QoS là một cơ chế giúp quản lý lưu lượng dữ liệu, đảm bảo các ứng dụng quan trọng như cuộc gọi video, VoiceIP, truyền hình trực tuyến nhận được đủ băng thông cần thiết để hoạt động ổn định. Trong bài viết này, mình sẽ giới thiệu chi tiết về QoS cũng như chức năng và cách thức hoạt động của cơ chế này.
Những điểm chính
- Nêu khái niệm QoS, giúp bạn hiểu rõ QoS là gì, vai trò và mục tiêu sử dụng trong hệ thống mạng.
- Trình bày cấu hình và chức năng của QoS, giúp bạn nhận ra giá trị và lợi ích của việc thiết lập QoS để tối ưu hóa hiệu suất mạng.
- Giải thích cách thức hoạt động của QoS, giúp bạn dễ dàng áp dụng và quản lý QoS trong hệ thống của mình.
- Làm rõ tầm quan trọng của QoS trong hệ thống mạng và hệ quả khi không sử dụng QoS, giúp bạn thấy được nhu cầu thực tế và lợi ích khi triển khai QoS.
- Giới thiệu các công cụ giám sát QoS, cung cấp thông tin hữu ích để theo dõi và cải thiện chất lượng mạng.
- Hướng dẫn cách điều chỉnh băng thông qua QoS, giúp bạn áp dụng phương pháp này một cách đơn giản và hiệu quả.
- Biết đến Vietnix là nhà cung cấp dịch vụ Hosting và VPS uy tín, giúp bạn duy trì hệ thống doanh nghiệp hoạt động mượt mà và an toàn.
QoS là gì?
QoS (Quality of Service) là cơ chế giúp kiểm soát và quản lý tài nguyên mạng bằng cách thiết lập mức độ ưu tiên cho các loại traffic cụ thể trong hệ thống mạng. QoS đảm bảo rằng các gói tin media (như video, âm thanh) được truyền đi với chất lượng cao nhất, giảm thiểu tình trạng mất mát, bị trễ hay bị nhiễu trên mạng.
Để hình dung rõ hơn về QoS, hãy tưởng tượng bạn đang tham gia giao thông. Khi gặp xe cứu thương hoặc xe cứu hỏa, bạn sẽ phải nhường đường để đảm bảo họ có thể đến hiện trường nhanh nhất. Tương tự, QoS sẽ ưu tiên các gói dữ liệu quan trọng, chẳng hạn như cuộc gọi video, cuộc họp trực tuyến, để chúng được truyền đi nhanh chóng và ổn định.
QoS hoạt động xuyên suốt các tầng của mạng, thực hiện các chức năng khác nhau tại mỗi tầng. Công nghệ này thường được áp dụng cho các mạng có lưu lượng lớn, cần nhiều tài nguyên như VoiceIP, truyền hình trực tuyến, hội nghị truyền hình video,…
Cấu hình của QoS
Với người dùng bình thường, bạn có thể tự thiết lập cấu hình QoS trên router và switch thông qua phần mềm quản lý của thiết bị. Hướng dẫn cài đặt QoS khá đơn giản, bạn chỉ cần thực hiện như sau:
- Bước 1: Đầu tiên bạn truy cập vào phần mềm quản lý và kết nối với hub hoặc switch.
- Bước 2: Tiếp đó bạn tìm đến phần cấu hình QoS và tiến hành chọn mức ưu tiên cho các loại gói tin khác nhau.
Sau khi thiết lập xong, các gói tin media sẽ được truyền đi nhanh chóng và ổn định hơn. Còn đối với những kỹ sư mạng Hardcore giàu kinh nghiệm thì họ có thể thực hiện các cấu hình này thông qua giao diện dòng lệnh.
Chức năng của QoS
QoS đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và tối ưu hóa hiệu suất mạng. Với QoS, người dùng có thể:
- Điều khiển port hoặc server linh hoạt.
