه قادر به مدیریت ترافیک ویدئویی با بار زیاد خواهد بود و تأخیر کمتر و کیفیت بهتری در تماشای ویدئو برای کاربران فراهم می‌شود. در شبکه‌های پخش ویدئو، مانند پلتفرم‌های استریمینگ ویدئویی (مانند Netflix یا YouTube)، کیفیت تجربه کاربران بسیار مهم است. بسته‌های ویدئو باید به صورت پیوسته و بدون وقفه ارسال شوند تا کاربران بتوانند ویدئوها را به طور پیوسته و با کیفیت بالا تماشا کنند.

با استفاده از QoS، می‌توان بسته‌های ویدئو را با اولویت بالاتری در شبکه مدیریت کرد تا بهبودی در تجربه کاربران ایجاد شود. این به معنای این است که بسته‌های ویدئو، در صورتی که منابع شبکه محدود شوند، اولویت بیشتری نسبت به بسته‌های دیگر که نیاز به کیفیت بالاتری ندارند (مانند بسته‌های دانلود فایل)، دارند.

به عنوان مثال، در یک شبکه استریمینگ ویدئو، اگر ترافیک بالا و پهنای باند محدود شود، می‌توان با استفاده از QoS یا کیفیت خدمات، بسته‌های ویدئو را با اولویت بالاتری ارسال کرد تا تجربه تماشای ویدئوی کاربران بهبود یابد. در عین حال، بسته‌های دیگری مانند بسته‌های دانلود فایل یا ایمیل، که نیاز به کیفیت بالا ندارند، ممکن است با تأخیر بیشتری ارسال شوند.

پارامترهای متداول کیفیت سرویس یا QoS:

پارامترهای متداول کیفیت خدمات یا QOS که برای توصیف کارایی شبکه به کار می روند عبارتند از:

– پهنای باند: تعدا بایت هایی که در یک دوره تناوب خاص از طریق شبکه انتقال می یابد.

– تأخیر: زمانیکه طول می کشد تا یک بسته داده از مبدأ  خود به سمت مقصد حرکت کند. تأخیر شامل سه مؤلفه است: تأخیر انتشار، تأخیر انتقال و تاخیر صف بندی

– واریانس تأخیر: واریانس تأخیری که یک بسته داده با آن مواجه است برابر با تفاوت بین حداکثر و حداقل تأخیر ممکن برای بسته می باشد.

– درصد دور ریختن: شانس دور ریخته شدن بسته در شبکه می باشد. حالت هایی وجود دارد که منجر به دور ریخته شدن بسته های می شوند. مانند سر ریز شدن بافر در نودهای سوئیچ شبکه.

– بهره وری: نسبت زمان مشغول بودن اتصال، به کل زمان در یک دوره تناوب می باشد. میزان بهره وری را می توان در هر یک از عناصر شبکه مانند مسیریاب هاو اتصالات اندازه گیری کرد.

بیشتر بخوانبد: آموزش آپدیت IOS سوئیچ سیسکو