Як відкрити планувальник пакетів qos. Міф про службу QoS

Одним з найбільш популярних напрямків в сьогоднішній роботі з мережами є зведення голосу і відео в традиційних мережах передачі даних. Однією з проблем такого роду відомості є те, що для правильної роботи відео та аудіо пакети даних повинні передаватися одержувачу швидко і надійно, без перебоїв або занадто тривалих затримок. Однак в той же час, такий тип трафіку не повинен бути перешкодою для передачі більш традиційних пакетів даних.

Одним з можливих рішень цієї проблеми є QoS. QoS, або якість служби, є технологією присвоєння пріоритетів пакетам даних. QoS дозволяє вам передавати чутливі до тимчасових значень пакети з більш високим пріоритетом, ніж інші пакети.

QoS - це стандарт індустрії, а не стандарт, що належить Microsoft. Однак вперше компанія Microsoft представила цей стандарт QoS в Windows 2000. Версія QoS від Microsoft досить сильно еволюціонувала з того часу, але все ще відповідає стандартам індустрії.

У Windows XP Professional, QoS в першу чергу працює як механізм резервування пропускної здатності. Коли QoS включена, з додатком дозволено резервувати до 20% всієї пропускної здатності мережі, забезпечується кожним мережним адаптером машини. Однак кількість резервованій додатком пропускної здатності мережі можна налаштовувати. Я покажу вам, як змінювати кількість резервованій пропускної здатності в третій частині.

Щоб подивитися, як використовується резервна пропускна здатність, припустимо, у вас є додаток для проведення відеоконференцій, що вимагає пріоритетної смуги пропускання для правильної роботи. Припустивши, що для цього додатка включена QoS, можна сказати, що воно резервує 20% всієї смуги пропускання машини, залишаючи 80% пропускної спроможності для решти мережевого трафіку.

Всі додатки, крім додатків для відеоконференцій, використовують технологію під назвою найкраща доставка (best effort delivery). Це означає, що пакети відправляються з однаковими пріоритетами "перший доставлений пакет обслуговується в першу чергу". З іншого боку, трафік додатків для відеоконференцій завжди буде мати більш високий пріоритет у порівнянні з рештою трафіком, але з додатком ніколи не буде дозволено споживати більше 20% всієї пропускної здатності.

Однак тільки той факт, що Windows XP залишає частину пропускної здатності для пріоритетного трафіку, зовсім не означає, що додатки зі звичайним пріоритетом не зможуть використовувати резервну пропускну здатність. Хоча додатки відеоконференцій користуються перевагами більш високих пріоритетів, що резервується пропускної здатності, шанси постійного використання таких додатків дуже малі. У цьому випадку Windows дозволяє іншим програмам використовувати резервну і не резервну пропускну здатність для максимально гарною доставки до тих пір, поки додатки, для яких зарезервована частина пропускної здатності мережі не будуть використовуватися.

Як тільки додаток відеоконференції запускається, Windows починає в примусовому порядку використовувати резервування. Але навіть в цьому випадку резервування не абсолютне. Припустимо, Windows зарезервував 20% пропускної здатності мережі для додатка відеоконференції, але цього додатка не потрібні всі 20%. У цих випадках Windows дозволяє іншим програмам використовувати залишкову пропускну здатність, але буде постійно контролювати потреби додатки з більш високим пріоритетом. У разі якщо з додатком буде потрібно більше пропускної здатності, пропускна здатність буде виділятися для нього до максимального значення в 20%.

Як я вже говорив, QoS - це стандарт індустрії, а не технологія Microsoft. Будучи такою, QoS використовується в Windows, але Windows не може робити цю роботу самостійно. Щоб QoS працював, кожен компонент устаткування між відправником і отримувачем повинен підтримувати QoS. Це означає, що мережеві адаптери, комутатори, маршрутизатори і всі інші використовувані пристрої повинні знати про QoS, так само як і операційні системи одержувача і відправника.

Якщо вам цікаво, то вам немає необхідності встановлювати якусь божевільну екзотичну мережеву інфраструктуру, Щоб використовувати QoS. Асинхронний режим передачі (Asynchronous Transfer Mode - АTM) - є відмінною мережевою технологією для використання QoS, оскільки це технологія, орієнтована на підключення, однак ви можете використовувати QoS і з іншими технологіями, такими як Frame Relay, Ethernet і навіть Wi-FI (802.11 x).

Причина, по якій ATM є настільки ідеальним вибором для QoS, полягає в тому, що вона здатна впроваджувати резервування пропускної здатності і розподіляти ресурси на рівні обладнання. Такий тип розподілів виходить за рамки можливостей Ethernet і східних мережевих технологій. Це не означає, що QoS не можна використовувати. Це лише означає, що QoS повинен застосовуватися не так, як в середовищі ATM.

У середовищі ATM ресурси розподіляються відразу, на рівні фізичних пристроїв. Оскільки Ethernet і інші подібні технології не можуть розподіляти ресурси таким способом, технології такого типу грунтуються на присвоєння пріоритетів, а не на істинному виділення ресурсів. Це означає, що резервування пропускної здатності відбувається на більш високому рівні моделі OSI. Як тільки пропускна здатність була зарезервована, пакети з більш високими пріоритетами передаються в першу чергу.

Одним моментом, який слід враховувати, якщо ви збираєтеся застосувати QoS через Ethernet, Wi-Fi або інші схожі технології, є те, що такі технології не мають з'єднання. Це означає, що у відправника немає можливості перевірити стан одержувача або стан мережі між відправником і отримувачем. А це в свою чергу означає, що відправник може гарантувати відправку пакетів з більш високими пріоритетами в першу чергу, але не може гарантувати доставку цих пакетів протягом певного часу. З іншого боку, QoS здатний дати такого роду гарантії на ATM мережі, оскільки ATM є технологією, яка орієнтована на підключення.

