Никто не любит, когда при загрузке веб-страницы они открывают очень долго, а закачка файлов не происходит на том уровне, на каком хотелось бы. Хотя, при заказе услуги у провайдера там ясно значилось 20 или даже 100 Мб/с, а на деле мы не получаем такой скорости.
Конечно, этому есть объяснение. Во-первых, система забирает порядка 20% на свои нужды, во-вторых, браузеру поступает ответ с DNS-серверов, правда на это нужно время.
Чтобы там не было, мы сейчас разберемся, как увеличить скорость интернета в несколько раз.
Отключаем ограничение скорости QoS
Обычно в системе стоит ограничение в 20% по скорости, хотя у всех может быть по-разному. Для увеличения скорости интернета необходимо отключить этот параметр. Для этого мы будем пользоваться локальными групповыми политиками. К сожалению, данная функция доступна только на Pro редакциях Windows.
Откройте окошко «Выполнить», с помощью комбинации Win+R и в появившемся окне напишите такую команду: gpedit.msc .
С левой стороны открывшегося окна идём в раздел: Конфигурация компьютера – Административные шаблоны – Сеть – Планировщик пакетов QoS – Ограничить резервируемую пропускную способность .
Находим там пункт «Ограничить резервную пропускную способность». Нажмите на нём дважды и установите параметр в положение «Включено» , а потом впишите цифру «0» в «Ограничение пропускной способности». Нажмите «Применить».
Чтобы убедиться, работает ли сетевое устройство с планировщиком пакетов QoS нужно зайти в Центр управления сетями и общим доступом. Попасть туда можно, если нажать на панели задач по значку Wi-Fi, либо проводному подключению правой кнопкой мыши. Слева переходим в раздел «Изменение параметров адаптера». Нажимаем правой кнопкой мыши по своему подключению и выбираем «Свойства». Там должен появится параметр «QoS Packet Scheduler» , отмеченный галочкой.
Отключение QoS через реестр
При наличии другой версии Windows, кроме PRO эта инструкция может вам подойти. Переходим в реестр, для этого используем комбинацию Win+R и вводим команду regedit .
Идём в следующий раздел:
| HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Policies\Microsoft |
Здесь находим раздел Windows , нажимаем по нему правой кнопкой мыши и создаём новый раздел с именем Psched .
Переходим в созданный раздел и справа создаем параметр DWORD 32 бита с именем NonBestEffortLimit . Этому параметру мы присваиваем значение «0» .
После проделанной работы перезагружаем компьютер.
Отключаем ограничение скорости интернета в ПО
Бывает, что при использовании программ, требующих интернета, например, торрент-клиенты, есть функции ограничения скорости, которые могут быть активны у вас.
Взять к примеру торрент-клиент. Если нажать правой кнопкой мыши по активной закачке, то там есть пункт «Ограничение приёма» . Направляем на него мышь и смотрим. Активен должен быть режим «Неограниченно» .
С другими торрент-клиентами аналогично. В других же типах программ придется покопаться и найти что-то похожее.
Как увеличить DNS-кэш для увеличения скорости?
Как многие из вас знают, кэш DNS позволяет хранить IP-адреса ресурсов, на которых вы уже побывали, а повторное посещение задействует DNS-кэш, что позволит открывать страницы намного быстрее. К сожалению, объем его не бесконечен, но его можно увеличить.
Поехали! Нажимаем Win+R и вводим команда для входа в реестр – regedit. Открывается окно, где мы слева должны перейти в этот раздел:
| HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\DNScache\Parameters |
Справа вам нужно нажать правой кнопкой мыши по пустому месту и создать 4 параметра «DWORD» и дать им такие имена – CacheHashTableBucketSize , CacheHashTableSize , MaxCacheEntryTtlLimit , MaxSOACacheEntryTtlLimit .
У каждого из них должны быть эти значения (по порядку к каждому) – 1, 384, 64000 и 301.
Для успешного завершения работы перезагрузите компьютер.
Автоподстройка TCP – отключаем
В системе есть такая функция, которая может стать причиной того, что веб-страницы медленно загружаются, а всё потому, что эффективность работы её с некоторыми серверами не очень хороша. Поэтому её просто отключим.
Чтобы выполнить эту задачу нам нужно открыть командную строку с повышенными привилегиями и выполнить там такую команду:
Турбо режим браузеров для ускорения загрузки сайтов
Во многих браузерах существует функция «Турбо-режим», который ускоряет открытие страниц. Пока что он доступен на следующих популярных браузерах: Opera и Яндекс браузер. Для других же вы можете загрузить специальные расширения.
В Опере эта функция включается, если нажать в левом верхнем углу по кнопке «Opera». Находим функцию «Opera Turbo» и активируем её.
В Яндекс браузере эта функция включается в настройках – Показать дополнительные настройки. Рядом с разделом «Турбо» ставим «Всегда включен» .
Утилита NameBench для повышения загрузки страниц
Многие провайдеры, особенно коммерческие, всегда хотят сэкономить на оборудовании. А когда вы начинаете посещать веб-сайты, происходит обращение к DNS-серверам (оборудованию провайдеров). Если оно дешевое, то и скорость загрузки страниц у вас будет очень медленная. Чтобы исправить эту проблему нам необходимы быстрые DNS-сервера, а найти их нам поможет программка NameBench.
Когда NameBench найдет нужный сервер, то покажет его IP-адрес, который необходимо прописать в настройках вашего подключения.
Обновление прошивки роутера
Это последний пункт, но не менее важный. Если вы используете роутер, прошивка которого сильно устарела, то не ждите от него чуда. Посмотрите в интернете прошивку на свой роутер и найдите инструкцию по её установке, а также сохранению старой, дабы избежать проблем.
