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Created by potrace 1.10, written by Peter Selinger 2001-2011

QOS – Introduction

Finger In The Net
Chapitre 1

Définition d'un flux de donnée

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%
Chapitre 2

Type de trafic

  • 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%
Chapitre 3

La classification

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.

 Classification de nos flux IP
Classification de nos flux IP
Chapitre 4

Le marquage

Marquage de flux
Marquage de flux

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.

Le marquage IP

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 !

Le marquage Ethernet

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 !

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

Le marquage DiffServ

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.
Marquage DiffServ
Marquage DiffServ

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

Chapitre 5

Gestion de la congestion

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.

Gestion de la congestion
Gestion de la congestion

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)

Schéma de principe QOS
Schéma de principe QOS

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

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 :

Scheduler
Scheduler
  • 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).

Scheduler + LLQ
Scheduler + LLQ

Il nous reste à voir le Policy et le Shaping !

Noël NICOLAS

Expert Réseau
11 ans d’expérience
CCNP Routing and Switching
Fondateur du site FingerInTheNet

Comments (4)

Bonjour je voulais savoir si cetais possible de maider a resoudre un probleme traitant l’implementation de qos dans un reseau comportant des routeurs virtuel et faisant passer les traffic vers des tunnel gre en utilisant les vrf. j’ai le shema du reseau mais je ne sais pas comment vous le transmettre afin que vous puissiez m’aider à resoudre ce probleme. Bien à vous

Bonjour DIEDHIOU,
Je vais faire mon possible pour t’aiguiller, le fait d’utiliser des vrf et des gre ne jouent pas sur ta QOS, par contre la position à laquelle tu tag et tu implémente l’algorithme de tri est important.
Pense à m’indiquer sur tes schémas, les ACLs ou tu tague et dans quelle sens, la position de tes GRE ainsi que celle de ton algorithme de gestion de la congestion.
Je te contacte directement sur ta boite personnelle.
Cordialement,

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