Windows 2000 vs. Windows Server 2003

Раніше я говорив про те, що Microsoft вперше представила QoS в Windows 2000, і що це застосування QoS з того часу значно еволюціонувало. Тому я хочу трохи розповісти про відмінності між QoS в Windows 2000 і в Windows XP і Windows Server 2003 (в яких цей стандарт використовується приблизно однаково).

У Windows 2000 застосування QoS було засновано на архітектурі Intserv, яка не підтримує в Windows XP або Windows Server 2003. Причина, по якій Microsoft вирішила не використовувати таку архітектуру, крилася в тому, що лежить в основі API було важко використовувати, і архітектура мала проблеми з масштабністю.

Деякі організації все ще використовують Windows 2000, тому я вирішив дати вам трохи інформації про те, як працює архітектура Windows 2000 QoS. Windows 2000 використовує протокол під назвою RSVP для резервування ресурсів пропускної здатності. Коли запитується пропускна здатність, Windows необхідно визначити, коли пакети можна передавати. Для цього Windows 2000 використовує протокол сигналу під назвою SBM (менеджер пропускної здатності підмережі - Sunbelt Bandwidth manager), щоб повідомляти відправнику про те, що вона готова приймати пакти. Служба Admission Control Service (ACS) перевіряє, що ефективна пропускна здатність доступна і потім, або надає, або відкидає запит на пропускну здатність.

API керування трафіком

Однією з основних проблем з пріоритетами мережевого трафіку є те, що ви не можете призначати пріоритети трафіку на основі комп'ютера, який генерує його. Для одиночних комп'ютерів є звичайною справою використання декількох додатків, і для кожної програми (і операційної системи) створювати окремий потік трафіку. Коли це трапляється, кожному потоку трафіку повинні призначатися пріоритети в індивідуальному порядку. Зрештою, одному з додатком може знадобитися резервна пропускна здатність, в той час як для іншого застосування найкраща доставка ідеально підходить.

Тут в гру вступає Traffic Control API (програмний інтерфейс управління трафіком). Traffic Control API - це програмний інтерфейс програми, що дозволяє застосовувати параметри QoS до індивідуальних пакетів. Traffic Control API працює на основі визначення окремих потоків трафіку, і застосування різних способів QoS контролю до цих потоків.

Перше, що робить Traffic Control API, це створює те, що відомо під назвою filterspec. Filterspec - це, по суті, фільтр, який визначає, що значить для пакета належати до певного потоку. Деякі атрибути, використовувані filterspec, включають IP адреса джерела і призначення пакета і номер порту.

Як тільки filterspec був визначений, API дозволяє створити flowspec. Flowspec визначає QoS параметри, які будуть застосовуватися до послідовності пакетів. Деякі з параметрів, що визначаються flowspec, включають швидкість передачі (допустиму швидкість передачі) і тип служби.

Третій концепт, який визначається інтерфейсом Traffic Control API - це концепт потоку. Потік являє собою просту послідовність пакетів, які схильні до одному flowspec. Простіше кажучи, filterspec визначає, які пакети будуть включені в flowspec. Flowspec визначає, чи будуть пакети оброблятися з більш високими пріоритетами, а потік - це власне передача пакетів, які піддаються обробці flowspec. Всі пакети в потоці обробляються рівноправно.

Слід згадати, що одним з переваг Traffic Control API над Generic QoS API, використовувався в Windows 2000, є здатність використовувати агрегування (об'єднання). Якщо вузол має кілька додатків, що передають множинні потоки даних в загальне місце призначення, то ці пакети можуть бути об'єднані в загальний потік. Це діє, навіть якщо додатки використовують різні номери портів, але за умови, що IP адреса джерела і призначення однаковий.

Класифікатор загальних пакетів (Generic Packet Classifier)

У попередньому розділі я розповів про взаємини між flowspec, filterspec і потоком. Однак важливо пам'ятати, що інтерфейс Traffic Control API - це просто програмний інтерфейс програми. Будучи таким, його робота полягає у визначенні та призначенні пріоритетів потокам трафіку, а не створення цих потоків.

За створення потоків відповідає Generic Packet Classifier. Як ви пам'ятаєте з минулого розділу, одним з атрибутів, який визначався в flowspec, був тип служби. Тип служби, по суті, визначає пріоритет потоку. Generic Packet Classifier відповідає за визначення типу служби, який був призначений для flowspec, після чого він поміщає пов'язані пакети в чергу, що відповідає типу служби. Кожен потік поміщається в окрему чергу.

QoS Packet Scheduler (планувальник пакетів)

Третій QoS компонент, про який вам потрібно знати, - це планувальник пакетів QoS. Простіше кажучи, основним завданням планувальника пакетів QoS є формування трафіку. Для цього планувальник пакетів отримує пакети з різних черг, а потім маркує ці пакети пріоритетами і швидкістю потоку.

Як я говорив в першій частині цієї серії статей, для коректної роботи QoS різні компоненти, розташовані між джерелом пакетів і місцем їх призначення, повинні підтримувати QoS (тобто знати про нього). Хоча ці пристрої повинні знати, як працювати з QoS, вони також повинні знати про те, як обробляти звичайний трафік без пріоритетів. Щоб зробити це можливим, QoS використовує технологію під назвою маркування.

Насправді, тут присутній два типи маркування. Планувальник пакетів QoS використовує Diffserv маркування, яка розпізнається пристроями третього рівня, і маркування 802.1p, яка розпізнається пристроями другого рівня.

Налаштування планувальника пакетів QoS

Перш ніж я покажу вам, як працює маркування, слід зазначити, що вам потрібно буде налаштувати планувальника пакетів QoS, щоб все працювало. У Windows Server 2003 планувальник пакетів QoS відноситься до необов'язковим мережевим компонентам, так само як і клієнт для мереж Microsoft або TCP / IP протокол. Щоб включити планувальника пакетів QoS, відкрийте сторінку властивостей вашого мережевого підключення сервера і поставте прапорець поруч з рядком планувальник пакетів QoS, як показано на малюнку A. Якщо планувальник пакетів QoS відсутня в списку, натисніть кнопку «Встановити» і дотримуйтесь вказівок.