- Đảm bảo các ứng dụng quan trọng nhất luôn được ưu tiên về tài nguyên và băng thông để hoạt động hiệu quả.
- Mỗi lớp ứng dụng sẽ có mức ưu tiên khác nhau và người dùng có thể phân bổ tỷ lệ băng thông còn lại cho lớp dịch vụ đầu tiên để đáp ứng nhu cầu sử dụng.
- Quản lý tài nguyên mạng của tổ chức hiệu quả hơn.
- Hạn chế tối đa tình trạng mất gói dữ liệu.
- Giảm độ trễ và tăng tốc độ truyền dữ liệu, mang đến trải nghiệm tốt nhất cho người dùng bằng cách ưu tiên các ứng dụng quan trọng.
Cách thức hoạt động của QoS như thế nào?
QoS chỉ hoạt động khi có tình trạng nút thắt cổ chai (Bottleneck) xảy ra trong hệ thống. Đặc biệt là vị trí xảy ra tình trạng Bottleneck được thiết lập các thông số liên quan đến băng thông.
Điều này có nghĩa là nếu thiết lập QoS vượt quá giới hạn băng thông cho phép, nhưng lưu lượng trên router không được ưu tiên, hệ thống ứng dụng có thể cho rằng lưu lượng này là hợp lý. Tuy nhiên, có thực hiện tiếp hay không còn phụ thuộc vào quyết định của nhà cung cấp ứng dụng.
Nếu bạn thiết lập băng thông QoS thấp hơn tiêu chuẩn của nhà cung cấp dịch vụ, bạn tạo ra Bottleneck nhân tạo. Điều này có nghĩa là dịch vụ của bạn sẽ bị gián đoạn với băng thông thấp. Trong trường hợp này, QoS giúp tăng hiệu suất bằng cách giảm độ trễ và giải phóng băng thông.
Tóm lại, QoS giúp tăng hiệu suất mạng nói chung. Tuy nhiên, mỗi loại lưu lượng trong hệ thống có cơ chế hoạt động khác nhau, phụ thuộc vào độ nhạy cảm với độ trễ hoặc băng thông của lưu lượng đó.
Tại sao QoS lại quan trọng trong hệ thống mạng
Trước đây, mạng thông tin và mạng doanh nghiệp hoạt động riêng biệt. Cuộc gọi từ điện thoại và liên lạc từ xa thường được xử lý thông qua mạng RJ11. Hệ thống PABX sẽ giám sát cuộc gọi và hoạt động độc lập với mạng IP. Mạng IP kết nối RJ45 để liên kết với máy tính, laptop và máy chủ. Hiếm khi hai mạng này giao nhau, trừ khi một máy tính cần sử dụng đường dây điện thoại để kết nối với Internet.
Nếu chỉ truyền dữ liệu, tốc độ không phải yếu tố quá quan trọng. Tuy nhiên, các ứng dụng tương tác âm thanh và video hiện nay yêu cầu mạng có tốc độ cao để truyền dữ liệu mà không bị mất gói hoặc thay đổi tốc độ phân phối.
Hiện nay, người ta thường dùng các ứng dụng họp trực tuyến như Zoom, Skype và GoToMeeting để thực hiện cuộc gọi công việc. Các ứng dụng này sử dụng giao thức truyền IP để gửi đi tin nhắn, âm thanh và video. Nếu tốc độ truyền nhanh, chúng có thể hoạt động mà không cần quy trình quản lý phức tạp như trong truyền dữ liệu tiêu chuẩn.
Trường hợp gì xảy ra khi không sử dụng QoS trong mạng?
Khi QoS trong mạng không được cấu hình chính xác, có thể gây ra các vấn đề dưới đây:
Độ trễ
Những giao thức truyền tải thời gian thực (RTP) sẽ được phân phối phù hợp với tốc độ mặc định của từng thiết bị khi chưa được chỉ định ưu tiên.
