Was ist CoS?

Die Dienstklasse (Class of Service, CoS) – auch als Dienstgüte (Quality of Service, QoS) bezeichnet – ist ein Mechanismus zur Priorisierung des Datenverkehrs, der eingehende Pakete in Weiterleitungsklassen einteilt und den ausgehenden Datenverkehr so plant, dass Datenverkehr mit höherer Priorität, wie beispielsweise Sprachverkehr oder geschäftskritische Anwendungen, bei einer Überlastung der Verbindung vor Datenverkehr mit niedrigerer Priorität weitergeleitet wird.

Die wichtigsten Erkenntnisse

• Klassifiziert eingehenden Datenverkehr und plant ausgehenden Datenverkehr nach Priorität.
• Auch als „Quality of Service“ (QoS) bezeichnet – die Begriffe sind synonym.
• Die DSCP- und 802.1p-Bits kennzeichnen die Weiterleitungsklasse eines Pakets im Header.
• Rewrite-Regeln können CoS-Werte neu zuweisen, wenn der Datenverkehr ein Gerät verlässt.
• Versa VOS wendet CoS über QoS-Profile, Richtlinien und Scheduler an.

Auf dieser Seite: Warum das wichtig ist · So funktioniert es · Arten · CoS & Versa · Häufig gestellte Fragen

Warum ist CoS wichtig?

Nicht jeder Datenverkehr ist gleich wichtig, sobald die Kapazitätsreserven einer Verbindung erschöpft sind. Ein Videoanruf und ein Dateidownload, die sich die Bandbreite teilen, scheitern auf ganz unterschiedliche Weise: Die Übertragung verlangsamt sich lediglich unbemerkt, während der Anruf ruckelt oder abbricht. CoS gibt es, weil Netzwerke über eine begrenzte Bandbreite verfügen und es nur eine Frage der Zeit ist, wann es zu einer Überlastung kommt – sei es bei einer Breitband-Uplink-Verbindung, einer Aggregationsverbindung oder am WAN-Rand.

Ohne CoS verwirft ein Gerät Pakete im Wesentlichen zufällig, sobald sich eine Warteschlange füllt, und die Leistung aller Anwendungen verschlechtert sich gleichermaßen. Mit CoS wird der eingehende Datenverkehr bei Ankunft in Weiterleitungsklassen sortiert, und die Ausgabesteuerung stellt sicher, dass Sprach-, Video- und geschäftskritische Klassen zuerst bedient werden, während Massendatenübertragungen die Verzögerung auffangen. Aus diesem Grund bildet CoS die Grundlage für SD-WAN, VoIP und jedes Netzwerk, das Echtzeit- und Massendatenverkehr über gemeinsam genutzte Verbindungen überträgt.

Was ist CoS?

CoS funktioniert in zwei Stufen. Beim Eingang prüft ein Gerät jedes Paket und klassifiziert es – anhand eines Layer-3-Feldes (DSCP oder Legacy-IP-Precedence), eines Layer-2-Feldes (802.1p), der Quellanwendung oder einer Übereinstimmung bei der Zugriffskontrolle – und weist ihm eine Weiterleitungsklasse sowie eine Verlustpriorität zu. Die Klasse legt fest, welche Ausgangswarteschlange das Paket nutzt; die Verlustpriorität bestimmt, wie aggressiv es verworfen wird, wenn sich diese Warteschlange ihrer Kapazitätsgrenze nähert.

Beim Ausgang plant das Gerät die Übertragung über die Warteschlangen hinweg so, dass Klassen mit höherer Priorität zuerst berücksichtigt werden. Dabei kommen Disziplinen wie „Strict Priority“ oder „Weighted Round-Robin“ sowie Drop-Mechanismen wie „Weighted Random Early Detection“ (WRED) oder „Tail Drops“ zum Einsatz, um Überlastungen zu bewältigen, bevor es zu Datenverlusten kommt. Geräte können außerdem die DSCP- oder 802.1p-Bits beim Ausgang umschreiben und die Kennzeichnung so an den nächsten Hop weitergeben – wichtig, wenn sich alle Geräte über die Prioritäten einigen müssen.

Arten von CoS

CoS-Kennzeichnungen befinden sich in einigen Standard-Header-Feldern, und die meisten Netzwerke kombinieren mehr als eines davon. Die IP-Priorität ist das ursprüngliche 3-Bit-Feld im IPv4-„Type of Service“-Byte – grob unterteilt, mit nur acht Werten und weitgehend abgelöst. DSCP ersetzte es durch ein 6-Bit-Feld aus der Differentiated Services-Architektur der IETF, das bis zu 64 Kennzeichnungen und Klassen wie „Expedited“ und „Assured Forwarding“ ermöglicht. IEEE 802.1p kennzeichnet die Priorität auf Schicht 2 im 3-Bit-Feld eines 802.1Q-VLAN-Tags für Geräte, die eher vermitteln als weiterleiten. In MPLS-Netzwerken übertragen die EXP-Bits CoS über labelvermittelte Pfade, auf denen der IP-Header nicht immer überprüft wird.