Малюнок A: Планувальника пакетів QoS необхідно включити, перш ніж ви зможете використовувати QoS

Ще один момент, який вам потрібно знати стосовно планувальника пакетів QoS, полягає в тому, що для його коректної роботи ваш мережевий адаптер повинен підтримувати 802.1p маркування. Щоб перевірити свій адаптер, натисніть кнопку «Налаштувати», малюнок A, і Windows відобразить властивості вашого мережевого адаптера. Якщо ви подивіться у вкладку «Додатково» на сторінці властивостей, ви побачите різні властивості, які підтримує ваш мережевий адаптер.

Якщо ви подивіться на малюнок B, ви побачите, що одним з властивостей в списку є 802.1Q / 1P VLAN Tagging. Ви також бачите, що це властивість відключено за замовчуванням. Щоб включити 802.1p маркування, просто включите це властивість і натисніть OK.

Малюнок B: Ви повинні включити 802.1Q / 1P VLAN Tagging

Ви, можливо, помітили на малюнку B, що властивість, яке ви включили, пов'язане з VLAN тегірованія, а не з пакетною маркуванням. Причина тому криється в тому, що маркери пріоритетів включаються в VLAN теги. 802.1Q стандарт визначає VLANs і VLAN теги. Цей стандарт насправді резервує три біта в VLAN пакеті, які використовуються для запису коду пріоритетності. На жаль, 802.1Q стандарт ніколи не визначає, якими мають бути ці коди пріоритетності.

802.1P стандарт був створений в якості доповнення до 802.1Q. 802.1P визначає маркування пріоритетності, яка може бути укладена в VLAN тег.

802.1P сигнал

Як я говорив в попередній частині, передача сигналу 802.1p здійснюється на другому рівні моделі OSI. Цей рівень використовується такими фізичними пристроями, як комутатори. Пристрої другого рівня, що підтримують 802.1p, можуть переглядати маркування пріоритетів, які призначені пакетам, а потім групувати ці пакети в окремі класи трафіку.

У мережах Ethernet маркування пріоритетів включена в теги VLAN. VLANs і VLAN теги визначаються 802.1Q стандартом, який визначає поле Трехразрядное пріоритетів, але насправді не визначає те, як це поле пріоритетів повинно використовуватися. Саме тут в гру вступає 802.1P стандарт.

802.1P визначає різні класи пріоритетів, які можна використовувати спільно з 802.1Q стандартом. В кінцевому рахунку, 802.1Q залишає право вибору маркування пріоритетів за адміністратором, тому технічно вам не потрібно слідувати вказівкам 802.1P, але 802.1P, здається, є тим, що всі вибирають.

Хоча ідея використання 802.1P стандартів для забезпечення маркування другого рівня, ймовірно, звучить як чиста теорія, насправді вона може визначатися за допомогою параметрів груповий політики. Стандарт 802.1P забезпечує вісім різних класів пріоритетів (варіюються в межах від 0 до 7). Пакети з пріоритетами вищого класу обробляються QoS з більш високим пріоритетом доставки.

За замовчуванням Microsoft призначає наступні маркування пріоритетів:

Але як я згадав раніше, ви можете змінювати ці пріоритети, модифікуючи різні параметри групової політики. Для цього потрібно відкрити редактора групової політики і перейти в дереві консолі по гілках Конфігурація комп'ютера \\ Шаблони адміністрування \\ Мережі \\ Планувальник QoS пакетів \\ Значення пріоритетів другого рівня. Як видно з малюнка A, є параметри групової політики, відповідні кожної маркування пріоритетів, які я перерахував вище. Ви можете призначити свої рівні маркування пріоритетів будь-якого з цих типів служб. Однак не слід забувати про те, що ці параметри групової політики діють тільки для хостів, на яких використовується Windows XP, 2003 або Vista.

Малюнок A: Ви можете використовувати редактора групової політики, щоб налаштовувати маркування пріоритетів другого рівня.

Роздільні служби (Differentiated Services)

Як я пояснював в попередній статті, QoS виконує маркування пріоритетів на другому і третьому рівнях моделі OSI. Це забезпечує облік пріоритетів протягом усього процесу доставки пакетів. Наприклад, комутатори працюють на другому рівні моделі OSI, але маршрутизатори, як правило, працюють на третьому рівні. Таким чином, якби пакети використовували тільки 802.1p маркування пріоритетів, то пріоритети цих пакетів призначав би комутатор, однак ці пріоритети ігнорувалися б мережевими маршрутизаторами. Щоб перешкоджати цьому, QoS використовує протокол Differentiated Services protocol (Diffserv) для призначення пріоритетів трафіку на третьому рівні моделі OSI. Маркування Diffserv включена в IP заголовки пакетів за допомогою TCP / IP.

Архітектура, використовувана Diffserv, була спочатку визначена RFC 2475. Однак багато специфікації архітектури були переписані в RFC 2474. RFC 2474 визначає Diffserv архітектуру для IPv4 і IPv6.

Цікавий момент IPv4 застосування в RFC 2474 полягає в тому, що навіть, незважаючи на той факт, що Diffserv був абсолютно перевизначений, він все ще сумісні з оригінальною RFC 2475 специфікацією. Це означає, що більш старі маршрутизатори, які не підтримують нові специфікації, можуть розпізнавати призначені пріоритети.

Поточне Diffserv застосування використовує октети типів служб пакетів Type of Service (TOS) для зберігання Diffserv значення (яке називається DSCP значенням). В рамках цього октету перші шість бітів зберігають DSCP значення, а останні два біта не використовуються. Причина, по якій ці маркування назад сумісні з RFC 2475 специфікацією, полягає в тому, що RFC 2475 вимагала перші три біта в тому ж октеті для використання в інформації посследовательності IP. Хоча DSCP значення в довжину становлять шість біт, перші три біта все одно відображають IP послідовність.