Вот собственно и все методы, которые можно использовать на современных версиях Windows. Хотя, может быть и еще что-то есть, а если и появится, то мы не обойдем это стороной.
Можно ли вообще ускорить интернет? Легко! Ниже описан простой комплекс мероприятий, позволяющий значительно поднять скорость интернета в Windows.
Потенциал для ускорения
Например, если у вас в договоре с провайдером значится 10 мегабит в секунду, то в реальности вы получите скорость загрузки где-то на уровне 1 мегабайта в секунду, а то и ниже. Дело в том, что в Windows работает сервис QoS, который может резервировать под свои задачи до 20% скорости. А еще браузер ждет ответ от DNS-серверов. А в запущенных случаях у браузера может быть отключено аппаратное ускорение рендеринга страниц. И тогда web-серфинг превращается в мучение. Следовательно, если отключить QoS, включить кэширование DNS-запросов и активировать аппаратное ускорение в браузере, скорость работы в интернете может вырасти в разы.
Самый простой способ ускорить интернет в Windows
Самый простой и безопасный способ отключить QoS и добавить 20% к скорости - отредактировать политику безопасности. Вам не нужно лезь в реестр и рисковать работоспособностью всего компьютера, достаточно снять одну галочку в удобном редакторе настроек.
Итак, жмем «Пуск» → «Выполнить» и вписываем название: gpedit.msc. Откроется редактор политики безопасности. Последовательно переходим по следующему маршруту: «Конфигурация компьютера» → «Административные шаблоны» → «Сеть» → «Планировщик пакетов QoS ». Включите «Ограничить резервируемую пропускную способность», но в качестве резерва укажите 0%. Готово.
Увеличение DNS-кэша для ускорения сети
Роль DNS-кэша заключается в том, чтобы хранить IP-адреса всех интернет сайтов которые вы чаще всего посещаете. Если у вас есть тенденция очень часто посещать определенные интернет ресурсы (к примеру социальные сети VK, Facebook, Twiter, различные блоги или мультимедийные ресурсы YouTube, StumbleUpon), то увеличение DNS-кэша вашего браузера должно позитивно отобразиться на скорости загрузки этих интернет страниц. Чтобы увеличить размер кэша необходимо выполнить следующие действия:
Кликните на кнопке “Пуск”, наберите в поиске слово “regedit” и нажмите на клавишу Enter. У вас должен запуститься редактор реестра. Далее в редакторе необходимо перейти по следующему пути:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\DNScache\Parameters
CacheHashTableBucketSize CacheHashTableSize MaxCacheEntryTtlLimit MaxSOACacheEntryTtlLimit
И присвоить им следующие значения:
CacheHashTableBucketSize – установить значение 1 CacheHashTableSize – установить значение 384 MaxCacheEntryTtlLimit – установить значение 64000 MaxSOACacheEntryTtlLimit – установить значение 301
Ускоряем интернет отключением QoS
Насколько стало известно, то в XP, Vista, Windows 7, 8 и 10 существует система резервирования ширины интернет канала. Эта система (QoS Reserved Bandwidth Limit) специально ограничивает ваш трафик для возможности нормальной работы и пропускания трафика более приоритетных приложений, таких как Центр обновления или других приоритетных компонентов. Ширина зарезервированного канала составляет около 20% от максимальной скорости вашего интернета. То есть с этим ограничением вы реально используете только 80% от скорости, которую предоставляет вам провайдер. Поэтому изменение этого процентного соотношения может ощутимо ускорить работу вашего браузера и загрузку интернет страниц. Для того чтобы уменьшить ширину зарезервированного канала в Windows 7 необходимо выполнить следующие действия:
Как и предыдущем случае кликните на кнопке “Пуск”, наберите в поиске слово “regedit” и нажмите на клавишу Enter. У вас должен запуститься редактор реестра. Далее в редакторе необходимо перейти по следующему пути:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Policies\Microsoft
Теперь правой кнопкой мышки по только что созданному ключу в левой части окна создайте новый параметр типа “DWORD” и присвойте ему имя “NonBestEffortLimit”. Чтобы отключить резервирование канала присвойте ключу ”NonBestEffortLimit” значение “0″.
Отключение автоподстройки ТСР
В Windows 7 функция автоподстройки по-умолчанию включена. Эта функция может выступать одной из причин из-за которой некоторые отдельные сайты или интернет-сервисы могу медленно грузиться, поскольку эта функция неэффективно работает с большим числом различных по скорости доступа серверов. Для того чтобы отключить автоподстройку ТСР необходимо от имени администратора запустить командную строку и ввести в нее следующую команду:
Netsh interface tcp set global autotuninglevel=disabled
Для того чтобы вернуть обратно автоподстройку ТСР необходимо в командной строке (запущенной от имени администратора) ввести следующую команду:
Netsh interface tcp set global autotuninglevel=normal
И затем так же перегрузить компьютер.
Аппаратное ускорение браузера
В некоторых случаях, возможно, вы замечали что просмотр некоторых определенных интернет-страниц с вашего браузера осуществляется значительно медленнее чем в предыдущих версиях этого же браузера. Это может быть связано с тем что в данный момент ваш браузер по умолчанию использует режим программного рендеринга вместо режима GPU-рендеринга (то есть рендеринга с использованием аппаратного ускорения с помощью графического процессора). Такое может произойти с пользователями у которых устаревшие видеокарты или драйвера к ним, которые в свою очередь не поддерживают или перестали поддерживать аппаратное ускорение GPU. Возможным решением этой проблемы может быть установка последней версии драйвера видеоадаптера, который поддерживает аппаратное ускорение GPU.
