1.Bant Genişliği

Bazı çevreler QoS’in gerekli olmadığına ve bant genişliğini arttırmanın tüm uygulamalar için gerekli QoS’i sağlayacağına inanırlar. Bu görüş genellikle QoS uygulamasının çok karmaşık olduğunu ancak bant genişliği ilave etmenin basit bir işlem olduğunu iddia eder. Bu tezlerde bir miktar gerçeklik payı olsa da, QoS ile çözümlenecek sorunlara bir bakılması ve bant genişliği ilavesinin bu sorunlara çözüm getirip getirmeyeceğinin değerlendirmesi yapılmalıdır.

Bant genişliğinin dağıtımı iki şekilde incelenebilir:

1.1. Mevcut Bant Genişliği

Çoğu ağ operatörü ağ altyapısına veya kiralık devrelere yaptığı yatırımlarının daha kısa sürede geri dönüşünü sağlamak için mevcut bant genişliğinden daha fazlasını kullanıcılarına tanımlarlar. Bant genişliğinin kullanıcılara mevcuttan fazla sunulması demek, bir kullanıcı için tanımlanan bant genişliğinin her zaman kullanımına açık olamaması demektir. Bu kullanıcıların mevcut bant genişliği için birbirleriyle yarışmaları sonucunu doğurur. Kullanıcılar, herhangi bir zaman diliminde diğer kullanıcıların bant genişliği kullanımına bağlı olarak daha az veya daha çok bant genişliği kullanırlar.

Mevcut bant genişliği tüketici ADSL ağlarında çok kullanılan bir tekniktir. Bir kullanıcı SLA (Service Level Agreement – Servis Seviyesi Anlaşması) içinde QoS garantisi olmayan 384-kbps’lik bir servise kayıt olur. SLA’ e göre 384 kbps “tipik” bir erişim seviyesidir ama bu seviye garanti edilmemektedir. Ağ üzerindeki trafiğin az olduğu şartlarda kullanıcı 384 kbps’ e ulaşabilir ancak bu süreklilik taşıyan bir durum değildir. Bu durum kullanıcılar tarafından özellikle ağ üzerinde erişimin yoğun olduğu saatlerde daha açık olarak fark edilebilir.

1.2. Garanti Edilen Bant Genişliği

Servis sağlayıcılar, sundukları hizmette SLA içinde garanti edilmiş bir minimum bant genişliği ile ekstra bant genişliği sağlamaktadırlar. Belirli bir bant genişliği garanti edilmiş olduğundan bu hizmetin ücreti mevcut bant genişliği hizmetinden daha yüksektir. Servis sağlayıcılar garanti edilmiş bant genişliği hizmetine kayıt olurken kullanıcıların bu hizmette (QoS bant genişliği garantisi) mevcut bant genişliği hizmetine kıyasla daha ayrıcalıklı bir hizmet alacaklarından haberdar olmalarını sağlamalıdırlar.

Bazı durumlarda servis sağlayıcılar abonelerini fiziksel ya da mantıksal ağlar üzerinde ayırmaktadırlar. Örneğin: Sanal ağlar, Sanal Devreler, v.b. gibi. Bazı durumlarda da garanti edilmiş bant genişliği hizmetine ait veri trafiği, mevcut bant genişliği hizmeti veri trafiğinin kullandığı ağın altyapısını kullanabilmektedir. Bu genellikle ağ bağlantılarının maliyetinin daha yüksek olduğu ya da bant genişliğinin bir başka hizmet sunucusundan kiralanmış olduğu durumlarda söz konusu olur. Abonelerin aynı ağ altyapısını paylaşmaları durumunda, ağ işleticisi garanti edilmiş bant genişliği hizmeti alan kullanıcıları trafik içinde öncelik vermeli ve böylelikle trafiğin yoğun olduğu (ya da tıkandığı) durumlarda garanti edilmiş bant genişliği kullanıcılarının SLA’ları karşılanmış olmalıdır.

Ekstra bant genişliği ise, garanti edilmiş minimum bant genişliğinin miktar ve süre olarak aşılarak kullanılması durumudur. QoS mekanizması aktive edilerek, kullanıcıların SLA’larında belirtilmiş olan garanti edilen bant genişliğinin sürekli olarak aşılması engellenebilmektedir.

2.Gecikme:

Gecikmeler 4 farklı nedenden dolayı oluşur.

