أصبحت جودة الخدمة (QoS) اليوم عنصرًا أساسيًا لضمان أداء الشبكات الحديثة، فمع توسّع رقعة التطبيقات التفاعليّة الحسّاسة كالمكالمات الصوتية ومؤتمرات الفيديو ازدادت الحاجة إلى سرعة استجابة فائقة وأقلّ نسبة من فقدان الحزم والتأخير في المنظومات الشبكيّة.
تعتمد الشركات على QoS لتخصيص الموارد وتحديد الأولويات، مما يتيح تجربة مستخدم سلسة حتى في ظلّ حركة مرور بيانات كثيفة.
في مقالنا التالي، سنتناول مفهوم QoS وكيفية تنفيذه بالإضافة إلى دوره في تحسين أداء الشبكات وتلبية متطلبات التطبيقات الحيوية في بيئات العمل الحديثة.
فلنبدأ!
جودة الخدمة Quality of Service أو (QoS) هي استخدام آليّات أو تقنيّات تعمل على الشّبكة للتّحكم في حركة المرور وضمان أداء التّطبيقات الحرجة مع قدرة شبكة محدودة، حيث تُمكّن هذه الآليّات الأنظمة من تعديل حركة المرور العامّة على شبكتها عن طريق إعطاء الأولويّة لتطبيقات محددة عالية الأداء.
باستخدام QoS في الشّبكات، تتمكن المؤسسات من تحسين أداء التّطبيقات المتعددة على شبكتها والحصول على رؤية واضحة لمعدّل البتّ، التّأخير، التذبذب، ومعدّل الحزم على الشبكة. يضمن ذلك قدرتهم على إدارة حركة المرور على شبكتهم وتغيير الطّريقة الّتي يتم بها توجيه الحزم إلى الإنترنت أو الشّبكات الأخرى لتجنّب تأخير الإرسال، كما يضمن أن يحققّ النظام الجودة المتوقّعة للخدمة بالنسبة للتّطبيقات وتقديم تجارب مستخدم متوقعة.
وفقًا لمعنى QoS، فإنّ الهدف الرّئيسي هو تمكين الشّبكات والأنظمة من إعطاء الأولويّة لحركة المرور، والتي تشمل توفير عرض نطاق تردّدي مخصصّ، والتّحكم في التذبذب، وتقليل التأخير، كما أن التّقنيات المستخدمة لضمان ذلك ضروريّة لتعزيز أداء تطبيقات الأعمال، والشّبكات الواسعة النطاق (WANs)، وشبكات مزوّدي الخدمة.
تعمل تقنية QoS على تمييز الحزم لتحديد أنواع الخدمة، ثم تهيئة الموجّهات (Routers) لإنشاء أرتال (Queues) افتراضية منفصلة لكل تطبيق بناءً على أولويّته. ونتيجةً لذلك، يتم حجز عرض النطاق التردّدي للتّطبيقات أو المواقع الحرجة التي تم تخصيص وصول ذي أولوية لها.
توفّر تقنيات QoS القدرة على تخصيص المعالجة لتدفّقات محددة في حركة مرور الشبكة. وهذا يُمكّن مدير الشبكة من تحديد ترتيب معالجة الحزم وتوفير كمية مناسبة من عرض النطاق الترددي لكل تطبيق أو تدفق لحركة المرور.