Як і у випадку з маркуванням 802.1p, яку я демонстрував раніше, ви можете налаштовувати Diffserv пріоритети за допомогою різних параметрів групової політики. Перш ніж я покажу вам як, я представлю стандартні Diffserv пріоритети, які використовуються в Windows:

Ви, можливо, помітили, що маркування пріоритетів Diffserv використовують абсолютно інший діапазон, ніж 802.1P. Замість підтримки діапазону 0 - 7, Diffserv підтримує діапазон маркування пріоритетів в межах від 0 до 63, при цьому великі числа мають більш високі пріоритети.

Як я вже говорив, Windows дозволяє вам визначати Diffserv маркування пріоритетів за допомогою параметрів групової політики. Однак слід пам'ятати, що деякі більш досконалі маршрутизатори будуть призначати пакетам свої власні Diffserv значення, незалежно від тих значень, які призначила Windows.

З огляду на це, ви можете налаштувати маркування пріоритетів Diffserv, відкривши редактора групової політики, і перейшовши в дереві консолі по гілках Конфігурація комп'ютера \\ Шаблони адміністрування \\ Мережа \\ Планувальник пакетів QoS.

Якщо ви подивіться на малюнок B, ви помітите, що там є дві вкладки, пов'язаних з DSCP, які розташовані під вкладкою планувальника пакетів QoS. Одна з цих вкладок дозволяє вам призначати маркування пріоритетів DSCP для пакетів, відповідних flowspec, а друга дозволяє вам встановлювати маркування пріоритетів DSCP для невідповідних пакетів. Дійсні параметри самі по собі подібні для обох вкладок, як показано на малюнку C.

Малюнок B: Windows управляє маркуванням пріоритетів DSCP окремо для пакетів, які відповідають flowspec, і які не відповідають.

Малюнок C: Ви можете вручну призначити маркування пріоритетів DSCP для різних типів служб.

Різноманітні параметри групової політики

Якщо ви подивіться на малюнок B, ви помітите, що там є три параметра групової політики, про яких я не говорив. Я хотів коротко згадати про те, що це за параметри і що вони роблять, для тих, кому може бути цікаво.

Параметр Limit Outstanding Packets, по суті, являє собою значення порога служби. Якщо кількість переважаючих пакетів досягає певного значення, то QoS заборонить будь-які додаткові виділення пропускної здатності для мережевого адаптера, поки значення не опуститься нижче максимально допустимого порогу.

Параметр Limit Reservable Bandwidth управляє відсотком загальної пропускної здатності, яку можуть зарезервувати додатки з підтримкою QoS. За замовчуванням додатка з підтримкою QoS можуть резервувати до 80% відсотків пропускної здатності мережі. Звичайно, будь-яка частина смуги пропускання, зарезервована, і в даний момент не використовується QoS додатками, може використовуватися іншими додатками.

Параметр Set Timer Resolution управляє мінімальними одиницями часу (в мікросекундах) які планувальник пакетів QoS буде використовувати для планування пакетів. По суті, цей параметр контролює максимальну частоту, з якою пакети можуть ставитися в чергу на доставку.

QoS і модеми

В цей вік практично загальної доступності широкосмугових технологій здається дивним сам розмову про модеми. Однак все ще існує безліч малих підприємств і домашніх користувачів, які використовують модеми як механізм підключення до інтернету. Нещодавно я навіть бачив велику корпорацію, яка використовує модеми для зв'язку з супутниковими офісами, які розташовані у віддалених місцях, де немає доступу до широкосмугового технології.

Звичайно, найбільшою проблемою використання модемів є обмежена пропускна здатність, якою вони володіють. Менш очевидною, але не менш важливою проблемою є те, що користувачі, як правило, не змінюють своєї поведінки в режимі онлайн при використанні модемних з'єднань. Звичайно, користувачі можуть не відчувати великого бажання до завантаження великих файлів при підключенні до інтернету через модем, але решта поведінку користувачів залишається таким же, як якщо б вони були підключені через широкосмугове з'єднання.

Зазвичай користувачі не дуже турбуються про те, щоб тримати Microsoft Outlook постійно відкритою, або переглядати сторінки, поки файли завантажуються в фоновому режимі. Деякі користувачі також тримають систему миттєвого обміну повідомленнями постійно відкритою. Проблема з таким типом поведінки полягає в тому, що кожне з цих додатків або завдань споживає певний обсяг пропускної здатності підключення до інтернету.

Щоб подивитися, як QoS може допомогти, давайте розглянемо, що відбувається в звичайних умовах, коли QoS не використовується. Зазвичай перший додаток, яке намагається отримати доступ до інтернету, має найбільші правами використання з'єднання. Це не означає, що інші програми не можуть використовувати з'єднання, а, скоріше, Windows вважає, що інші програми не будуть використовувати з'єднання.

Як тільки з'єднання створено, Windows починає динамічно налаштовувати розмір вікна отримання TCP. Розмір вікна отримання TCP - це обсяг даних, який можна відправити, перш ніж очікувати підтвердження, що дані були отримані. Чим більше розмір вікна отримання TCP, тим більше пакети, які відправник може передати, перш ніж чекати підтвердження успішної доставки.

Розмір вікна отримання TCP потрібно налаштовувати акуратно. Якщо вікно отримання TCP занадто маленьке, буде страждати і ефективність, так як TCP вимагає дуже частих підтверджень прийняття. Однак якщо вікно отримання TCP занадто велике, то машина може передати занадто багато даних, перш ніж дізнається, що під час передачі виникла проблема. В результаті потрібна повторна передача великого обсягу даних, що також впливає на ефективність.