Khi mạng bị nghẽn, độ trễ không ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh và hình ảnh, nhưng nó gây khó khăn trong giao tiếp của người dùng cuối. Độ trễ 100ms làm cho âm thanh của người nói và người nghe không đồng bộ, bị đè lên nhau. Độ trễ 300ms sẽ khiến cuộc trò chuyện trở nên không thể hiểu được.
Vấn đề mạng bị tắt nghẽn có nhiều nguyên do nhưng chủ yếu đế từ các hành động xấu cho hệ thống mạng, để hiểu thêm về vấn đề này bạn có thể tham khảo một số bài viết tại website Vietnix.
Jitter
Ứng dụng thời gian thực không sử dụng buffer như các truyền tải tiêu chuẩn, cho nên không có cơ thể tổ chức lại gói tin theo thứ tự. Jitter là tốc độ không đều của các gói tin trên mạng. Điều này có thể làm cho các gói tin đến muộn và không tuân theo trình tự. Vì không có sự chờ đợi từ ứng dụng để sắp xếp lại chính xác, các gói tin không theo trình tự sẽ bị bỏ qua, khiến âm thanh hoặc video được phân phối bị biến dạng, méo mó hoặc xuất hiện khoảng trống.
Mất gói (Packet loss)
Trường hợp xấu nhất xảy ra khi một số hoặc một phần gói tin bị mất do tắc nghẽn trên thiết bị mạng. Khi hàng đợi đầu ra của switch hoặc router bị đầy, hiện tượng Tail Drop xuất hiện khi thiết bị loại bỏ gói tin mới đến cho đến khi có đủ dung lượng.
QoS có thể hỗ trợ bằng cách sắp xếp dữ liệu, quản lý hàng đợi và phòng tránh tình trạng mất dữ liệu trong tất cả các trường hợp trên.
Việc không sử dụng QoS có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến giao tiếp và truyền nội dung media hoặc phát trực tuyến, nhất là trên mạng sử dụng giao thức RTP. Ngay cả khi được thiết kế tối ưu, giao tiếp đầu tiên sẽ khó khăn, kém chất lượng khi lưu lượng mạng tăng lên và cuối cùng sẽ không thể thực hiện được.
Có nhiều gói tin khác nhau, việc một số gói bị mất có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến thiết bị mạng, bạn có thể tìm hiểu một số gói Internet tại trang web Vietnix.vn để tìm hiểu thêm thông tin.
Nhu cầu của QoS trong thực tế
Trong thực tế, mạng có thể bị nghẽn khi ứng dụng mạng yêu cầu lượng băng thông tăng lên. QoS giải quyết vấn đề này bằng cách ưu tiên xử lý traffic yêu cầu thời gian nhanh hoặc quan trọng. Sau đó, QoS mô tả cách chuyển mạch của Packet để đáp ứng nhu cầu hiện tại của QoS.
Để dễ hiểu hơn, bạn hãy tưởng tượng một tình huống kẹt xe xảy ra trên đường. Tất cả các xe đều muốn đi qua con đường đang kẹt xe. Dù đi chậm, nhưng xe vẫn tiếp tục di chuyển để vượt qua. Khi có xe ưu tiên như xe cứu thương, các xe khác phải nhường đường để xe cứu thương đi qua đoạn đường kẹt xe trước.
Các công cụ mạng giúp giám sát QoS
Các công cụ mạng để giám sát QoS bao gồm:
Paessler PRTG
Paessler PRTG là một công cụ giám sát mạng cung cấp các cảm biến đặc biệt để theo dõi hiệu suất QoS. Thông qua việc theo dõi luồng lưu lượng được gắn thẻ trong thời gian thực và lưu trữ dữ liệu, PRTG giúp phân tích hiệu suất và lập kế hoạch khả năng.
PRTG bao gồm 4 cảm biến theo dõi QoS, 3 phương pháp QoS. Nó cũng có cảm biến Ping Jitter để theo dõi tính đều đặn của việc phân phối gói tin trong một luồng.
