جودة الخدمة QoS: الصوت أولًا حين تزدحم الوصلة

طريقان إلى نفس الفكرة

قبل أن تبدأ

الفكرة الجوهرية

1متى تحتاج QoS أصلًا؟

QoS يعمل فقط عند الازدحام: حين تصل حزم أكثر مما يخرج، فتصطف في طابور. في شبكة LAN بسرعة 10 Gbps ومستخدمين قليلين لا يكاد يظهر. مكانه الحقيقي: وصلات WAN بين الفروع، ووصلة الإنترنت، والواي فاي، ونقاط تجمّع منافذ كثيرة في منفذ واحد. السؤال الأول دائمًا: هل أحل المشكلة بسعة أكبر بسعر معقول؟

2التصنيف والتعليم بـ DSCP

صنّف أقرب ما يكون للمصدر: منفذ الهاتف، أو قائمة تطابق المنافذ والعناوين. ثم علّم الحزمة بكتابة قيمة DSCP في رأس IP، فلا يحتاج كل موجّه بعدها أن يعيد الفحص. وحد الثقة مهم: لو وثقت بأي علامة، فسيعلّم أي برنامج حركته EF ليتقدم الطابور.

هذا ما تراه في Wireshark: حقل ToS بايت واحد، وأعلى ستة بتات منه هي DSCP.

CLASSES = {46: "EF voice", 34: "AF41 video", 26: "AF31 signalling", 18: "AF21 business",
           8: "CS1 scavenger", 48: "CS6 routing", 0: "best effort"}

def dscp_of(tos_byte):
    return tos_byte >> 2                    # DSCP is the top 6 bits of the old ToS byte

for tos in (0xB8, 0x88, 0x00, 0x20, 0xC0):
    d = dscp_of(tos)
    print(f"ToS 0x{tos:02X} = {tos:08b} -> DSCP {d:2} ({d:06b}) {CLASSES.get(d, '?')}")

3الطوابير: الأولوية والحصص

في منفذ الخروج طوابير متعددة. LLQ طابور أولوية صارم: كلما وُجدت حزمة صوت خرجت أولًا. لكنه محدود بسقف، وإلا لجوّع الصوت الكثير كل شيء آخر. الباقي في CBWFQ: لكل فئة نسبة مضمونة وقت الزحام، والفائض يُقسم. وفي طابور الحركة العادية، WRED يرمي حزم TCP مبكرًا قليلًا قبل أن يمتلئ الطابور، فتبطئ الأجهزة قبل أن يُرمى كل شيء.

class-map match-any VOICE
 match dscp ef
policy-map WAN-OUT
 class VOICE
  priority percent 30          ! LLQ, capped at 30%
 class VIDEO
  bandwidth percent 25
 class class-default
  fair-queue
  random-detect dscp-based
! shape to the provider rate, then queue inside the shaper
policy-map SHAPE-50M
 class class-default
  shape average 50000000
  service-policy WAN-OUT
interface gi0/0/1
 service-policy output SHAPE-50M

4التحديد والتشكيل، وحساب الصوت

منفذك 1 Gbps لكن عقد المزوّد 50 Mbps. لو أرسلت أسرع، سيرمي المزوّد الزائد عشوائيًا (policing) فيضيع صوتك مع غيره. الحل أن تشكّل أنت إلى 50 Mbps قبل أن تخرج، فيحدث الطابور عندك حيث يعمل QoS الذي ضبطته. ولحجز طابور الصوت احسب: عدد المكالمات المتزامنة × عرض المكالمة الواحدة.

غيّر عدد المكالمات أو الترميز لترى متى يتجاوز الصوت ثلث الوصلة.

def call_kbps(codec_kbps, ms_per_packet, overhead_bytes):
    pps = 1000 / ms_per_packet
    payload = codec_kbps * 1000 / 8 / pps            # bytes of voice per packet
    return (payload + overhead_bytes) * 8 * pps / 1000

ETH_IP_UDP_RTP = 18 + 20 + 8 + 12                    # Ethernet + IP + UDP + RTP headers
g711 = call_kbps(64, 20, ETH_IP_UDP_RTP)
g729 = call_kbps(8, 20, ETH_IP_UDP_RTP)
print(f"G.711 call: {g711:.1f} kbps   G.729 call: {g729:.1f} kbps")

link_mbps, calls = 50, 120
need = calls * g711 / 1000
print(f"{calls} G.711 calls need {need:.1f} Mbps = {100 * need / link_mbps:.0f}% of {link_mbps} Mbps")
print("fits a 33% priority queue" if need <= link_mbps * 0.33 else "too much voice: use G.729 or a bigger link")

مثال محلول

المسألة: فرع بوصلة WAN 20 Mbps، فيه 40 هاتفًا (أقصى 25 مكالمة متزامنة بـ G.711)، وفيديو اجتماعات، ونسخ احتياطي ليلي يبدأ أحيانًا نهارًا. المكالمات تتقطع عند النسخ. صمّم السياسة.

الحل: الصوت: 25 × 87.2 ≈ 2.2 Mbps، نحو 11% من الوصلة، فطابور أولوية بسقف 15% يكفي ويترك هامشًا. الفيديو AF41 بحصة 30%. تطبيقات العمل AF21 بحصة 20%. النسخ الاحتياطي يُعلَّم CS1 ويأخذ ما تبقى فقط. حد الثقة: منافذ الهواتف تثق بعلامة الهاتف، وكل منفذ آخر يُعاد تعليمه 0. والأهم: شكّل إلى 20 Mbps على منفذ الخروج وضع السياسة داخل المشكّل. تحقق بقياس الارتعاش والفقد للمكالمات أثناء نسخ احتياطي تجريبي.

خرافة مقابل حقيقة

أين تقابله في العمل

اختبر فهمك

بطاقات مراجعة سريعة

تحقق من فهمك