Коли додаток починає використовувати dial-up підключення до інтернету, Windows динамічно налаштовує розмір вікна отримання TCP у міру відправлення пакетів. Метою Windows тут є досягнення стабільного стану, в якому розмір вікна отримання TCP налаштований оптимально.

Тепер припустимо, що користувач відкриває другий додаток, яке також вимагає підключення до інтернету. Після того, як він це зробить, Windows ініціює алгоритм повільного запуску TCP, який являє собою алгоритм, що несе відповідальність за настройку розміру вікна отримання TCP на оптимальне значення. Проблема полягає в тому, що TCP вже використовується додатком, яке було запущено раніше. Це впливає на другий додаток двома способами. По-перше, другого додатку потрібно набагато більше часу на досягнення оптимального розміру вікна отримання TCP. По-друге, швидкість передачі даних для другого додатка завжди буде повільніше, ніж швидкість передачі для додатка, запущеного вперед.

Гарна новина полягає в тому, що ви можете уникнути цих проблем в Windows XP і Windows Server 2003 шляхом простого запуску планувальника пакетів QOS. Після цього планувальник пакетів QOS буде автоматично використовувати технологію під назвою Deficit Round Robin щоразу, коли Windows виявляє повільну швидкість підключення.

Принцип роботи Deficit Round Robin полягає в динамічному створенні окремих черг для кожної програми, якому потрібен доступ до інтернету. Windows обслуговує ці черги у вигляді циклічного алгоритму, який значно покращує ефективність всіх додатків, які потребують доступі до інтернету. Якщо вам цікаво, Deficit Round Robin також доступний в Windows 2000 Server, але не включається автоматично.

Спільне використання інтернет з'єднання

У Windows XP і Windows Server 2003, QoS також сприяє спільному використанню інтернет підключення. Як ви, мабуть, знаєте, спільне використання інтернет з'єднання є спрощеним варіантом створення маршрутизатора на базі NAT. Комп'ютер, до якого інтернет з'єднання підключено фізично, грає роль маршрутизатора і DHCP сервера для інших комп'ютерів в мережі, тим самим забезпечуючи їм доступ до інтернету через цей хост. Спільне використання інтернет підключення зазвичай використовується тільки в малих, пірінгових мережах, в яких відсутня інфраструктура домену. Мережі великих розмірів зазвичай використовують маршрутизатори на базі фізичних пристроїв, або маршрутизацію і служби віддаленого доступу.

У наведеному вище розділі я вже пояснював, як Windows динамічно налаштовує розмір вікна отримання TCP. Однак така динамічна настройка може викликати проблеми при спільному використанні інтернет підключення. Причина тому криється в тому, що підключення між комп'ютерами в локальній мережі зазвичай відносно швидке. Зазвичай таке підключення складається з 100 Mb Ethernet, або з 802.11G бездротового з'єднання. Хоча ці типи з'єднання далеко не найшвидші, але вони набагато швидше більшості підключень до інтернету, доступних в США. Саме тут криється проблема.

Клієнтського комп'ютера потрібно взаємодіяти через інтернет, але він не може зробити цього напряму. Замість цього він використовує хост спільного використання підключення до інтернету в якості модуля доступу. Коли Windows вираховує оптимальний розмір вікна отримання TCP, він робить це, грунтуючись на швидкості з'єднання між локальною машиною і машиною Internet Connection Sharing. Різниця між обсягом даних, які локальна машина може дійсно отримати з інтернету, і обсягом, які вона думає, що зможе отримати, грунтуючись на швидкості підключення до хосту Internet Connection Sharing, може викликати проблеми. Якщо говорити точніше, різниця в швидкості підключення може потенційно викликати ситуації, в яких дані створюють резервні копії в черзі, підключеної до низкоскоростному з'єднанню.

Тут в гру вступає QoS. Якщо ви встановите планувальник пакетів QOS на вузлі Internet Connection Sharing, то хост Internet Connection Sharing анулює розмір вікна отримання TCP. Це означає, що хост Internet Connection Sharing буде задавати розмір вікна отримання TCP для локальних хостів на таке ж значення, яке у них було б в разі прямого підключення до інтернету. Це усуває проблеми, викликані розбіжністю швидкостей мережевого підключення.

висновок

У цій серії статей я розповів про QoS і тому, як її можна використовувати для формування потоку трафіку в різних типах здійснювати підключення до мережі. Як ви бачите, QoS може змусити мережу працювати набагато ефективніше, формуючи трафік таким чином, що він може користуватися моментами найменшої завантаженості в мережі, і гарантувати швидку доставку трафіку з більш високим пріоритетом.

Брайн Позей (Brien Posey)

У статті розглянемо, як налаштувати зарезервовану пропускну здатність в Windows 10. За замовчуванням Windows резервує 20% загальної пропускної здатності Інтернету.

Так, так, операційна система Windows 10 резервує певний відсоток пропускної можливості вашого інтернет з'єднання для якості обслуговування (QoS).

Згідно Microsoft:

QoS може включати в себе критично важливі системні операції, такі як оновлення системи Windows, Управління статусом ліцензування і т. Д. Концепція зарезервованої смуги пропускання може бути застосована до всіх програм, що працюють в системі. Зазвичай планувальник пакетів обмежує систему до 80% від пропускної здатності зв'язності. Це означає, що Windows резервує 20% пропускної здатності вашого Інтернету виключно для QoS.

У разі, якщо ви хочете отримати цей зарезервований відсоток пропускної спроможності, ця стаття для вас. Нижче розглянемо два способи налаштування зарезервованої смуги пропускання в операційній системі Windows 10.

ПРИМІТКА: Якщо ви вимкніть всю зарезервовану смугу пропускання для вашої системи, тобто встановіть її на 0%, це вплине на дії операційної системи, особливо на автоматичні оновлення.

Відмова від відповідальності: подальші кроки будуть включати правку реєстру. Помилки при редагуванні реєстру можуть негативно вплинути на вашу систему. Тому будьте обережні при редагуванні записів реєстру і спочатку створіть точку відновлення системи.

