Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 27

Moderne LAN-Technologien: Quality of Service, QoS

01.07.2009 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Moderne Switches erlauben eine Priorisierung des Datenverkehrs; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Durch die in der letzten Folge beschriebenen Anforderungen entsteht auf der Grundlage einer soliden Netz-Konstruktion der Bedarf nach Mechanismen zur Definition und Durchsetzung von Quality of Service, kurz QoS. Auch hierfür gibt es entsprechende Standards.

Im Zuge erhöhter Anforderungen an Lokale Netze hat der Begriff „Quality of Service“, kurz QoS, in der Diskussion breiten Raum eingenommen. Es geht hierbei schlicht um die Frage, ob man von dem bislang vorherrschenden Gleichheitsprinzip in LANs abweichen und Pakete bestimmter Anwendungsströme bevorzugt behandeln soll.

Dabei ist QoS durchaus vielfältig: Man kann z.B. verlangen, dass eine bestimmte, geringe Bandbreite immer zur Verfügung steht und die Verzögerung auf dieser Verbindung klein gehalten wird. Dies braucht man, um bspw. Sprache auf einem Datennetz sinnvoll zu übertragen.

Oder man kann verlangen, dass ein Netz eine bestimmte hohe Bandbreite zwar kurzzeitig, aber vollständig zur Verfügung stellt. Dies wäre bei Videoübertragung wünschenswert, wo die Updates in festen Zeitabständen anfallen. Ein weiteres Qualitätsmerkmal wäre die Zuverlässigkeit einer Verbindung. Das ist für die meisten Anwender extrem wichtig, steht aber bei den Normungsgremien und Herstellern eher unten auf der Skala.

Es gibt zwei grundsätzliche Vorgehensweisen, um mehr Qualität zu erzielen: die Realisierung relativ komplexer Reservierungs- und Spezifizierungsverfahren oder die Erhöhung der Bandbreite.

In dieser Folge geht es um die Technologien der ersten Gruppe. Hier sind die Verfahren RSVP, IEEE 802.1D/p und IEEE 802.1Q zu nennen, die auf unterschiedliche Weise dazu beitragen, dass man in einem LAN Qualitätsstufen durchsetzen und nutzen kann. Die Verfahren entbehren allerdings nicht einer gewissen Komplexität und führen auch nur unter bestimmten Voraussetzungen zum Erfolg.

Die andere Methode kommt einem Vorgehen mit der Brechstange gleich und bedeutet, einfach so viel Bandbreite üppige zu spendieren, dass das Netz gar nicht anders kann, als alle Pakete mit höchster Qualität und sehr geringer Verzögerung auszuliefern. Hierfür gibt es durchaus einen theoretischen Hintergrund aus der Warteschlangentheorie: Kleinrock hat schon früh berechnet, dass vor einer Ressource praktisch keine Warteschlangen entstehen, wenn diese nur zu höchstens 70% ausgelastet wird. Das bedeutet im Klartext, dass man sich all die komplizierten Verfahren praktisch schenken kann, wenn man genügend Bandbreite hat. Man muss dabei nur immer darauf achten, nicht über die 70% Auslastung zu kommen, die sich natürlich an der Real- und nicht an der Nominalleistung orientieren.

Grundsätzlich ist die Einführung von QoS in paketvermittelnden LANs wie folgt organisiert. Die IEEE Integrated Services Working Group definiert Dienstklassen und die dazugehörigen Zugangskontrollmechanismen. Dies erspart es Anwendern und Herstellern, selbst über diese Fragen nachzudenken, und hat eine übersichtliche Menge von Qualitätsstufen geschaffen. Die Pakete der Schichten 2 und/oder 3 werden als Ergebnis in Klassen eingeteilt, die zu den Qualitätsstufen passen. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie z.B. eine proprietäre Klassifizierung, eine Klassifizierung nach dem aus der Internet-Welt stammenden Reservierungsprotokoll RSVP oder eine Klassifizierung nach IEEE 802.1D/p, wozu wir gleich kommen.

weiter mit: RSVP, das Resource ReSerVation Protocol

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