Если эта проблема не была решена с помощью установки последнего драйвера для видеокарты, то единственным выходом из такой ситуации может быть замена текущей видеокарты на более новую, которая будет поддерживать аппаратное ускорение с помощью GPU.
Но вы можете убедиться в том, в каком режиме работает ваш браузер. Это, как правило, можно посмотреть в расширенных настройках браузера, а конкретнее опцию аппаратного ускорения.
- Откройте Internet Explorer и перейдите в меню настроек “Сервис -> Свойства обозревателя”.
- На вкладке “Дополнительно” (Advanced) вы должны увидеть опцию ускорения графики.
Теперь убедитесь в том установлен ли флажок напротив опции “Использовать программный рендеринг вместо GPU-рендеринга” (Use software rendering instead of GPU rendering). Если флажок установлен, то тогда Internet Explorer использует режим программного рендеринга. Заберите флажок если хотите чтобы IE перешел в режим GPU-рендеринга. Если данная опция затушевана серым и не изменяется, то тогда ваша видеокарта или ее драйвер не поддерживает аппаратное ускорение для браузера.
Пример, как посмотреть включено ли аппаратное ускорение для Mozilla Firefox :
- Запустите Firefox и откройте настройки браузера с помощью меню “Инструменты ->Настройки”.
- Перейдите на вкладку “Дополнительные” (Advanced), где на вкладке “Общие” (General) вы должны увидеть раздел “Просмотр сайтов” (Browsing). В этом разделе находиться опция под именем “По возможности использовать аппаратное ускорение” (use hardware acceleration when available). Если напротив этой опции флажок не установлен, то ваш браузер использует режим программного рендеринга. Установите флажок для того чтобы Firefox начал использовать аппаратное ускорение, если его поддерживает ваша графическая подсистема.
Как ускорить интернет в Windows 8 с помощью NameBench
Когда ваш браузер пытается зайти на сайт, сначала происходит обращение к серверу имен DNS. Проблема в том, что этот сервер физически расположен у вашего провайдера. А чем славятся небольшие коммерческие компании? Правильно - желанием на всем экономить. Поэтому и оборудование для сервиса DNS покупается слабое. Ну так вот, вы пытаетесь зайти на сайт, браузер обращается к медленному DNS-серверу провайдера и тут-то и происходит задержка, которая может составлять несколько секунд. А теперь вспомните, что каждая страница сайта может содержать картинки, видео, Flash и т.п. с других сайтов. Это снова DNS-запросы к медленному серверу. В итоге потери складываются и торможение становится заметным. Что делать? Ответ очевиден: нужно использовать самые быстрые DNS-сервера. Найти их и помогает программа NameBench .
Чего же мы ждем? Скачайте программу NameBench (бесплатно) и запустите ее. Установка не требуется. После запуска, укажите свою страну, используемый браузер и нажмите кнопку Start Benchmark (запустить проверку скорости). Программа перепробует несколько десятков DNS-серверов и выберет самый быстрый именно для вас. В среднем, удается найти сервер, который работает в 2-3 раза быстрее, чем DNS вашего провайдера.
После того как NameBench найдет самый шустрый DNS, вам будет показан IP-адрес этого сервера. Его-то и нужно прописать в настройках соединения. Всё как обычно:
Вы будете приятно удивлены, когда заметите, что интернет стал работать намного шустрее!
По работе я несколько раз сталкивался с мнением, что настраивать QoS в не перегруженной ethernet сети не нужно для успешного функционирования таких сервисов, как IPTV и VoIP. Это мнение стоило мне и моим коллегам многих нервных клеток и часов на диагностику фантомных проблем, поэтом постараюсь как можно проще рассказать о том, почему это мнение неверно.
Меня зовут Владимир и я работаю сетевым инженером в одном из небольших ISP в Санкт-Петербурге.
Одним из оказываемых нами сервисов является L2VPN под транспорт IPTV потоков. На примере этого сервиса я буду вести рассказ.
Начинается всё с обращения в техподдержку от клиента-оператора с жалобой на качество IPTV - картинка сыпется («артефакты»), пропадает звук, в общем стандартный набор. IPTV у нас в сети классифицируется в очередь assured forwarding, поэтому диагностика заключается в том, чтобы пробежаться по железкам на маршруте и проверить, что в AF очереди на egress нет потерь, а на ingress нет физических ошибок. После этого мы бодро рапортуем клиенту, что в нашей зоне ответственности потерь не обнаружено, рекомендуем клиенту искать проблему у себя или поставщика IPTV, и идём пить чай с печеньем.
Но клиент давит и продолжает настаивать, что виноваты мы, а у него всё отлично. Мы проверяем всё ещё раз, смотрим корректность классификаторов и маркировку пакетов от клиента, завязывается диалог и на каком-то этапе задаём вопрос «а как у вас сконфигурирован QoS на сети?», на что получаем ответ «никак, у нас интерфейсы даже на 50% не загружены поэтому нам QoS не нужен». Тяжёлый вздох и поехали.
Обычно график загрузки на который все смотрят имеет интервал в 5 минут. Если «real time» - то несколько секунд, начиная от 1. К сожалению и к счастью, современное сетевое оборудование оперирует периодами не в 5 минут и не в 1 секунду даже, а пикосекундами. То, что в течении секунды интерфейс не был загружен на 100%, не значит, что он точно так же не был загружен и в течении нескольких миллисекунд.
