Översikt över QoS (Quality of Service)

Gäller för: Windows Server 2012

QoS är en uppsättning teknologier som ger dig möjligheten att hantera nätverkstrafik på ett kostnadseffektivt sätt samt förbättra användarupplevelsen i företagsmiljöer, för små kontor och även för hemmanätverk.

Det här dokumentet ger inledande information om QoS (Quality of Service) i Windows Server® 2012.

Information
Utöver det här avsnittet, finns följande Windows Server 2012 QoS-dokumentation att tillgå. Vanliga QoS-konfigurationer Bästa praxis för minsta bandbredd för QoS Principbaserad tjänstkvalitet (QoS) Konfigurera principbaserad tjänstkvalitet (QoS) qWave (Quality Windows Audio Video Experience) Vanliga och frågor svar om QoS

QoS-funktioner

QoS-teknologier låter dig möta tjänstekraven för en arbetsbelastning eller ett program genom att mäta nätverksbandbredd, känna av förändrade nätverksförhållanden (som överbelastning eller tillgänglighet på bandbredd) och prioritering, eller begränsning, av nätverkstrafik. Du kan exempelvis använda QoS för att prioritera trafik för latenskänsliga program (som röst- och videoströmning) och för att styra den inverkan latens-okänslig trafik har (stora dataöverföringar exempelvis).

QoS tillhandahåller följande funktioner.

• Bandbreddshantering

• Klassificering och taggning

• Prioritetsbaserad flödeskontroll

• Policybaserad QoS och Hyper-V QoS

Information om dessa funktioner finns i följande avsnitt.

Information
QoS ingår i alla versioner av Windows Server 2012 och Windows® 8 och stöder alla QoS API:er och funktioner som tillhandahålls av QoS i Windows Server® 2008 R2 och Windows® 7. QoS finns inte tillgänglig i Windows® RT.

Bandbreddshantering

I tidigare versioner av QoS, som i QoS i Windows Server 2012, är maximal bandbredd en funktion som sätter ett absolut tak, en begränsningsnivå, för en arbetsbelastning.Windows Server 2012 introducerar minimibandbredd.

Minimibandbredd ger en angiven tjänstenivå för en arbetsbelastning när det uppstår överbelastning på nätverket och tillåter samtidigt högre bandbreddsanvändning av arbetsbelastningen i de fall det inte är överbelastning på nätverket. Överbelastning på nätverket uppstår på datasystem när flera arbetsbelastningar konkurrerar om tillgång till ett externt nätverk genom ett nätverkskort.

Eftersom nätverkskort har begränsad kapacitet, så går genomflödet för varje arbetsbelastning inte att förutsäga när summan av arbetsbelastningarna överstiger den kapaciteten. Med minimibandbredd kan du ange hur bandbredd ska delas mellan konkurrerande program.

Du kanske exempelvis har lagring, direktmigrering och kluster som delar på en 10 GB NIC på en dator som kör serverrollen Hyper-V. Om du tilldelar lagring, direktmigrering och kluster viktningarna 50, 30 och 20, så får de motsvarande andel av bandbredden när NIC:en är överbelastad.

Både minimibandbredd och maximal bandbredd, låter dig tvinga fram ett förutsägbart nätverksgenomflöde för varje arbetsbelastning. Den största skillnaden mellan dem, från en administratörs synsätt, är hur de utnyttjar nätverksresurser.

Utnyttjande av nätverksresurser

När maximal bandbredd är inställd för en arbetsbelastning, kan arbetsbelastningen aldrig överstiga gränsen även om inga andra arbetsbelastningar i systemet använder nätverksbandbredden. När minimibandbredd är inställd för en arbetsbelastning, kan arbetsbelastningen använda så mycket bandbredd som går, ända till överbelastning uppnås. Från föregående exempel, när direktmigrering inte pågår så kan båda arbetsbelastningarna lagring och kluster överskrida sina fördefinierade tilldelningar av nätverksbandbredd.

Du kan välja att aktivera Maximal bandbredd, minimibandbredd eller bägge två, beroende på kraven för ett specifikt scenario. För att exempelvis förhindra att en värdbaserad VM oväntat använder all tillgänglig Internetbandbredd, kan en offentlig värd införa en QoS maximal bandbreddsinställning på VM:n. I ett omvänt scenario, för att maximera bandbreddsanvändningen på en dator som kör serverrollen Hyper-V inom datacentret, kan du införa en minimibandbreddsinställning på servern.

