Состав Windows QoS

Операционная система Windows Server 2003 обеспечивает полную и надежную реализацию технологии QoS. Она позволяет сетевым администраторам использовать преимущества мощности приложений, применяющих QoS, сохраняя возможность управления шириной полосы пропускания сети.
Приложение QoS использует интерфейс WinSock 2 GQoS, чтобы передать свои требования к поставщику услуг WinSock 2 QoS (QoS SP). QoS SP по очереди вызывает различные механизмы QoS нижележащих уровней и сети, соответствующие приложению, чтобы гарантировать требуемый сквозной уровень QoS.
Ключевые элементы QoS в Windows Server 2003 перечисляются ниже.

• Службы управления допуском (Admission Control Services, ACS). Службы управления допуском базируются на платформе SBM (Subnet Bandwidth Management, управление полосой пропускания на уровне подсетей), определенной консорциумом IETF. SBM описывает запросы резервирования полосы пропускания. В соответствии с проектом IETF, SBM вставляет себя в путь резервирования для того, чтобы проверить сообщения резервирования и определить доступность ресурсов.
• Служба управления допуском, основанная на политиках (Policy-based ACS). Администратор сети может использовать политику из Active Directory, чтобы ограничить объем трафика, который любое лицо может зарезервировать в любой отдельной подсети в любое заданное время. Применение политики к группам пользователей, как к отдельным пользователям, облегчает администрирование при помощи Active Directory.
• Прикладные программные интерфейсы (API). Технология Windows QoS упрощает для ISV процесс разработки, обеспечивая обобщенный QoS (GQoS) API и API управления трафиком (ТС API).
  • Обобщенный QoS API (Generic QoS API). GQoS API позволяет приложениям описывать качество обслуживания, требуемого для передачи потока данных.
  • API управления трафиком (Traffic Control API, TC API). API управления трафиком дает приложениям сторонних производителей возможность управления трафиком, а поставщикам услуг QoS — управления трафиком от имени приложений. Также приложения управления трафиком сторонних производителей могут применяться для управления трафиком от имени приложений, которые не могут это делать сами. Кроме того, API управления трафиком позволяет объединять части трафика от нескольких источников (на одном и том же компьютере) в один поток управления трафиком. В отличие от этого API, обобщенный QoS API для формирования потока управления трафиком, может использовать только трафик одиночного "диалога" (диалог задается адресом и портом источника и получателя).

• Поставщик услуг QoS (QoS SP). Технология QoS в Windows включает поставщика услуг (Service Provider, SP) QoS, который отвечает на вызовы GQoS API. Как часть операционной системы, QoS SP реализует протокол передачи сигналов RSVP и взаимодействует с ACS. Приложения QoS могут вызывать эти услуги через WinSock 2 GQoS API. QoS SP также вызывает локальное управление трафиком от имени приложений.
• Передача сигналов RSVP (RSVP signalling). Протокол резервирования ресурса разработан для того, чтобы передавать запросы резервирования ресурсов через сети с изменяющейся топологией и различными носителями. При помощи RSVP требование пользователя на заданное качество обслуживания распространяется через все RSVP-безопасные сетевые устройства на пути данных (включая серверы управления допуском), позволяя пользователю резервировать ресурсы, которые разрешают применение RSVP на всех уровнях сети. Это позволяет достигать в сети желаемого уровня качества обслуживания.
• Политика. Полная реализация ACS также допускает использование политики. В такой форме ACS рассматривает параметры запроса ресурсов отдельно от запрошенных ресурсов (типа идентификатора пользователя, запрашивающего ресурсы). Затем ACS обращается к Active Directory, чтобы определить политику, применяемую к этому пользователю. Решение о допуске, принимаемое службой ACS, будет основано на доступности ресурсов и на политике, относящейся к пользователю, который произвел запрос.
• Вызовы управления трафиком. QoS SP преобразует абстрактные запросы QoS от приложений в семантическую форму управления трафиком, вызывая управление трафиком от имени приложения в соответствии с доступностью ресурсов в сети (как это задано механизмом передачи сигналов RSVP).
• Базовое управление трафиком. API управления трафиком обеспечивает тонкое базовое управление трафиком, включающее охрану и формирование трафика, управление порядком следования пакетов, поддержку стандарта 802.1р, старшинство IP и передачу сигналов уровня 2 (типа ATM). Базовое управление трафиком может вызываться приложениями третьих фирм для управления трафиком, чтобы обеспечить QoS для устаревших приложений.
  • Стандарт 802.1р. Windows QoS обеспечивает поддержку тэгов 802.1р, помогая обеспечить работу служб QoS в сети, использующей коммутаторы второго уровня. Можно использовать управление трафиком для определения значения приоритета пользователя по стандарту 802.1р, передаваемого в поле МАС-заголовка и задающего относительный приоритет пакета.
  • Старшинство IP (IP prioritizing). Старшинство IP обеспечивает возможность разделить трафик на несколько классов обслуживания. С помощью управления трафиком можно установить биты в заголовках IP-пакетов в отдельных потоках. Эти биты интерпретируются сетевыми устройствами уровня 3 так, что в итоге пакеты, принадлежащие потоку, будут соответственно обрабатываться следующими устройствами в сети. Эти поля аналогичны приоритетным установкам в 802.1р, но интерпретируются сетевыми устройствами более высокого уровня.
  • Формирование трафика (Traffic shaping). Планировщик пакетов отыскивает пакеты и передает их согласно параметрам QoS, которые в общем случае включают планируемую скорость и некоторый внутренний приоритет. Планировщик определяет порядок, в котором поставленные в очередь пакеты должны быть посланы в сеть, когда происходит перегрузка.

• Медленные линии. Обеспечиваются специальные механизмы формирования трафика на медленных линиях, например, на модемных линиях со скоростью 28,8 Кбит/с. На таких линиях большие пакеты могут занимать связь достаточно долго, что может привести к задержке малых пакетов со звуковыми данными, которые должны быть переданы по этой же самой линии, и снизить качество звука. Чтобы избежать этой проблемы, управление трафиком на канальном уровне фрагментирует большие пакеты, посылая только один фрагмент в единицу времени. Чувствительные ко времени ожидания звуковые пакеты можно вставлять между фрагментами большего пакета, уменьшая таким образом время ожидания звукового пакета и повышая качество звука.
• Обеспечение дополнительных механизмов передачи сигналов уровня 2 QoS. Поставщик услуг QoS может вызывать дополнительные механизмы управления трафиком в зависимости от конкретного базового уровня передачи данных. Он может, например, потребовать от базовой сети ATM установить соответствующий виртуальный канал для каждого потока. Он может также сгенерировать соответствующую передачу сигналов для кабельных модемов или другой среды уровня 2.