Здесь мы приходим к концептуальному понятию - микробёрст (microburst). Это такой очень короткий период времени, когда количество принимаемых устройством данных становится больше чем интерфейс способен отправить.
Обычно первая реакция - как так?! Мы же живём в эпоху скоростных интерфейсов! 10Gb/s уже обыденность, 40 и 100Gb/s внедряется повсеместно, а мы ждём уже 1Tb/s интерфейсы.
На самом деле, чем выше скорость интерфейсов, тем жёстче становятся микробёрсты и их эффект на сеть.
Механизм возникновения очень прост, я его рассмотрю на примере трёх 1Gb/s интерфейсов, где трафик из двух из них уходит через третий.
Это единственное необходимое условие для возникновения микробёрста - чтобы скорость входящих (ingress) интерфейсов превышала скорость исходящего (egress) интерфейса. Ничего не напоминает? Это же традиционная схема уровня агрегации в ethernet сети - множество портов (ingress) сливают трафик в один аплинк (egress). Так строят сети абсолютно все - от операторов связи до дата-центров.
У каждого egress интерфейса есть очередь отправки tx-ring, которая представляет из себя кольцевой буфер. Туда складываются пакеты для отправки в сеть и конечно же этот буфер имеет конечный размер. Но у ingress интерфейсов на отправляющей стороне тоже есть такие же кольцевые буферы, которые обеспечивают такой-же line-rate. Что произойдёт, если они начнут отправлять трафик одновременно? У нашего egress интерфейса не хватит места в его tx-ring, так как заполняться он будет в два раза быстрее, чем он способен отправлять пакеты. Оставшиеся пакеты нужно где-то хранить. В общем случае это другой буфер, который мы называем очередью (queue). Пока в tx-ring нет места, пакет хранится в очереди и ждёт свободного места в tx-ring. Но вот беда - у очереди память тоже конечна. Что произойдёт, если ingress интерфейсы работают на line-rate достаточно долго? Память в очереди тоже закончится. В этом случае новому пакету уже негде храниться, и он будет отброшен - такая ситуация называется tail drop.
Сколько времени нужно, чтобы такой сценарий стал реальностью? Давайте посчитаем.
Самое сложное - это найти ёмкость буфера интерфейса. Вендоры не очень активно публикуют такую информацию. Но возьмём, для примера, период в 200ms - дольше держать пакет в очереди обычно смысла не имеет, да и это уже очень много.
Для 1Gb/s интерфейса нам потребуется (1000000000 * 0.2) / 8 = 25MB памяти. Сколько времени нужно работать на line-rate двум 1Gb/s интерфейсам, чтобы полностью забить буфер? 200ms. Это время за которое передаются 25MB со скоростью 1Gb/s. Да, ingress интерфейсов то у нас два, но egress интерфейс то тоже без дела не сидит и отправляет данные с той же скоростью, поэтому 200ms.
Это сравнительно много. А 10Gb/s ingress интерфейсу сколько времени понадобится чтобы перегрузить 200ms буфер 1Gb/s интерфейса? ~22ms. Это уже ощутимо меньше.
А сколько нужно памяти, чтобы хранить 200ms для 10Gb/s интерфейса? Уже 250MB. Это не то чтобы много по современным меркам, но ветер дует именно в эту сторону - скорости растут, и чтобы сохранять глубину буфера требуется всё больше и больше памяти, что выливается в инженерные и экономические проблемы, а чем меньше буфер тем быстрее микробёрст забьёт его.
Получается вечный вопрос для инженеров вендоров - сколько памяти давать интерфейсу в железе? Много - дорого и каждая следующая миллисекунда становится бессмысленнее и бессмысленнее. Мало - микробёрсты будут приводить к большим потерям пакетов и жалобам от клиентов.
Эта ситуация в пакетных сетях неизбежна - интерфейс проработает на line-rate меньше секунды, а потери уже будут. Единственный способ её избежать - строить сеть так, чтобы ingress скорость никогда не превышала egress скорость, а это непрактично и нереально.
Дальнейшая логика уже прослеживается и достаточно очевидна. Потери пакетов есть, а QoS не настроен - приоритетный трафик никак не классифицируется и не отличается от другого трафика, и попадает в одну общую очередь, где он имеет равные шансы быть дропнутым.
Что делать? Настраивать QoS. Обязательно классифицировать приоритетный трафик и помещать его в отдельную очередь которой выделять бОльший объём памяти. Конфигурировать алгоритмы отправки пакетов так, чтобы приоритетные пакеты попадали в tx-ring раньше других - таким образом их очередь будет очищаться быстрее.
Например, мы в своей практике используем следующий подход к очередям:
Assured forwarding(AF) - «подержи но доставь». В AF очередь классифицируется трафик, который требует гарантированной доставки, но не чувствителен к задержкам. Этой очереди выделен большой объём памяти, но даётся сравнительно мало места в tx-ring, и пакеты туда попадают позже других. Яркий пример такого трафика это IPTV - он буферизиуется на клиенте(VLC или STB), поэтому его можно задержать, но потеря превратится в артефакт изображения.
Expedited forwarding(EF) - «доставь мгновенно или выброси». Этой очереди выделятся минимум(или вообще никакой) памяти для очереди, но выставляется высший приоритет для попадания в tx-ring, чтобы пакет был отправлен как можно быстрее. Пример трафика - VoIP. Голос нельзя доставить поздно, иначе и кодек телефонии не сможет его корректно собрать - абонент услышит кваканье. В то же время потери отдельных пакетов на общем качестве голоса сильно не сказываются - он у людей итак не идеальный.
