Các cơ chế QoS

[dangquangminh]

Ai từng triển khai QoS (Quality of Service) đều hiểu rằng không phải mọi gói tin đều “sinh ra bình đẳng”. Nếu để tất cả các loại lưu lượng chen chúc nhau trên một đường truyền băng thông giới hạn thì kiểu gì cũng sẽ có dịch vụ quan trọng bị “nghẽn thở” – ví dụ như thoại VoIP hoặc video call. Đây chính là lúc cơ chế QoS lên tiếng.

Trong bài này mình sẽ đi từ khái niệm cơ bản Classifier – Marker cho đến cách các bit như CoS, ToS, DSCP, IP Precedence, TID được sử dụng trong thực tế. Anh em CCNA, CCNP hay thậm chí CCIE đều sẽ gặp chúng khi cấu hình mạng từ campus, WAN cho đến Data Center.

---

1. Classification (Phân loại lưu lượng)

• Classifier là công cụ “soi” vào các trường header của gói tin (L2/L3/L4) để xác định gói tin thuộc loại dịch vụ nào.
• Ví dụ:
  • Gói tin RTP đi kèm với UDP port 16384-32767 → Voice
  • Gói H.323 hay SIP → Call signaling
  • ICMP → Network management

Sau khi phân loại xong, gói tin được “gắn nhãn” để các thiết bị kế tiếp không phải mất công soi lại từ đầu.

---

2. Marking (Đánh dấu gói tin)


Marker là công cụ viết giá trị vào header (frame/packet/tag/label). Mục tiêu là bảo toàn quyết định đã phân loại.

Ví dụ: Router biên mạng (CE) phân loại lưu lượng voice và gắn nhãn DSCP EF (46). Khi gói tin chạy qua core MPLS, switch/PE không cần phân tích port nữa, chỉ nhìn thấy DSCP=46 là hiểu đây là gói VoIP cần ưu tiên.

---

3. Các trường đánh dấu QoS

• CoS (Class of Service)
  • 3-bit trong Ethernet 802.1Q VLAN tag.
  • Dùng trong LAN/WAN Ethernet.
  • Giá trị từ 0–7 (Best Effort = 0, Voice = 5).
• ToS (Type of Service) trong IPv4
  • 8-bit, trong đó 3-bit đầu gọi là IP precedence (0–7).
  • Trong IPv6, trường này đổi tên thành Traffic Class.
• DSCP (Differentiated Services Code Point)
  • 6-bit, kế thừa ToS.
  • Có đến 64 giá trị, mô tả chi tiết hơn so với IP precedence.
  • Ví dụ:
    • EF (Expedited Forwarding) = 46 → VoIP
    • AF41 (Assured Forwarding) = 34 → Video conferencing
    • CS6 = 48 → Routing
• Class Selector (CS)
  • Là tập con của DSCP, giữ nguyên tính tương thích với IP precedence.
• TID (Traffic Identifier) trong 802.11
  • 3-bit trong QoS Control field của Wi-Fi MAC frame.
  • Tương ứng gần giống với CoS, nhưng dùng cho mạng không dây.

---

4. Các kỹ thuật policy enforcement đi kèm


Sau khi được phân loại/đánh dấu, gói tin có thể trải qua các cơ chế chính:

• Queuing: đưa vào hàng chờ ưu tiên (VD: LLQ cho VoIP).
• Policing: giới hạn băng thông, thả gói nếu vượt ngưỡng.
• Shaping: làm “mượt” lưu lượng bằng cách buffer lại.
• Remarking: thay đổi nhãn QoS nếu cần.

---

5. Ví dụ thực tế

• Gói VoIP từ điện thoại IP → Switch access đánh dấu CoS=5 → Router edge chuyển đổi thành DSCP EF (46) → Core MPLS nhìn DSCP=46 và xếp gói vào hàng ưu tiên.
• Gói Bulk Data (backup) → được đánh dấu AF11 (10) → Khi tắc nghẽn thì hàng chờ loại này có thể bị drop trước để nhường cho VoIP/Video.

---

6. Tổng kết

• Classification = phân loại.
• Marking = ghi nhãn để giữ quyết định.
• QoS fields = CoS (L2), ToS/DSCP (L3), TID (Wi-Fi).
• L3 marking (DSCP) là phổ biến nhất vì có ý nghĩa end-to-end, dễ chuyển đổi sang CoS hoặc TID.

👉 Anh em nên nhớ: phân loại đúng + đánh dấu chuẩn = QoS hiệu quả.