لفهم كيفية عمل برامج QoS في الشّبكة، دعنا نعرّف الأنواع المختلفة لحركة المرور التي تقيسها تلك البرامج، في الجدول التالي:
| نوع حركة المرور | الوصف |
| عرض النطاق الترددي Bandwidth | يعبر عن سرعة الاتصال. يمكن لـ QoS توجيه الراوتر إلى كيفية توزيع عرض النطاق الترددي. على سبيل المثال، يمكن تخصيص جزء معين من عرض النطاق لأنواع مختلفة من حركة البيانات، مما يتيح إعطاء الأولوية لبعض أنواع حركة المرور على الأخرى. |
| التّأخير Delay | الوقت الذي تستغرقه الحزمة للانتقال من مصدرها إلى وجهتها النهائية. يُمكن أن يتأثر هذا غالبًا بتأخير الرتل الذي يحدث أثناء فترات الازدحام حيث تنتظر الحزمة فيه قبل إرسالها. تُمكّن QoS النظام من تجنّب ذلك عن طريق إنشاء رتل ذو أولوية لأنواع معينة من حركة المرور. |
| الفقد Loss | كمية البيانات المفقودة نتيجة فقدان الحزم، والذي يحدث عادةً بسبب ازدحام الشبكة. تُمكّن QoS النظام من تحديد الحزم التي يجب إسقاطها في هذا الحدث. |
| التّذبذب Jitter | وهو السّرعة غير المنتظمة للحزم على الشبكة نتيجة للازدحام، مما قد يؤدي إلى وصول الحزم متأخّرة وخارج التّسلسل. يُمكن أن يتّسبب ذلك في تشويه أو فجوات في الصوت والفيديو المقدم. |
يعدّ تطبيق جودة الخدمة (QoS) أمرًا حيويًا للشركات التي تسعى لضمان توفّر تطبيقاتها الأساسية. فهو ضروري لتأمين عرض نطاق ترددي متميّز وضمان نقل البيانات بسلاسة دون انقطاع في تدفّق الحركة أو فقدان الحزم. تشمل الفوائد الرئيسية لنشر QoS ما يلي:
تضمن QoS أن تحصل التّطبيقات الأكثر أهمية للشّركات على الأولوية دائمًا والموارد اللازمة لتحقيق أداء عالٍ.
تتيح QoS للمسؤولين إدارة موارد الإنترنت في المؤسسة بشكل أفضل، مما يقللّ من التّكاليف والحاجة إلى الاستثمارات في توسيع الروابط.
يهدف QoS إلى ضمان الأداء العالي للتّطبيقات الحرجة، مما يضمن تقديم تجربة مستخدم مثالية وزيادة فعالية الموظفين.
يسمح QoS للشركات بنقل حزم البيانات بين نقطتين عبر الإنترنت بترتيب صحيح وبدون فقدان أي حزم، بغض النظر عن طريقة توجيه حركة المرور.
تتجنّب QoS إمكانية فقدان الحزم من خلال إعطاء الأولوية لعرض النطاق الترددي لتطبيقات الأداء العالي، مما يعالج مشاكل الازدحام وفشل الشبكة.
تُمكّن QoS الشركات من تقليل زمن الانتقال من خلال إعطاء الأولوية للتطبيقات الحرجة.
قد يهمك: تحليل الكفاءة الطيفية لتقنية FBMC في شبكات الجيل السادس مقارنةً بـ OFDM
إذا أردنا فهم كيفية تنفيذ جودة الخدمة في الشبكات فخير وسيلة لفهم ذلك هي الأمثلة وإليك المثال التالي:
افترضْ أنّك تدير شبكة لشركة تعتمد على ثلاثة أنواع رئيسية من التطبيقات وهي:
و تريد أن تضمن أن المكالمات الصّوتية تحصل على الأولوية لأن جودة الصّوت تتأثر بالتأخير وفقدان الحزم، بينما نقل ملفات الفيديو يمكن أن ينتظر لفترة أطول، وتصفح الإنترنت لا يحتاج إلى سرعة كبيرة.
لذا ولتنفيذ QoS ستقوم بالخطوات التالية بالترتيب:
تقوم الشركة أولاً بتحديد أن المكالمات الصوتية عبر الإنترنت (VoIP) هي الأهم لأنها حساسة للتأخير وفقدان الحزم، أما نقل ملفات الفيديو يستخدم عرض نطاق ترددي عالٍ، لكنه لا يحتاج إلى استجابة فورية.كما أن تصفّح الإنترنت هو أقل أهمية ويمكنه أن يحصل على ما تبقى من النطاق الترددي.
تُصنف حركة المرور بناءً على البروتوكول أو التطبيق. مثلاً:
تُنشئ سياسات في جهاز التّوجيه (Router) أو المحوّل (Switch) لتحديد عرض النطاق المخصص لكل نوع من حركة المرور. على سبيل المثال:
وذلك باستخدام تقنية “الجدولة بالأولوية” (Priority Queuing) لضمان أن حركة المكالمات الصوتية تُعالج أولاً، أي أن الحزم الخاصة بالمكالمات توضع في صفّ الأولوية.