PRTG có thể theo dõi ba loại QoS là QoS tiêu chuẩn, Cisco IP-SLA và Cisco CBQoS. QoS tiêu chuẩn được sử dụng dưới dạng cảm biến một chiều hoặc cảm biến Round Trip. Các cảm biến này có thể hoạt động trên các kết nối trên toàn mạng Internet.
Cảm biến IP-SLA của Cisco được sử dụng để giám sát lưu lượng VoIP và ghi lại các số liệu như thời gian trễ, Jitter và Mean Opinion Score (MOS).
Cảm biến Cisco CBQoS được sử dụng để triển khai QoS dựa trên lớp. CBQoS là một phương pháp xếp hạng đợi, để triển khai nó bạn cần theo dõi nhiều điểm vào trên router và switch. Bạn cần tạo ít nhất 3 hàng đợi ảo cho mỗi thiết bị, đồng nghĩa với việc có nhiều yếu tố khác cần được theo dõi.
PRTG cung cấp khả năng tự động thiết lập và ánh xạ cơ sở hạ tầng mạng. Tuy nhiên, việc triển khai QoS đòi hỏi quyết định vì bạn phải xác định ưu tiên loại lưu lượng mạng nào.
Bạn có thể sử dụng phiên bản miễn phí của PRTG với tối đa 100 cảm biến. Bạn cũng có thể dùng thử bản miễn phí trong 30 ngày nếu cần nhiều tính năng hơn, bao gồm cả theo dõi QoS.
SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer
SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer cũng là một công cụ giám sát mạng tốt nhất mà bạn có thể tham khảo. Nó giúp giải quyết các vấn đề như mạng chậm, giao tiếp chậm chạp và mạng không được giám sát. Cụ thể:
- Mạng chậm: Việc này có thể gây ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh vì nó làm giảm tốc độ truyền dữ liệu. Nếu không loại những vấn đề gây chậm trễ trong mạng, doanh nghiệp sẽ gặp khó khăn trong việc kết nối và truyền thông.
- Quá trình giao tiếp chậm chạp: Nếu doanh nghiệp không thể thiết lập kênh liên lạc rõ ràng trên mạng của mình, sẽ gây khó khăn và hạn chế hoạt động của doanh nghiệp. Việc không thể giao tiếp một cách hiệu quả với khách hàng sẽ gây rắc rối cho doanh nghiệp.
- Mạng không được giám sát: Nếu không giám sát mạng đúng cách, quản trị viên sẽ không biết được trạng thái hiện tại của mạng và không thể lập kế hoạch mở rộng mạng về sau. Việc không giám sát mạng và theo dõi hiệu suất từng thiết bị sẽ làm cho người quản trị không thể đưa ra quyết định đúng đắn và dễ dàng gặp phải vấn đề liên quan đến hiệu suất mạng.
Với NetFlow Traffic Analyzer, quản trị viên mạng có thể triển khai và tối ưu hóa QoS, xem xét và báo cáo về cấu hình policy QoS hiện tại và giám sát việc sử dụng băng thông để xác định ứng dụng, thiết bị nào chiếm tài nguyên mạng.
Bảng điều khiển của NetFlow Traffic Analyzer cung cấp thông tin quan trọng để theo dõi trạng thái và thực hiện điều chỉnh cài đặt nhanh chóng. Các báo cáo và phân tích sẽ bao gồm thông tin về độ trễ, Jitter và mất gói.
Cách điều chỉnh băng thông qua QoS cực đơn giản
Băng thông hiện nay được sử dụng khá rộng rãi. Tuy nhiên, các doanh nghiệp nhỏ và hộ gia đình vẫn sử dụng modem để kết nối internet.
Việc sử dụng modem có thể hạn chế về băng thông trong khi người dùng lại đòi hỏi sự tăng lượng băng thông. Điều này có thể gây gián đoạn trong việc gửi thông tin trực tiếp và ảnh hưởng đến tốc độ kết nối của máy chủ. Đặc biệt, sự khác biệt về tốc độ kết nối có thể làm cho dữ liệu tắc nghẽn trong hàng đợi kết nối chậm.