Крок 1: Відкрийте редактор реєстру (Якщо ви не знайомі з редактором реєстру натисніть).

Крок 2: У лівій панелі вікна редактора реєстру перейдіть до наступного розділу:

HKEY_LOCAL_MACHINE \\ SOFTWARE \\ Policies \\ Microsoft \\ Windows \\ Psched

Примітка:Якщо розділ і параметр « NonBestEffortLimit"Не існують просто створіть їх.

Крок 3: Тепер на правій панелі розділу реєстру «Psched» знайдіть параметр DWORD (32 біти) з ім'ям NonBestEffortLimit. Двічі клікніть на ньому, щоб змінити його значення:

Налаштування за замовчуванням значення 50 в шістнадцятковій або 80 в десятковій системі числення.

Крок 4: Виберіть десяткову систему і встановіть значення рівне відсотку необхідної резервованій смуги пропускання.

Для прикладу, Якщо ви встановите значення рівним 0 , Зарезервована смуга пропускання для вашої операційної системи Windows буде повністю відключена, тобто дорівнює 0%. Натисніть кнопку «OK» і закрийте редактор реєстру.

Крок 5: Перезавантажте ПК, щоб зміни вступили в силу.

Якщо ви хочете налаштувати або обмежити резервовану пропускну здатність на декількох комп'ютерах у вашій організації / на робочому місці, ви можете розгорнути відповідний параметр об'єкта групової політики.

Крок 1: Відкрийте Редактор локальної групової політики

Крок 2: Перейдіть в розділ: «Конфігурація комп'ютера» → «Адміністративні шаблони» → «Мережа» → «Планувальник пакетів Qos»

Крок 3: У правому вікні подвійним кліком відкрийте політику.

За замовчуванням ця політика не задана і система резервує 20% пропускної здатності інтернет підключення. Вам необхідно її включити, встановіть для параметра «Обмежити резервовану пропускну здатність» значення «Включено».

У першій частині цієї серії статей я розповідав про те, що робить QoS, і для чого він використовується. У цій частині я продовжу розмову поясненням того, як працює QoS. У міру прочитання цієї статті, будь ласка, враховуйте, що інформація, представлена \u200b\u200bтут, заснована на Windows Server 2003 застосуванні QoS, яке відрізняється від застосування QoS в Windows 2000 Server.

API керування трафіком

Класифікатор загальних пакетів (Generic Packet Classifier)

QoS Packet Scheduler (планувальник пакетів)

Налаштування планувальника пакетів QoS

Малюнок A: Планувальника пакетів QoS необхідно включити, перш ніж ви зможете використовувати QoS

Малюнок B: Ви повинні включити 802.1Q / 1P VLAN Tagging

802.1P стандарт був створений в якості доповнення до 802.1Q. 802.1P визначає маркування пріоритетності, яка може бути укладена в VLAN тег. Я розповім вам про принцип роботи цих двох стандартів в третій частині.

висновок

У цій статті ми обговорили деякі основні поняття в архітектурі Windows Server 2003's QoS. У третій частині я докладніше розповім про те, як планувальник пакетів QoS маркує пакети. Я також розповім про те, як працює QoS в умовах мережі з низькою пропускною здатністю.

Ніхто не любить, коли при завантаженні веб-сторінки вони відкривають дуже довго, а завантаження файлів не відбувається на тому рівні, на якому хотілося б. Хоча, при замовленні послуги у провайдера там ясно значилося 20 або навіть 100 Мб / с, а на ділі ми не отримуємо такій швидкості.

Звичайно, цьому є пояснення. По-перше, система забирає близько 20% на свої потреби, по-друге, браузеру надходить відповідь з DNS-серверів, правда на це потрібен час.

Щоб там не було, ми зараз розберемося, як збільшити швидкість інтернету в кілька разів.

Відключаємо обмеження швидкості QoS

Зазвичай в системі є обмеження в 20% по швидкості, хоча у всіх може бути по-різному. Для збільшення швидкості інтернету необхідно відключити цей параметр. Для цього ми будемо користуватися локальними груповими політиками. На жаль, дана функція доступна тільки на Pro редакціях Windows.

Відкрийте віконце «Виконати», за допомогою комбінації Win + R і у вікні напишіть таку команду: gpedit.msc .

З лівого боку вікна йдемо в розділ: конфігурація комп'ютера – адміністративні шаблони - Мережа - Планувальник пакетів QoS – Обмежити резервовану пропускну здатність.

Знаходимо там пункт «Обмежити резервну пропускну здатність». Натисніть на ньому двічі і встановіть параметр в положення «Включено», А потім впишіть цифру “0” в «Обмеження пропускної спроможності». Натисніть кнопку «Применить».

Щоб переконатися, чи працює мережевий пристрій з планувальником пакетів QoS потрібно зайти в Центр управління мережами і загальним доступом. Потрапити туди можна, якщо натиснути на панелі завдань по значку Wi-Fi, або провідного підключення правою кнопкою миші. Зліва переходимо в розділ «Зміна параметрів адаптера». Натискаємо правою кнопкою миші по своєму підключенню і вибираємо «Властивості». Там повинен з'явиться параметр «QoS Packet Scheduler», Зазначений галочкою.

Відключення QoS через реєстр

При наявності іншою версією Windows, крім PRO ця інструкція може вам підійти. Переходимо до реєстру, для цього використовуємо комбінацію Win + R і вводимо команду regedit.

Йдемо в наступний розділ:

HKEY_LOCAL_MACHINE \\ SOFTWARE \\ Policies \\ Microsoft

Тут знаходимо розділ Windows, Натискаємо по ньому правою кнопкою миші і створюємо новий розділ з ім'ям Psched.

Переходимо в створений розділ і праворуч створюємо параметр DWORD 32 біта з ім'ям NonBestEffortLimit. Цьому параметру ми присвоюємо значення «0» .