وإذا كان هناك ضغط على الشّبكة، يتم تخزين الحزم الخاصّة بتصفّح الإنترنت أو نقل الفيديو حتى يُتاح النطاق المناسب لها.
يتمّ مراقبة الشبكة بشكل مستمر للتأكد من أن تدفّق حركة المرور لا يتجاوز السّعة المتاحة. وإذا كان هناك حركة مرور زائدة، تُستخدم تقنية “تشكيل حركة المرور” (Traffic Shaping) لتحديد كمية البيانات المسموح بها لكلّ نوع من أنواع حركة المرور، مما يساعد على تجنب الازدحام.
وبالنتيجة:
عندما يستخدم أحد الموظفين المكالمات الصوتية عبر الإنترنت، ستحصل المكالمة على الأولوية ويتم ضمان عدم تأخير الصّوت أو فقدانه. في نفس الوقت، يمكن أن يستمرّ تحميل الفيديو ولكن بسرعات أقل، بينما يبقى تصفّح الإنترنت في أدنى مستوى من الأولوية.
📌 باختصار:
|
في الماضي كانت الشبكات التقليدية في الأعمال التجارية تعمل كوحدات منفصلة، حيث كانت المكالمات الهاتفية والمؤتمرات عبر الفيديو تُدار عبر شبكة واحدة، بينما أجهزة الكمبيوتر المحمولة والمكتبية والخوادم والأجهزة الأخرى متّصلة بشبكة أخرى،و نادراً ما كانت هذه الشّبكات تتقاطع، إلا إذا كان الحاسوب يستخدم خطّ الهاتف للوصول إلى الإنترنت.
عندما كانت الشبكات تُحمّل البيانات فقط، لم تكن السرعة ذات أهمية كبيرة. ولكن اليوم، تحتاج التّطبيقات التّفاعلية التي تنقل محتوى صوتيًا ومرئيًا إلى الّتسليم بسرعة عالية، دون فقدان الحزم أو تباين في سرعة التسليم بمعنى آخر سرعة الوصول.
تعد QoS أساسية لضمان الأداء الأمثل للتطبيقات الحسّاسة التي تتطلب استجابة فورية مثل VoIP ومؤتمرات الفيديو. فهي تساعد الشركات على إعطاء الأولوية لهذه التطبيقات من خلال تخصيص عرض نطاق ترددي كافٍ وتقليل التأخير والتشويش. على سبيل المثال، فقدان الحزم قد يؤدي إلى تقطيع الصوت والصورة في مكالمات الفيديو، مما يؤثر سلبًا على الجودة والأداء.
تزداد أهمية QoS مع تزايد متطلبات أداء الشبكة نتيجة لزيادة عدد المستخدمين الذين يعتمدون عليها، حيث تتطلب التطبيقات والخدمات عبر الإنترنت الحديثة كميات هائلة من عرض النطاق الترددي وأداءً شبكيًا عاليًا، ويطالب المستخدمون بأن توفر هذه التطبيقات أداءً عاليًا في جميع الأوقات. لذلك، تحتاج المنظمات إلى اعتماد تقنيات وأساليب تضمن تقديم أفضل خدمة ممكنة.
تبرز أهمية QoS بشكل واضح مع ظهور إنترنت الأشياء (IoT). فـ في قطاع التّصنيع، تعتمد الآلات الآن على الشّبكات لتقديم تحديثات حالة في الوقت الفعلي حول أي مشكلات محتملة. لذلك، أي تأخير في التغذية الراجعة يمكن أن يتسببّ في أخطاء مكلفة جدًا في تلك الشبكات. في حين أن تقنية جودة الخدمة تضمن أن المعلومات تتدفق بأسرع وقت ممكن.
في النهاية وفي ختام هذا المقال لا يسعنا إلا أن نؤكد على أهمية استخدام جودة الخدمة (QoS) في الشبكات ودورها في ضمان أداء أفضل وأسرع للمهام في المنظومة الشبكية، كما ندعوك دومًا إلى مواكبة كلّ ما هو جديد ومفيد في عالم الاتصالات والشبكات برفقة أكاديمية اتّصالاتي.
Optimized by Seraphinite Accelerator