Lúc này, QoS sẽ thể hiện vai trò của mình và điều chỉnh lưu lượng băng thông. Nếu bạn cài đặt QoS trên host có chia sẻ kết nối internet, host này sẽ tiến hành ghi đè lên kích thước cửa sổ nhận dữ liệu. Điều này giúp giảm các vấn đề do tốc độ mạng không phù hợp gây ra.
Vietnix – Dịch vụ Hosting và VPS uy tín cho doanh nghiệp
Với hơn 12 năm kinh nghiệm, Vietnix cung cấp các giải pháp Hosting và VPS chuyên nghiệp, mang đến sự ổn định, an toàn và hiệu suất vượt trội cho doanh nghiệp. Dịch vụ được hỗ trợ bởi đội ngũ kỹ thuật tận tâm, luôn sẵn sàng hỗ trợ 24/7 để đảm bảo mọi hoạt động của hệ thống diễn ra suôn sẻ. Bên cạnh đó, Vietnix còn cung cấp các dịch vụ khác như server, tối ưu tốc độ website, SSL,…giúp doanh nghiệp của bạn xây dựng và duy trì một hệ thống trực tuyến an toàn, hiệu quả.
Thông tin liên hệ:
- Website: https://vietnix.vn/
- Hotline: 18001093
- Email: sales@vietnix.com.vn
- Địa chỉ: 265 Hồng Lạc, Phường 10, Quận Tân Bình, Thành Phố Hồ Chí Minh.
Câu hỏi thường gặp
QoS và Network Throttling khác nhau như thế nào?
Throttling hay lập chính sách là việc đặt một giới hạn tổng thể cho lưu lượng truyền thông và giảm lưu lượng vượt quá. QoS ưu tiên một số lưu lượng hơn lưu lượng khác và sử dụng phương pháp hàng đợi, từ đó tối đa hóa băng thông cho các lưu lượng đó bằng cách đánh đổi với lưu lượng khác.
DSCP trong QoS có vai trò như thế nào?
Differentiated Services Code Point (DSCP) hiển thị trong header của gói. Điều này cho phép gói tin yêu cầu ưu tiên từ phần mềm QoS trên thiết bị mạng. Người quản trị viên mạng có thể bật hoặc tắt tính năng phát hiện DSCP trên thiết bị. Điều này có thể bỏ qua giá trị DSCP để ưu tiên một phương pháp hàng đợi QoS khác.
Định hình lưu lượng trong QoS hoạt động như thế nào để kiểm soát băng thông và ngăn ngừa quá tải mạng?
Định hình lưu lượng trong QoS giúp tối ưu hóa việc sử dụng băng thông mạng. Thay vì luôn cung cấp băng thông ở mức cao nhất để đáp ứng nhu cầu đột biến như các cách truyền thống thì QoS sẽ tạo ra độ trễ nhỏ trên một phần lưu lượng. Nhờ đó, mạng có băng thông thấp hơn nhu cầu đỉnh điểm vẫn có thể hoạt động hiệu quả, đáp ứng được tất cả các yêu cầu của người dùng.
QoS cho dịch vụ web nên QoS theo port nào?
QoS cho dịch vụ web nên ưu tiên các port sau:
– HTTP(S): Port 80 (HTTP) và 443 (HTTPS).
– DNS: Port 53.
– Email: Port 25 (SMTP), 110 (POP3), 143 (IMAP).
QoS giúp người dùng có thể khắc phục mạng kém, tận hưởng dịch vụ mạng tốt hơn và chất lượng cao. Hy vọng bài viết này giúp bạn hiểu rõ QoS là gì? Và vai trò quan trọng của nó trong hệ thống mạng. Cảm ơn bạn đã theo dõi và đọc bài viết này, chúc bạn thành công!
