A Szolgáltatásminőség (QoS) áttekintése

Érvényes: Windows Server 2012

A QoS a hálózati forgalom költséghatékony kezelésére szolgáló technológiák csoportja, amelyekkel a javítható a felhasználói élmény a vállalati, a kis irodai és az otthoni hálózati környezetekben egyaránt.

A jelen dokumentum a Windows Server® 2012 Szolgáltatásminőség (QoS) technológiával kapcsolatos bevezető információkat biztosít.

QoS-szolgáltatások

A QoS technológiák használatával ki lehet elégíteni a szolgáltatások és az alkalmazások szolgáltatásigényeit: ehhez segítségül hívható a hálózati sávszélesség mérése, a változó hálózati körülmények (például a torlódások vagy a rendelkezésre álló sávszélesség) észlelése és a hálózati forgalom rangsorolása. A QoS használható például az adatforgalom rangsorolására a késésre érzékeny alkalmazások (például hang- vagy videoadatfolyam-továbbítás) esetében, és késésre nem érzékeny adatforgalom (például tömeges adatátvitelek) hatásainak szabályozására.

A QoS az alábbi szolgáltatásokat biztosítja.

• Sávszélesség-kezelés

• Besorolás és címkézés

• Prioritásalapú átvitelvezérlés

• Házirendalapú QoS és Hyper-V QoS

A szolgáltatásokkal kapcsolatos információk az alábbi szakaszokban találhatók.

Sávszélesség-kezelés

A QoS korábbi verzióiban (például a Windows Server 2012-ben elérhető QoS esetében) a Maximális sávszélesség a munkaterhelés abszolút határértékét – a szabályozási értéket – beállító szolgáltatás. A Windows Server 2012 újdonsága a Minimális sávszélesség szolgáltatás.

A Minimális sávszélesség adott szintű szolgáltatást nyújt a munkaterhelés számára hálózati torlódás esetén, ugyanakkor a munkaterhelés számára továbbra is lehetővé teszi a nagyobb mértékű sávszélesség-használatot, ha nem következik be hálózati torlódás. Hálózati torlódás akkor lép fel egy számítógéprendszeren, amikor egyetlen hálózati adapteren keresztül több munkaterhelés verseng egy külső hálózathoz való hozzáférésért.

Mivel a hálózati adapterek kapacitása korlátozott, ha a munkaterhelések együttese ezt a kapacitást meghaladja, az egyes munkaterhelések hálózati átviteli sebessége előre meghatározhatatlanná válik. A Minimális sávszélesség szolgáltatás segítségével megadhatja, hogy a versengő alkalmazások között miként legyen elosztva a sávszélesség.

Például a Hyper-V kiszolgálói szerepkört futtató számítógépen egy 10 Gb-es hálózati adapteren osztozik a tárolás, az élő áttelepítés és a fürt. Ha sorrendben 50, 30 és 20 súlyozást rendel a tároláshoz, az élő áttelepítéshez és a fürthöz, a hálózati adapteren fellépő torlódás esetén azok a nekik megfelelő arányban részesülnek a sávszélességből.

A Minimális sávszélesség és a Maximális sávszélesség szolgáltatás egyaránt lehetővé teszi az egyes munkaterhelésekhez tartozó kiszámítható hálózati teljesítmény érvényesítését. A rendszergazdák szempontjából a fő különbség a kettő között a hálózati erőforrások felhasználásában van.

Hálózati erőforrás-használat

Ha egy munkaterhelés számára be lett állítva a Maximális sávszélesség, a munkaterhelés soha nem haladhatja meg a határértéket, még akkor sem, ha a rendszerben egyetlen másik munkaterhelés sem használja a hálózati sávszélességet. Ha egy munkaterhelés számára be lett állítva a Minimális sávszélesség, a munkaterhelés tetszés szerint használhatja a sávszélességet – egészen a hálózati torlódás bekövetkezéséig. Az előző példát folytatva, ha az élő áttelepítés nincs használatban, a tárolás és a fürt egyaránt túllépheti a számukra előre kiosztott sávszélességet.

Az adott forgatókönyv követelményei alapján választhatja ki, hogy a Maximális sávszélesség, a Minimális sávszélesség szolgáltatást, esetleg mindkettőt engedélyezi. Annak megelőzésére például, hogy egy futtatott virtuális gép váratlanul felhasználja az összes rendelkezésre álló internetes sávszélességet, egy nyilvános szolgáltató QoS Maximális sávszélesség beállítást adhat meg a virtuális gépen. Ezzel szemben az adatközponton belül Hyper-V kiszolgálói szerepkört futtató számítógépen a sávszélesség-felhasználás maximálásához minimális sávszélesség beállítást adhat meg a kiszolgálón.

Közvetlen SMB és Adatközponthíd-képzés (DCB).

