Квалитет на услуга (QoS) се однесува на неколку поврзани аспекти од телефонијата и Компјутерски мрежи кои дозволуваат пренос на сообраќај со посебни побарувања. Поточно, голем број на технологии се развиени за да овозможат компјутерските мрежи да станат исто толку добри за звучни разговори како и телефонските мрежи, како и поддршка на нови апликации со уште построги побарувања.
Дефиниции Во полето на телефонијата, квалитет на услуга е дефинирано од ITU-T во 1994 година. Квалитет на услуга се состои од повеќе аспекти на една врска, како што се: време на одговор, загуба на сообраќај, однос сигнал-врска, преслушување, ехо, прекини, гласност итн.
Во полето на Компјутерски мрежи и други телекомуникациски мрежи кои користат пакетен пренос, терминот Квалитет на услуга подразбира механизми за резервација на ресурси наместо постигнатиот квалитет на услуга. Квалитет на услуга е способноста да се обезбеди различен приоритет на различни апликации, корисници, или податоци, или да се гарантираат одредени перформанси на протокот на податоци. На пример може да се гарантира одредена брзина на пренос, доцнење, веројатност за отфрлање на пакети или број на грешки во преносот. Квалитетот на услуга е важен доголку капацитетот на мрежата е недоволен, посебно за апликации во реално време, како на пример Voice over IP, онлајн игри или Дигитална телевизија, бидејќи овие често побаруваат константна брзина и се осетливи на задоцнување.
Мрежниот протокол кој поддржува Квалитет на Услуга може да се договори со апликацијата и да го резервира потребниот капацитет во јазлите на мрежата, на пример за време на воспоставување на сесијата. За време на преносот протоколот може да ја наблудува состојбата на врската и динамички да ги приспособува јазлите во мрежата, исто така може да ги ослободи резервираните ресурси откако ќе заврши сесијата.
Мрежите кои работат на принцип "best-effort" не поддржуваат квалитет на услуга. Кај нив се користи алтернатива на сложените Квалитет на услуга механизми која овозможува висок квалитет на комуникација со доделување на поголем капацитет отколку што е потребно, за да биде доволно и за најголемиот товар. Слободниот капацитет на мрежата од ваквото доделување ја елиминира потребата од механизми за Квалитет на услуга.
Историја Насочувачите и Преклопниците најчесто работат на принцип "best effort". Ваквата мрежна опрема е поевтина, поедноставна и побрза, а со тоа и повеќе популарна од посложените технологии кои овозможуваат механизми за квалитет на услуга. Како дел од заглавјето на IPv4 протоколот постоеја 4 бита наменети за Тип на услуга, и 3 наменети за "предност", но тие претежно не беа почитувани.
Со развојот на дигиталната телевизија и семрежната телефонија, механизмите за квалитет на услуга се почесто се достапни на крајните корисници.
Бројни обиди за развој на технологии од Податочно Ниво кои додаваат белези за квалитет на услуга на податоците станале популарни за време на годините, но подоцна го загубиле вниманието. Некои од нив се Пренос со рамки и Асинхрон режим на пренос. Во поскоро време популарна е и MultiProtocol Label Switching,техника помеѓу Второто и Третото ниво која овозможува брзо насочување и контрола на јазлите.
Во Етернет мрежите може да се користат Виртуелни мрежи за да се обезбедат различни нивоа на квалитет на услуга.На пример од еден насочувач може да излегуваат повеќе виртуелни мрежи, една за пристап до семрежјето со најмал приоритет, една за дигитална телевизија и една за семрежна телефонија.
Квалитети на сообраќај Во мрежи со пакетен пренос, на Квалитетот на услугата влијаат повеќе фактори, кои можат да бидат поделени на Човечки и Технички фактори. Човечките фактори вклучуваат: стабилност на услуга, достапност на услуга, задоцнувања и кориснички информации. Техничките фактори вклучуваат: доверливост, проширивост, делотворност, одрживост итн.Peuhkuri M., IP Quality of Service, Helsinki University of Technology, Laboratory of Telecommunications Technology, 1999.
Многу работи можат да им се случат на пакетите како што патуваат од потеклото до одредиштето, резултирајќи со следните проблеми, набљудувани од страната на праќачот и примачот: Низок проток Заради променливоста на товарот врз мрежата од другите корисници кои ги користат истите мрежни ресурси, брзината на пренос која може да биде обезбедена за одреден податочен проток може да биде премала за некои сервиси доколку сите податочни протоци добиваат ист приоритет. Изгубени пакети Насочувачите може да не успеат да испорачат некои пакети ако нивните податоци се корумпирани или пристигнат кога меморијата на насочувачите веќе е полна. Апликацијата која ги прима податоците може да побара истите информации да се испратат повторно, притоа предизвикувајќи големи задоцнувања во целиот пренос. Грешки Некогаш пакетите се корумпирани заради грешки во битовите предизвикани од шум и мешање од други извори, особено во безжична комуникација и долги бакарни жици. Примачот мора да ги детектира овие грешки исто како да бил изгубен целиот пакет, и да праша оваа информација да биде пратена одново. Доцнење Можно е да треба долго време за секој пакет да стигне до својата цел, бидејќи е задржан во долги редици, или се движи по споредна патека за да избегне застои. Ова е различно од вкупен проток, бидејќи задоцнувањето може да се собере со тек на времето, дури и ако протокот е нормален. Во некои случаи, големо доцнење може да оневозможи некои апликации како VoIP или онлајн игри. Нерамномерен Проток ("Jitter") Пакетите од изворот ќе стигнат до целта со различни задоцнувања. Задоцнувањето на пакетите се разликува со неговата позиција во редиците на насочувачите кои се наоѓаат на неговиот пат од изворот до одредиштето и оваа позиција може да се менува непредвидливо. Овие разлики во задоцнувањето се нарекуваат ("Jitter") и сериозно можат да влијаа на квалитетот на звукот или видеото кое се пренесува. Вонредна достава Кога група на поврзани пакети се насочува низ мрежа, различни пакети можат да одат по различни патеки, секој со различно доцнење. Резултатот е тоа што пакетите пристигнуваат во различен редослет од оној во кој биле пратени. Овој проблем бара дополнители протоколи задолжени за подредување на вонредните пакети во оригиналниот редослед кога ќе пристигнат кај целта. Ова е особено важно за видео и VoIP протоци каде што доцнењето и недостатокот на редослед влијаат значително.