Da sich diese Felder auf unterschiedlichen Schichten befinden, wird die Priorität eines Pakets häufig über die Grenzen von Schicht 2, Schicht 3 und MPLS hinweg zwischen ihnen abgebildet – weshalb es an jedem Hop Klassifizierungs- und Umschreibungsregeln gibt.

CoS & Versa

Versa Das Betriebssystem (VOS) implementiert CoS durchgängig. Beim Eingang definieren QoS-Profile Policer und ordnen den Datenverkehr einer Weiterleitungsklasse und einer Verlustpriorität zu, die über QoS-Richtlinien (Layer-3/4-Abgleich) oder Anwendungs-QoS-Richtlinien (Layer 7) angewendet werden; beide können gestapelt werden, wobei die Klasse der Anwendungsrichtlinie Vorrang hat. Beim Ausgang ändern Umschreibungsregeln die DSCP- oder 802.1p-Bits, Drop-Profile konfigurieren das WRED- oder Tail-Drop-Verhalten, und Scheduler in Scheduler-Maps steuern, wie sich die Klassen die Bandbreite teilen.

Bei SD-LAN wenden Klassifikationsprofile dieselbe DSCP- oder 802.1p-basierte Klassifizierung auf NPU-Schnittstellen und Netzwerke an, wobei Standardzuordnungen bereits ab Werk vorhanden sind. Plattformen mit hohem Durchsatz – Geräte der CSG5000-Serie mit Intel E810-Netzwerkkarten ab Release 22.1.1 – unterstützen hardwarebasiertes Shaping mit bis zu 100 Gbit/s, wobei ein Teil der Flexibilität des Schedulers zugunsten einer Leistung auf Leitungsgeschwindigkeit geopfert wird.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen CoS und QoS?

In den meisten Dokumentationen zum Thema Netzwerke, einschließlich der von Versa, werden die Begriffe synonym verwendet. Einige Anbieter verwenden den Begriff „CoS“ im engeren Sinne für den Markierungsschritt und „QoS“ für den weiter gefassten Bereich, der auch Shaping und Policing umfasst, doch beide Begriffe beschreiben dasselbe Konzept.

Wie ordnet ein Gerät den Datenverkehr einer Weiterleitungsklasse zu?

Beim Eingang vergleicht das Gerät jedes Paket mit den konfigurierten Kriterien – einem DSCP- oder 802.1p-Wert, einer Adresse, einer Zone oder einer Anwendung – und weist ihm eine Weiterleitungsklasse sowie eine Verlustpriorität zu, die bestimmen, in welche Ausgangswarteschlange das Paket gelangt und wie es bei der Scheduling-Verarbeitung behandelt wird.

Was ist der Unterschied zwischen DSCP und der 802.1p-Kennzeichnung?

DSCP ist ein 6-Bit-Feld im IPv4- oder IPv6-Header, das bis zu 64 Prioritätswerte auf Schicht 3 zulässt, sodass es das Routing zwischen Subnetzen übersteht. 802.1p ist ein 3-Bit-Feld im 802.1Q-VLAN-Tag auf Schicht 2, sodass es nur innerhalb eines vermittelten, mit VLAN-Tags versehenen Segments gilt.

Was passiert, wenn eine Rewrite-Regel die CoS-Kennzeichnung eines Pakets ändert?

Eine Umschreibungsregel liest die Weiterleitungsklasse und die Verlustpriorität des Pakets aus und schreibt einen neuen DSCP- oder 802.1p-Wert in den ausgehenden Header, bevor das Paket das Gerät verlässt. Auf diese Weise kann ein Gerät den Datenverkehr so anpassen, dass er den Richtlinien des nächsten Netzwerks entspricht, oder innere und äußere Tunnel-Header aufeinander abstimmen.

Garantiert CoS Bandbreite für jede Verkehrsklasse?

Nein – CoS priorisiert den Datenverkehr bei Überlastung; es reserviert keine Bandbreite auf Verbindungen, die nie ausgelastet sind. Scheduler können zwar eine Mindestrate pro Klasse garantieren, doch wenn keine Konkurrenz um Ressourcen besteht, wird der Datenverkehr einfach ungeachtet der Klasse weitergeleitet.

Mehr über CoS

Wenn Sie mehr erfahren möchten, finden Sie hier Quellen, denen wir vertrauen.

Verwandte Begriffe

Wenn Sie sich gerade über CoS informieren, sollten Sie sich als Nächstes diese Artikel ansehen.