सेवा की गुणवत्ता

साँचा:Network Neutrality कंप्यूटर नेटवर्किंग और अन्य पैकेट-स्विच वाले दूरसंचार नेटवर्क के क्षेत्र में, ट्रैफिक इंजीनियरिंग शब्द सेवा की गुणवत्ता (QoS), उपार्जित सेवा गुणवत्ता के बजाय संसाधन अभिरक्षण नियंत्रण प्रक्रिया को संदर्भित करता है। सेवा की गुणवत्ता, विभिन्न अनुप्रयोगों, उपयोगकर्ताओं, या डेटा प्रवाह को अलग प्राथमिकता उपलब्ध कराने की क्षमता, या डेटा प्रवाह के लिए कतिपय निष्पादन स्तर की गारंटी है। उदाहरण के लिए, एक अपेक्षित बिट दर, विलंब, परेशानी, पैकेट छोड़ने की संभाव्यता और/या बिट दर त्रुटि गारंटीकृत हो सकता है। सेवा की गुणवत्ता की गारंटी महत्वपूर्ण हैं अगर नेटवर्क क्षमता अपर्याप्त हो, विशेषकर वाइस ओवर IP, ऑनलाइन गेम्स और IP-TV जैसे रियल-टाइम स्ट्रीमिंग मल्टीमीडिया अनुप्रयोगों के लिए, क्योंकि इनके लिए अक्सर निर्धारित बिट दर की आवश्यकता होती है और ये विलंब के प्रति संवेदनशील होते हैं, तथा ऐसे नेटवर्क जहां क्षमता एक सीमित संसाधन है, उदाहरण के लिए सेल्युलार डेटा संचार.

एक नेटवर्क या प्रोटोकॉल जो QoS का समर्थन करता है, अनुप्रयोग सॉफ़्टवेयर सहित ट्रैफ़िक अनुबंध और नेटवर्क नोड्स में आरक्षित क्षमता के लिए सहमत हो सकता है, उदाहरण के लिए सत्र स्थापना प्रावस्था के दौरान. सत्र के दौरान वह निष्पादन के हासिल स्तर की देख-रेख कर सकता है, उदाहरण के लिए डेटा दर और विलंब, तथा गतिशील रूप से नेटवर्क नोड्स में अनुसूचन प्राथमिकताएं. यह ढहने की अवस्था के दौरान आरक्षित क्षमता को रिलीज़ कर सकता है।

एक सर्वोत्तम-प्रयास नेटवर्क या सेवा, सेवा की गुणवत्ता का समर्थन नहीं करता है। जटिल QoS नियंत्रण तंत्रों के लिए एक विकल्प है क्षमता के अति-संभार द्वारा सर्वोत्तम-प्रयास नेटवर्क में उच्च गुणवत्ता वाले संचार को प्रदान करना, ताकि अपेक्षित व्यस्ततम ट्रैफ़िक भार के लिए वह पर्याप्त हो। परिणामी नेटवर्क संकुलता की अनुपस्थिति QoS तंत्रों की आवश्यकता को दूर करती है।

टेलीफ़ोनी के क्षेत्र में सेवा की गुणवत्ता को ITU मानक X.902 में "एक या अधिक वस्तुओं के सामूहिक व्यवहार की गुणवत्ता अपेक्षाओं का सेट" के रूप में परिभाषित किया गया है। सेवा की गुणवत्ता में कनेक्शन के सभी पहलुओं पर अपेक्षाएं शामिल हैं, जैसे कि सेवा प्रतिक्रिया समय, हानि, सिग्नल-टु-नॉइज़ अनुपात, क्रॉस-टॉक, प्रतिध्वनि, व्यवधान, फ़्रिक्वेन्सी प्रतिक्रिया, प्रबलता स्तर इत्यादि. टेलीफोनी QoS का एक सबसेट सेवा की ग्रेड (GOS) अपेक्षाएं हैं, जिसमें शामिल हैं नेटवर्क की क्षमता और कवरेज से संबंधित कनेक्शन के सभी पहलुएं, उदाहरण के लिए गारंटीकृत अधिकतम अवरोध संभाव्यता और आउटेज संभाव्यता.

कभी-कभी आरक्षित संसाधनों की क्षमता को संदर्भित करने के बजाय, कई वैकल्पिक परिभाषाओं सहित, QoS का गुणवत्ता माप के रूप में भी उपयोग किया जाता है। सेवा की गुणवत्ता कभी-कभी सेवा की गुणवत्ता के स्तर को संदर्भित करता है, अर्थात् गारंटीकृत सेवा की गुणवत्ता. उच्च QoS को अक्सर निष्पादन के उच्च स्तर या अर्जित सेवा गुणवत्ता समझ लिया जाता है, उदाहरण के लिए उच्च बिट दर, न्यून प्रसुप्ति काल और न्यून बिट त्रुटि संभाव्यता.

QoS का एक वैकल्पिक और विवादास्पद परिभाषा है, जिसका विशेषकर टेलीफ़ोनी और स्ट्रीमिंग वीडियो जैसे अनुप्रयोग परत सेवाओं में इस्तेमाल होता है, मीट्रिक पर आवश्यकताएं जो व्यक्तिपरक ढंग से अनुभवी गुणवत्ता को प्रतिबिंबित करती हैं या पूर्वानुमान लगाती हैं। इस संदर्भ में, QoS सेवा के दोषों को प्रभावित करने वाले ग्राहक संतुष्टि पर स्वीकार्य संचयी प्रभाव है। इसी अर्थ के साथ अन्य शब्द हैं अनुभव की गुणवत्ता (QoE) व्यक्तिपरक व्यापार अवधारणा, अपेक्षित "उपयोगकर्ता लक्षित निष्पादन", अपेक्षित "उपयोगकर्ता की संतुष्टि मात्रा" या "संतुष्ट ग्राहकों की संख्या". माप और माप तरीकों के उदाहरण हैं मध्यम राय प्राप्तांक (MOS), अवधारणात्मक वाक गुणवत्ता माप (PSQM) और वीडियो गुणवत्ता का अवधारणात्मक मूल्यांकन (PEVQ). व्यक्तिपरक वीडियो गुणवत्ता भी देखें.

