Apakah DSCP (Titik Kod Perkhidmatan Berbeza) dan bagaimana ia berfungsi?

Dalam operasi harian rangkaian moden, unsur-unsur ini dicampur bersama panggilan video, VoIP, muat turun, streaming dan mengawal lalu lintasSemuanya bersaing untuk lebar jalur yang sama, dan jika tiada apa yang dilakukan, paket akan dilayan sama rata (contohnya, anda boleh menukar keutamaan penyesuai rangkaianDi sinilah DSCP memainkan peranan, satu mekanisme yang membolehkan anda memberitahu rangkaian trafik mana yang paling penting dan cara untuk melayannya pada setiap hop.

Apabila kita bercakap tentang DSCP (Titik Kod Perkhidmatan Berbeza) Kita merujuk kepada bit dalam pengepala IP yang menentukan keutamaan dan pengendalian setiap paket. Ini adalah asas seni bina DiffServ yang ditakrifkan oleh IETF, dan ia adalah kunci untuk menyampaikan Kualiti Perkhidmatan (QoS) Sebenar dalam rangkaian dengan suara, video, perkhidmatan awan atau aplikasi misi kritikal. Pemahaman yang kukuh tentang DSCP hampir wajib bagi sesiapa sahaja yang mengurus atau mereka bentuk rangkaian hari ini.

Apakah DSCP dan mengapa ia begitu penting?

El DSCP (Titik Kod Perkhidmatan Berbeza) Ia merupakan medan 6-bit yang terletak dalam pengepala IP (dalam kedua-dua IPv4 dan IPv6) yang menunjukkan tahap perkhidmatan yang harus diterima oleh paket semasa ia merentasi rangkaian. Dalam erti kata lain, ia memberitahu setiap penghala dan tukar cara sepatutnya mengklasifikasikan, beratur, memberi keutamaan dan, jika perlu, membuang pakej itu.

Medan DSCP ini adalah sebahagian daripada medan lama Jenis Perkhidmatan (ToS) bait diterangkan dalam RFC 791 dan 1349, yang kemudiannya dinamakan semula sebagai medan DS (Perkhidmatan Berbeza) mengikut RFC 2474. Dalam model semasa, 6 bit paling penting digunakan untuk DSCP dan 2 bit paling kurang penting dikhaskan untuk kegunaan lain, terutamanya ECN (Pemberitahuan Kesesakan Eksplisit)yang membolehkan kesesakan dilaporkan tanpa membuang pakej.

Penggunaan DSCP membenarkan trafik dengan keperluan yang ketat—contohnya, VoIP, persidangan video atau penstriman interaktif— menerima layanan istimewa: kurang latensi, kurang jitter dan kurang kehilangan paket. Pada masa yang sama, trafik yang kurang sensitif, seperti e-mel, sandaran atau muat turun pukal, disimpan dalam kelas keutamaan yang lebih rendah atau hanya dengan usaha terbaik.

DSCP tidak berfungsi secara bersendirian: ia merupakan salah satu tonggak Seni bina DiffServ (RFC 2475)Ideanya sangat mudah tetapi berkesan: penghala teras tidak melakukan pemeriksaan mendalam, ia hanya melihat nilai DSCP dan menggunakan PHB (Tingkah Laku Setiap Hop) yang telah ditakrifkan. Ini menjadikan sistem sangat berskala walaupun pada rangkaian yang besar.

Daripada ToS dan Keutamaan IP kepada DSCP: Evolusi Bidang Perkhidmatan

Pada awal IP, pengepala mentakrifkan medan 8-bit yang dipanggil Jenis Perkhidmatan (ToS), diperincikan dalam RFC 791. Dalam oktet itu, 3 bit pertama menunjukkan Keutamaan IP dan bit berikut menandakan pilihan untuk kelewatan, prestasi dan kebolehpercayaan.

Dalam model asal, nilai-nilai Keutamaan IP bermula dari 000 (Rutin) sehingga 111 (Kawalan Rangkaian)hanya menawarkan lapan tahap keutamaan. Bit yang selebihnya dibenarkan menunjukkan sama ada ia dikehendaki kependaman rendah, prestasi tinggi atau kebolehpercayaan yang tinggiWalau bagaimanapun, dalam praktiknya skim ini digunakan sedikit dan sangat tidak konsisten di Internet.

RFC 1349 telah memperhalusi medan ToS ini dengan mentakrifkan struktur dengan KEUTAMAAN, TOS dan MBZ (mesti sifar). Gabungan seperti “minimumkan kelewatan”, “maksimumkan prestasi” atau “minimumkan kos” telah diperkenalkan, tetapi batasan utama yang sama kekal: hanya 3 bit keutamaanIaitu, lapan tahap keutamaan secara keseluruhan.

