QoS
Качество обслуживания (QoS, от англ. Quality of Service) — описание или измерение общей производительности услуги, такой как телефония, компьютерная сеть или облачный сервис, в частности производительности, воспринимаемой пользователями сети. Для количественного измерения качества обслуживания часто рассматриваются несколько связанных аспектов сетевой услуги, таких как потеря пакетов, битовая скорость, пропускная способность, задержка передачи, доступность, джиттер и др.
В области компьютерных сетей и других пакетно-коммутируемых телекоммуникационных сетей качество обслуживания относится к механизмам приоритизации трафика и управления резервированием ресурсов, а не к достигнутому качеству услуги. Качество обслуживания — это способность предоставлять различные приоритеты различным приложениям, пользователям или потокам данных, либо гарантировать определённый уровень производительности для потока данных.
Качество обслуживания особенно важно для передачи трафика с особыми требованиями. В частности, была внедрена технология VoIP, чтобы компьютерные сети стали столь же полезными, как и телефонные сети, для аудиосвязи, а также для поддержки новых приложений с ещё более строгими требованиями к производительности сети.
Определения
В области телефонии качество обслуживания было определено МСЭ в 1994 году. Качество обслуживания включает требования ко всем аспектам соединения, таким как время отклика услуги, потери, отношение сигнал/шум, перекрёстные помехи, эхо, прерывания, частотная характеристика, уровни громкости и т. д. Подмножество требований к QoS в телефонии составляет степень обслуживания (GoS), которая включает аспекты соединения, связанные с ёмкостью и покрытием сети, например гарантированная максимальная вероятность блокировки и вероятность отказа[1].
В области компьютерных сетей и других пакетно-коммутируемых телекоммуникационных сетей инженерия телетрафика относится к механизмам приоритизации трафика и управления резервированием ресурсов, а не к достигнутому качеству услуги. Качество обслуживания — это способность предоставлять различные приоритеты различным приложениям, пользователям или потокам данных, либо гарантировать определённый уровень производительности для потока данных. Например, могут быть гарантированы требуемая битовая скорость, задержка, вариация задержки, потеря пакетов или уровень битовых ошибок. Качество обслуживания важно для мультимедийных приложений с передачей в реальном времени, таких как Voice over IP, онлайн-игры и IPTV, поскольку они часто требуют фиксированной битовой скорости и чувствительны к задержкам. Качество обслуживания особенно важно в сетях, где ёмкость является ограниченным ресурсом, например в сотовых сетях передачи данных.
Сеть или протокол, поддерживающие QoS, могут согласовать контракт на трафик с прикладным программным обеспечением и зарезервировать ёмкость в сетевых узлах, например, во время фазы установления сеанса. Во время сеанса может осуществляться мониторинг достигнутого уровня производительности, например скорости передачи данных и задержки, а также динамическое управление приоритетами планирования в сетевых узлах. Зарезервированная ёмкость может быть освобождена во время фазы завершения.
Сеть с наилучшей попыткой или услуга не поддерживают качество обслуживания. Альтернативой сложным механизмам управления QoS является обеспечение высококачественной связи в сети с наилучшей попыткой за счёт избыточного резервирования ёмкости, чтобы она была достаточной для ожидаемой пиковой нагрузки. В результате отсутствие перегрузки сети снижает или устраняет необходимость в механизмах QoS.
QoS иногда используется как мера качества, с множеством альтернативных определений, а не как способность резервировать ресурсы. Качество обслуживания иногда относится к уровню качества обслуживания, то есть к гарантированному качеству услуги[2]. Высокое QoS часто путают с высоким уровнем производительности, например высокой битовой скоростью, низкой задержкой и низким уровнем битовых ошибок.
QoS иногда используется в сервисах прикладного уровня, таких как телефония и потоковое видео, для описания метрики, отражающей или прогнозирующей субъективно воспринимаемое качество. В этом контексте QoS — это приемлемый совокупный эффект всех несовершенств, влияющих на удовлетворённость абонента услугой. Другие термины с похожим значением: качество восприятия (QoE), средний балл мнения (MOS), метрика качества речи по восприятию (PSQM) и оценка качества видео по восприятию (PEVQ).