इतिहास

परंपरागत इंटरनेट राउटर्स और LAN स्विचों में गुणवत्ता सेवा की गारंटी उपलब्ध कराने की क्षमता की कमी है। इसने X.25 जैसे QoS तंत्र प्रदान करने वाली अधिक जटिल प्रतिस्पर्धी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, इंटरनेट उपकरण को सस्ता, तेज़ और अधिक लोकप्रिय बनाया है। इसलिए इंटरनेट परंपरागत रूप से डिफ़ॉल्ट QoS स्तर पर, या "सर्वोत्तम प्रयास" पर चलता है। प्रत्येक IP पैकेट में चार "सेवा के प्रकार" बिट और तीन "पूर्वता" बिट मौजूद थे, लेकिन उन्हें नजरअंदाज किया गया। इन बिटों को बाद में DiffServ कोड पॉइंट (DSCP) के रूप में पुनर्परिभाषित किया गया और आधुनिक इंटरनेट पर कभी-कभी इन्हें समकक्ष लिंकों में मान दिया जाता है।

IP-TV और IP-टेलीफोनी के आगमन के साथ, अंतिम उपयोगकर्ता के लिए QoS तंत्र अंतत: आम हो गए हैं, लेकिन जरूरी नहीं कि वे परत 3 IP अनुमार्गण पर, बल्कि परत 2 प्रौद्योगिकियों पर आधारित हों.

परत 2 प्रौद्योगिकियों के असंख्य प्रयासों ने जो डेटा को QoS टैग जोड़ते हैं, वर्षों से लोकप्रियता हासिल की, लेकिन फिर ध्यान खो दिया। उदाहरण हैं ATM हैं फ्रेम रिले. हाल ही में, MPLS (परत 2 और 3 के बीच एक तकनीक) ने कुछ ध्यान आकर्षित किया है। बहरहाल, आज ईथरनेट QoS की पेशकश कर सकता है और अब तक का सर्वाधिक लोकप्रिय परत 2 प्रौद्योगिकी है।

ईथरनेट में, आभासी LAN (VLAN) विभिन्न QoS स्तरों को अलग करने के लिए इस्तेमाल किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए फ़ाइबर-टु-द-होम स्विच आम तौर पर कई अलग VLAN से जुड़े अनेक ईथरनेट पोर्ट पेश कर सकते हैं। इंटरनेट अभिगम (न्यून प्राथमिकता) के लिए एक, IP-TV (उच्च प्राथमिकता) के लिए एक और IP टेलीफ़ोनी (उच्चतम प्राथमिकता) के लिए एक VLAN का प्रयोग किया जा सकता है। विभिन्न इंटरनेट प्रदाता अलग VLAN का उपयोग कर सकते हैं।

यातायात के मुख्य गुण

पैकेट-स्विच नेटवर्क की ओर देखने पर, सेवा की गुणवत्ता विभिन्न कारकों से प्रभावित होती नज़र आती है, जिन्हें "मानवीय" और "तकनीकी" कारकों के रूप में विभाजित किया जा सकता है। मानवीय कारकों में शामिल हैं: सेवा की स्थिरता, सेवा की उपलब्धता, देरी, उपयोगकर्ता जानकारी. तकनीकी कारकों में शामिल हैं: विश्वसनीयता, आरोहनीयता, प्रभावशीलता, अनुरक्षणीयता, सेवा श्रेणी, आदि।

मूल से गंतव्य तक की यात्रा में पैकेटों के साथ कई बातें हो सकती है, जिनके परिणामस्वरूप प्रेषक और प्राप्तकर्ता के दृष्टिकोण से निम्नलिखित समस्याएं हो सकती हैं:

प्रवाह क्षमता

एक ही नेटवर्क संसाधनों को साझा करने वाले अन्य उपयोगकर्ताओं से विभिन्न भार के कारण, किसी डेटा स्ट्रीम को उपलब्ध किया गया बिट-दर (अधिकतम प्रवाह क्षमता) वास्तविक काल मल्टीमीडिया सेवाओं के लिए बहुत कम हो सकता है, यदि सभी डेटा स्ट्रीमों को एकसमान अनुसूचन प्राथमिकता हासिल होती है।

छूटने वाले पैकेट

कुछ रूटर्स जब उनका बफर भरा हो तब आने वाले पैकेटों की सुपुर्दगी (ड्राप) में चूक सकते हैं। नेटवर्क की स्थिति के आधार पर कुछ, कोई नहीं, या सभी पैकेट छूट सकते हैं और अग्रिम तौर पर यह निर्धारित करना असंभव है कि क्या हो सकता है। प्राप्त आवेदन इस सूचना के पुनर्प्रसारण लिए पूछ सकता है, संभवतः जिससे समग्र संचार में गंभीर रूप से देरी हो सकती है।