Dengan pertumbuhan pesat perkhidmatan IP (terutamanya perkhidmatan masa nyata), butiran terperinci itu tidak mencukupi. Itulah sebabnya RFC 2474 mentakrifkan semula oktet ToS sebagai medan DS dan mewujudkan konsep DSCP: kini 6 bit digunakan untuk titik kod perkhidmatan yang dibezakan, menghasilkan 64 nilai berbeza (dari 0 hingga 63), lebih daripada cukup untuk menentukan banyak kelas trafik dan tingkah laku hop yang berbeza.

Tambahan pula, RFC 2474 memperkenalkan konsep Pemilih Kelas (CS)di mana tiga bit DSCP yang paling ketara sepadan dengan IP Priority lama dan tiga bit yang tinggal ditetapkan kepada sifar (format xxx000Oleh itu, peralatan lama yang hanya memahami Keutamaan IP terus mentafsirkan keutamaan paket tersebut dengan betul.

Struktur medan DSCP dan hubungannya dengan pengepala IP

Oktet perkhidmatan dalam pengepala IP, dahulunya dipanggil ToS, kini dipanggil Medan DS (medan Perkhidmatan Berbeza)Format semasanya, menurut RFC 2474, ialah:

0 1 2 3 4 5 6 7
+—+—+—+—+—+—+—+—+
| DSCP | CU |
+—+—+—+—+—+—+—+—+

The DSCP 6-bit Ia membenarkan pengekodan sehingga 64 titik kod, dan 2 bit CU (Tidak Digunakan Pada Masa Ini) Ia digunakan hari ini terutamanya untuk ECN, yang secara eksplisit menunjukkan kesesakan tanpa perlu membuang paket tersebut.

Setiap nilai DSCP terikat kepada Tingkah Laku Setiap Hop (PHB) yang menentukan bagaimana penghala harus mengendalikan trafik tersebut: keutamaan relatif, peruntukan lebar jalur, kebarangkalian pembuangan, dsb. Ini diterjemahkan kepada keputusan yang sangat spesifik tentang beratur, penjadualan dan pembuangan terpilih dalam setiap antara muka.

Dari sudut pandangan praktikal, jurutera memetakan nilai DSCP tertentu untuk menghasilkan barisan pada penghala dan suis. Contohnya, trafik dengan DSCP EF biasanya pergi ke a barisan keutamaan yang ketatmanakala kelas AF dan CS diedarkan di antara barisan dengan mekanisme seperti MERAH/WRED (Pengesanan Awal Rawak) untuk mengawal kesesakan.

Kelas utama dan nilai DSCP: CS, AF, EF dan lain-lain

Dalam julat 64 titik kod yang mungkin, IETF telah menyeragamkan satu siri nilai yang biasa digunakan, yang didokumenkan dalam beberapa RFC (2474, 2597, 3246, antara lain). Kumpulan utama ialah: CS, AF, EF, BE dan beberapa kelas khas seperti LE.

Keluarga itu CS (Pemilih Kelas) Ia mengekalkan keserasian dengan IP Precedence lama. Nilai tipikalnya ialah:

• 000000 → CS0: usaha terbaik, keutamaan asas.
• 001000 → CS1
• 010000 → CS2
• 011000 → CS3
• 100000 → CS4
• 101000 → CS5
• 110000 → CS6
• 111000 → CS7

Kemudian kita ada kumpulan AF (Penghantaran Terjamin), ditakrifkan dalam RFC 2597. Objektifnya adalah untuk menyediakan lebar jalur "terjamin" dengan kebarangkalian pembuangan yang berbeza. Setiap kelas AF dikenal pasti sebagai AFxy, dengan x ialah kelas (1 hingga 4) dan yy ialah kebarangkalian pembuangan (1 = rendah, 3 = tinggi). Beberapa contoh:

• AF11 (001010), AF12 (001100), AF13 (001110)
• AF21 (010010), AF22 (010100), AF23 (010110)
• AF31 (011010), AF32 (011100), AF33 (011110)
• AF41 (100010), AF42 (100100), AF43 (100110)

Satu lagi nilai yang terkenal ialah EF (Penghantaran Dipercepatkan), ditakrifkan dalam RFC 3246. Titik kod piawainya ialah 101110 (DSCP 46)PHB ini direka bentuk untuk trafik yang memerlukan Latensi rendah, keganjilan rendah dan kehilangan yang sangat sedikit, seperti VoIP atau komunikasi masa nyata yang sangat sensitif.