A Maximális sávszélesség és a Maximális sávszélesség szolgáltatást a QoS csomagütemező érvényesíti. Ezek a szolgáltatások a Windows Server hálózati vermen keresztül haladó adatforgalom esetén működnek jól.

A hálózati adatforgalom egy része azonban megkerüli a hálózati vermet. A legfontosabb példa erre a közvetlen SMB, a Windows Server 2012 távoli közvetlen memória-hozzáférésre (RDMA) épülő szolgáltatása. A közvetlen SMB-szolgáltatás az SMB adatforgalmát közvetlenül egy RDMA-kompatibilis hálózati adapterre szervezi ki a késés és a hálózatkezelés során alkalmazott processzorciklusok számának csökkentése érdekében. Mivel a közvetlen SMB-szolgáltatás továbbra is más hálózati adatforgalommal osztozik a sávszélességen a hálózati adapter hardverén, ellenőrizetlen állapotban ezek hatással lehetnek egymásra, vagy akár ki is szoríthatják egymást.

A probléma megoldásához használhatja az Adatközponthíd-képzés (DCB) szolgáltatást. A DCB-t egyes hálózati adapterek szállítói valósítják meg a hálózati adapterekben. A DCB a Minimális sávszélesség szolgáltatáshoz hasonlóan működik: az adatforgalom egyes osztályai (függetlenül attól, hogy kiszervezettek-e vagy sem) sávszélesség-foglalással rendelkeznek; hálózati torlódás esetén az egyes osztályok meghatározott arányban részesülnek a sávszélességből – ellenkező esetben pedig minden egyes osztály a teljes elérhető sávszélességet használhatja.

Besorolás és címkézés

Az adott munkaterheléshez tartozó sávszélesség kezelése előtt a munkaterhelésnek besoroláson vagy szűrésen kell átesnie, hogy a QoS csomagütemező vagy egy DCB-kompatibilis hálózati adapter működésbe léphessen. A Windows kifinomult forgalombesorolási képességgel rendelkezik. A besorolás ötrekordos, felhasználói típusú vagy URI-alapú lehet. A Windows Server 2012 leegyszerűsíti a felügyeletet, így a Windows PowerShellben beépített szűrőket hívhat meg a leggyakoribb munkaterhelések besorolásához. A beépített szűrők felsorolása az alábbi táblázatban található.

A sávszélesség-kezelés nem az egyetlen, QoS-házirendben megadható művelet. Az adatforgalmat például rangsorolhatja és címkézheti is, így a QoS érvényesítése átfogóan megtörténik az adatközpont teljes egészében.

A Windows korábbi verziói támogatják a hálózati csomagok IP-fejlécének prioritás szerinti címkézését. Ezek a prioritásbitek a Megkülönböztetési szolgáltatás kódpontjaként (DSCP) ismertek. A Windows Server 2012 már támogatja a 802.1p szabvány szerinti címkézést is. A 802.1p egy 3 bites rangsorolási érték a 2. réteg Ethernet-keretében. Ennek megfelelően az olyan nem IP-alapú csomagokra vonatkozik, mint az RDMA over Ethernet.

Prioritásalapú átvitelvezérlés

A munkaterhelések, például az RDMA, veszteségmentes adatátvitelt igényelnek. Ha az RDMA közvetlen Ethernet-kapcsolatra épül (ez RDMA over Converged Ethernet (ROCE) néven ismert), az Ethernet-adatátvitelnek veszteségmentesnek kell lennie. Hagyományosan a 802.3 szabványú PAUSE keretre támaszkodó, kapcsolati szintű átvitelvezérlés jelent erre megoldást. A kapcsolati szintű átvitelvezérlés azonban olyan problémákat okoz, mint például a sorvezető blokkolása.

Ez a probléma a Prioritásalapú átvitelvezérlés (PFC) segítségével küszöbölhető ki, amely az Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) DCB-munkacsoportja által kifejlesztett szabványok egyike. Ha a hálózati adaptert ezt támogatja, a Windows Server 2012 lehetővé teszi a PFC engedélyezését. Ha ROCE-kapcsolat esetén a PFC az Ethernet-kapcsolat mindkét végén engedélyezve van, kizárólag a ROCE számára megadott (prioritási értékkel megjelölt) virtuális kapcsolat lesz veszteségmentes, az ugyanazon fizikai kapcsolathoz tartozó más munkaterheléseket pedig nem érinti a sorvezető blokkolása.

Házirendalapú QoS és Hyper-V QoS

A hálózati rendszergazdák számára a Windows Server® 2012 QoS szolgáltatása a hálózati adatforgalom fizikai vagy virtuális hálózaton történő kezelésében nyújt segítséget. A házirendalapú QoS a fizikai hálózat adatforgalmának kezelését végzi. A Hyper-V QoS elnevezésű új QoS-funkció a virtuális hálózat adatforgalmának kezelését teszi lehetővé.

