QoS的基础知识

跨IP网络提供足够的服务质量（QoS）正成为当今企业IT基础架构中越来越重要的一个方面。通过网络进行语音和视频流传输不仅需要QoS，它还是支持不断增长的物联网（IoT）的重要因素。在本文中，我将解释为什么QoS很重要，它如何工作，并描述一些用例场景，以展示它如何有益于最终用户的体验。
为什么QoS很重要？
网络上运行的某些应用程序对延迟很敏感。这些应用程序通常使用UDP协议而不是TCP协议。TCP和UDP之间的关键区别在于它与时间敏感性有关，TCP将重新传输在传输过程中丢失的数据包，而UDP则不会。对于从一台PC到下一台PC的文件传输，应使用TCP，因为如果任何数据包丢失，格式错误或无序到达，TCP协议可以重新传输和重新排序数据包以在目标PC上重新创建文件。
但是对于IP电话等UDP应用，任何丢失的数据包都不能重传，因为语音数据包是按顺序流进行的; 重传数据包是没用的。因此，运行UDP协议的应用程序的任何丢失或延迟数据包都是一个真正的问题。在我们的语音通话示例中，即使丢失一些数据包也会导致语音质量变得不稳定且难以理解。此外，数据包对所谓的抖动很敏感。抖动是流应用程序延迟的变化。
如果你的网络具有足够的带宽并且没有超出其可以处理的流量，那么你将不会遇到丢包，延迟或抖动问题。但在许多企业网络中，有时链路变得过于拥挤，导致路由器和交换机开始丢弃数据包，因为它们进出的速度比可以处理的速度快。如果是这种情况，你的流媒体应用程序将受到影响。这就是QoS的用武之地。
QoS如何运作？
QoS有助于管理网络基础架构上的数据包丢失，延迟和抖动。由于我们正在使用有限的带宽，我们的第一项业务是确定哪些应用程序将从管理这三项内容中受益。一旦网络和应用程序管理员识别出需要优先于网络带宽的应用程序，下一步就是识别该流量。有几种方法可以识别或标记流量。服务等级（CoS）和差异化服务代码点（DSCP）是两个例子。CoS将在第2层帧头中标记数据流，而DSCP将在第3层包头中标记数据流。可以不同地标记各种应用，这允许网络设备能够将数据分类到不同的组中。
现在我们可以将数据流分类到不同的组中，我们可以使用该信息将策略放在这些组上，以便优先处理某些数据流而不是其他数据流。这被称为排队。例如，如果标记了语音流量并且创建了策略以使其能够访问链路上的大部分网络带宽，则路由或交换设备将这些分组/帧移动到队列的前面并立即发送它们。但是，如果标准TCP数据传输流标记为较低优先级，则它将等待（排队），直到有足够的带宽进行传输。如果队列填满太多，这些优先级较低的数据包/帧将首先被丢弃。
QoS用例场景
如前所述，QoS的最常见用例是语音和视频流。但是还有更多的例子，特别是现在IoT开始起飞了。一个例子是制造业，机器开始利用网络提供可能发生的任何问题的实时状态信息。识别问题的任何延迟都可能导致制造错误，每秒花费数万美元。利用QoS，制造状态数据流可以在网络中占优先地位，以确保信息及时流动。
另一个用例可能是用于大型物联网项目的各种智能传感器，如智能建筑或智能城市。收集和分析的大部分数据，如温度，湿度和位置感知，都是高度时间敏感的。由于这种时间敏感性，应该相应地正确识别，标记和排队这些数据。
可以肯定地说，随着我们的连接需求不断扩展到我们个人和商业生活的各个方面，QoS将在确保某些数据流优先于其他数据流以便有效运行方面发挥越来越重要的作用。