Есть ещё network control(NC) и best effort(BE), для управления сетью и всего остального соответственно, а трафик бывает ещё, например, телеконференции, который представляет из себя гибрид между VoIP и IPTV, но это уже совершенно отдельная тема, и настраивать QoS для них следует отдельно в каждой сети, в зависимости от топологии и прочих факторов. Всё вместе в целом это выглядит примерно так(картинка с сайта Cisco):
Надеюсь теперь вы будете настраивать QoS в своей сети?
При работе на компьютере, управляемом Windows XP, операционная система отбирает до 20% пропускной способности сети. Проблема заключается в специфической конфигурации сетевых служб, а виновником является служба QoS (quality of service), которая должна сохранять в неприкосновенности некоторую часть доступной пропускной полосы для важных приложений, передающих приоритетные пакеты, и для поддержания высокой производительности сети.
В компьютерных сетях предприятия наличие службы QoS оправдывает себя: по крайней мере, можно быть уверенным, что важный поток данных не прервётся неким Васей Пупкиным из отдела снабжения, который решил скачать порнофильм. В домашних условиях (где, как правило, скорость связи и без того невелика) вряд ли кто откажется от возможности занять канал полностью — однако сделать это Windows XP не позволит.
Операционная система Windows XP слишком умна, и простым отключением этой службы её не обманешь — 20% траффика так и останутся зарезервированными. Но эту «полезную» функцию все-таки можно отключить.
Ниже вы найдёте пошаговую инструкцию, описывающую, как отключить службу QoS, ограничивающую скорость связи в Windows XP.
1. Войдите в Windows XP от имени «Administrator»; следует использовать именно этого пользователя, другой, даже обладающий администраторскими правами, не подойдёт. Пользователя «Administrator» нет в общем списке, демонстрируемом после загрузки операционной системы. Чтобы войти от этого имени, нужно одновременно нажать кнопки Ctrl+Alt+Del. В появившемся окошке введите имя «Administrator» (следите за регистром букв) и соответствующий ему пароль (он указывается при установке Windows XP).
2. Когда первый этап успешно пройден, нужно запустить gpedit.msc. Это можно сделать из командной строки или при помощи пункта «Run» в меню «Start».
3. Левая часть открывшегося окна «Group Policy» представляет собой дерево. Сначала раскройте ветвь, имеющую название «Local computer policy» (впрочем, в некоторых случаях она уже открыта). Найдите подпункт «Administrative templates». На входящей в него ветви «Network» скрывается пункт «QoS Packet Sheduler». Нажмите на него, чтобы отобразить его содержимое в правой части окна.
4. Дважды кликните мышью на строку «Limit reservable bandwidth» в правой части окна и отметьте пункт «enabled» в появившемся диалоговом окне. После этого снизьте значение "Bandwidth limit % ", равный по умолчанию 20, до нуля. Сделав это, gpedit.msc можно закрыть.
5. Теперь необходимо проверить настройки сети. Для этого в папке «My computer» откройте «My network connection» и вызовите «View network connections». Выберите соединение, которое вы хотели бы использовать без ограничений (это может быть, например, телефонное соединение, по которому вы подключаетесь к своему интернет-провайдеру). Нажав правой кнопкой по его иконке, откройте окно свойств («Properties») и убедитесь, что QoS packet sheduler включён и работает (см. закладку «Networking», список используемых протоколов). Если это так — можете перезагружать компьютер.
Дело сделано, теперь Windows XP не будет ограничивать вашу скорость связи.
QoS - тема большая. Прежде чем рассказывать про тонкости настроек и различные подходы в применении правил обработки трафика, имеет смысл напомнить, что такое вообще QoS.
Quality of Service (QoS) - технология предоставления различным классам трафика различных приоритетов в обслуживании.
Во-первых, легко понять, что любая приоритезация имеет смысл только в том случае, когда возникает очередь на обслуживание. Именно там, в очереди, можно «проскользнуть» первым, используя своё право.
Очередь же образуется там, где узко (обычно такие места называются «бутылочным горлышком», bottle-neck). Типичное «горлышко» - выход в Интернет офиса, где компьютеры, подключенные к сети как минимум на скорости 100 Мбит/сек, все используют канал к провайдеру, который редко превышает 100 МБит/сек, а часто составляет мизерные 1-2-10МБит/сек. На всех.
Во-вторых, QoS не панацея: если «горлышко» уж слишком узкое, то часто переполняется физический буфер интерфейса, куда помещаются все пакеты, собирающиеся выйти через этот интерфейс. И тогда новопришедшие пакеты будут уничтожены, даже если они сверхнужные. Поэтому, если очередь на интерфейсе в среднем превышает 20% от максимального своего размера (на маршрутизаторах cisco максимальный размер очереди составляет как правило 128-256 пакетов), есть повод крепко задуматься над дизайном своей сети, проложить дополнительные маршруты или расширить полосу до провайдера.
Разберемся с составными элементами технологии
(дальше под катом, много)
Маркировка.
В полях заголовков различных сетевых протоколов (Ethernet, IP, ATM, MPLS и др.) присутствуют специальные поля, выделенные для маркирования трафика. Маркировать же трафик нужно для последующей более простой обработки в очередях.
Ethernet. Поле Class of Service (CoS) - 3 бита. Позволяет разделить трафик на 8 потоков с различной маркировкой
IP. Есть 2 стандарта: старый и новый. В старом было поле ToS (8 бит), из которого в свою очередь выделялись 3 бита под названием IP Precedence. Это поле копировалось в поле CoS Ethernet заголовка.
Позднее был определен новый стандарт. Поле ToS было переименовано в DiffServ, и дополнительно выделено 6 бит для поля Differencial Service Code Point (DSCP), в котором можно передавать требуемые для данного типа трафика параметры.
