1. QoS가 사용되는 경우

네트워크상에 흐르는 트레픽이 적어서 사용되는 네트워크 환경에 부하를 주지 않는다면 문제가 없다.

반대로, 장비가 처리가능한 용량을 넘어선 트레픽이 발생되는 경우 모든 트레픽을 처리하기 위해서 지연(Delay)이 발생되고 결국 시스템에 처리되지 못하여 폐기(Drop)이 발생되면서 통신에 문제가 생길 수 있다.

이러한 경우 어떠한 트레픽을 먼저 처리하고 보장할 것인지 가능하게 해주는 기술인 QoS를 사용하면 문제를 예방 할 수 있다.

2. QoS는 무엇인가?

네트워크 혼잡이 발생될 경우 어떤 트레픽을 버리고, 어떤 트레픽을 Forwarding 할 것인지 선택하여 통신을 보장하는 기술.

트레픽에 우선순위(Priority)를 표시하는 방법은 IP Header의 TOS Field의 DSCP(Differentiated Serviced Code Point)를 사용한다.

Best-Efford : QoS를 적용하지 않음

Assured Forwarding (AF) : 대역폭 보장이 필요한 경우 사용

Expedited Forwarding (EF) : 낮은 지연이 필요한 경우 사용 ( 송신 버퍼에 저장되지 않고 바로 전달)

※ Class 번호는 더 높은 값이 우선시되어 송신 버퍼에 저장되며(후에 먼저 송신), 송신 버퍼가 가득 찼을 경우 더 낮은 트레픽을 Drop시켜 그 자리를 선점할 수 있습니다.

3. 버퍼와 QoS 적용 시점

트레픽이 수신되면 처리(Process)되는 과정이 있다. QoS도 이러한 처리 과정 위에서 진행되어야 하기 때문에 알아두어야 할 부분이다.

QoS가 적용되기 위해서는 CPU에서 DSCP Value를 읽을 수 있어야 하며, 그 값에 해당하는 Action을 할 수 있다.

즉, 트레픽이 Output되는 방향으로 QoS를 적용시켜야 한다.

4. QoS 방식

4.1 Policing

제한된 값을 초과하는 모든 트레픽을 폐기(Drop)하는 방식

4.2 Shaping

제한된 값을 초과할 경우 트레픽을 송신버퍼에 저장하고 제한값 미만으로 될 경우 저장된 트레픽을 순차적으로 송신하는 방식.

트레픽이 저장되고 송신되기 때문에 지연이 발생할 수 있으며, 우선순위 값에 의해 저장된 트레픽이 삭제되고 더 높은 값으 트레픽이 대신 저장될 수 있다.

5. 정리하면서

• 혼잡이 발생될 경우 중요한 서비스의 트레픽을 보호하고 지속시킬 수 있게 하는 기능이다. 

• IP헤더의 TOS Field에서 DSCP를 사용하여 트레픽마다 우선순위(Priority)를 부여하고 그게 맞는 송신방식을 적용한다.

• 가장 우선시 해야하는 트레픽은 송신버퍼에 저장되지 않고 바로 전송되며, 지연을 가져도 되는 트레픽은 송신버퍼에 저장시킨 후 혼잡이 제한값 밑으로 감소되면 순차적으로 송신을 시작하며, QOS를 적용시키지 않을 트레픽은 혼잡이 발생하면 1순위로 폐기(Drop)된다.

• QoS를 적용할 경우 CPU에서 DSCP값을 읽고 Priroity에 맞는 송신 방식을 취해야 하므로, 트레픽이 output되는 방향의 Network Interface에 적용시켜야 한다.

참고 사이트 : https://www.ictshore.com/free-ccna-course/qos-fundamentals/