QOS – Introduction

Définition d’un flux de donnée

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Un flux de données est caractérisé selon les 4 paramètres suivants :

• Bandwidth
  • Bande passante
  • Exemple : 2Mbps
• Delay (Latence)
  • Temps de transit référence d’un paquet sur un support donné (Fibre, Lien satellitaire)
  • Exemple : 100ms
• Jitter (Gigue)
  • Variation du temps de transit sur un support donné
  • Exemple : le temps de transit varie entre 80 et 120ms , le Jitter sera donc de 40ms
  • Temps de transit = Latence + Gigue
• Loss
  • Pourcentage de perte
  • Exemple : 1%

Type de trafic

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• Données (HTTP, FTP)

• Voix (VoIP)
  • Afin d’avoir une bonne qualité d’appel audio :
    • Delay = 150 ms Max
    • Jitter = 30 ms Max
    • Loss = 1% Max

• Vidéo (Skype, Facetime,Streaming)
  • Afin d’avoir une bonne qualité d’appel vidéo :
    • Bandwidth = Entre 384 Kbps à plus de 20Mbps
    • Delay = 200 à 400ms
    • Jitter = 30-50 ms
    • Loss = 0.1 – 1%

 

Classification et Marquage

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 Classification

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Cette étape est la première étape pour mettre en place de la QOS.

La classification va nous permettre d’identifier des flux spécifiques à prioriser ou non (Voix, Vidéo , Applications opérationnel, Réseau Internet, Réseau Intranet de l’entreprise, ect…).

Cette classification se fait via des access-list ou des NBAR.

Marquage

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Dès que notre flux à été classifié , nous pouvons le marquer afin que tout les équipements actifs qu’il va traverser et qui applique une qualité de service n’est pas à le reclassifier à chaque fois.

 

 

Ce marquage peut être fait à différents niveaux :

• Marquage IP (DSCP , IPP)
• Marquage Ethernet 802.1Q ( COS )
• Marquage Wifi ( TID )
• Marquage MPLS ( EXP )

Je détaillerais uniquement les marquages IP et Ethernet dans cet article.

 

Marquage IP

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Ce marquage IP est fait au niveau du champ TOS (Type Of Service). Il existe deux types de marquage IP :

• IPP ( IP Precedence )
  • RFC 791
  • 3bits
  • 8 Possibilitées ….

• DSCP (Differentiated Services Code Point)
  • RFC 2474
  • 6bits
  • 64 Possibilités !

Marquage Ethernet

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Ce marquage est présent dans le taggage 802.1Q (Trunk). Il est donc uniquement possible de marquer nos trames sur nos liaisons inter-switch en mode Trunk.

Ce marquage peut être appeler COS ou PCP :

• COS (Class Of Service) ou PCP (Priority Code Point).
  • Défini dans l’IEEE 802.1q
  • 3bits
  • 8 Possibilitées

 

Marquage DiffServ

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Nous avons vu qu’il est possible de mettre plusieurs valeur de marquage sur nos flux. Afin que les entreprises et les fournisseurs d’accès soit d’accord sur la politique de marquage à adopter, RFC à défini une architecture DiffServ via plusieurs normes.

Ces normes RFC ont défini trois types de marquage DSCP :

• Expedited Forwarding ( EF )
  • RFC 3246
  • Une seul valeur possible = EF
  • Tag : EF
  • Prévu pour les flux qui nécessite un Delay , Jitter et Loss faible.(voix)

• Assured Forwarding ( AF )
  • RFC 2597
  • 12 Valeurs possibles ( AF11 , 12 , 13 , AF21, 22, 23, AF31, 32, 33 , AF 41, 42, 43 )
  • Tag : AF XY
    • X ( 1 , 2 , 3 ou 4)  : De la pire à la meilleure Queue
    • Y ( 1 , 2 ou 3) : Du meilleur au pire traitement.
  • Le marquage DSCP AF41 aura donc un meilleur traitement que tout les autres.
  • Le marquage DSCP AF13 aura donc le pire des traitements.

• Class Selector ( CS )
  • Anciennement IPP
  • 8 Possibilités (CS0 à CS7)
  • Le marquage DSCP utilise les 3 premiers bits anciennement réservé à IPP afin que les deux soit compatibles.
  • Le marquage CS7 aura le meilleur traitement
  • Le marquage CS0 aura le pire traitement.

Maintenant que nous avons classifiés nos flux, nous pouvons les mettre dans une file d’attente en cas de congestion réseau.

 

Gestion de la congestion

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Le fonctionnement normal d’un routeur est de recevoir le paquet et de l’aiguiller dans la bonne direction. Lorsque qu’il y à une congestion réseau (Bande passante saturé), le routeur vas mettre les paquets qu’il à transférer dans une file d’attente.

Le premier arrivé sera le premier servi ! (Comme au Mcdrive).

Nous avons vu que certains flux ont besoins d’être priorisé afin de fonctionner correctement (Voix , Visioconférence , flux d’administration et de supervision, …)

Pour faire ceci , nous allons créer une fille d’attente pour chaque marquage. (Queue)

Dès que la bande passante le permet , le Scheduler (planificateur) va choisir qui des files d’attente va t’il ouvrir à l’instant T

 

Scheduler

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Le Scheduler est celui qui va choisir la quel des queue à ouvrir à l’instant T.

Il va utiliser la logique « Round robin« .

Imaginons le cas suivant :

 

• Queue 1 = 50%
• Queue 2 = 30%
• Queue 3 = 15%
• Queue 4 = 5%

 

 

 

Sur 100 Paquets que le Scheduler peut faire transiter , il va laisser passer :

• 10 paquets de Q1
• puis 6 paquets de Q2
• puis 3 paquets de Q3
• puis 1 paquets de Q4
• puis 10 paquets de Q1
• puis etc …

(Ces données on été pris uniquement à titre d’exemple)

Problématique liée au queues : Nos flux concernant la voix et la vidéo en live vont augmenter en terme de Jitter et de delay !

Résultat : Service dégradé

Solution : Faire en sorte que la queue voix et vidéo soit toujours prioritaire , le scheduler doit faire en sorte que la queue les concernant soit la plus vide possible. Ce procédé s’appelle la LLQ (Low Latency Queuing).

Il nous reste à voir le Policy et le Shaping !

 

En espérant que cet article vous as été utile ! Hésitez pas à me la faire savoir !!
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