История
Ряд попыток внедрения технологий уровня 2, добавляющих теги QoS к данным, получили популярность в прошлом. Примеры: Frame Relay, асинхронный режим передачи (ATM) и маршрутизация с метками MPLS (технология между 2 и 3 уровнями). Несмотря на то, что эти сетевые технологии используются и сегодня, подобные сети утратили актуальность после появления сетей Ethernet. В настоящее время Ethernet является, безусловно, самой популярной технологией канального уровня. Обычные интернет-маршрутизаторы и коммутаторы работают по принципу наилучшей попытки. Такое оборудование дешевле, проще и быстрее, и поэтому более популярно, чем более сложные технологии, обеспечивающие механизмы QoS.
Ethernet опционально использует 802.1p для сигнализации приоритета кадра.
В каждом IP-пакете изначально предусматривались четыре бита тип обслуживания и три бита приоритета, но они обычно не учитывались. Позднее эти биты были переопределены как кодовая точка дифференцированных сервисов (DSCP).
С появлением IPTV и IP-телефонии механизмы QoS становятся всё более доступными для конечного пользователя.
Факторы
В пакетно-коммутируемых сетях качество обслуживания зависит от различных факторов, которые можно разделить на человеческие и технические. К человеческим факторам относятся: стабильность качества услуги, доступность услуги, время ожидания и информирование пользователя. К техническим факторам относятся: надёжность, масштабируемость, эффективность, сопровождаемость и перегрузка сети[3].
С пакетами могут происходить различные события при их перемещении от источника к получателю, что приводит к следующим проблемам с точки зрения отправителя и получателя:
Из-за переменной нагрузки от разных пользователей, использующих одни и те же сетевые ресурсы, максимальная пропускная способность, которую можно предоставить определённому потоку данных, может быть слишком низкой для мультимедийных сервисов в реальном времени.
Сеть может не доставить (отбросить) некоторые пакеты из-за перегрузки. Принимающее приложение может запросить повторную передачу этой информации, что может привести к коллапсу из-за перегрузки или недопустимым задержкам всей передачи.
Иногда пакеты повреждаются из-за битовых ошибок, вызванных шумом и помехами, особенно в беспроводных сетях и по длинным медным проводам. Получатель должен обнаружить это и, как и в случае отброшенного пакета, может запросить повторную передачу информации.
Доставка каждого пакета до места назначения может занимать много времени, если он задерживается в длинных очередях или выбирает менее прямой маршрут для обхода перегрузки. В некоторых случаях чрезмерная задержка может сделать такие приложения, как VoIP или онлайн-игры, непригодными для использования.
Пакеты от источника достигают получателя с разными задержками. Задержка пакета зависит от его положения в очередях маршрутизаторов на пути между источником и получателем, и это положение может изменяться непредсказуемо. Вариация задержки может быть компенсирована на стороне получателя, но при этом увеличивается общая задержка потока.
Когда группа связанных пакетов маршрутизируется через сеть, разные пакеты могут проходить по разным маршрутам, каждый из которых имеет свою задержку. В результате пакеты приходят в ином порядке, чем были отправлены. Для решения этой проблемы требуются специальные дополнительные протоколы для перестановки пакетов. Процесс перестановки требует дополнительного буферизации на стороне получателя и, как и при вариации задержки, увеличивает общую задержку потока.
Применение
Определённое качество обслуживания может быть желательным или необходимым для некоторых типов сетевого трафика, например:
- Потоковое мультимедиа
- IP-телевидение (IPTV)
- Audio over Ethernet
- Audio over IP
- Voice over IP (VoIP)
- Видеотелефония
- Телеприсутствие
- Приложения хранения данных, такие как iSCSI и Fibre Channel over Ethernet
- Эмуляция каналов связи
- Критически важные для безопасности приложения, например дистанционная хирургия, где проблемы с доступностью могут быть опасны
- Сетевые системы поддержки эксплуатации как для самой сети, так и для бизнес-критичных нужд клиентов
- Онлайн-игры, где важна задержка в реальном времени (лаг)
- Протоколы промышленных систем управления, такие как EtherNet/IP, используемые для управления оборудованием в реальном времени
Такие типы сервисов называют неэластичными, то есть они требуют определённой минимальной битовой скорости и максимальной задержки для функционирования. В отличие от них, эластичные приложения могут использовать столько пропускной способности, сколько доступно. Приложения для массовой передачи файлов, использующие TCP, как правило, эластичны.