विलंब

प्रत्येक पैकेट के लिए अपने गंतव्य पर पहुंचने में लंबा समय लग सकता है, क्योंकि वह लंबी कतारों में थम जाता है, या संकुलन से बचने के लिए कम सीधा मार्ग चुनता है। यह प्रवाह क्षमता से अलग है, क्योंकि समय के साथ देरी भी बढ़ती जाएगी, भले ही प्रवाह क्षमता लगभग सामान्य हो. कुछ मामलों में, अत्यधिक देरी VoIP या ऑनलाइन खेल जैसे अनुप्रयोगों को अनुपयोगी कर देते हैं।

जिटर

स्रोत से पैकेट गंतव्य तक विभिन्न विलंब के साथ पहुंचेंगे. एक पैकेट की देरी में, स्रोत और गंतव्य के बीच मार्ग के साथ रूटर्स के कतारों में उसकी स्थिति से अंतर हो सकता है और यह स्थिति अननुमेय रूप से अलग हो सकता है। देरी में यह बदलाव जिटर के रूप में जाना जाता है और ऑडियो तथा/या वीडियो की स्ट्रीमिंग की गुणवत्ता को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है।

आउट-ऑफ़-ऑर्डर वितरण

जब संबंधित पैकेटों के संग्रह का इंटरनेट के माध्यम से मार्ग-निर्धारण किया जाता है, अलग-अलग पैकेट भिन्न मार्ग अपना सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक की अलग देरी हो सकती है। नतीजा यह है कि पैकेट भेजे गए क्रम से अलग क्रम में पहुंचेंगे. इस समस्या के लिए अपने गंतव्य पर पहुंचने पर आउट-ऑफ़-ऑर्डर पैकेटों को समकालिक स्थिति में पुनर्व्यवस्थित करने के लिए उत्तरदायी विशेष अतिरिक्त प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है। यह विशेष रूप से वीडियो और VoIP प्रवाह के लिए महत्वपूर्ण है जहां प्रसुप्ति काल और समकालिकता की कमी, दोनों से नाटकीय तौर पर गुणवत्ता प्रभावित होती है।

त्रुटि

कभी-कभी पैकेट मार्ग में ग़लत निर्देशित हो जाते हैं, या संयुक्त हो जाते हैं, या विकृत हो जाते हैं। प्राप्तकर्ता को इसका पता लगाना होता है और, बस जैसे पैकेट को गिरा दिया गया हो, प्रेषक को स्वयं को दोहराने के लिए कहना होगा.

• इंटरनेट2 QoS कार्य समूह ने निष्कर्ष निकाला कि शायद QoS के कार्यान्वयन से अधिक व्यावहारिक बैंडविड्थ का आवर्धन है। ^{[१] [२]} तथापि, यह समूह निजी और कन्वर्ज्ड नेटवर्क में QoS के बजाय अगली पीढ़ी के इंटरनेट पर ध्यान केंद्रित किए हुए हैं, जहां QoS आवश्यक है।

QoS की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग

कतिपय प्रकार के नेटवर्क यातायात के लिए एक परिभाषित सेवा की गुणवत्ता आवश्यक हो सकती है, उदाहरण के लिए:

• स्ट्रीमिंग मल्टीमीडिया के लिए गारंटीकृत प्रवाह क्षमता की आवश्यकता हो सकती है ताकि गुणवत्ता के न्यूनतम स्तर का अनुरक्षण सुनिश्चित हो।
• AT&T के U-verse जैसे सेवा प्रदाता से सेवा के रूप में IPTV की पेशकश
• IP टेलीफ़ोनी या वॉइस ओवर IP (VOIP) के लिए जिटर और विलंब पर सख्त सीमाओं की आवश्यकता हो सकती है।
• वीडियो टेली-कॉन्फ़्रेंसिंग (VTC) के लिए न्यून जिटर और प्रसुप्ति काल अपेक्षित
• अलार्म संकेत (जैसे, बर्गलर अलार्म)
• समर्पित लिंक अनुकरण के लिए दोनों गारंटीकृत प्रवाह क्षमता और अधिकतम विलंब और जिटर पर सीमाओं को लागू करने की आवश्यकता है
• एक सुरक्षा-क्रांतिक अनुप्रयोग, जैसे दूरस्थ सर्जरी के लिए उपलब्धता का गारंटीकृत स्तर अपेक्षित है (यह हार्ड QoS भी कहलाता है).
• एक दूरस्थ प्रणाली प्रशासक परिवर्ती को वरीयता देना चाह सकता है और आम तौर पर छोटी मात्रा में SSH यातायात ताकि भार से लदे लिंक पर भी अनुक्रियाशील सत्र सुनिश्चित हो सके।
• ऑनलाइन गेम्स, जैसे कि कई खिलाड़ियों के साथ तेज़ गति के वास्तविक काल अनुरूपण. QoS का अभाव 'अंतराल' उत्पन्न कर सकता है।
• औद्योगिक ईथरनेट प्रोटोकॉल जैसे ईथरनेट/IP, जिनका वास्तविक काल मशीनरी नियंत्रण के लिए उपयोग किया जाता है

इस प्रकार की सेवा बेलोच कहलाती है, जिसका अर्थ है कि बैंडविड्थ का कुछ न्यूनतम स्तर और काम करने के लिए एक निश्चित अधिकतम प्रसुप्ति काल.

