QoS - クラス分類とマーキング

QoS で使われる色々な機能

QoS の細かい話に入る前に、QoS がどのような動作をしているのか
について書いておきましょう。

QoSの基本的な機能には以下の4つがあります。

  • クラス分類(Classification)
  • マーキング(Marking)
  • キューイング(Queuing)
  • スケジューリング(scheduling)

 

クラス分類

QoS は特定のトラフィックを他のトラフィックよりも優先させて
通信を行ったり、トラフィックが輻輳していても特定のパケットだけは
廃棄させないようにするための機能です。

ということはつまり QoS は、まず優先させるためのパケットを
分類することから始めるわけですね。

分類するキーワードには様々あるのですが、代表的なキーワードは
以下の通りです。

  • 送信元 / 宛先IPアドレス
  • 送信元 / 宛先ポート番号
  • 入力インタフェース
  • パケットサイズ
  • NBAR(Network Based Application Recognition)
  • IP Precedence
  • DSCP
  • CoS(Class of Service)
  • MPLS Exp

このように、アプリケーションや宛先アドレスなど、パケットを
ある特定の条件で分類することを、「クラス分類(Classification)」
と呼んでいます。

 

マーキング

分類されたパケットをそれぞれグループ化するプロセスを
マーキング(Marking)」と呼んでいます。

ネットワークに流れているパケット毎に、特定の条件にマッチしたものを
それぞれの優先度に合わせてグループ化
していきます。

具体的には、パケットのヘッダにある以下のフィールドに記述していきます。

  • IP Precedence
  • DSCP
  • CoS(Class of Service)
  • MPLS Exp

IP Precedence / DSCP

IP Precedence と DSCP は IP ヘッダの ToS(Type of Service)フィールド
にあります。

 

ToS フィールドの上位 3 ビットを IP Precedence としてパケットを
マークするために使用されます。

IP Precedence は 3 ビットのため、0 ~ 7 まで 8 クラスしか
分けることは出来ない。

そこで、IP Precedence を拡張させるために考えられたので DSCP です。

DSCP は ToS フィールドの上位 6 ビットを使用し、最大 64(0 ~ 63)
まで分類が可能となっています。

さらに、IP Precedence と同じ ToS フィールドを使用しているため、
IP Precedence との互換性も保たれています。

 

CoS(Class of Service)

CoS は、IEEE802.1Q VLANタグ内のフィールドで、レイヤ 2 フレームに
優先度を付与する際に使用されます。

CoS はイーサヘッダ内ではなく、VLAN タグ内の TCI フィールドに
記述されます。

CoS については、別途 Switch の QoS について書く際に詳しく
解説する予定です。

 

MPLS Exp

MPLS Exp は MPLSラベル内のExp(Experimental)ビットに設定します。

MPLS ネットワーク内で、QoS を実施する際に使用されます。

MPLS に関してはここでは解説しませんです。
MPLS に興味の有る方はこちらをごらんくださいませ。
MPLS技術

以上のようにネットワーク上のルータに、上記フィールドの優先度を
設定しておけば、そのネットワーク上を流れるパケットごとに
優先度を確認し、輻輳が起こった際は優先度の高いパケットを 優先して転送するわけです。

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