Házirendalapú QoS-sel foglalkozó cikkben

A fizikai hálózat adatforgalmának kezelését házirendalapú QoS használatával végezheti el. A házirendalapú QoS révén az alkalmazástípusok, a felhasználók és a számítógépek alapján szabályozni lehet a hálózati sávszélességet. Az adatforgalom házirendalapú QoS használatával történő kezelése révén ellenőrizhetővé válnak a sávszélességgel kapcsolatos költségek, lehetőség nyílik a szolgáltatási szintek egyeztetésére a sávszélesség-szolgáltatókkal vagy az üzleti részlegekkel, valamint jobb végfelhasználói élmény biztosítható. Mivel a házirendalapú QoS a csoportházirendbe van beépítve, a meglévő felügyeleti infrastruktúra részét képezi, a megvalósítása ezért költséghatékony megoldást jelent.

A házirendalapú QoS az alábbi képességekkel rendelkezik:

• Az adott sávszélesség (ötrekordos forgalomszűrő által azonosított) minimumának kényszerítése.

  Megjegyzés

  Az ötrekordos a számítógépes hálózatkezelésben használatos azon kifejezés, amely a Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP-) kapcsolatot képező öt különböző érték együttesét írja le.

• A minimális és maximális sávszélesség, valamint a 802.1p szabvány használatát vagy a szűrésen átesett csomagok DSCP-megjelölését kényszerítő QoS-házirendek konfigurálását és lekérdezését, illetve megtekintését a WMI és a PowerShell használatával végezheti.

  Megjegyzés

  • A DSCP a számítógépes hálózatkezelésben alkalmazott IPv4- vagy IPv6-fejlécben megtalálható mező.

  • A 802.1p az Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) által kidolgozott szabvány, amely a 2. rétegbeli kapcsolók számára engedélyezi az adatforgalmi rangsorolás és a dinamikus csoportos küldési szűrés végrehajtását.

• A csoportházirend-szerkesztő használatával eQoS-házirendet konfigurálhat a csomagok 802.1p értékkel történő címkézéséhez.

• A helyi QoS-házirendeket olyan számítógépeken konfigurálhatja, amelyek nem csatlakoznak tartományhoz.

További információ: Házirendalapú szolgáltatásminőség (QoS).

Hyper-V QoS

A virtuális hálózat adatforgalmának kezelését Hyper-V QoS használatával végezheti el. A Windows Server® 2012-ben a QoS új sávszélesség-kezelő szolgáltatásokat tartalmaz, amelyek segítségével a felhőszolgáltatók és vállalatok olyan szolgáltatást nyújthatnak, amelyek megbízható hálózati teljesítményt biztosítanak a Hyper-V kiszolgálói szerepkört futtató kiszolgálók virtuális gépei számára. A Hyper-V QoS támogatja a felső és alsó sávszélességkorlátok kezelését, amelyet gyakran Maximális sávszélesség és Minimális sávszélesség szolgáltatásnak is nevezünk.

A futtatott környezetekben a Hyper-V QoS lehetővé teszi, hogy az ügyfelekkel egyeztetett szolgáltatásszint-szerződések (SLA) alapján adott teljesítményszintet biztosítson. A Hyper-V QoS segítségével biztosítható, hogy ügyfeleit ne befolyásolják vagy veszélyeztessék más ügyfelek a megosztott infrastruktúrában, ami magában foglalhatja a számítástechnikai, tárolási és hálózati erőforrásokat.

A vállalati hálózatok is hasonló funkciókat követelhetnek meg. A vállalati rendszereken Hyper-V QoS-t használva több virtuálisgép-alapú alkalmazáskiszolgálót futtathat a Hyper-V-t futtató gazdakiszolgálón, és biztos lehet benne, hogy az alkalmazáskiszolgálók kiszámítható teljesítményt nyújtanak.

A Hyper-V QoS az alábbi képességekkel rendelkezik:

• Az adott sávszélesség (Hyper-V virtuális kapcsoló portszáma által azonosított) minimumának és maximumának kényszerítése

• A minimális és a maximális sávszélesség konfigurálása a Hyper-V virtuális kapcsoló portjai szerint PowerShell-parancsmagokkal vagy a WMI-n keresztül

• Több virtuális hálózati adapter konfigurálása a Hyper-V rendszerben, valamint a szolgáltatásminőség külön-külön megadása minden virtuális hálózati adapteren

A Windows Server 2012 Hyper-V QoS adatközponthíd-képzés (DCB) szolgáltatással kompatibilis hardvert is képes használni a többféle típusú hálózati adatforgalom egyetlen hálózati adapterre történő összevonásához, minden típusú adatforgalom esetén garantált szintű szolgáltatást biztosítva. Az új szolgáltatásokat a Windows PowerShell használatával manuálisan konfigurálhatja, vagy egy parancsfájlban engedélyezheti a kiszolgálócsoport automatikus kezelését, függetlenül attól, hogy azok kapcsolódnak-e egy tartományhoz.