Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 99

Strukturprotokolle der Datenkommunikation – Quality of Service

08.02.2011 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Speziell Voice-over-IP-Verbindungen (VoIP) brauchen höchste Qualität
Speziell Voice-over-IP-Verbindungen (VoIP) brauchen höchste Qualität

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.

QoS ist 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 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.

Es gibt zwei grundsätzliche Vorgehensweisen, um mehr Qualität zu erzielen:

  • Umsetzung relativ komplexer Reservierungs- und Spezifizierungsverfahren
  • Mehr Bandbreite

In diesem Beitrag geht es zunächst 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 ist, einfach mit der Brechstange heranzugehen und so viel üppige Bandbreite zu spendieren, dass das Netz gar nicht anders kann, als alle Pakete mit höchster Qualität und sehr geringer Verzögerung auszuliefern.

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 ich gleich mehr erkläre.

Diese Klassifizierung dient sozusagen als Arbeitsanweisung für das Reservierungsprotokoll RSVP, welches eine dynamische Ende-zu-Ende-Reservierung vornehmen kann, aber noch weitere Fähigkeiten wie z.B. die Unterstützung von Multicasts hat. Ursprünglich arbeiteten insbesondere Bussysteme als Broadcast-Systeme, bei denen eine Nachricht einmal losgeschickt wird und alle die Nachricht praktisch gleichzeitig erhalten. Über geeignete Adressierung kann man dann erreichen, dass eine Gruppe von Empfängern gleichzeitig versorgt wird. Beim Einsatz von Switches kann diese wertvolle LAN-Fähigkeit verlorengehen, wenn man nicht technisch gegensteuert.

weiter mit: RSVP, Resource ReSerVation Protocol

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