इसके विपरीत, लोचदार अनुप्रयोग उपलब्ध कितनी भी ज़्यादा या कम बैंडविड्थ का लाभ उठा सकते हैं। आम तौर पर TCP पर निर्भर थोक फ़ाइल स्थानांतरण अनुप्रयोग लोचदार होते हैं।

QoS प्राप्त करना

• प्रति कॉल
• कॉल में
• अग्रिम तौर पर: जब QoS प्रदान करने के तंत्र का खर्च न्यायसंगत हो, नेटवर्क ग्राहक और सेवा प्रदाता सामान्यतः सेवा स्तर समझौता (SLA) नामक संविदात्मक समझौते में प्रवेश करते हैं जो परस्पर सहमत उपायों के आधार पर, आम तौर पर यातायात की वरीयता के संबंध में, गारंटीकृत निष्पादन/प्रवाह क्षमता/प्रसुप्ति सीमाएं प्रदान करने के लिए नेटवर्क/प्रोटोकॉल की क्षमता के लिए गारंटी निर्दिष्ट करती हैं।
• संसाधनों का आरक्षण: कॉल के लिए उसके सेट अप के आधार पर नेटवर्क पर प्रत्येक चरण में संसाधन आरक्षित किए जाते हैं। एक उदाहरण है RSVP, संसाधन आरक्षण प्रोटोकॉल.

QoS तंत्र

QoS जटिल नियंत्रण तंत्रों के लिए एक विकल्प नेटवर्क के लिए उदारता से अधिक-प्रावधान के द्वारा उच्च गुणवत्ता संचार उपलब्ध कराना है ताकि क्षमता व्यस्ततम यातायात भार अनुमानों पर आधारित हो। यह दृष्टिकोण पूर्वानुमेय और हल्के यातायात भार सहित नेटवर्कों के लिए सरल और किफायती हैं। कई अनुप्रयोगों के लिए निष्पादन समुचित है। इसमें अति-मांग वाले अनुप्रयोग भी शामिल हो सकते हैं जो बैंडविड्थ में बदलाव और बड़े प्रापक बफ़र सहित विलंब की क्षतिपूर्ति कर सकते हैं, जोकि अक्सर संभव है, उदाहरण के लिए वीडियो स्ट्रीमिंग में.

वाणिज्यिक VoIP सेवाएं कॉल गुणवत्ता के मामले में पारंपरिक टेलीफ़ोन सेवा के साथ अक्सर प्रतिस्पर्धात्मक होते हैं भले ही QoS तंत्र आम तौर पर उपयोगकर्ता के ISP पर कनेक्शन में और VoIP प्रदाता के एक अलग ISP कनेक्शन पर उपयोग में नहीं हैं। उच्च भार वाली स्थितियों में, तथापि, VoIP गुणवत्ता सेल-फ़ोन गुणवत्ता या उससे खराब अवक्रमित होती है। पैकेट यातायात का गणित संकेत देता है कि QoS के साथ नेटवर्क, बिना QoS नेटवर्क की तुलना में तंग जिटर अपेक्षओं सहित चार गुणा ज़्यादा कॉल संभाल सकता हैसाँचा:category handler. युक्सेल और अन्य ने निर्धारित किया है कि 60% के लिए रूढ़िवादी मान्यताओं के तहत अनुरूपित IP यातायात द्वारा अतिरिक्त क्षमता की आवश्यकता है.

आंतरिक लिंकों में अति-प्रावधानीकरण की मात्रा में QoS को बदलने की आवश्यकता उपयोगकर्ताओं की संख्या और उनकी यातायात मांगों पर निर्भर करता है। इस समय जब इंटरनेट लगभग एक बिलियन उपयोगकर्ताओं को सेवा प्रदान करता है, बहुत कम संभावना है कि अति-प्रावधानीकरण से QoS की आवश्यकता समाप्त हो जाएगी जब VoIP अधिक सामान्य हो जाता हैसाँचा:category handler.

उद्यमों और स्थानीय सरकारों के लिए अधिक विशिष्ट नैरोबैंड नेटवर्क के लिए, तथापि, बैंडविड्थ की लागत पर्याप्त हो सकती है और अति-प्रावधानीकरण का औचित्य मुश्किल से सिद्ध किया जा सकता है।साँचा:category handler इन स्थितियों में, इनकी अपेक्षा रखने वाले पैकेटों के लिए अधिमान्य उपचार का सफल प्रबंध करने के लिए दो अलग दर्शन विकसित किए।

प्रारंभिक कार्य ने नेटवर्क संसाधनों के आरक्षण की IntServ दर्शन का इस्तेमाल किया। इस मॉडल में, अनुप्रयोगों ने नेटवर्क के माध्यम से संसाधनों के अनुरोध और आरक्षण के लिए संसाधन आरक्षण प्रोटोकॉल (RSVP) का उपयोग किया। जबकि IntServ तंत्र काम करते हैं, यह महसूस किया गया कि बड़े सेवा प्रदाता के ठेठ एक ब्रॉडबैंड नेटवर्क में, हज़ारों या संभवतः लाखों आरक्षणों को स्वीकृत करने, उनके अनुरक्षण और कटाव के लिए कोर रूटर्स की आवश्यकता होगी। यह माना गया कि यह दृष्टिकोण इंटरनेट के विकास के साथ बढ़ेगा नहीं और यदि कोई घटना नेटवर्क डिजाइन की धारणा के प्रति विरोधी हो ताकि कोर रूटर्स अधिकतम संभाव्य दरों पर बस पैकेटों की अदला-बदली से कुछ ज्यादा करें।

