MikroTik QoS-神話を暴く

ルーターをセットアップする前に（重要ではない-50ドルのオフィスハードウェアルーターまたは2つの4コアプロセッサを搭載したサーバーに基づくソフトウェアルーター）-パケットがチェーン内をどのように移動するかを理解することが重要です（オンラインドキュメントのパケットフロー図- パケットフローを参照してください） 図 s）。

何を、どこで、いつ、そしてなぜ理解しないと、複雑な構成を適切に管理および維持することはできません。



トラフィックブリッジング（レイヤー2（MAC））の場合、ルーティングは黒灰色の「ボックス」レイヤー3として表示されます。





...







トラフィックルーティングの場合（レイヤー3（IP））-ブリッジは灰色の「ボックス」 ブリッジとして表示されます。





短い図：







以下では、MikroTik ROSのQoSの下で-シェーピングを意味します。

シェーピング-「形状の変更」。

つまり インターフェイスのロードスケジュールの形式を変更します。トラフィックの種類、または「ユーザー」または「サービス」（IPアドレス、ポート、その他の基準）のいずれかによって制限（制限）を設定することにより、帯域幅を制御します。

異なるハードウェアまたはソフトウェアの異なるコンテキストでは、QoS（サービス品質）、シェーピング、ポリシング、優先順位付けなどの概念は、異なる「意味の意味合い」を持つことができます。 多くの概念、実装、アルゴリズムがあります。



RouterOSでの帯域幅管理の実装全体は、階層- 階層トークンバケット （ HTB ）に基づいています。







HTBを使用すると、階層（ツリーのような）キュー構造を作成し、それらの間の関係を定義できます。







RouterOS 5.xは、3つの仮想HTB（グローバル入力、グローバル合計、グローバル出力）と、各出力インターフェイスの直前にもう1つをサポートします。





複数のフローがルータを通過することを理解することが重要です。

TCP / UDPセッションを意味するものではありません。

たとえば、最も単純なケースでは、1つの物理ルーターインターフェイス-パブリック、

2番目の物理インターフェイスはローカルです。

合計-ルーターを通過する2つのパケットストリームがあります-条件付きでダウンロードおよびアップロードストリームを呼び出します。

ダウンロードトラフィックの場合、入力インターフェイスはパブリックになり、出力インターフェイスはローカルになります。

逆に、アップロードトラフィックの場合、入力インターフェイスはローカル、出力インターフェイスはパブリックになります。

この場合、パケットモーション図とフロー処理ロジックは、両方のフローでまったく同じになります。

言い換えれば-インターフェースの役割はルーターにとって重要ではありません-つまり PublicとLocalへの分割は条件付きです。



ストリームをダウンロード





ストリームをアップロード





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シェーピング+ NAT + PCQキュータイプはROSでは機能しないという誤解があります。

タキは素晴らしい作品です。

保証します。



アップロードトラフィックとダウンロードトラフィックの両方に対して、グローバル出力をキューツリーの親として（物理出力インターフェイスではなく）指定します。 これはドキュメントに記載されています。

たとえば、マングル転送でパケットにラベルを付けます-アップロードトラフィックとダウンロードトラフィックで別々に使用し、速度制限が示されているPCQヘルスでキュータイプを使用します。 ユーザーを高速化するためのこの計画は、NAT、pppoe / l2tp / pptp、IpoE、Hotspotの有無に関係なく機能します。



シンプルキュー：

5番目までのROSバージョンでSimple Queueを使用しないでください。多数のユーザーがいる場合、パフォーマンスが大幅に低下します。



シンプルキューは、ファイアウォールルールのように順番に並んでいます。

999番目のキューのパケットは、998個の以前の各キューへの準拠がチェックされます。



各シンプルキューは、3つの個別のキューに配置できます。

グローバルインの1つ（「直接」部分）

1つはグローバルアウト（「逆」部分）

グローバル合計に1つ（「合計」部分）



キューツリーキューツリーを使用します 。







パケットがルーターを通過するとき、4つのHTBツリーすべてを通過します。



パケットがルーターに到着すると、グローバル入力およびグローバル合計HTBのみを渡します。



パケットがルーターを出るとき、それらはグローバル出力、グローバル合計、およびインターフェイスHTBのみを通過させます。



キューに少なくとも1つの子がある場合、それは親キューです。



すべての子キュー（親のレベルがいくつあっても）は、同じ下位レベルのHTBにあります。



子孫は実際のトラフィック消費を作成し、親はトラフィックの分配のみを担当します。



子孫は最初に制限時のトラフィック制限を受け取り、残りのトラフィックは親によって分配されます。



HTBには2つの速度制限があります。

-CIR（データ転送速度の保証）-（RouterOSの制限）：最悪の場合、ストリームはこの量のトラフィックを受信します（実際に大量のデータを送信できる場合）。



-MIR（最大データ転送速度）-（RouterOSの最大制限）：ベストケースのシナリオでは、親キューに帯域幅マージンがある場合、フローレートを上げることができます。