Nilai DSCP 0 sepadan dengan Usaha Terbaik (BE)Perkhidmatan lalai tanpa jaminan khas. Ini ialah trafik yang dihantar apabila tiada apa yang dipilih secara eksplisit, dan ia biasanya pergi ke barisan tanpa keutamaan.

Sesetengah pelaksanaan juga menggunakan kelas Usaha Rendah (LE), direka untuk trafik dengan keutamaan yang sangat rendah (sandaran besar-besaran, tugasan latar belakang, dsb.), yang boleh dikorbankan terlebih dahulu sekiranya berlaku kesesakan sebagai pertukaran untuk melindungi kelas yang lain.

Pengelasan dan penandaan trafik dengan DSCP

Fasa pertama penggunaan DSCP ialah menyusun pakejPeranti tepi (router, firewall, suis akses) menganalisis setiap aliran dan menentukan kelas trafik yang dimilikinya: Suara, video, data interaktif, kawalan trafik, usaha terbaik, sandaran, Dll

Klasifikasi ini boleh berdasarkan pelbagai kriteria: alamat IP sumber/destinasi, Port TCP/UDPprotokol, VLAN, antara muka kemasukan atau maklumat lapisan 7 Jika pemeriksaan yang lebih lanjut digunakan. Sebaik sahaja kelas dikenal pasti, ia Tandakan pakej dengan nilai DSCP yang sepadan.

Terdapat dua pendekatan utama untuk menanda: penandaan statik dan penandaan dinamikDalam DSCP statik, nilai DSCP tetap dikaitkan dengan aplikasi atau port yang diketahui (contohnya, memberikan EF kepada port RTP IP PBX). Dalam DSCP dinamik, anda boleh Laraskan bendera berdasarkan beban rangkaian atau dasar sementaramenaikkan atau menurunkan keutamaan bergantung pada waktu hari atau asal usul lalu lintas.

Adalah satu amalan yang baik bahawa Penandaan DSCP hendaklah dilakukan sedekat mungkin dengan asalanselalunya pada peralatan pengguna, suis akses atau tembok api perimeter. Dari situ, semua peranti di sepanjang laluan mesti menghormati dan mengekalkan jenama tersebutmelainkan terdapat sebab yang sangat jelas untuk menulis semulanya.

Masalah biasa dalam rangkaian yang melalui operator ialah pembawa memadam atau menulis ganti nilai DSCPJika itu berlaku, QoS hujung ke hujung akan hilang. Itulah sebabnya penting untuk mengetahui dasar pendailan pembekal dan, jika perlu, sama ada anda boleh gantikan penghala ISP atau merundingkan semula atau menyesuaikan jenama dengan kelas yang diangkut oleh pengendali.

Kualiti Perkhidmatan (QoS) dan Tingkah Laku Per-Hop (PHB)

La QoS (Kualiti Perkhidmatan) Ia bertujuan untuk menjamin parameter yang boleh diukur seperti lebar jalur minimum, kelewatan maksimum, jitter terkawal dan kehilangan paket terhad untuk aliran tertentu. DSCP adalah salah satu mekanisme utama untuk Laksanakan QoS dengan cara yang boleh diskalakan.

Dalam seni bina DiffServ, litar tidak ditakrifkan mengikut aliran, sebaliknya berfungsi mengikut kelas trafik agregatSetiap kelas dikaitkan dengan PHB, yang menerangkan layanan yang akan diterima oleh paket pada setiap hop dalam rangkaian: keutamaan giliran relatif, had lebar jalur, dasar pembuangan, dsb.

Antara PHB yang paling terkenal ialah EF (untuk trafik yang sangat sensitif terhadap kelewatan), AF (beberapa kelas dengan kebarangkalian pembuangan yang berbeza) dan BE (usaha terbaik). Dengan menggabungkan DSCP dengan barisan keutamaan dan mekanisme penjadualan, pentadbir boleh untuk memastikan perkhidmatan kritikal kekal stabil walaupun dalam situasi sesak.

Keindahan reka bentuk ini ialah penghala teras hanya perlu melihat Medan DSCP dan gunakan PHB yang sepadan, tanpa memeriksa port atau keseluruhan aliran. Ini mengurangkan beban pemprosesan dan menjadikan penyelesaian lebih mudah. sangat cekap dalam tulang belakang yang besar.

Selari dengan pemprosesan ekor, mekanisme boleh digunakan untuk pemolisian dan pembentukanPemolisian mengehadkan kadar kelas, dan jika had tersebut dilampaui, ia boleh menurunkan bendera DSCP atau menjatuhkan paket. Sebaliknya, pembentukan melicinkan pecahan dengan menyimpan paket buat sementara waktu, yang membantu barisan bertindak lebih mudah diramal.