Маркировать данные лучше всего ближе к источнику этих данных. По этой причине большинство IP-телефонов самостоятельно добавляют в IP-заголовок голосовых пакетов поле DSCP = EF или CS5. Многие приложения также маркируют трафик самостоятельно в надежде, что их пакеты будут обработаны приоритетно. Например, этим «грешат» пиринговые сети.
Очереди.
Даже если мы не используем никаких технологий приоритезации, это не значит, что не возникает очередей. В узком месте очередь возникнет в любом случае и будет предоставлять стандартный механизм FIFO (First In First Out). Такая очередь, очевидно, позволит не уничтожать пакеты сразу, сохраняя их до отправки в буфере, но никаких преференций, скажем, голосовому трафику не предоставит.
Если хочется предоставить некоторому выделенному классу абсолютный приоритет (т.е. пакеты из этого класса всегда будут обрабатываться первыми), то такая технология называется Priority queuing
. Все пакеты, находящиеся в физическом исходящем буфере интерфейса будут разделены на 2 логических очереди и пакеты из привилегированной очереди будут отсылаться, пока она не опустеет. Только после этого начнут передаваться пакеты из второй очереди. Эта технология простая, довольно грубая, её можно считать устаревшей, т.к. обработка неприоритетного трафика будет постоянно останавливаться. На маршрутизаторах cisco можно создать
4 очереди с разными приоритетами. В них соблюдается строгая иерархия: пакеты из менее привилегированных очередей не будут обслуживаться до тех пор, пока не опустеют все очереди с более высоким приоритетом.
Справедливая очередь (Fair Queuing ). Технология, которая позволяет каждому классу трафика предоставить одинаковые права. Как правило не используется, т.к. мало даёт с точки зрения улучшения качества сервиса.
Взвешенная справедливая очередь (Weighted Fair Queuing, WFQ
). Технология, которая предоставляет разным классам трафика разные права (можно сказать, что «вес» у разных очередей разный), но одновременно обслуживает все очереди. «На пальцах» это выглядит так: все пакеты делятся на логические очереди, используя в
качестве критерия поле IP Precedence. Это же поле задаёт и приоритет (чем больше, тем лучше). Дальше, маршрутизатор вычисляет, пакет из какой очереди «быстрее» передать и передаёт именно его.
Считает он это по формуле:
DT=(t(i)-t(0))/(1+IPP)
IPP - значение поля IP Precedence
t(i) - Время, требуемое на реальную передачу пакета интерфейсом. Можно вычислить, как L/Speed, где L - длина пакета, а Speed - скорость передачи интерфейса
Такая очередь по умолчанию включена на всех интерфейсах маршрутизаторов cisco, кроме интерфейсов точка-точка (инкапсуляция HDLC или РРР).
WFQ имеет ряд минусов: такая очередизация использует уже отмаркированные ранее пакеты, и не позволяет самостоятельно определять классы трафика и выделяемую полосу. Мало того, как правило уже никто не маркирует полем IP Precedence, поэтому пакеты идут немаркированные, т.е. все попадают в одну очередь.
Развитием WFQ стала взвешенная справедливая очередь, основанная на классах (Class-Based Weighted Fair Queuing, CBWFQ
). В этой очереди администратор сам задаёт классы трафика, следуя различным критериям, например, используя ACL, как шаблон или анализируя заголовки протоколов (см.NBAR). Далее, для этих классов
определяется «вес» и пакеты их очередей обслуживаются, соразмерно весу (больше вес - больше пакетов из этой очереди уйдёт в единицу времени)
Но такая очередь не обеспечивает строгого пропускания наиболее важных пакетов (как правило голосовых или пакетов других интерактивных приложений). Поэтому появился гибрид Priority и Class-Based Weighted Fair Queuing - PQ-CBWFQ , также известный как, Low Latency Queuing (LLQ) . В этой технологии можно задать до 4х приоритетных очередей, остальные классы обслуживать по механизму CBWFQ
LLQ - наиболее удобный, гибкий и часто используемый механизм. Но он требует настройки классов, настройки политики и применения политики на интерфейсе.
Таким образом процесс предоставления качества обслуживания можно поделить на 2 этапа:
Маркировка
. Поближе к источникам.
Обработка пакетов
. Помещение их в физическую очередь на интерфейсе, подразделение на логические очереди и предоставление этим логическим очередям различных ресурсов.
Технология QoS - достаточно ресурсоёмкая и весьма существенно грузит процессор. И тем сильнее грузит, чем глубже в заголовки приходится залезать для классификации пакетов. Для сравнения: маршрутизатору гораздо проще заглянуть в заголовок IP пакета и проанализировать там 3 бита IPP, нежели раскручивать поток практически до уровня приложения, определяя, что за протокол идёт внутри (технология NBAR)
Для упрощения дальнейшей обработки трафика, а также для создания так называемой «области доверия» (trusted boundary), где мы верим всем заголовкам, относящимся к QoS, мы можем делать следующее:
1. На коммутаторах и маршрутизаторах уровня доступа (близко к клиентским машинам) ловить пакеты, раскидывать их по классам
2.В политике качестве действия перекрашивать заголовки по-своему или переносить значения QoS-заголовков более высокого уровня на нижние.
Например, на маршрутизаторе ловим все пакеты из гостевого WiFi домена (предполагаем, что там могут быть не управляемые нами компьютеры и софт, который может использовать нестандартные QoS-заголовки), меняем любые заголовки IP на дефолтные, сопоставляем заголовкам 3 уровня (DSCP) заголовки канального уровня (CoS),
чтобы дальше и коммутаторы могли эффективно приоритезировать трафик, используя только метку канального уровня.