Після виконаної роботи перезавантажуємо комп'ютер.

Відключаємо обмеження швидкості інтернету в ПО

Буває, що при використанні програм, що вимагають інтернету, наприклад, торрент-клієнти, є функції обмеження швидкості, які можуть бути активні у вас.

Взяти до прикладу торрент-клієнт. Якщо натиснути правою кнопкою миші по активній закачування, то там є пункт «Обмеження прийому». Направляємо на нього миша і дивимося. Активний повинен бути режим «Необмежено».

З іншими торрент-клієнтами аналогічно. В інших же типах програм доведеться покопатися і знайти щось схоже.

Як збільшити DNS-кеш для збільшення швидкості?

Як багато хто з вас знають, кеш DNS дозволяє зберігати IP-адреси ресурсів, на яких ви вже побували, а повторне відвідування задіє DNS-кеш, що дозволить відкривати сторінки набагато швидше. На жаль, обсяг його не нескінченний, але його можна збільшити.

Поїхали! Натискаємо Win + R і вводимо команда для входу в реєстр - regedit. Відкривається вікно, де ми зліва повинні перейти в цей розділ:

HKEY_LOCAL_MACHINE \\ SYSTEM \\ CurrentControlSet \\ Services \\ DNScache \\ Parameters

Справа вам потрібно натиснути правою кнопкою миші по порожньому місці і створити 4 параметра «DWORD» і дати їм такі імена - CacheHashTableBucketSize, CacheHashTableSize, MaxCacheEntryTtlLimit, MaxSOACacheEntryTtlLimit.

У кожного з них повинні бути ці значення (по порядку до кожного) - 1, 384, 64000 і 301.

Для успішного завершення роботи перезавантажте комп'ютер.

Автопідстроювання TCP - відключаємо

В системі є така функція, яка може стати причиною того, що веб-сторінки повільно завантажуються, а все тому, що ефективність роботи її з деякими серверами не надто хороша. Тому її просто відключимо.

Щоб виконати це завдання нам потрібно відкрити командний рядок з підвищеними привілеями і виконати там таку команду:

Турбо режим браузерів для прискорення завантаження сайтів

У багатьох браузерах існує функція «Турбо-режим», який прискорює відкриття сторінок. Поки що він доступний на наступних популярних браузерах: Opera і Яндекс браузер. Для інших же ви можете завантажити спеціальні розширення.

В Опері ця функція включається, якщо натиснути в лівому верхньому кутку по кнопці «Opera». знаходимо функцію «Opera Turbo» і активуємо її.

В Яндекс браузері ця функція включається в настройках - Показати додаткові налаштування. Поруч з розділом «Турбо» ставимо «Завжди включений».

Утиліта NameBench для підвищення завантаження сторінок

Багато провайдерів, особливо комерційні, завжди хочуть заощадити на обладнанні. А коли ви починаєте відвідувати веб-сайти, відбувається звернення до DNS-серверів (обладнання провайдерів). Якщо воно дешеве, то і швидкість завантаження сторінок у вас буде дуже повільна. Щоб виправити цю проблему нам необхідні швидкі DNS-сервера, а знайти їх нам допоможе програма NameBench.«Start Benchmark». Програма почне тестування великої кількості DNS-серверів і вибере найбільш швидкий.

Коли NameBench знайде потрібний сервер, то покаже його IP-адресу, який необхідно прописати в налаштуваннях вашого підключення.

Оновлення прошивки роутера

Це останній пункт, але не менш важливий. Якщо ви використовуєте роутер, прошивка якого сильно застаріла, то не чекайте від нього дива. Подивіться в інтернеті прошивку на свій роутер і знайдіть інструкцію по її установці, а також збереженню старої, щоб уникнути проблем.

Ось власне і все методи, які можна використовувати на сучасних версіях Windows. Хоча, може бути і ще щось є, а якщо і з'явиться, то ми не обійдемо це стороною.

Немає жодної людини, яка б хоч раз не прочитав який-небудь FAQ по Windows XP. А раз так, то кожен знає, що є така шкідлива служба Quality of Service - скорочено QoS. Під час налаштування системи її настійно рекомендується відключати, тому що вона за замовчуванням обмежує мережеву пропускну здатність на 20%, і начебто ця проблема існує і в Windows 2000.

Ось ці рядки:

Q: Як повністю відключити службу QoS (Quality of Service)? Як її налаштувати? Чи правда, що вона обмежує швидкість мережі?
A: Дійсно, за замовчуванням Quality of Service резервує для своїх потреб 20% від пропускної здатності каналу (будь-якого - хоч модем на 14400, хоч гігабітний Ethernet). Причому навіть якщо видалити службу QoS Packet Scheduler з Properties-з'єднання, цей канал не звільняється. Звільнити канал або просто налаштувати QoS можна тут. Запускаємо аплет Group Policy (gpedit.msc). У Group Policy знаходимо Local computer policy і натискаємо на Administrative templates. Вибираємо пункт Network - QoS Packet Sheduler. Включаємо Limit reservable bandwidth. Тепер знижуємо Bandwidth limit 20% до 0% або просто відключаємо його. При бажанні тут же можна налаштувати і інші параметри QoS. Для активації проведених змін залишається тільки перезавантажитися.

20% - це, звичайно, дуже багато. Воістину Microsoft - "маздай". Твердження подібного роду кочують з FAQ в FAQ, з форуму в форум, зі ЗМІ в ЗМІ, використовуються у всілякого роду "твікалках" - програмах по "налаштування" Windows XP (до речі кажучи, відкрийте "Групові політики" і "Локальні політики безпеки", і жодна "твікалка" не зрівняється з ними за багатством варіантів настройки). Викривати голослівні твердження такого роду потрібно обережно, що ми зараз і зробимо, застосувавши системний підхід. Тобто грунтовно вивчимо проблемне питання, спираючись на офіційні першоджерела.