दूसरी और संप्रति स्वीकृत दृष्टिकोण है "DiffServ" या विभेदित सेवाएं. DiffServ मॉडल में, पैकेटों को उनके द्वारा अपेक्षित सेवा के प्रकार के अनुसार चिह्नित किया जाता है। इन चिह्नों की प्रतिक्रिया में, रूटर्स और स्विच निष्पादन को अपेक्षाओं के अनुरूप बनाने के लिए विभिन्न कतार रणनीतियों का उपयोग करते हैं। (IP परत पर, विभेदक सेवा कोड बिंदु (DSCP) चिह्न IP पैकेट हेडर में 6 बिट का उपयोग करते हैं। MAC परत में, VLAN IEEE 802.1Q और IEEE 802.1p को अनिवार्यतः एक ही सूचना ले जाने के लिए उपयोग में लाया जा सकता है)

DiffServ का समर्थन करने वाले रूटर्स बैंडविड्थ निरुद्ध (उदा. व्यापक क्षेत्र) इंटरफ़ेस से संचरण की प्रतीक्षा करने वाले पैकेटों के लिए एकाधिक कतारों का उपयोग करते हैं। इस व्यवहार को विन्यस्त करने के लिए रूटर विक्रेता विभिन्न क्षमताएं प्रदान करते हैं, ताकि समर्थित कतारों की संख्या, कतारों की संबंधित वरीयता और प्रत्येक कतार के लिए आरक्षित बैंडविड्थ को शामिल कर सकें.

व्यवहार में, जब कतार के साथ इंटरफेस से एक पैकेट को अग्रेषित किया जाना हो, अन्य कतारों में पैकेटों की तुलना में कम जिटल की अपेक्षा रखने वाले पैकेटों को (उदा. VoIP या VTC) को वरीयता दी जाती है। आम तौर पर, नेटवर्क नियंत्रण पैकेटों को डिफ़ाल्ट द्वारा कुछ बैंडविड्थ आबंटित किया जाता है (जैसे, ICMP और अनुमार्गण प्रोटोकॉल), जबकि सर्वोत्तम प्रयास वाले यातायात को बचा हुआ बैंडविड्थ दिया जाता है।

निम्न को शामिल करते हुए, निष्पादन के और सफल प्रबंधन के लिए अतिरिक्त बैंडविड्थ प्रबंधन तंत्र का इस्तेमाल किया जा सकता है:

• यातायात अनुकूलन (दर सीमन):
  • टोकन बकेट
  • रिसावदार बकेट
  • TCP दर नियंत्रण—कृत्रिम रूप से TCP विंडो के आकार का समायोजन तथा साथ ही प्रेषक को लौटाए जानेवाले ACK की दर का नियंत्रणसाँचा:category handler
• समयबद्धन एल्गोरिदम:
  • भारित उचित कतार (WFQ)
  • श्रेणी आधारित भारित उचित कतार
  • भारित राउंड रॉबिन (WRR)
  • कम भारित राउंड रॉबिन (DWRR)
  • पदानुक्रमित उचित सेवा वक्र (HFSC)
• संकुलन परिहार:
  • RED, WRED - पोर्ट कतार बफर पश्च-कमी की संभाव्यता को कम करना और यह TCP वैश्विक तुल्यकालन की संभावना को कम करता है।
  • नियंत्रण (प्रतिबद्ध यातायात दर से अधिक पैकेटों को चिह्नित करना/छोड़ना और विस्फोट आकार)
  • स्पष्ट संकुलन सूचना
  • बफर ट्यूनिंग

उल्लेखानुसार, जबकि कई परिष्कृत उद्यम नेटवर्कों में DiffServ का प्रयोग किया जाता है, यह व्यापक रूप से इंटरनेट पर तैनात किया गया है। इंटरनेट मित्र समूहन व्यवस्था पहले से ही जटिल हैं और सेवा प्रदाताओं में मित्र-समूह के कनेक्शनों के आर-पार QoS समर्थन के लिए, या ऐसा करने के लिए समर्थित की जाने वाली नीतियों के संबंध में समझौते के लिए कोई उत्साह नज़र नहीं आता.

इंटरनेट पर QoS की जरूरत के लिए एक प्रबल उदाहरण संकुलन पतन के इस मुद्दे से संबंधित है। इंटरनेट TCP में अंतर्निहित रूप से, संकुलन परिहार प्रोटोकॉल पर निर्भर रहता है, ताकि ऐसी स्थितियों में यातायात भार को कम कर सकें, जो अन्यथा इंटरनेट विघटन की ओर अग्रसर होगी। VoIP और IPTV जैसे QoS अनुप्रयोग TCP का उपयोग नहीं कर सकते, क्योंकि उन्हें अधिक स्थिर बिट-दर और कम प्रसुप्ति काल की ज़रूरत होती है और अन्यथा विघटन की रोकथाम में मदद के लिए भी अपने यातायात दर को कम नहीं कर सकते हैं। QoS अनुबंध यातायात को सीमित करते हैं जिसकी इंटरनेट को पेशकश की जा सकती है और इस तरह उसे अतिभारित बनने से रोकने के लिए, यातायात अनुरूपण लागू किया जा सकता है, अतः वे बिना विघटन के वास्तविक काल और अवास्तविक काल के मिश्रित यातायात को संभालने की इंटरनेट की क्षमता का एक अनिवार्य हिस्सा हैं।

अतुल्यकालिक अंतरण विधा (ATM) नेटवर्क प्रोटोकॉल में चुनिंदा QoS तंत्रों में प्लग-इन के लिए व्यापक ढांचा मौजूद है। छोटी डेटा इकाइयां और अंतर्निर्मित QoS, वीडियो ऑन डिमांड, वॉइस ओवर IP जैसे दूरसंचार अनुप्रयोगों में ATM के कुछ अद्वितीय विक्रय बिंदु हैं।