Melaksanakan DSCP dalam penghala dan rangkaian perusahaan

Pelaksanaan DSCP yang sebenar terutamanya dilakukan dalam penghala, tembok api dan suis yang boleh diurusBagi peralatan daripada pengeluar seperti Cisco, Juniper, dan sebagainya, perkara berikut ditakrifkan: kelas trafik, dasar QoS dan pemetaan DSCP kepada barisan melalui CLI atau antara muka web lanjutan.

Proses lazim melibatkan beberapa langkah: pertama, tentukan kelas-kelas (contohnya, VoIP, video, data kritikal, usaha terbaik), maka ia tetapkan nilai DSCP tertentu kepada setiap kelas (EF, AF4x, AF3x, CS0, dll.) dan akhirnya Mereka menghubungkan nilai-nilai tersebut dengan barisan dan keutamaan pada setiap antara muka output.

Ia juga sangat biasa digunakan ACL (Senarai Kawalan Akses) atau peraturan pengelasan untuk mengenal pasti trafik yang perlu ditanda atau dikelaskan semula. Contohnya, semua trafik yang ditujukan untuk pelayan telefoni boleh dirakam dan ditanda dengan EF, atau strim video korporat boleh dikesan dan diberikan AF41.

Dalam rangkaian perniagaan yang besar, ia hampir tidak boleh dilepaskan memusatkan dasar DSCPTentukan skema kelas yang sama untuk seluruh organisasi dan dokumenkan nilai yang digunakan untuk setiap perkhidmatan. Ini mengelakkan kekacauan setiap pasukan menanda sesuatu secara berbeza, yang akan membawa kepada keputusan yang tidak dapat diramalkan.

Rangkaian yang direka bentuk dengan baik dengan DSCP membolehkan, walaupun terdapat lonjakan trafik atau kesesakan sekali-sekala, panggilan suara, persidangan video dan aplikasi kritikal terus berfungsi dengan kualiti yang boleh diterima, mengorbankan jika perlu trafik yang kurang diutamakan seperti sandaran setiap malam atau muat turun sekali sahaja.

Keserasian perkakasan legasi dan penggunaan Pemilih Kelas

Banyak rangkaian masih tersekat Peralatan lama yang hanya memahami medan Keutamaan IP dan mereka tidak melaksanakan sepenuhnya DiffServ. Untuk mengelakkan sebarang kerosakan, DSCP direka bentuk dengan tumpuan yang kuat pada keserasian ke belakang.

Nilai-nilai Pemilih Kelas (CS) Ia telah ditakrifkan dengan tepat untuk tujuan ini. Dengan menggunakan titik kod dalam bentuk xxx000Tiga bit paling penting bertepatan dengan bit keutamaan lama, jadi peranti legasi masih mentafsir keutamaan trafik dengan betul, walaupun ia mengabaikan keupayaan DiffServ yang lain.

Contohnya, pakej yang ditanda dengan CS3 (011000) Ini akan dilihat sebagai keutamaan 3, yang dalam definisi klasik sepadan dengan "Flash". Ini membolehkan trafik kawalan rangkaian, multicast kritikal atau perkhidmatan pengurusan tertentu terus diutamakan dalam infrastruktur campuran.

Kewujudan bersama DSCP dengan MPLS Ia juga merupakan amalan biasa: dalam banyak reka bentuk, tanda DSCP di tepi dipetakan kepada bit EXP dalam tag MPLS untuk mengekalkan keutamaan dalam tulang belakang operator. Walaupun butiran MPLS ini tidak dijelaskan secara terperinci di sini, ia merupakan satu lagi contoh bagaimana DSCP berfungsi sebagai bahasa keutamaan yang sama antara domain.

Penyelesaian Masalah dan Pengesahan Penandaan DSCP

Apabila QoS tidak berfungsi dengan betul, hampir selalu perlu untuk memeriksa sama ada Penandaan DSCP sedang digunakan dan dipatuhi dengan betulUntuk mencapai matlamat ini, adalah sangat berguna untuk menangkap trafik dengan alat seperti Wireshark dan semak nilai DSCP yang sebenarnya muncul dalam paket pada titik berbeza dalam rangkaian.

Masalah biasa ialah penghala perantaraan menetapkan semula medan DSCP kepada 0 disebabkan oleh konfigurasi lalai atau dasar yang dilaksanakan dengan buruk, membunuh QoS dari lompatan itu dan seterusnya. Satu lagi masalah biasa ialah ketidakselarasan kelasContohnya, VoIP mungkin ditanda sebagai EF pada satu firewall dan dikelaskan semula sebagai AF11 pada penghala lain, mengakibatkan rawatan yang bercanggah.