Настройка LLQ
Настройка очередей заключается в настройке классов, затем для этих классов надо определить параметры полосы пропускания и применить всю созданную конструкцию на интерфейс.
Создание классов:
class-map NAME
match?
access-group
Access group
any
Any packets
class-map
Class map
cos
IEEE 802.1Q/ISL class of service/user priority values
destination-address
Destination address
discard-class
Discard behavior identifier
dscp
Match DSCP in IP(v4) and IPv6 packets
flow
Flow based QoS parameters
fr-de
Match on Frame-relay DE bit
fr-dlci
Match on fr-dlci
input-interface
Select an input interface to match
ip
IP specific values
mpls
Multi Protocol Label Switching specific values
not
Negate this match result
packet
Layer 3 Packet length
precedence
Match Precedence in IP(v4) and IPv6 packets
protocol
Protocol
qos-group
Qos-group
source-address
Source address
vlan
VLANs to match
Пакеты в классы можно рассортировывать по различным атрибутам, например, указывая ACL, как шаблон, либо по полю DSCP, либо выделяя конкретный протокол (включается технология NBAR)
Создание политики:
policy-map POLICY
class NAME1
?
bandwidth
Bandwidth
compression
Activate Compression
drop
Drop all packets
log
Log IPv4 and ARP packets
netflow-sampler
NetFlow action
police
Police
priority
Strict Scheduling Priority for this Class
queue-limit
Queue Max Threshold for Tail Drop
random-detect
Enable Random Early Detection as drop policy
service-policy
Configure Flow Next
set
Set QoS values
shape
Traffic Shaping
Для каждого класса в политике можно либо выделить приритетно кусок полосы:
policy-map POLICY
class NAME1
priority?
Kilo Bits per second
percent
% of total bandwidth
и тогда пакеты этого класса смогут всегда рассчитывать как минимум на этот кусок.
Либо описать, какой «вес» имеет данный класс в рамках CBWFQ
policy-map POLICY
class NAME1
bandwidth?
Kilo Bits per second
percent
% of total Bandwidth
remaining
% of the remaining bandwidth
В обоих случаях можно указать как аболютное значение, так и процент от всей доступной полосы
Возникает резонный вопрос: а откуда маршрутизатор знает ВСЮ полосу? Ответ банален: из параметра bandwidth на интерфейсе. Даже если он не сконфигурирован явно, какое то его значение обязательно есть. Его можно посмотреть командой sh int.
Также обязательно помнить, что по умолчанию вы распоряжаетсь не всей полосой, а лишь 75%. Пакеты, явно не попавшие в другие классы, попадают в class-default. Эту настройку для дефолтного класса можно задать явно
policy-map POLICY
class class-default
bandwidth percent 10
(UPD, спасибо OlegD)
Изменить максимальную доступную полосу с дефолтных 75% можно командой на интерфейсеmax-reserved-bandwidth
Маршрутизаторы ревностно следят, чтобы админ не выдал случайно больше полосы, чем есть и ругаются на такие попытки.
Создаётся впечатление, что политика будет выдавать классам не больше, чем написано. Однако, такая ситуация будет лишь в том случае, если все очереди наполнены. Если же какая то пустует, то выделенную ей полосу наполненные очереди поделят пропорционально своему «весу».
Работать же вся эта конструкция будет так:
Если идут пакеты из класса с указанием priority, то маршрутизатор сосредотачивается на передаче этих пакетов. Причем, т.к. таких приоритетных очередей может быть несколько, то между ними полоса делится пропорционально указанным процентам.
Как только все приоритетные пакеты закончились, наступает очередь CBWFQ. За каждый отсчёт времени из каждой очереди «зачёрпывается» доля пакетов, указанная в настройке для данного класса. Если же часть очередей пустует, то их полоса делится пропорционально «весу» класса между загруженными очередями.
Применение на интерфейсе:
int s0/0
service-policy POLICY
А что же делать, если надо строго рубить пакеты из класса, выходящие за дозволенную скорость? Ведь указание bandwidth лишь распределяет полосу между классами, когда очереди загружены.
Для решения этой задачи для класса трафика в политике есть технология
police conform-action [действие] exceed-action [действие]
Она позволяет явно указать желаемую среднюю скорость (speed), максимальный «выброс», т.е. количество передаваемых данных за единицу времени. Чем больше «выброс», тем больше реальная скорость передачи может отклоняться от желаемой средней. Также указываются: действие для нормального трафика, не превышающего
указанную скорость и действие для трафика, превысившего среднюю скорость. Действия могут быть такими
police 100000 8000 conform-action?
drop
drop packet
exceed-action
action when rate is within conform and
conform + exceed burst
set-clp-transmit
set atm clp and send it
set-discard-class-transmit
set discard-class and send it
set-dscp-transmit
set dscp and send it
set-frde-transmit
set FR DE and send it
set-mpls-exp-imposition-transmit
set exp at tag imposition and send it
set-mpls-exp-topmost-transmit
set exp on topmost label and send it
set-prec-transmit
rewrite packet precedence and send it
set-qos-transmit
set qos-group and send it
transmit
transmit packet
Часто возникает также и другая задача. Предположим, что надо ограничить поток, идущий в сторону соседа с медленным каналом.
Дабы точно предсказать, какие пакеты дойдут до соседа, а какие будут уничтожены в силу загруженности канала на «медленной» стороне, надо на «быстрой» стороне создать политику, которая бы заранее обрабатывала очереди и уничтожала избыточные пакеты.