Механизмы
Сети с коммутацией каналов, особенно предназначенные для передачи голоса, такие как ATM или GSM, имеют QoS в базовом протоколе: ресурсы резервируются на каждом этапе сети при установлении вызова, и нет необходимости в дополнительных процедурах для достижения требуемой производительности. Более короткие единицы данных и встроенное QoS были одними из уникальных преимуществ ATM для таких приложений, как видео по запросу.
Когда затраты на внедрение механизмов QoS оправданы, клиенты и провайдеры сети могут заключать договор, называемый SLA, который определяет гарантии по обеспечению производительности соединения в терминах пропускной способности или задержки на основе согласованных метрик.
Альтернативой сложным механизмам управления QoS является обеспечение высококачественной связи за счёт щедрого избыточного резервирования ёмкости сети, чтобы она соответствовала оценкам пиковой нагрузки. Такой подход прост для сетей с предсказуемыми пиковыми нагрузками. При этом может потребоваться учитывать приложения с высокими требованиями, которые могут компенсировать вариации пропускной способности и задержки большими буферами приёма, что часто возможно, например, при потоковом видео.
Избыточное резервирование может быть малоэффективным при наличии транспортных протоколов (например, TCP), которые со временем увеличивают объём данных в сети до тех пор, пока не будет использована вся доступная пропускная способность и не начнут теряться пакеты. Такие «жадные» протоколы увеличивают задержку и потери пакетов для всех пользователей.
Необходимый объём избыточного резервирования на внутренних каналах для замены QoS зависит от числа пользователей и их требований к трафику. Это ограничивает применимость избыточного резервирования. Новые, более требовательные к пропускной способности приложения и увеличение числа пользователей приводят к потере преимуществ избыточного резервирования, что требует физического обновления соответствующих сетевых каналов — дорогостоящий процесс. Поэтому нельзя полагаться на избыточное резервирование в Интернете.
Коммерческие VoIP-сервисы часто соперничают с традиционной телефонией по качеству связи даже без использования механизмов QoS на соединении пользователя с его интернет-провайдером и соединении VoIP-провайдера с другим провайдером. Однако при высокой нагрузке качество VoIP может снизиться до уровня мобильной связи или хуже. Математические модели трафика показывают, что сети требуется всего на 60 % больше сырой ёмкости при консервативных предположениях[4].
В отличие от сетей с единым владельцем, Интернет представляет собой серию точек обмена, соединяющих частные сети[5]. Поэтому ядро Интернета принадлежит и управляется несколькими поставщиками сетевых услуг, а не одной организацией. Его поведение гораздо менее предсказуемо.
В современных пакетно-коммутируемых IP-сетях существуют два основных подхода к QoS: параметрический, основанный на обмене требованиями приложений с сетью, и приоритетный, при котором каждый пакет указывает желаемый уровень обслуживания.
- Интегрированные сервисы (IntServ) реализуют параметрический подход. В этой модели приложения используют RSVP для запроса и резервирования ресурсов в сети.
- Дифференцированные сервисы (DiffServ) реализуют приоритетную модель. DiffServ маркирует пакеты в зависимости от требуемого типа обслуживания. В ответ на эти метки маршрутизаторы и коммутаторы используют различные стратегии планирования, чтобы соответствовать ожиданиям по производительности. DSCP-метки используют первые 6 бит в поле ToS (теперь переименовано в поле DS) заголовка IP(v4).
Ранние работы использовали философию интегрированных сервисов (IntServ) с резервированием сетевых ресурсов. В этой модели приложения использовали RSVP для запроса и резервирования ресурсов в сети. Хотя механизмы IntServ работают, было осознано, что в широкополосной сети крупного провайдера ядровым маршрутизаторам потребуется принимать, поддерживать и завершать тысячи или даже десятки тысяч резервирований. Считалось, что такой подход не масштабируется с ростом Интернета[6], и противоречит принципу «от конца до конца», согласно которому ядровые маршрутизаторы должны только пересылать пакеты с максимальной скоростью.
В DiffServ пакеты маркируются либо самими источниками трафика, либо пограничными устройствами, через которые трафик поступает в сеть. В ответ на эти метки маршрутизаторы и коммутаторы используют различные стратегии очередей для соответствия требованиям. На уровне IP DSCP-метки используют 6-битное поле DS в заголовке IP-пакета. На уровне MAC VLAN IEEE 802.1Q может использовать 3 бита для аналогичной информации. Маршрутизаторы и коммутаторы с поддержкой DiffServ настраивают планировщик сети для использования нескольких очередей для пакетов, ожидающих передачи с ограниченных по пропускной способности (например, магистральных) интерфейсов. Производители маршрутизаторов предоставляют различные возможности настройки этого поведения, включая количество поддерживаемых очередей, относительные приоритеты и зарезервированную пропускную способность для каждой очереди.
