Class of Service

Class of Service (CoS) maakt het mogelijk om binnen een IP-VPN verkeersstromen te voorzien van een prioriteit. Class of Service geeft bepaalde soorten verkeer voorrang, waardoor responsetijden van toepassingen verbeteren en voorspelbaarder worden. Met behulp van Class of Service worden er verkeersklassen gecreëerd. Iedere klasse beschikt hierbij over een vaste hoeveelheid bandbreedte. Data wordt met deze prioriteit vervolgens door het IP-VPN getransporteerd.

Gecontroleerd ingrijpen bij verkeersophoping

Wanneer er in een netwerk meer verkeer wordt aangeboden dan een router kan verwerken, dan zal er door de router een keuze gemaakt moeten worden welk verkeer wordt doorgelaten en welk verkeer wordt "gedropped". Alle applicaties in een netwerk kunnen hier last van hebben. Zo kan het starten van een FTP-sessie ervoor zorgen dat de benodigde bandbreedte te hoog wordt waardoor er verkeer voor een videoconferencing vergadering verloren gaat, wat tot resultaat geeft dat de andere partij minder goed of zelfs helemaal niet meer te verstaan is.

Class of Service is een techniek waarmee ervoor gezorgd dat er bij verkeersophoping, ook wel congestie genoemd, door de router op een gecontroleerde manier wordt ingegrepen. Dit wordt gedaan door applicaties in verkeersklassen in te delen, waarbij iedere klasse een maximaal percentage van de beschikbare bandbreedte mag gebruiken bij overbelasting. Dit zijn bijvoorbeeld de verkeersklassen Platinum, Goud, Zilver, Brons en Best-effort die ongeveer 70%, 12%, 6%, 3% en 9% van de totale bandbreedte in beslag nemen.

Zolang de router het binnenkomende verkeer kan verwerken hoeft er niet ingegrepen te worden, wat kan betekenen dat een bepaalde klasse meer bandbreedte in beslag neemt dan het maximale percentage. Pas wanneer de router de hoeveelheid aangeboden verkeer niet meer aankan zullen er datapakketjes worden verwijderd binnen verkeersklassen die meer bandbreedte nodig hebben dan het maximale percentage.

Wanneer in het voorbeeld hierboven de FTP-sessie in de verkeersklasse "Best-effort" wordt opgestart en videoconferencing in de verkeersklasse "Platinum" is ingedeeld, dan zal de FTP-sessie geen negatieve invloed hebben op de videoconferencing applicatie, zolang de videoconferencing niet meer dan 70% van de totaal beschikbare bandbreedte verbruikt. De gereserveerde bandbreedte voor videoconferencing is dus altijd maximaal 70% van de totale bandbreedte, ongeacht of er op lagere klassen meer verkeer wordt aangeboden dan in eerste instantie verwacht werd.

Class of Service profielen

Om binnen een IP-VPN verkeer op basis van kwaliteit, tijdgevoeligheid en prioriteit te kunnen scheiden en begeleiden is Class of Service (CoS) noodzakelijk. Afhankelijk van de soort toepassing en/of applicaties zijn er twee Class of Service profielen die gebruikt kunnen worden.

Enhanced

Met Enhanced Class of Service is het mogelijk om data op basis van vier klassen door het IP-VPN te transporteren. Dit zijn de klassen Goud (40%), Zilver (20%), Brons (10%) en Best-effort (voor al het overige verkeer). Per klasse wordt met een percentage de minimaal gegarandeerde bandbreedte uitgedrukt. Met Enhanced Class of Service wordt de bandbreedte volledig dynamisch verdeeld. Dit houdt in dat als bandbreedte binnen een bepaalde klasse niet wordt gebruikt, deze beschikbare bandbreedte volledig binnen een andere klasse door andere toepassingen gebruikt kan worden. Hierbij blijft de garantie dat de minimaal gegarandeerde bandbreedte altijd beschikbaar is zodra er verkeer een bepaalde klasse binnenkomt.

Enhanced Class of Service is geschikt voor netwerken die werken met tijdkritische toepassingen zoals bijvoorbeeld ERP, SAP, CRM of Citrix. Dit soort toepassingen stellen vaak hoge eisen aan de kwaliteit van het netwerk. Met behulp van Enhanced Class of Service kunnen deze toepassingen in een bepaalde verkeersklasse worden ingedeeld, zodat deze toepassingen met voorrang over het netwerk worden getransporteerd. Hierdoor wordt voorkomen dat deze toepassingen onacceptabele vertragingen ondervinden, waardoor deze minder goed of zelfs helemaal niet meer werken.