QoS प्राथमिकता स्तर

प्राथमिकता स्तर	यातायात प्रकार

0 (न्यूनतम)	सर्वोत्तम प्रयास

1	पृष्ठभूमि

2	मानक (अतिरिक्त)

[Less than 100ms से कम प्रसुप्ति काल और जिटर]

6	परत 3 नेटवर्क नियंत्रण आरक्षित यातायात

[10ms से कम प्रसुप्ति काल और जिटर] |)

7 (उच्चतम)	परत 2 नेटवर्क नियंत्रण आरक्षित यातायात

[न्यूनतम प्रसुप्ति काल और जिटर]

|)

सेवा की गुणवत्ता प्रदान करने वाले प्रोटोकॉल

• IP हेडर (अब Diffserv द्वारा अधिक्रमित) में सेवा प्रकार (TOS) क्षेत्र
• IP विभेदित सेवाएं (DiffServ)
• IP एकीकृत सेवाएं (IntServ)
• संसाधन आरक्षण प्रोटोकॉल (RSVP)
• मल्टीप्रोटोकॉल लेबल स्विचिंग (MPLS) आठ QoS वर्ग प्रदान करता है
• RSVP-TE
• फ्रेम रिले
• X.25
• कुछ ADSL मॉडेम
• अतुल्यकालिक अंतरण विधा (ATM)
• IEEE 802.1p
• IEEE 802.1Q
• IEEE 802.11e
• HomePNA कोक्स और फोन तारों पर होम नेटवर्किंग
• TU-T G.hn मानक "विवाद-मुक्त संचारण अवसर" (CFTXOPs) के माध्यम से QoS प्रदान करता है, जो प्रवाहों को आबंटित किए जाते हैं जिनको QoS की आवश्यकता होती है और जिन्होंने नेटवर्क नियंत्रक के साथ "अनुबंध" पर बातचीत की है। G.hn भी "विवाद-आधारित समय-खांचों" के माध्यम से गैर QoS संचालन का समर्थन करता है।

QoS समाधान

अनुसंधान परियोजना MUSE ने चरण I में QoS अवधारणा को परिभाषित किया जिस पर एक और परियोजना PLANETS में आगे काम किया गया। इस समाधान का नया विचार प्रति QoS वर्ग अलग जिटर मूल्य पर सहमत होना था जो नेटवर्क नोड्स पर लागू किए गए हैं। सर्वोत्तम प्रयास सहित, QoS के चार वर्ग परिभाषित किए गए, दो लोचदार और दो बेलोच. समाधान के कई लाभ हैं:

• एंड-टु-एंड विलंब और पैकेट क्षति दर का पूर्वानुमान लगाया जा सकता है।
• आसान अनुसूचक से कार्यान्वयन सुगम है और कतार की लंबाई PLANETS में दी गई है।
• अनुपालन के लिए नोड्स को आसानी से सत्यापित किया जा सकता है।
• अंतिम उपयोगकर्ता गुणवत्ता में अंतर नोटिस नहीं करते हैं।

MUSE परियोजना ने अंत में अपने ख़ुद के QoS समाधान को विस्तार से प्रतिपादित किया, जो मुख्य रूप से इन पर आधारित है:

• यातायात के वर्गों का उपयोग
• चयनात्मक CAC अवधारणा
• उपयुक्त नेटवर्क आयाम

सेवा प्रक्रियाओं की गुणवत्ता

इंटरनेट 2 अबिलीन नेटवर्क के विपरीत, वास्तव में निजी नेटवर्कों के अंतःसंबंध अंतरण बिंदुओं की श्रृंखला है और स्वयं में कोई नेटवर्क नहीं। इसलिए इंटरनेट का कोर, असंख्य अलग-अलग नेटवर्क सेवा प्रदाताओं के स्वामित्व में और उनके द्वारा प्रबंधित है, किसी एकल सत्ता द्वारा नहीं। इसका व्यवहार अत्यधिक प्रसंभाव्य या अप्रत्याशित है। इसलिए, QoS प्रक्रियाओं पर अनुसंधान जारी है जो बड़े, विविध नेटवर्कों में परिनियोजन योग्य हों.

आधुनिक पैकेट-स्विच नेटवर्कों में QoS के लिए दो प्रमुख अभिगम मौजूद हैं, नेटवर्क के साथ अनुप्रयोग अपेक्षाओं के अंतरण पर आधारित प्राचलीकृत प्रणाली और एक वरीयता प्रणाली जहां प्रत्येक पैकेट नेटवर्क के लिए एक अपेक्षित सेवा स्तर की पहचान करता है। इंटरनेट पर, समन्वित सेवाएं ("IntServ") प्राचलीकृत अभिगम को लागू करता है। इस मॉडल में, अनुप्रयोग नेटवर्क के ज़रिए संसाधनों के अनुरोध और आरक्षण के लिए संसाधन आरक्षण प्रोटोकॉल (RSVP) का उपयोग करते हैं।

विभेदित सेवाएं ("DiffServ") वरीयता मॉडल को लागू करता है। DiffServ पैकेटों को उनके द्वारा अपेक्षित सेवा प्रकार के अनुसार चिह्नित करता है। इन चिह्नों की प्रतिक्रिया में, रूटर्स और स्विच आवश्यकता के अनुरूप निष्पादन के लिए विभिन्न कतार रणनीतियों का उपयोग करते हैं। (IP परत में, विभेदित सेवाएं कोड बिंदु (DSCP) चिह्न IP पैकेट शीर्षक के TOS क्षेत्र में पहले 6 बिट का उपयोग करते हैं। मैक परत में, अनिवार्य रूप से वही जानकारी ले जाने के लिए VLAN IEEE 802.1q and IEEE 802.1p इस्तेमाल किया जा सकता है।)