İşlemci Kaynaklı Gecikmeler

Routerın bir paketi giriş ara yüzünden aldıktan sonra gerekli işlemleri yapması, örneğin bir ACL varsa onunla ilgili kontrollerin yapılması gibi, yönlendirme tablosuna bakılarak hangi ara yüzünden gönderileceğinin belirlenmesi gibi ve akabinde ilgili çıkış ara yüzünden göndermesi sırasında geçen süredir. CPU hızına, Routerın donanımsal yapısına, Router üzerinde kullanılan anahtarlama yapısına bağlı olarak değişkenlik gösterebilir.

2.2. Kuyruk Gecikmeleri Routerlar paketleri alırlar ve gönderilecek ara yüzün bant genişliği yönünden uygunsa hemen gönderirler. Ama paketler geldikten sonra hala gönderilmeyi bekleyen paketler var ise, yeni gelen paketler kuyrukta beklerler. Kuyruk gecikmesi kısaca paketlerin Router üzerinde bekleme süresidir diyebiliriz.

Ara yüzün mevcut bant genişliğine, kullanılan kuyruklama metoduna bağlı olarak değişkenlik gösterir.

2.3. Serileştirme Gecikmesi

Başlık eklenmiş paketlerin ara yüzünden çıkarak kablo üzerinde bitler halinde yer almasına kadar geçen süredir.

2.4. Yayılım Gecikmesi

Bir paketin, kablo üzerinden bir noktadan diğer noktaya kadar transfer edilmesi sırasında geçen süredir.

Gecikme süresini azaltmak için kullanabileceğimiz bazı yöntemler şöyledir;

• En pahalı çözüm bant genişliği değerini arttırmaktır.

• Bizim için önemli bazı paketleri öncelik verilerek, önce onların gönderilmesini sağlamak. Bu durumda bazı paketler için gecikme artacak olsa da, önemli paketler için, örneğin ses paketleri için azalacaktır.

• Sıkıştırılmış paketler daha küçük boyutta olacağı için link kapasitesinin sanal olarak olda artırıldığını söyleyebiliriz. Tabi ki burada sıkıştırma için geçecek süre unutulmamalıdır.

• Özellikle ses paketlerinde kullanabileceğimiz başlıkların sıkıştırılması. (RTP Header Compression)

3.Gecikme Değişiklikleri:

Gecikme değişiklikleri, belirli bir trafik akışında birbiri ardına gelen paketlerin değişken karakterdeki gecikmelerinin ölçüsüdür. Gecikme değişikliğinin ses ve video gibi gerçek zamanlı ve gecikmeye duyarlı uygulamalar üzerinde önemli etkileri olabilir. Söz konusu gerçek zamanlı uygulamalar paketleri sabit bir hızda ve aralarında sabit süreler olduğu halde almak isterler. Varış hızı değişkenlik gösterdikçe uygulamanın performansı etkilenir. Gecikme değişiklikleri minimum seviyede olduğunda sorun yaşanmayabilir, ancak arttıkça uygulama kullanılamaz hale gelecektir.

4.Paket Kayıpları:

Fiziksel iletim ortamında hatalar oluşması ile kayıplar meydana gelebilir. Bit hata oranı ölçümlerine göre karasal hatlardaki kayıp oranı oldukça düşüktür. Ancak mobil, uydu yada sabit kablosuz ağlar gibi ağlarda bit hata oranı çevresel faktörlere bağlı olarak değişebilir. Routerlarda ise paket kayıpları tail drop adı verilen paketlerin kuyruklara girmemesi olayı ile gerçekleşir.

Routerın çıkış kuyruğunda yer kalmadığı durumlarda Routera gelen paketler, paket tipi ayırt edilmeksizin kayba uğrayacaklardır. TCP kullanan veri paketlerinin telafisi olabilir fakat ses, görüntü gibi UDP üzerinde kurulu trafiği olan paketlerin telafisi olmayacaktır, bu da kalitenin düşmesine sebep olur.

Kuyruğun dolması dışında başka sebeplerden dolayı da kayıplar olabilir. Örnek verecek olursak işlemcimiz paketleri işleyecek durumda olmadığı zaman da paket kayıpları gözlenir.

Paket kayıplarının önlenmesi bant genişliğini arttırmak ile mümkün olabilir fakat bant genişliği aynı kalmak şartıyla kayıplar engellenebilir. Örneğin WRED (Weighted Random Early Detection) adı verilen sistem ile ön belleğimiz dolmadan önce bizim belirlediğimiz uygulamaların paketleri bizim kontrolümüzde atılır. LLQ (Low Latency Queuing) adı verilen yöntem en yeni yöntem ve en sık kullanılan yöntemdir.