SMB Direct (Server Message Block Direct) och datacenterbryggning (DCB).

Minimibandbredd och maximal bandbredd framtvingas av QoS paketschemaläggaren. De fungerar bra med trafik som flödar genom Windows Server nätverksstacken.

Det finns dock trafik som kringgår nätverksstacken. Det viktigaste exemplet är SMB Direct (Server Message Block Direct), en Windows Server 2012-funktion som bygger på RDMA (Remote Direct Memory Access). SMB Direct avlastar SMB-trafik direkt till en RDMA-kapabel NIC för att minska latensen och antalet CPU-cykler som går åt för nätverk. Eftersom SMB Direct fortfarande konkurrerar om bandbredd med annan nätverkstrafik på NIC-maskinvaran, kan den ena påverka och till och med strypa den andra om det inte ses över.

För att lösa det här problemet, kan du använda datacenterbryggning (DCB). DCB implementeras av vissa NIC-leverantörer i nätverkskort. DCB fungerar på ett sätt som liknar minimibandbredd: varje trafikklass, oavsett om den avlastas eller inte, har en bandbreddsallokering. Om det uppstår överbelastning får varje klass sin tilldelning, annars får varje klass så mycket bandbredd som finns tillgänglig.

Klassificering och taggning

Innan bandbredden för en arbetsbelastning hanteras, måste bandbredden klassificeras eller filtreras ut så att QoS-paketschemaläggaren eller en DCB-kapabel NIC kan agera på den. Windows har sofistikerade kapaciteter för trafikklassificering. Klassificering kan baseras på femdelade parametrar, användartyp, eller URI.Windows Server 2012 förenklar hanteringsåtgärder så att du kan anropa inbyggda filter i Windows PowerShell för att klassificera de vanligaste arbetsbelastningarna. Tabellen nedan listar de här inbyggda filtren.

Information

SMB Direct avlastar SMB-trafik till ett NIC. När "-NetDirect <port>" anges i en QoS-policy, skickar Windows instruktionen till alla NIC:ar som stöder SMB Direct, varvid de kompatibla NIC:arna filtrerar ut nätverkstrafikflödet baserat på den angivna porten. Jokertecken låter dig fånga all trafik som inte har filtrerats ut eller klassificerats. Du kan exempelvis använda det här jokertecken-filtret för att skapa en trafikklass för hantering på en dator som kör serverrollen Hyper-V.

Bandbreddshantering är inte den enda åtgärden som du kan ange i en QoS-policy. Du kan exempelvis prioritera och tagga trafik så att QoS framtvingas från slutpunkt till slutpunkt över ett datacenter.

Tidigare versioner av Windows stöder prioritetstaggning i IP-rubriken för ett nätverkspaket. Prioritetsbitarna kallas för DSCP (Differentiation Service Code Point).Windows Server 2012 lägger till stöd för 802.1p-taggning. 802.1p är ett 3-bitars prioritetsvärde inom lager 2 Ethernet-ramverket. Därmed gäller det för icke-IP-paket som RDMA över Ethernet.

Prioritetsbaserad flödeskontroll

Arbetsbelastningar som exempelvis RDMA, kräver förlustfri transport. Om RDMA byggs direkt ovanpå Ethernet, vilket kallas RDMA över konvergerat Ethernet (ROCE), så måste Ethernet-transporten vara förlustfri. Traditionellt är en lösning att ha flödeskontroll på länknivå som förlitar sig på 802.3 Paus-ramen. Men flödeskontroll på länknivå orsakar andra problem, som blockering av huvudlinjen.

Det här problemet kan lösas med prioritetsbaserad flödeskontroll (PFC) som är en standard som definierats av DCB-arbetsgruppen för IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).Windows Server 2012 tillåter dig att aktivera PFC så länge det stöds av en NIC. När PFC är aktiverat för ROCE i båda ändar av en Ethernet-länk, är det bara den virtuella länken som tilldelats för ROCE, som markerats med ett prioritetsvärde, som blir förlustfri och andra arbetsbelastningar på samma fysiska länk lider inte från blockering av huvudlinjen.