На практике, когда пакет должен быть передан с интерфейса с очередями, пакеты, требующие низкого джиттера (например, VoIP или видеоконференция), получают приоритет над другими очередями. Обычно часть пропускной способности по умолчанию выделяется для управляющих пакетов сети (например, Internet Control Message Protocol и протоколы маршрутизации), а трафику с наилучшей попыткой выделяется оставшаяся пропускная способность.
На уровне MAC VLAN IEEE 802.1Q и IEEE 802.1p могут использоваться для различения кадров Ethernet и их классификации. Для анализа производительности и QoS для протоколов MAC-уровня разработаны модели теории очередей[7].[8]
Cisco IOS NetFlow и Cisco Class Based QoS (CBQoS) Management Information Base (MIB) продвигаются компанией Cisco Systems[9].
Ярким примером необходимости QoS в Интернете является коллапс из-за перегрузки. Интернет полагается на протоколы предотвращения перегрузки, в первую очередь встроенные в Transmission Control Protocol (TCP), для снижения трафика в условиях, которые иначе привели бы к коллапсу. Приложения QoS, такие как VoIP и IPTV, требуют практически постоянной битовой скорости и низкой задержки, поэтому они не могут использовать TCP и не могут уменьшить скорость передачи для предотвращения перегрузки. Соглашение об уровне обслуживания ограничивает трафик, который может быть предложен Интернету, и тем самым обеспечивает формирование трафика, предотвращающее его перегрузку, и поэтому является неотъемлемой частью способности Интернета обрабатывать смешанный трафик в реальном и нереальном времени без коллапса.
Существует несколько механизмов и схем QoS для IP-сетей.
- Поле тип обслуживания (ToS) в заголовке IPv4 (ныне заменено DiffServ)
- Дифференцированные сервисы (DiffServ)
- Интегрированные сервисы (IntServ)
- Resource Reservation Protocol (RSVP)
- RSVP-TE
Возможности QoS доступны в следующих сетевых технологиях.
- маршрутизация с метками MPLS (MPLS) предоставляет восемь классов QoS[10]
- Frame Relay
- X.25
- Некоторые DSL-модемы
- ATM
- Ethernet с поддержкой IEEE 802.1Q, Audio Video Bridging и Time-Sensitive Networking
- Wi-Fi с поддержкой IEEE 802.11e
- HomePNA — домашние сети по коаксиалу и телефонным проводам
- Стандарт G.hn для домашних сетей обеспечивает QoS с помощью contention-free transmission opportunities (CFTXOPs), которые выделяются потокам, требующим QoS и заключившим контракт с сетевым контроллером. G.hn также поддерживает работу без QoS с помощью слотов времени на основе конкуренции.
Сквозное качество обслуживания
Сквозное качество обслуживания может требовать координации распределения ресурсов между разными автономными системами. Internet Engineering Task Force (IETF) определила Resource Reservation Protocol (RSVP) для резервирования полосы пропускания как предлагаемый стандарт в 1997 году[11]. RSVP — это протокол сквозного резервирования полосы пропускания и допуска соединения. RSVP не получил широкого распространения из-за ограничений масштабируемости[12]. Более масштабируемая версия для управления трафиком, RSVP-TE, используется во многих сетях для установления маршрутов с управлением трафиком в MPLS[13]. IETF также определила Next Steps in Signaling (NSIS)[14] с целью сигнализации QoS. NSIS — развитие и упрощение RSVP.