सिस्को IOS NetFlow और सिस्को वर्ग आधारित QoS (CBQoS) प्रबंधन सूचना आधार (MIB) दोनों को Cisco नेटवर्क डिवाइस के भीतर प्रभावित किए जा सकते हैं ताकि QoS नीतियों में दृश्यता और नेटवर्क यातायात पर उनकी प्रभावशीलता हासिल हो सके।

गैर-IP प्रोटोकॉल, विशेषतः जो वॉइस संचरण के लिए प्रयुक्त हों, जैसे कि ATM या GSM, पहले ही कोर प्रोटोकॉल में QoS को लागू कर चुके हैं और इसे हासिल करने के लिए अतिरिक्त प्रक्रियाओं की उन्हें ज़रूरत नहीं है।

एंड-टु-एंड सेवा गुणवत्ता

एंड-टु-एंड सेवा गुणवत्ता के लिए आम तौर पर किसी स्वायत्त प्रणाली और अन्य के बीच संसाधन आबंटन की समन्वयन पद्धति अपेक्षित है। EuQoS [३] जैसे अनुसंधान सहायता संघ और IPsphere [४] जैसे मंच ने एक डोमेन से अगले डोमेन तक QoS आह्वान से हाथ मिलाने के लिए तंत्रों को विकसित किया है। IPsphere ने नेटवर्क को सेटअप करने, उसके आह्वान और आश्वासन के लिए सिग्नलिंग बस SSS (सर्विस स्ट्रक्चरिंग स्ट्रेटम) को परिभाषित किया। EuQoS ने SIP, NSIS और IPsphere SSS को एकीकृत करने के लिए प्रयोग आयोजित किए।

इंटरनेट इंजीनियरिंग टास्क फोर्स (IEFT) ने बैंडविड्थ आरक्षण के लिए RSVP प्रोटोकॉल को परिभाषित किया। RSVP एक एंड-टु-एंड बैंडविड्थ आरक्षण प्रोटोकॉल है जो एंड-टु-एंड QoS.RSVP:संसाधन आरक्षण प्रोटोकॉल के लिए भी उपयोगी है। यातायात इंजीनियरिंग संस्करण, RSVP-TE, का यातायात-निर्मित MPLS लेबल-स्विच्ड पथों की स्थापना के लिए आज कई नेटवर्क में प्रयोग किया जाता है।

IEFT ने लक्ष्य के रूप में QoS संकेत के साथ NSIS (सिग्नलिंग में अगला कदम) को भी परिभाषित किया। NSIS, RSVP का विकास और सरलीकरण है। NSIS [५]

सेवा गुणवत्ता निवारण

सुरक्षित सॉकेट परत, I2P, जैसे मज़बूत क्रिप्टोग्राफ़ी नेटवर्क प्रोटोकॉल और वर्चुअल प्राइवेट नेटवर्क, उनका उपयोग करते हुए अंतरित डेटा को अस्पष्ट कर देते हैं। चूंकि इंटरनेट पर सभी इलेक्ट्रॉनिक कॉमर्स को ऐसे मज़बूत क्रिप्टोग्राफ़ी प्रोटोकॉल की ज़रूरत है, एनक्रिप्टेड यातायात के निष्पादन की एकतरफ़ा पदावनति ग्राहकों के लिए अस्वीकार्य ख़तरा पैदा करती है। तथापि, एन्क्रिप्टेड यातायात अन्यथा QoS के लिए गहरे पैकेट निरीक्षण से गुजरने में असमर्थ है।

IP पर सेवा गुणवत्ता के बारे में संदेह

गेरी बचुला, Internet2 के विदेशी मामलों के उपाध्यक्ष, दावा करते हैं कि कोर नेटवर्क में विशिष्ट QoS प्रोटोकॉल तब तक अनावश्यक हैं जब तक कि कोर नेटवर्क लिंक इस हद तक "अति-प्रावधानिकृत" हैं कि नेटवर्क यातायात को कभी देरी का सामना नहीं करना पड़ता. "सेवा गुणवत्ता" इंजीनियरिंग में, यह सूत्रीकरण नियंत्रण प्रवेश सुविधा द्वारा गारंटीकृत है।

Internet2 परियोजना ने 2001 में पाया कि QoS प्रोटोकॉल संभवतः उस समय उपलब्ध उपकरणों के साथ अबिलीन नेटवर्क के अंदर नियोजन के योग्य नहीं थे। जबकि नए रूटर्स बिना निष्पादन क्षति के, QoS प्रोटोकॉल का अनुसरण करने में सक्षम हैं, उस समय उपलब्ध उपकरणों ने QoS को लागू करने के लिए सॉफ्टवेयर पर निर्भर किया।Internet2 अबिलीन नेटवर्क समूह ने यह भी पूर्वानुमान लगाया कि QoS पर लक्ष्यांकित प्रोटोकॉल संशोधनों द्वारा "संभार-तंत्रीय, वित्तीय और संगठनात्मक बाधाएं किसी भी बैंडविड्थ गारंटियों के मार्ग को अवरुद्ध करेगी". संक्षेप में उनका विश्वास है कि अर्थशास्त्र द्वारा नेटवर्क प्रदाताओं को महंगी QoS सेवाओं के प्रति ग्राहकों पर दबाव डालने के उपाय के रूप में उत्तम प्रयास यातायात गुणवत्ता को जानबूझकर क्षति पहुंचाने की संभावना है।

