10.4. Qualitat del servei

10.4.1. Principis i mecanisme

Qualitat del Servei (o QoS per l'acrònim en anglès) es refereix a un conjunt de tècniques que garanteixen o milloren la qualitat del servei proporcionat a les aplicacions. La tècnica més popular consisteix a classificar el trànsit de xarxa en categories, i diferenciar el tractament del trànsit segons la categoria a la qual pertany. L'aplicació principal d'aquest concepte de serveis diferenciats és el «traffic shaping» o “modelatge del trànsit”, que limita les taxes de transmissió de dades per a connexions relacionades amb alguns serveis i/o servidors per no saturar l'amplada de banda disponible i fer que altres serveis es degradin. El «traffic shaping» és una tècnica especialment bona per al trànsit TCP, ja que aquest protocol s'adapta automàticament a l'amplada de banda disponible.

CULTURA Neutralitat de la xarxa i qualitat del servei

La neutralitat de la xarxa s'aconsegueix quan els proveïdors de serveis d'Internet tracten totes les comunicacions per Internet per igual, és a dir, sense cap limitació d'accés basat en el contingut, l'usuari, el lloc web, l'adreça de destinació, etc.

La qualitat del servei es pot implementar en una Internet amb neutralitat de xarxa, però només si els proveïdors de serveis d'Internet no poden cobrar una taxa especial per un servei d'alta qualitat.

També és possible alterar les prioritats del trànsit, que permet prioritzar paquets relacionats amb serveis interactius (com ara ssh i telnet) o amb serveis que només tracten amb petits blocs de dades.

Els nuclis de Debian inclouen les característiques necessàries per a QoS juntament amb els seus mòduls associats. Aquests mòduls són molts, i cadascun d'ells proporciona un servei diferent, sobretot a través de planificadors especials per a les cues de paquets IP; l'àmplia gamma de comportaments de planificadors disponibles abasta tot el rang de possibles requisits.

10.4.2. Configuració i implementació

Els paràmetres de QoS s'estableixen a través de l'ordre tc (proveït pel paquet iproute). Com que la seva interfície és bastant complexa, es recomana utilitzar eines de nivell superior.

10.4.2.1. Reducció de latències: `wondershaper`

El propòsit principal de wondershaper (al paquet del mateix nom) és minimitzar les latències independentment de la càrrega de la xarxa. Això s'aconsegueix limitant el trànsit total a un valor que quedi per sota del valor de saturació de l'enllaç.

Once a network interface is configured, setting up this traffic limitation is achieved by running wondershaper interface download_rate upload_rate. The interface can be enp1s0, eth0 or ppp0 for example, and both rates are expressed in kilobits per second. The wondershaper remove interface command disables traffic control on the specified interface.

For an Ethernet connection, historically this script would be called right after the interface is configured. This is done by adding up and down directives to the /etc/network/interfaces file allowing declared commands to be run, respectively, after the interface is configured and before it is deconfigured. Or in the PPP case, creating a script that calls wondershaper in /etc/ppp/ip-up.d/ will enable traffic control as soon as the connection is up. Below is an example using this first method:

Exemple 10.9. Canvis al fitxer /etc/network/interfaces

iface eth0 inet dhcp
    up /sbin/wondershaper eth0 500 100
    down /sbin/wondershaper remove eth0

10.4.2.2. Configuració estàndar

Barring a specific QoS configuration, the Linux kernel uses the pfifo_fast queue scheduler, which provides a few interesting features by itself. The priority of each processed IP packet is based on the DSCP field (Differentiated Services Code Point) of this packet; modifying this 6-bit field is enough to take advantage of the scheduling features. Refer to https://en.wikipedia.org/wiki/Differentiated_services#Class_Selector for more information.

El camp DSCP pot ser establert per aplicacions que generen paquets IP, o modificat sobre la marxa per netfilter. Les següents regles són suficients per augmentar la capacitat de resposta per al servei d'SSH d'un servidor, però tingueu en compte que el camp DSCP s'ha d'establir en hexadecimal:

nft add table ip mangle
nft add rule ip mangle PREROUTING tcp sport 22 counter ip dscp set 0x04
nft add rule ip mangle PREROUTING tcp dport 22 counter ip dscp set 0x04