Исследовательские консорциумы, такие как «сквозная поддержка качества обслуживания в гетерогенных сетях» (EuQoS, 2004—2007)[15] и форумы, такие как IPsphere Forum[16], разработали дополнительные механизмы для передачи QoS между доменами. IPsphere определил Service Structuring Stratum (SSS) — сигнальную шину для установления, вызова и (попытки) обеспечения сетевых сервисов. EuQoS провёл эксперименты по интеграции Session Initiation Protocol, Next Steps in Signaling и SSS IPsphere с оценочной стоимостью около 15,6 млн евро и опубликовал книгу[17].[18]
Проект Multi Service Access Everywhere (MUSE) определил другую концепцию QoS в первой фазе с января 2004 по февраль 2006 года и во второй фазе с января 2006 по 2007 год[19].[20][21] Другой проект PlaNetS был предложен для европейского финансирования около 2005 года[22]. Более широкий европейский проект «Архитектура и проектирование Интернета будущего» (4WARD) имел бюджет около 23,4 млн евро и финансировался с января 2008 по июнь 2010 года[23]. Включал тему «Качество обслуживания» и издал книгу[24].[25] Другой европейский проект, WIDENS (Wireless Deployable Network System)[26], предложил подход резервирования полосы пропускания для мобильных беспроводных многоскоростных ad-hoc сетей[27].
Ограничения
Сильное шифрование сетевых протоколов, таких как SSL, I2P и виртуальная частная сеть, скрывает передаваемые данные. Поскольку вся электронная коммерция в Интернете требует использования таких протоколов, одностороннее снижение производительности зашифрованного трафика создаёт неприемлемый риск для клиентов. Однако зашифрованный трафик не может быть подвергнут глубокой инспекции пакетов для QoS.
Протоколы типа ICA и RDP могут инкапсулировать другой трафик (например, печать, потоковое видео) с разными требованиями, что затрудняет оптимизацию.
Проект Internet2 в 2001 году обнаружил, что протоколы QoS, вероятно, не могут быть внедрены внутри Abilene Network с доступным на тот момент оборудованием[28].[a] Группа предсказала, что «логистические, финансовые и организационные барьеры будут препятствовать любым гарантиям полосы пропускания» путём модификации протоколов для QoS[29]. Они считали, что экономика будет стимулировать провайдеров намеренно ухудшать качество трафика с наилучшей попыткой, чтобы подтолкнуть клиентов к более дорогим услугам QoS. Вместо этого они предложили избыточное резервирование ёмкости как более эффективное решение[28].[29]
Исследование сети Abilene легло в основу показаний Гэри Бачулы на слушаниях Комитета по торговле Сената США по вопросу сетевого нейтралитета в начале 2006 года. Он выразил мнение, что добавление полосы пропускания эффективнее любых схем QoS, которые они рассматривали[30]. Показания Бачулы цитируются сторонниками закона о запрете QoS как доказательство отсутствия легитимной цели у таких услуг. Этот аргумент зависит от предположения, что избыточное резервирование не является формой QoS и что оно всегда возможно. Стоимость и другие факторы влияют на способность операторов строить и поддерживать постоянно избыточные сети.
Мобильное (сотовое) QoS
Поставщики услуг мобильной связи могут предлагать мобильное QoS клиентам так же, как проводные ОКТС и интернет-провайдеры могут предлагать QoS. Механизмы QoS всегда реализуются для канальных сервисов и необходимы для неэластичных сервисов, например потоковое мультимедиа.
Мобильность усложняет механизмы QoS. Звонок или другой сеанс может быть прерван после передачи между базовыми станциями, если новая базовая станция перегружена. Непредсказуемые хендоверы делают невозможным абсолютную гарантию QoS на этапе установления сеанса.
С развитием сетей пятого поколения (5G) требования к QoS существенно возросли. Особенно это касается таких сервисов, как uRLLC (сверхнадёжные коммуникации с низкой задержкой), где задержка не должна превышать 1 миллисекунду[31]. Модель QoS для 5G опирается на спецификации 3GPP (например, TS 23.501), а в июне 2022 года МСЭ-Т дополнительно опубликовал технический отчёт GSTR-5GQoE, рассматривающий требования к качеству восприятия (QoE) для мультимедийных сервисов[32]. В перспективе, сети шестого поколения (6G), активная стандартизация которых ожидается с 2025 года[33], будут предъявлять ещё более строгие требования, включая задержки на уровне микросекунд и использование интегрированного искусственного интеллекта для управления сетевыми ресурсами[34].
Современное развитие и тенденции
В период с 2022 по 2025 год развитие технологий QoS было обусловлено растущими требованиями к приложениям реального времени, распространением искусственного интеллекта (ИИ), а также адаптацией к стандартам сетей 5G и периферийных вычислений. Ключевыми направлениями стали стандартизация технологий для снижения задержек, внедрение ИИ для динамического управления трафиком и развитие специализированных сетей.