अबिलीन नेटवर्क 2006 के प्रारंभ में नेटवर्क तटस्थता पर सिनेट वाणिज्य समिति की सुनवाई में गेरी बचुला के लिए गवाही का आधार था। उन्होंने राय व्यक्त की कि उनके द्वारा परीक्षित QoS हासिल करने के लिए विभिन्न योजनाओं की तुलना में अधिक बैंडविड्थ जोड़ना ज़्यादा प्रभावी है।

बचुला की गवाही को सेवा गुणवत्ता पर प्रतिबंध लगाने के कानून के समर्थकों द्वारा सबूत के रूप में उद्धृत किया गया है कि ऐसी पेशकश के द्वारा किसी भी वैध उद्देश्य की पूर्ति नहीं होती. बेशक यह तर्क इस धारणा पर आधारित है कि अधिक प्रावधान QoS का कोई रूप नहीं है और यह हमेशा संभव है। जाहिर है, लागत और अन्य कारक अधिक प्रावधान वाले नेटवर्कों के स्थायी निर्माण और अनुरक्षण में वाहकों की क्षमता को प्रभावित करते हैं।

मानकों की गतिविधि

• टेलीफोनी के क्षेत्र में सेवा की गुणवत्ता, या QoS, 1994 के दौरान ITU-T Recommendation E.800 में परिभाषित किया गया था। यह परिभाषा बहुत व्यापक है जिसमें 6 प्राथमिक घटक सूचीबद्ध हैं: समर्थन, संचालनीयता, अभिगम्यता, प्रतिधारणीयता, अखंडता और सुरक्षा.
• 1998 में ITU ने डेटा नेटवर्किंग के क्षेत्र में QoS पर चर्चा करते हुए एक दस्तावेज़ प्रकाशित किया, ITU-T Recommendation X.641. QoS से संबंधित मानकों के विकास और आवर्धन का X.641 ज़रिया उपलब्ध कराता है और अवधारणाएं और शब्दावली प्रदान करता है जो संबंधित मानकों की निरंतरता को बनाए रखने में मदद करेंगी।
• मुख्य QoS से संबंधित IETF RFC, IPv4 और IPv6 हेडर (RFC 2474) और संसाधन आरक्षण प्रोटोकॉल (RSVP) (RFC 2205) में विभेदित सेवा क्षेत्र (DS क्षेत्र) की परिभाषा हैं; इन दोनों के ऊपर चर्चा कर चुके हैं। IETF ने QoS: RFC 2990 की पृष्ठभूमि देते हुए दो RFC प्रकाशित किए हैं: IP QoS संरचना के लिए अगले क़दम और RFC 3714:, इंटरनेट पर वॉइस ट्रैफ़िक के लिे संकुलन नियंत्रण के संबंध में IAB की चिंताएं.

ओपन सोर्स QoS सॉफ्टवेयर

• Linux Advanced Routing & Traffic Control
• Bandwidth Arbitrator
• Untangle
• Zero Shell
• Mod qos द्वारा वेब अनुप्रयोगों में QoS का संयोजन

इन्हें भी देखें

• BSSGP
• सर्वोत्तम-प्रयास
• सेवा वर्ग
• गहन पैकेट निरीक्षण (DPI)
• डाउनस्ट्रीम QoS
• सेवा श्रेणी (GOS)
• मीन ओपिनियन स्कोर (MOS)
• मोबाइल QoS
• नेटवर्क तटस्थता
• अनुभव की गुणवत्ता (QoE)
• ट्यूबों की श्रृंखला
• स्ट्रीमिंग मीडिया
• व्यक्तिपरक वीडियो गुणवत्ता
• सोपानकृत इंटरनेट
• ट्रैफ़िक शेपिंग
• QPPB

सन्दर्भ

• जॉन इवांस द्वारा डिप्लाइंग IP एंड MPLS QoS फ़ॉर मल्टिसर्विस नेटवर्क: थिअरी एंड प्रैक्टिस, क्लैरेंस फ़िल्सफ़िल्स (मार्गन कॉफ़मैन, 2007, ISBN 0-12-370549-5)
• लेली, एफ़. मेरॉन, जी.ऑरलैंडो, एस. क्लाएंट साइट एस्टिमेशन ऑफ़ ए रिमोट सर्विस एक्ज़िक्यूशन. कंप्यूटर और दूरसंचार प्रणालियों के मॉडलिंग, विश्लेषण और अनुरूपण पर 15वीं अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी. MASCOTS '07. Electronic Edition
• मारियो मारचीज़ द्वारा QoS ओवर हिटरोजिनियस नेटवर्क्स (विले, 2007, ISBN 978-0-470-01752-4)
• RFC 1633—इंटरनेट संरचना में समन्वित सेवाएं: एक सिंहावलोकन
• RFC 2475-विभेदित सेवाओं के लिए एक संरचना
• RFC 3209—RSVP-TE: LSP टनलों के लिए RSVP में विस्तार
• क्ज़ाइपेंग क्ज़ियाओ द्वारा टेक्निकल, कमर्शियल एंड रेग्यूलेटरी चैलेंजस ऑफ़ QoS: एन इंटरनेट सर्विज मॉडल पर्स्पेक्टिव (मार्गन कॉफ़मैन, 2008, ISBN 0-12-373693-5)

बाहरी कड़ियाँ

• QoS Tutorial
• Quality of Service Networking
• Network QoS