И тут мы сталкиваемся с одной очень важной вещью: для решения этой задачи надо сэмулировать «медленный» канал. Для этой эмуляции не достаточно только раскидать пакеты по очередям, надо ещё сэмулировать физический буфер «медленного» интерфейса. У каждого интерфейса есть скорость передачи пакетов. Т.е. в единицу времени каждый интерфейс может передать не более, чем N пакетов. Обычно физический буфер интерфейса рассчитывают так, чтобы обеспечить «автономную» работу интерфейсу на несколько единиц вермени. Поэтому физический буфер, скажем, GigabitEthernet будет в десятки раз больше какого-нибудь интерфейса Serial.
Что же плохого в том, чтобы запомнить много? Давайте рассмотрим подробно, что произойдёт, в случае если буфер на быстрой передающей стороне будет существенно больше буфера принимающей.
Пусть для простоты есть 1 очередь. На «быстрой» стороне сэмулируем малую скорость передачи. Это значит, что попадая под нашу политику пакеты начнут накапливаться в очереди. Т.к. физический буфер большой, то и логическая очередь получится внушительной. Часть приложений (работающих через ТСР) поздно получат уведомление о том, что часть пакетов не получена и долго будут держать большой размер окна, нагружая сторону-приемник. Это будет происходить в том идеальном случае, когда скорость передачи будет равна или меньше скорости приёма. Но интерфейс принимающей стороны может быть сам загружен и другими пакетами
и тогда маленькая очередь на принимающей стороне не сможет вместить всех пакетов, передаваемых ей из центра. Начнутся потери, которые повлекут за собой дополнительные передачи, но в передающем буфере ведь ещё останется солидный «хвост» ранее накопленных пакетов, которые будут передаваться «вхолостую», т.к. на принимающей стороне не дождались более раннего пакета, а значит более позние будут просто проигнорированы.
Поэтому для корректного решения задачи понижения скорости передачи к медленному соседу физический буфер тоже надо ограничить.
Делается это командой
shape average
Ну а теперь самое интересное: а как быть, если мне помимо эмуляции физического буфера надо внутри него создать логические очереди? Например, выделить приоритетно голос?
Для это создаётся так называемая вложенная политика, которая применяется внутри основной и делит на логические очереди то, что в неё попадает из родительской.
Пришло время разобрать какой-нибудь залихватский пример на основе приведенной картинки.
Пусть мы собираеися создать устойчиво работающие голосовые каналы через интернет между CO и Remote. Для простоты пусть сеть Remote (172.16.1.0/24) имеет только связь с СО (10.0.0.0/8). Скорость интерфейса на Remote - 1 Мбит/сек и выделяется 25% этой скорости на голосовой трафик.
Тогда для начала нам надо выделить приоритетный класс трафика с обеих сторон и создать политику для данного класса. На СО дополнительно создадим класс, описывающий трафик между офисами
class-map RTP
match protocol rtp
Policy-map RTP
class RTP
priority percent 25
Ip access-list extended CO_REMOTE
permit ip 10.0.0.0 0.255.255.255 172.16.1.0 0.0.0.255
Class-map CO_REMOTE
match access-list CO_REMOTE
На Remote поступим иначе: пусть в силу дохлости железа мы не можем использовать NBAR, тогда нам остаётся только явно описать порты для RTP
ip access-list extended RTP
permit udp 172.16.1.0 0.0.0.255 range 16384 32768 10.0.0.0 0.255.255.255 range 16384 32768
Class-map RTP
match access-list RTP
Policy-map QoS
class RTP
priority percent 25
policy-map QoS
class CO_REMOTE
shape average 1000000
service-policy RTP
и применить политику на интерфейсе
int g0/0
service-policy output QoS
На Remote установим параметр bandwidth (в кбит/сек) в соответствие со скоростью интерфейса. Напомню, что именно от этого параметра будет считаться 25%. И применим политику.
int s0/0
bandwidth 1000
service-policy output QoS
Повествование было бы не полным, если не охватить возможности коммутаторов. Понятно, что чисто L2 коммутаторы не способны так глубоко заглядывать в пакеты и делить их на классы по тем же критериям.
На более умных L2/3 коммутаторах на маршрутизируемых интерфейсах (т.е. либо на interface vlan, либо если порт выведен со второго уровня командой no switchport ) применяется та же конструкция, что работает и на маршрутизаторах, а если порт или весь коммутатор работает в режиме L2 (верно для моделей 2950/60), то там для класса трафика можно использовать только указание police, а priority или bandwidth не доступны.
Причем часто червь распространяется по нужным для работы портам (ТСР/135,445,80 и др.) Просто закрыть на маршрутизаторе эти порты было бы опрометчиво, поэтому гуманнее поступать так:
1. Собираем статистику по сетевому трафику. Либо по NetFlow, либо NBARом, либо по SNMP.
2. Выявляем профиль нормального трафика, т.е. по статистике, в среднем, протокол HTTP занимает не больше 70%, ICMP - не больше 5% и т.д. Такой профиль можно либо создать вручную, либо применив накопленную NBARом статистику. Мало того, можно даже автоматически создать классы, политику и применить на интерфейсе
командой autoqos
:)
3. Далее, можно ограничить для нетипичного сетевого трафика полосу. Если вдруг и подцепим заразу по нестандартному порту, большой беды для шлюза не будет: на загруженном интерфейсе зараза займет не более выделенной части.
4. Создав конструкцию (class-map - policy-map - service-policy ) можно оперативно реагировать на появление нетипичного всплеска трафика, создавая вручную для него класс и сильно ограничивая полосу для этого класса.