Главным событием 2023 года стала публикация IETF серии стандартов, формализующих архитектуру L4S (Low Latency, Low Loss, Scalable Throughput — низкая задержка, низкие потери, масштабируемая пропускная способность). Технология, описанная в RFC 9330, 9331 и 9332, направлена на борьбу с «раздуванием буфера» (bufferbloat) — основной причиной нестабильных задержек в сетях[35][36]. L4S позволяет приложениям реагировать на ранние сигналы о перегрузке, поддерживая очереди в сетевых устройствах почти пустыми и обеспечивая стабильно низкую задержку для интерактивных сервисов, таких как облачный гейминг, видеоконференции и удалённое управление[37]. В разработке и внедрении стандарта приняли участие крупные технологические компании, включая Apple, Google, Nokia и Nvidia[38]. Apple объявила о поддержке L4S в операционных системах iOS 17 и macOS Sonoma[39]. В 2024 году американский оператор Comcast начал развёртывание технологии в своей сети, а консорциум Broadband Forum запустил проект по созданию дорожной карты для её массового внедрения[38][40].
В 2023—2025 годах наметилась устойчивая тенденция к использованию алгоритмов ИИ и машинного обучения (ML) для динамического управления качеством обслуживания[41]. В отличие от традиционных систем со статическими правилами, AI QoS анализирует сетевой трафик в реальном времени, автоматически идентифицирует типы приложений и распределяет приоритеты. Такой подход позволяет классифицировать даже зашифрованный трафик, анализируя не его содержимое, а общие характеристики потока данных, и снижает нагрузку на сетевых инженеров за счёт автоматизации[42][43]. Примером реализации стала технология AI QoS в сетевых маршрутизаторах MSI, которая распознаёт игровой трафик, стриминг или рабочие видеоконференции и предоставляет им наивысший приоритет[42].
Для промышленной автоматизации, автомобильной промышленности и других сфер, требующих детерминированной передачи данных, в 2024 году IEEE ратифицировал несколько важных стандартов, расширяющих возможности Time-Sensitive Networking (TSN):
- IEEE 802.1DC-2024 — определяет процедуры QoS, такие как фильтрация и полисинг для каждого потока, в сетевых системах, не являющихся мостами[44].
- IEEE 802.1ASdm-2024 — поправка к стандарту синхронизации времени gPTP, улучшающая надёжность и точность синхронизации часов в сетях реального времени[45].
Крупнейшие облачные провайдеры в 2022—2024 годах сосредоточились на улучшении производительности своих глобальных сетей и предложении специализированных сервисов, влияющих на QoS:
- Amazon Web Services (AWS) в 2022 году представила сервис Amazon VPC Lattice для упрощения межсервисного взаимодействия на уровне приложений, а также технологию ENA Express на базе протокола Scalable Reliable Datagram (SRD), которая позволяет значительно снизить задержки для экземпляров EC2[46][47].
- Microsoft Azure анонсировала глобальный уровень для своего сервиса Load Balancer, использующий гео-проксимити маршрутизацию для минимизации задержек, и предоставила механизмы QoS для сервиса Azure Virtual Desktop с использованием RDP Shortpath и маркировки пакетов DSCP[48][49].
- Google Cloud Platform в 2023 году представила концепцию Cross-Cloud Network, нацеленную на упрощение и повышение производительности сетевых соединений между различными облаками и локальными средами[50].
В 2025 году ожидается начало активной фазы стандартизации сетей 6G, которые будут предъявлять ещё более строгие требования к QoS, включая задержки на уровне микросекунд и использование интегрированного ИИ для предиктивного управления сетевыми ресурсами. Одновременно продолжается работа IETF над моделями данных YANG для стандартизированной настройки и мониторинга QoS в IP-сетях[51]. Растущая доля данных, обрабатываемых на периферии сети (по прогнозам Gartner, 75 % к 2025 году), делает QoS критически важным для обеспечения низкой задержки в IoT и локальных AI-приложениях[52].