Real-Time

Met Real-Time Class of Service is er naast de verkeersklassen van Enhanced Class of Service nog een extra verkeersstroom beschikbaar, namelijk Platinum. Hierdoor is het mogelijk om in totaal van vijf verkeersstromen gebruik te maken. Al het verkeer in deze verkeersklasse wordt met de hoogste prioriteit behandeld. De Platinum verkeersklasse kent een zeer lage latency en jitter, waardoor deze uitermate geschikt is voor streaming- en spraak toepassingen zoals Voice over IP. Binnen de Platinum verkeersklasse kan worden gekozen voor een bandbreedtegarantie van 17%, 35%, 70% of 90%.

In tegenstelling tot de verkeersklassen van Enhanced Class of Service (Goud, Zilver, Brons) is de verkeersklasse Platinum aan een maximum percentage gebonden. Dit houdt in dat wanneer er meer verkeer wordt aangeboden dan de gekozen 17%, 35%, 70% of 90% van de totale bandbreedte die beschikbaar is, dat al het overtollige verkeer ge-dropped zal worden. De Platinum verkeersklasse zorgt voor een optimale bandbreedtebeheersing en is speciaal voor real-time verkeer geoptimaliseerd tegen netwerkvertragingen- en packet loss. Wanneer er van de Platinum verkeersklasse gebruik wordt gemaakt, dan gelden de bandbreedtegaranties voor de verkeersklassen van Enhanced Class of Service alleen nog voor de resterende hoeveelheid aan beschikbare bandbreedte. Dit is dus na aftrek van de gekozen 17%, 35%, 70% of 90%.

Naast bedrijfskritische applicaties is Real-Time Class of Service geschikt voor netwerken die werken met streaming- en spraak applicaties zoals Voice over IP. Vertragingen of dataverlies zorgen bij dit soort applicaties ervoor dat de andere partij slecht te verstaan is of dat delen van het gesprek zelfs helemaal wegvallen.

Class of Service implementeren op de router

Om Class of Service optimaal te kunnen gebruiken is het belangrijk dat dit op uw router correct wordt geconfigureerd. De CoS-differentiatie moet op de WAN interface van uw router richting het IP-VPN geconfigureerd worden. De exacte mogelijkheden- en configuraties zijn afhankelijk van de router fabrikant en het routertype.

Enhanced Class of Service

Voor de ondersteuning van Enhanced Class of Service is het gebruik van een Class Based Weighted Fair Queueing (CBWFQ) mechanisme noodzakelijk. CBWFQ is een mechanisme dat wordt gebruikt om een minimale bandbreedtegarantie aan verkeer aan te bieden bij verkeersophoping. Dit gebeurt aan de hand van een soort wachtrijen. Aan iedere wachtrij wordt een gewicht toegekend en op basis van dit gewicht worden datapakketjes doorgelaten.

De configuratie voor Enhanced Class of Service bestaat in veel gevallen uit de volgende stappen:

1. Op de router moeten de verschillende klassen, zoals deze gebruikt gaan worden, worden gedefinieerd. Het is hierbij gebruikelijk om de IP-VPN definities voor goud, zilver en brons aan te houden. Het gebruik van deze codes is niet verplicht, maar wordt wel aangeraden om het beheer te vereenvoudigen.


2. Vervolgens moet er voor iedere verkeersklasse een gewicht en/of minimum garantie worden geconfigureerd. Dit wordt ook wel een policy map genoemd.


3. De policy map dient op de router toegekend te worden aan de WAN interface richting het IP-VPN.

Real-Time Class of Service

Voor een optimale ondersteuning van Real-Time (Platinum pakket) verkeer zoals VoIP en videoconferencing is het uitermate belangrijk dat dit verkeer met een minimale vertraging door uw router wordt afgehandeld. Een van de belangrijkste bronnen voor vertraging is een variabele tijd die wordt veroorzaakt door datapakketjes die nog verstuurd moeten worden voordat het voice of video datapakketje aan de beurt is. Voor real-time verkeer is het noodzakelijk dat voice en/of video datapakketjes zo snel als mogelijk na het vorige datapakketje door de router worden afgehandeld.

Om ervoor te zorgen dat een voice en/of video datapakketje zo snel als mogelijk na het vorige datapakketje wordt verstuurd, worden er Low Latency Queueing of Priority Queueing mechanismes op de routers geconfigureerd. Het gebruik van deze mechanismes wordt sterk aanbevolen voor relatief langzame verbindingen om zo de jitter te beperken.

Wanneer u uw router configureert voor Real-Time Class of Service, houdt dan ten alle tijden rekening met de volgende aandachtspunten:

• Het is van belang dat de router zo is geconfigureerd dat de hoeveelheid real-time verkeer onder de maximale bandbreedtegarantie percentages blijft voor het Platinum pakket. Afhankelijk van uw wensen zijn deze percentages 17%, 35%, 70% of 90%.


• Dat overige buffers in uw router zoveel als mogelijk geminimaliseerd worden.