まず第一に、HTBは各子孫を制限速度で満たそうとします-そして、それから初めて最大制限に到達しようとします。



親の最大速度は、子孫の保証速度の合計以上である必要があります。



MIR（親）≥CIR（子孫_1）+ ... + CIR（子孫_N）。



子の最大速度は、親の最大速度以下でなければなりません。



MIR（親）≥MIR（child_1）

MIR（親）≥MIR（子孫_2）

MIR（親）≥MIR（子孫_N）



優先度は子孫に対してのみ機能します（親の優先度を変更しても意味がありません）

1-最優先

8-最低優先度



優先度の高いキューは、優先度の低いキューより先に最大速度（max-limit）を取得できます。



実際のトラフィックの優先順位付けは、制限が設定されている場合にのみ機能します。 制限のないキューは優先されません。



バースト：

バーストQoSは、顧客のWebサーフィンの品質を向上させる最良の方法の1つです。



バーストにより、短期間で高いデータレートが可能になります。



平均データレートがバーストしきい値より低い場合、バーストを使用できます（実際のデータレートはバースト制限に達する可能性があります）。



平均データレートは、最後のバースト時間から計算されます。



平均データレートは次のように計算されます。



-バースト時間は16セグメントに分割されています。



-ルーターは、これらの小さなセグメントの各クラスの平均データ転送速度を計算します。



実際のバースト時間のスパンは、バースト時間と同じではないことに注意してください。 max-limit、burst-limit、burst-threshold、およびデータ転送速度の実際の履歴に応じて、バースト時間よりも数倍小さくすることができます。











バーストの使用は、自宅または小規模オフィスでのみ意味があります。 または、「小さな」関税を持つ比較的小さなプロバイダー-たとえば、256k、512k、1024k。 なぜなら 2メガビット以上の関税は、いずれにしてもWebサーフィンには非常に快適です。したがって、バーストの影響は微妙です。

多数のユーザーと現代の関税では、バーストの使用はソフトウェアルーターのパフォーマンスの観点からは実用的ではない場合があります（ただし、決定します）。



キューサイズ：

キューサイズは、キューのパフォーマンスに直接影響します。これは、パケット損失と遅延の増加（遅延）のどちらかを選択することです。



RoutesOSでは、キューサイズは1つのタイプのキューに共通です（つまり、同じタイプのキューが多数存在する可能性がありますが、キューサイズは同じになるため、キュータイプで設定されます）。



伝説の破壊：

実際に機能する方法は次のとおりです。



‣HTB優先順位付けは、パケットのシーケンスを変更しません-一部のパケットを他のパケットの前に再配置しません。



H HTBでは、優先順位付けは、次に送信するパケットとドロップするパケットを決定するのに役立つツールです。



packetパケットをドロップするかどうかの決定は制限に基づいています。したがって、速度制限が設定されていない場合、優先順位は影響しません。



‣優先度は、保証（CIR）以下の速度で移動するパケットのトラフィックにも影響しません。 パケットは単にQoSアルゴリズムを通過します（親が実際にそのような帯域幅を提供できない場合でも）。



‣QoSは、ルーターのインターフェイスに表示される着信トラフィックの量を制御できません。



packetパケット移動図は、HTBグローバルインが入力インターフェースの後に位置し、ルーターに到着したトラフィックの数が登録されていることを示しています。



thisこの場合、トラフィックを減らす効果は、おそらくTCPプロトコルの動作の影響です。



QoS QoSの動作を確認する唯一の方法は、反対側のインターフェイスのデータ転送（TX）を監視することです。



つまり、ルーターのインターフェースに実際に着信した実際の着信トラフィックにQoSを影響させることはできません。ユーザーも「世界」もQoSについて何も知りません。

!!! ただし、これはQoSが機能しないという意味ではありません。

ルーター内のすべてのストリームのトラフィック（ダウンロードとアップロードの両方）を操作できます。ルーターから送信するトラフィックの量、量、および量を決定します（さらにルーターを通過します）。