Policybaserad QoS och Hyper-V QoS

För nätverksadministratörer är QoS i Windows Server® 2012 utformat för att hjälpa att hantera nätverkstrafik över deras fysiska nätverk såväl som över det virtuella nätverket. Policybaserad QoS är utformad för att hantera trafik över det fysiska nätverket. En ny funktionalitet i QoS som heter Hyper-V QoS, låter dig nu även hantera trafik över det virtuella nätverket.

Policybaserad QoS

Du kan använda dig av policybaserad QoS för att hantera nätverkstrafik över det fysiska nätverket. Policybaserad QoS låter dig specificera kontroll över nätverksbandbredd baserat på programtyp, användare och datorer. Du kan använda policybaserad QoS för att hantera trafik för att hjälpa att kontrollera bandbreddskostnad, förhandla tjänstenivåer med bandbreddsleverantörer eller affärsavdelningar och för att kunna erbjuda en bättre upplevelse för slutanvändare. Eftersom policybaserad QoS finns inbyggt i gruppolicy, är det redan en del av din befintliga hanteringsinfrastruktur och är därmed en kostnadseffektiv lösning att implementera.

Policybaserad QoS ger dig möjlighet att:

• Framtvinga minimibandbredd för ett trafikflöde, som definieras av ett femdelat trafikfilter.

  Information
  Femdelat är en term inom datornätverk för att beskriva en uppsättning med fem olika värden vilka tillsammans utgör en TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol)-anslutning.

• Konfigurera och efterfråga eller visa QoS-policys som framtvingar minimi- och maximal bandbredd samt 802.1p eller DSCP (Differentiated Services Code Point) markering på filtrerade paket med hjälp av WMI och PowerShell.

  Information
  DSCP är ett fält i en IPv4- eller IPv6-rubrik inom datornätverk. 802.1p är en specifikation från IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) som gör att lager 2-switchar kan genomdriva trafikprioriteringar och dynamisk multicast-filtrering.

• Använda gruppolicy-redigerare för att konfigurera en eQoS (utökad Quality of Service)-policy för att tagga paket med ett 802.1p-värde.

• Konfigurera lokala QoS-policys på datorer som inte är domänanslutna.

Mer information finns i Principbaserad tjänstkvalitet (QoS).

Hyper-V QoS

Du kan använda Hyper-V QoS för att hantera nätverkstrafik över det virtuella nätverket. I Windows Server® 2012, inkluderar QoS nya funktioner för bandbreddshantering som låter leverantörer av molnbaserade värdtjänster och företag att tillhandahålla tjänster som levererar förutsägbar nätverksprestanda för virtuella datorer på en server som kör serverrollen Hyper-V. Hyper-V QoS stöder hantering av övre-tillåtna och nedre-tillåtna bandbreddsgränser, vilket vanligtvis kallas maximal bandbredd och minimibandbredd.

I värdbaserade miljöer, kan Hyper-V QoS låta dig garantera specifika prestandanivåer baserat på det serviceavtal (SLA:er) som du kommit överens med dina kunder. Hyper-V QoS hjälper att tillse att kunder inte påverkas av andra kunder på sin delade infrastruktur, vilket kan innefatta datorer, lagring och nätverksresurser.

Företagsnätverk kan också kräva liknande funktionalitet. Genom att använda Hyper-V QoS i ditt företag så kan du köra flera virtuella datorbaserade programservrar på en värdserver som kör Hyper-V och samtidigt vara säker på att varje programserver levererar förutsägbar prestanda.

Hyper-V QoS ger dig möjlighet att:

• Framtvinga minimibandbredd och maximal bandbredd för ett trafikflöde som identifieras av ett Hyper-V virtuellt switch-portnummer.

• Konfigurera minimibandbredd och maximal bandbredd efter Hyper-V virtuell switch-port med hjälp av antingen PowerShell cmdletar eller WMI (Windows Management Instrumentation).

• Konfigurera flera virtuella nätverkskort i Hyper-V och ange QoS separat för varje virtuellt nätverkskort.

Windows Server 2012 Hyper-V QoS kan också använda maskinvara som är kompatibel med datacenterbryggning (DCB) för att konvergera flera typer av nätverkstrafik på ett enda nätverkskort med en garanterad tjänstenivå för varje trafiktyp. Med Windows PowerShell kan du antingen konfigurera de här nya funktionerna manuellt eller aktivera automatisering i ett skript för att hantera en grupp servrar, oavsett om de är domänanslutna eller inte.