Качество обслуживания в области телефонии было определено МСЭ-Т в рекомендации E.800. Первая версия документа была выпущена в 1994 году, а действующая редакция, Definitions of terms related to quality of service, была принята в сентябре 2008 года[53]. С тех пор основной документ не обновлялся, однако развитие и актуализация принципов QoS происходит через публикацию дополнений (Supplements). Например, Дополнение 10 к серии E.800 (опубликовано в 2016 году) заменило собой Дополнение 9, касавшееся регуляторных аспектов QoS[54][55]. Также МСЭ-Т публикует стандарты, связанные с QoS в области передачи данных, например, рекомендацию X.641 Information technology — Quality of service: framework[56].
Исторически, к важным RFC, связанным с QoS, относятся Definition of the Differentiated services Field (DS Field) in the IPv4 and IPv6 Headers, декабрь 1998, DOI 10.17487/RFC2474 и Resource ReSerVation Protocol (RSVP), сентябрь 1997, DOI 10.17487/RFC2205. Позднее были опубликованы обзорные документы, такие как Next Steps for the IP QoS Architecture, ноябрь 2000, DOI 10.17487/RFC2990 и IAB Concerns Regarding Congestion Control for Voice Traffic in the Internet, 2004, DOI 10.17487/RFC3714, а также практическое руководство по настройке DiffServ в Configuration Guidelines for DiffServ Service Classes, август 2006, DOI 10.17487/RFC4594.
В январе 2023 года IETF опубликовала серию стандартов, формализующих архитектуру L4S (Low Latency, Low Loss, Scalable Throughput), направленную на борьбу с «раздуванием буфера» и обеспечение сверхнизких задержек. Ключевыми документами стали RFC 9330 (архитектура L4S), RFC 9331 и RFC 9332 (механизм управления очередью). Ведётся работа над моделями данных YANG для стандартизированной настройки и мониторинга QoS в IP-сетях.
Для сетей, чувствительных ко времени (Time-Sensitive Networking, TSN), ключевые стандарты разрабатываются IEEE. В 2024 году был ратифицирован ряд важных документов, расширяющих возможности TSN для промышленной автоматизации и автомобильной промышленности:
- IEEE 802.1DC-2024 — определяет процедуры QoS, такие как фильтрация и полисинг для каждого потока, в сетевых системах, не являющихся мостами.
- IEEE 802.1ASdm-2024 — поправка к стандарту синхронизации времени gPTP, улучшающая его надёжность и точность.
- IEEE 802.1Qdj-2024 — поправка, вносящая изменения в конфигурацию TSN.
Примечания
Литература
- Deploying IP and MPLS QoS for Multiservice Networks: Theory and Practice Джон Эванс, Кларенс Филсфилс (Morgan Kaufmann, 2007, ISBN 0-12-370549-5)
- Lelli, F. Maron, G. Orlando, S. Оценка выполнения удалённой услуги на стороне клиента. 15th International Symposium on Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telecommunication Systems, 2007. MASCOTS '07.
- QoS Over Heterogeneous Networks Марио Маркезе (Wiley, 2007, ISBN 978-0-470-01752-4)
- XiPeng Xiao. Technical, Commercial and Regulatory Challenges of QoS: An Internet Service Model Perspective. — Morgan Kaufmann, 8 сентября 2008. — ISBN 978-0-12-373693-2.
- Braden, Robert T.; Clark, David D. & Shenker, Scott (июнь 1994), Integrated Services in the Internet Architecture: an Overview, DOI 10.17487/RFC1633
- Black, David L.; Wang, Zheng; Carlson, Mark A. & Weiss, Walter (декабрь 1998), An Architecture for Differentiated services, DOI 10.17487/RFC2475
- Awduche, Daniel O.; Berger, Lou; Gan, Der-Hwa & Li, Tony (декабрь 2001), RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels, DOI 10.17487/RFC3209
Ссылки
- Nate Hoy. Реализация QoS. Форум Vonage. Дата обращения: 14 октября 2011.
- Руководство по технологиям межсетевого взаимодействия Cisco Архивировано 6 сентября 2015 года.
- Henning Schulzrinne. Сетевое качество обслуживания. Сайт факультета Колумбийского университета (9 января 2008). Дата обращения: 14 октября 2011.
- Обзор качества обслуживания (QoS). Microsoft TechNet (31 марта 2011). Дата обращения: 14 октября 2011.
- Качество обслуживания (QoS) в приложениях с высоким приоритетом. Transition Networks (февраль 2003). Дата обращения: 16 февраля 2017.
- Реализация качества обслуживания для приоритизации сетевого трафика. EtherWAN. Дата обращения: 15 декабря 2022.