Що таке мережа з якісним сервісом?

Давайте приймемо таке спрощене визначення мережевої системи. Програми запускаються і працюють на хостах і обмінюються даними між собою. Додатки відправляють дані операційній системі для передачі по мережі. Як тільки дані передані операційній системі, вони стають мережевим трафіком.

Мережева служба QoS спирається на здатність мережі обробити цей трафік так, щоб гарантовано виконати запити деяких додатків. Це вимагає наявності фундаментального механізму з обробки мережевого трафіку, здатного ідентифікувати трафік, який має право на особливу обробку і право управляти цими механізмами.

Функціональні можливості QoS покликані задовольнити двох суб'єктів мережі: мережеві додатки і мережевих адміністраторів. Вони часто мають розбіжності. Адміністратор мережі обмежує ресурси, використовувані специфічним додатком, в той же час програма намагається захопити якомога більше мережевих ресурсів. Їх інтереси можуть бути узгоджені, беручи до уваги той факт, що мережевий адміністратор грає чільну роль по відношенню до всіх програм і користувачам.

Основні параметри QoS

Різні програми мають різні вимоги для обробки їх мережевого трафіку. Додатки в більшій чи меншій мірі терпимі до затримок і втрат трафіку. Ці вимоги знайшли застосування в наступних параметрах, Пов'язаних з QoS:

Bandwidth (смуга пропускання) - швидкість, з якою трафік, що генерується додатком, повинен бути переданий по мережі;
Latency (затримка) - затримка, яку програма може допустити в доставці пакета даних;
Jitter - зміна часу затримки;
Loss (втрата) - відсоток втрачених даних.

Якби були доступні нескінченні мережеві ресурси, то весь трафік програми можна було б передати з необхідною швидкістю, з нульовим часом затримки, нульовим зміною часу затримки і нульовими втратами. Однак мережеві ресурси не безмежні.

Механізм QoS контролює розподіл мережевих ресурсів для трафіку додатки, щоб виконати вимоги по його передачі.

Фундаментальні ресурси QoS і механізми обробки трафіку

Мережі, які пов'язують хости, використовують різноманітні мережеві пристрої включаючи мережеві адаптери хостів, маршрутизатори, свічі і хаби. Кожен з них має мережеві інтерфейси. Кожен мережевий інтерфейс може прийняти і передати трафік з кінцевою швидкістю. Якщо швидкість, з якою трафік спрямований на інтерфейс, вище, ніж швидкість, з якою інтерфейс передає трафік далі, то виникає перевантаження.

Мережеві пристрої можуть обробити стан перевантаження, організовуючи чергу трафіку в пам'яті пристрою (в буфері), поки перевантаження не пройде. В інших випадках мережеве обладнання може відмовитися від трафіку, щоб полегшити перевантаження. В результаті застосування стикаються зі зміною часу очікування (так як трафік зберігається в чергах на інтерфейсах) або з втратою трафіку.

Здатність мережевих інтерфейсів до пересилання трафіку і наявність пам'яті для збереження трафіку в мережевих пристроях (до тих пір, поки трафік не може бути посланий далі) становлять фундаментальні ресурси, потрібні для забезпечення QoS для потоків трафіку додатків.

Розподіл ресурсів QoS по мережевих пристроїв

Пристрої, що підтримують QoS, розумно використовують ресурси мережі для передачі трафіку. Тобто трафік додатків, більш терпимих до затримок, стає в чергу (зберігається в буфері в пам'яті), а трафік додатків, критичних до затримок, передається далі.

Для виконання цього завдання мережевий пристрій має ідентифікувати трафік шляхом класифікації пакетів, а також мати черзі і механізми їх обслуговування.

Механізм обробки трафіку

Механізм обробки трафіку включає в себе:

802.1p;
Диференційовані послуги per-hop-behaviors (diffserv PHB);
Інтегровані послуги (intserv);
ATM і ін.

Більшість локальних мереж засноване на технології IEEE 802 включаючи Ethernet, token-ring і ін. 802.1p - це механізм обробки трафіку для підтримки QoS в таких мережах.

802.1p визначає поле (рівень 2 в мережевий моделі OSI) в заголовку пакета 802, яке може нести одне з восьми значень пріоритету. Як правило, хости або маршрутизатори, посилаючи трафік в локальну мережу, Маркують кожен посланий пакет, привласнюючи йому певне значення пріоритету. Передбачається, що мережеві пристрої, такі, як свічі, мости і хаби, оброблять пакети відповідним чином, використовуючи механізми організації черг. Область застосування 802.1p обмежена локальною мережею (LAN). Як тільки пакет перетинає локальну мережу (через рівень 3 OSI), пріоритет 802.1p видаляється.

Diffserv - це механізм рівня 3. Він визначає поле в рівні 3 заголовка пакетів IP, названих diffserv codepoint (DSCP).

Intserv - це цілий комплекс послуг, що визначає гарантований сервіс і сервіс, керуючий завантаженням. Гарантований сервіс обіцяє нести певний обсяг трафіку з вимірної і обмеженої затримкою. Сервіс, керуючий завантаженням, погоджується нести певний обсяг трафіку з "появою легкої завантаженості мережі". Це - вимірні послуги в тому сенсі, що вони визначені, щоб забезпечити вимірний QoS до певній кількості трафіку.

Оскільки технологія ATM фрагментірует пакети у відносно маленькі осередки, то вона може запропонувати дуже низький час затримки. Якщо необхідно передати пакет терміново, інтерфейс ATM може завжди звільнятися для передачі на час, який потрібен, щоб передати одну клітинку.

QoS має ще багато різних складних механізмів, що забезпечують роботу цієї технології. Відзначимо лише один важливий момент: Для того, щоб QoS запрацювала, необхідна підтримка цієї технології і відповідна настройка на всьому протязі передачі від початкової точки до кінцевої.