QoS

Qu’est-ce que la QoS ?

La QoS est la qualité de service. Avec des ressources de bande passante limitées, la QoS alloue de la bande passante à divers services et fournit une assurance de qualité de service de bout en bout pour les services. Par exemple, les applications voix, vidéo et données critiques peuvent être priorisées pour le service dans les périphériques réseau en configurant la QoS.

Métriques QoS

Les facteurs qui influent sur la qualité d’un réseau comprennent la bande passante de la liaison de transmission, le délai et la gigue de livraison des messages, ainsi que le taux de perte de paquets, qui deviennent des métriques de la QoS.

Bande passante

La bande passante, également appelée débit, est le nombre maximal de bits de données pouvant être transmis d’une extrémité du réseau à l’autre pendant une période fixe (1 seconde), ou elle peut être interprétée comme le débit moyen d’un flux de données particulier entre deux nœuds du réseau. Il existe deux concepts courants liés à la bande passante dans les réseaux : le débit montant et le débit descendant. Le débit montant est le débit auquel les données sont transmises lorsqu’un utilisateur envoie des informations au réseau, et le débit descendant est le débit auquel le réseau envoie des informations à l’utilisateur. Par exemple, si un utilisateur téléverse un fichier vers le réseau via FTP, c’est le débit montant qui influe sur la vitesse du fichier téléversé ; et si un utilisateur télécharge un fichier depuis le réseau, c’est le débit descendant qui influe sur la vitesse du fichier téléchargé.

Latence

La latence est le délai nécessaire pour qu’un message ou un paquet se déplace de l’extrémité émettrice à l’extrémité réceptrice d’un réseau, et elle se compose généralement du délai de transmission et du délai de traitement. Dans le cas de la transmission vocale, par exemple, le délai correspond au temps écoulé entre le moment où l’orateur commence à parler et celui où l’autre partie entend ce qui est dit. En général, les personnes ne remarquent pas un délai inférieur à 100 millisecondes. Lorsque le délai est compris entre 100 millisecondes et 300 millisecondes, l’orateur peut percevoir une légère pause dans la réponse de l’autre partie, une pause qui peut mettre les deux parties de l’appel mal à l’aise. Au-delà de 300 millisecondes, le délai devient perceptible et les utilisateurs commencent à attendre que l’autre réponde. Lorsqu’un côté de l’appel ne reçoit pas la réponse souhaitée à temps, l’orateur peut répéter ce qui a été dit, ce qui entrera en collision avec la réponse retardée à l’extrémité distante, entraînant une répétition.

Gigue

La gigue est importante pour la transmission en temps réel, en particulier pour les services en temps réel comme la voix et la vidéo.  La gigue affecte également le traitement de certains protocoles réseau. Certains protocoles envoient des messages interactifs à intervalles fixes, et une gigue trop importante peut provoquer l’oscillation du protocole. Tous les systèmes de transmission présentent de la gigue, et tant que la gigue reste dans les tolérances spécifiées, elle n’affectera pas la qualité de service. Une gigue excessive peut être surmontée en utilisant la mise en cache, mais cela augmentera la latence.

Taux de perte de paquets

Le taux de perte de paquets est le nombre de paquets perdus pendant la transmission réseau, exprimé en pourcentage du nombre total de paquets transmis. Une faible perte de paquets n’a pas d’impact significatif sur le service. Par exemple, dans la transmission vocale, la perte d’un bit ou d’un paquet d’informations passe souvent inaperçue pour les deux parties à l’appel. Dans la transmission vidéo, la perte d’un bit ou d’un paquet peut provoquer une interférence momentanée de la forme d’onde à l’écran, mais le retour à la normale peut être rapide. La transmission de données avec TCP peut gérer un petit nombre de pertes de paquets, car TCP permet de retransmettre les informations perdues. Cependant, un grand nombre de paquets abandonnés peut affecter l’efficacité de la transmission. En QoS, nous nous intéressons aux statistiques de perte de paquets, également appelées taux de perte de paquets. Ainsi, pour une transmission normale, le taux de perte de paquets du réseau doit simplement être maintenu dans une certaine plage.

Importance de la QoS

Les services dans un réseau IP peuvent être classés en services en temps réel et services hors temps réel. Les services en temps réel occupent souvent une bande passante fixe et ont une perception claire des changements de qualité du réseau, ce qui exige une grande stabilité de la qualité du réseau, comme les services vocaux. Les services hors temps réel occupent une bande passante difficile à prévoir, et un trafic en rafale se produit souvent. Le trafic en rafale peut entraîner une dégradation de la qualité du réseau, ce qui peut provoquer une congestion du réseau, augmenter le délai de transfert et, dans les cas graves, entraîner une perte de paquets, avec pour conséquence une dégradation de la qualité de service, voire une indisponibilité.

La meilleure façon de résoudre la congestion du réseau est d'augmenter la bande passante du réseau, mais du point de vue des coûts d'exploitation et de maintenance, cela est irréaliste ; la solution la plus efficace consiste à appliquer une politique « garantie » pour gérer le trafic réseau.

La QoS est généralement utilisée pour protéger la qualité des services importants en cas de trafic inattendu sur le réseau. Si le service ne peut pas satisfaire pendant une longue période aux exigences de qualité de service (par exemple, si le trafic de service dépasse pendant longtemps la limite de bande passante), vous devez envisager l’extension du réseau ou l’utilisation d’équipements spécialisés basés sur les couches supérieures de l’application afin de contrôler le service.

Ces dernières années, l’utilisation de la vidéo a explosé, presque tout le monde possédant désormais un smartphone capable de filmer des vidéos haute résolution n’importe où et à tout moment. Parallèlement, avec l’émergence des sites de réseaux sociaux, le partage et la publication de vidéos sont devenus des comportements quotidiens pour chacun, et les gens peuvent publier leurs propres vidéos pour les partager avec d’autres, où qu’ils se trouvent. Pour les entreprises, la visioconférence HD, la vidéosurveillance HD et d’autres applications génèrent également un important trafic vidéo HD sur le réseau. Par rapport au trafic vocal, le trafic vidéo occupe davantage de bande passante et est plus instable, en particulier certaines vidéos interactives, qui ont des exigences très élevées en matière de temps réel.