Примена Одреден предефиниран квалитет на услуга може да биде побаран за одреден вид на мрежен сообраќај, на пример:
Емитување на податоци IP телефонија исто така позната како VOIP Видеоконференции Апликации за складирање како iSCSI и FCoE Емулирање на кола Апликации каде што безбедноста е во прашање како хирургија од далечина каде проблеми со достапноста можат да бидат опасни Системи за поддршка на мрежата, или за самата мрежа или за корсиници со строги барања Семрежни игри каде доцнењето може да биде фактор Системи за индустриска контрола кои се користат за контролирање на машинерија во реално време
Овие видови на услуга се наречени не-еластични што значи дека тие побаруваат одредено минимално ниво на проток и одредено максимално доцнење за да функционираат. За констраст, еластичните апликации можат да работат без разлика колку мал проток е достапен. Апликациите за префрлање на големи фајлови со податоци кои се потпираат на TCP се најчесто еластични.
Начин на работа Кај мрежите со комутација на кола, посебно оние кои се наменети за пренос на говор, како на пример Асинхрон режим на пренос или GSM, имаат квалитет на услуга во јадрото на својот протокол и не им се потребни дополнителни процедури за да го постигнат. Пократки податочни целини и вграден QoS биле некои од нивните главни предности за апликации како видео по потреба.
Кога цената на механизмите за овозможување на квалитет на услуга е оправдан, потрошувачите и услужниците можат да склучат договор наречен Договор за ниво на услуга, кој ги назначува гаранциите за способноста на прежата или протоколот да овозможи гарантирани преформанси/проток/задоцнување основани на взаемно договорени мерки, обично преку задавање на приоритет на сообраќајот. Кај други пристапи, ресурсите се резервирани на секој чекор во мрежата за секој повик како што е поставен.
Обезбедување повеќе од потребно Алтернатива на сложените механизми за контрола на квалитетот на услугата е да се овозможи висок квалитет на комуникацијата со дарежливо додавање на ресурси на мрежата така да капацитетот на мрежата да биде основан на врвот на очекуваниот товар. Овој пристап е едноставен за мрежи со предвидлив товар. Перформансите овозможени овака се разумни за многу апликации. Тоа може да вклучува побарувачки апликации кои можат да надокнадат за промените на протокот и задоцнувањето со големи приемни баффери, кое е често возможно на пример во стримување на видео. Овој пристап не е доволно кога се работи за алчни протоколи како Протоколот за контрола на пренос кој со тек на времето го зголемува протокот сè додека не го зафати целиот слободен простор и започне да губи пакети. Вакви алчни протоколи имаат тенденција да го зголемуваат доцнењето и загубата на пакети за сите корисници.
Комерцијалните VoIP услуги често се споредливи со традиционалните телефонски услуги во смисла на квалитетот на повикот дури и кога механизмите за квалитет на услуга не се употребуваат кај корисникот. Но во ситуации при зголемен товар, квалитетот на VoIP може да се намали до ниво на мобилната телефонија или уште полошо. Математиката на пакетниот сообраќај покажува дека мрежата побарува само 60% поголем капацитет при конзервативни претпоставки.
Количината на ресурси кои треба да се додадат на внатрешните врски потребно за да ги замени мерките за Квалитет на услуга зависи од бројот на корисници и нивната потреба за сообраќај. Ова ја ограничува корисноста на овој пристап. Новите апликации кои користат сè повеќе сообраќај како и зголемувањето на бројот на корисници резултира со неуспешност на овој пристап. Притоа ова бара физичка надградба на мрежата за која станува збор што е скап процес. Затоа дарежливото доделување на ресурси не може слепо да се прати на семрежјето.
IP и Етернет За разлика од мрежите поседувани од единечни лица, семрежјето е низа точки за размена кои поврзуваат приватни мрежи.An Evening With Robert Kahn , from Computer History Museum, 9 Jan 2007 Притоа јадрото на семрежјето е поседуван и раководен од неколку различни семрежни услужници, а не единствено тело. Ваквата организација придонесува за непредвидливо и самостојно однесување. Затоа, се продолжува со истражување во нови процедури за квалитет на услуга кои можат да се применат во големи и разнолики мрежи.
Постојат два главни пристапи за овозможување на квалитет на услуга во модерните IP мрежи со пакетен пренос, параметризиран систем основан на побарувањата на апликациите со мрежата, и приоритизиран систем каде секој пакет назначува пожелено ниво на услуга на мрежата. Пристапот со интегрирани сервиси(IntServ) го применува параметарскиот пристап. Во овој модел, апликациите го користат протоколот за резервирање на ресурси за да побараат и резервираат ресурси од мрежата. Пристапот со диференцирани сервиси(DiffServ) го применува моделот со приоритизирање. Овој модел ги обележува пакетите во однос на типот на услуга кои го бараат. Во однос на овие обележја, насочувачите и преклопниците користат различни стратегии за редење за да ги приспособат преформансите на очекувањата. Белезите на овој сервис ги користат првите 6 битови од заглавјето на IPv4 во полето тип на услуга (Type of service).