Dalam persekitaran makmal atau ujian, agak biasa digunakan arahan dilanjutkan daripada ping dengan ToS/DSCP Dalam penghala (seperti Cisco), ini digunakan untuk menjana paket dengan titik kod tertentu dan mengesahkan baris gilir yang digunakan dan bagaimana ia bertindak di bawah beban. Ini membantu mengesahkan reka bentuk baris gilir dan dasar poliser/pembentuk.

Pemantauan berterusan terhadap barisan dan kelas QoS pada penghala dan suis merupakan satu lagi alat penting. Menyemak metrik Penurunan setiap kelas, penghunian giliran, kelewatan dan penggunaan lebar jalur Ia membolehkan anda mengesan dengan cepat jika mana-mana kelas bersaiz kecil atau jika penandaan tidak sepadan dengan realiti trafik.

Jika masalah dikesan, biasanya perlu Laraskan ACL pengelasan, petakan DSCP dengan betul pada baris gilir dan sahkan bahawa semua peranti berkongsi "kamus" kelas yang sama.Ketidakpadanan kecil dalam satu hop boleh merosakkan keseluruhan QoS hujung ke hujung.

DSCP dalam rangkaian moden, SD-WAN, 5G dan IoT

Rangkaian moden bukan lagi sekadar LAN dan beberapa penghala yang bersambung ke internet. awan, SD-WAN, 5G, WiFi canggih dan IoTSenario ini telah menjadi jauh lebih kompleks, dan DSCP kekal sebagai bahagian penting dalam mengekalkan kualiti perkhidmatan.

Dalam penyelesaian SD-WANContohnya, adalah perkara biasa untuk menggunakan nilai DSCP untuk menentukan pautan yang digunakan oleh setiap jenis trafik atau keutamaannya dalam terowong yang disulitkan. SD-WAN boleh Kira semula laluan dalam masa nyata berdasarkan kelewatan, kehilangan dan keganjilanWalau bagaimanapun, ia bergantung pada tanda DSCP untuk menentukan aliran mana yang tidak boleh dibenarkan terdegradasi.

Dalam persekitaran 5G dan pengkomputeran pinggir, janji daripada kependaman ultra rendah Ia memerlukan keutamaan aliran kritikal yang teliti: kawalan perindustrian, kenderaan yang terhubung, realiti terimbuh, dan sebagainya. DSCP ialah mekanisme mudah untuk menunjukkan trafik mana yang memerlukan layanan hampir "VIP" di seluruh rantaian rangkaian.

Dengan kebangkitan Internet Perkara (IoT)Ini menghasilkan sejumlah besar data, kebanyakannya tidak kritikal. DSCP membolehkan pembezaan antara, sebagai contoh, penggera keselamatan atau isyarat kawalan masa nyata (yang ditanda dengan keutamaan tinggi) dan trafik telemetri besar-besaran atau balak yang boleh dilakukan dengan usaha yang lebih baik atau bahkan dalam kelas usaha rendah.

Menjelang masa hadapan, IETF terus berusaha PHB baharu dan cadangan penggunaan titik kod DSCP, dan ada kemungkinan kita akan melihat penyepaduan yang lebih erat dengan mekanisme automasi dan pembelajaran mesin yang melaraskan jenama secara dinamik berdasarkan tingkah laku sebenar rangkaian.

DSCP kekal sebagai piawaian de facto untuk mengutamakan trafik IP Disebabkan kesederhanaan, keserasian dan fleksibilitinya, apabila direka bentuk dengan baik dan dilaksanakan dengan bijak, ia membolehkan rangkaian yang sangat kompleks mengurus trafik dengan cara yang "tidak adil tetapi terkawal", sentiasa mengutamakan apa yang benar-benar penting tanpa menyediakan infrastruktur secara berlebihan.

artikel berkaitan:

Apakah titik akses rangkaian (AP), bagaimana ia berfungsi dan untuk apa ia digunakan?

Ishak

Penulis yang bersemangat tentang dunia bait dan teknologi secara umum. Saya suka berkongsi pengetahuan saya melalui penulisan, dan itulah yang akan saya lakukan dalam blog ini, menunjukkan kepada anda semua perkara yang paling menarik tentang alat, perisian, perkakasan, trend teknologi dan banyak lagi. Matlamat saya adalah untuk membantu anda mengemudi dunia digital dengan cara yang mudah dan menghiburkan.