‣QoSは、実際の帯域幅が何であるかを知ることができません。



output出力インターフェイスドライバーは、実際にどの帯域幅を持っているかを知る最初のドライバーです。 しかし、パケットフロー図は、出力インターフェイスがすべてのHTBの後にあることを示しています。



interfaceインターフェイスドライバーは、インターフェイスの最大ハードウェア制限のみを知っていますが、実際の制限がそれより少ない場合、実際の帯域幅に関する情報をQoSアルゴリズムに提供する唯一の方法は、すべての制限を手動で指定することです。

（さらに、一部のネットワーク管理者は、チャネルの最大合計帯域幅の80-90％を指定することをお勧めします-自宅でのキューの作成を保証するため、つまり帯域幅の予約を作成します。あなたへの速度-有料ストリップの購入チケットによる 。

もちろん-私たちは、より高いプロバイダーからの保証されたチャンネル、または保証されていないが、実際にはほとんどの場合、安定したチャンネルについて話している。



私は個人的にこれを練習していません 私は次のルールを順守します-「ChNNで実際の処分のわずかなマージンで外部チャネルを時間内に拡張します。」 幸いなことに、技術的/経済的な制限はありません（ただし、誰もが同じ状況にあるわけではありません）。



MikrotikルーターOSでダブルQoSが可能かどうかについては、多くの議論があります。



答えは可能です。



ダブルQoSとは、トラフィックのタイプごとに同時にシェーピングすることです（たとえば、合計p2pを圧縮し、ピーク時（PRN）にWebトラフィックを優先し、同時に（料金に応じて）各ユーザーの速度を個別に削減します。



たとえば、次のように：

1.トラフィックタイプによるシェーピング：

-マングルの事前ルーティングでのトラフィックマーキング-グローバルシェーピング



2.ユーザーによるストリップの切断：

-トラフィックをフォワードマングルでマーキング-グローバルアウトにシェーピング



タイプ別にトラフィックを識別することは、多くの解決策がある創造的な作業であり、これはこの記事の範囲外です。

必要な帯域（技術的/財務的）の可用性に問題があり、ユーザーが比較的少ない場合-（ホーム/オフィス/小規模ネットワーク）-どのプロトコル/サービス/アプリケーションが使用されているかを知っている場合オンラインで、ユーザーからのフィードバックがあります。 なぜなら、特にプロトコル/サービス/アプリケーションが急速に変化している場合、有用なトラフィックを殺すのは簡単だからです。

つまり 常に最新の状態に保ち、署名を更新する必要があります:)



次の理由により、トラフィックのタイプごとのシェーピングを練習していません。

-チャネル拡張に問題はありません

-私はユーザーのために決定する権利がありません-他のトラフィックよりも悪いまたは良いトラフィックのタイプ（たとえば-急流をカットする権利がある恐怖）

-ユーザーの数。これは、非常に多くのサービス、プロトコル、およびトラフィックの種類が存在することを意味し、これを常に監視することはできません。

-正確には多数のユーザー（数千人）のため-そのタイプによってトラフィックを識別する-多くのソフトウェアルーターリソースを占有します。 この作業は、オペレータレベルの特殊なハードウェアで実行する必要があります（たとえば、モバイルオペレータは、OPSOSを殺す-そうでなければ、非常に限られた周波数のリソースを急流で殺します）



私はクライアントの関税率を下げるだけで、非常に長い間サーバー/ルーター/スイッチの存在を忘れています。



重要な注意-トラフィックの種類ごとのシェーピングについて話すときは、各ユーザーの帯域内のトラフィックの種類ごとの優先順位についてではなく、ルーター全体のトラフィック全体について話します。 これも可能ですが、途方もない計算能力が必要です（各ユーザーには多くのファイアウォールプロファイルがあります）。数百/数千のユーザーについて話している場合、これを行うべきではありません-これは、数十万ドルの費用がかかるハードウェア腺で動作します。



私たちが家や小さなオフィスについて話している場合、兄弟が急流をダウンロードしている間、あなたのウェブサーフィンを悪化させず、あなたの妹や母親をまったく邪魔しないようにすることはかなり可能です。 これを行うには、dadはQoSを設定し、ルーターからパスワードを書き込む必要があります。 そして、兄がルーターをデフォルト設定に戻すと（パスワードをリセット/変更するために）、 pが得られます***彼女は小遣いを失い、1週間の自宅軟禁を受け取り、小説「戦争と平和」を読んで語らなければなりません。



もう1つの重要なポイント-上記のもののいくつか-は、MikroTik ROSバージョン4および5にのみ適用されます。

6番目のバージョンには大きな違いがあります。 たとえば、Simple Queueはそこで完全に再設計され、パケット移動図が変更されています。



プレゼンテーションの翻訳でこれについて：

MikroTik RouterOSのバージョン6の新機能



シェーパーのセットアップに関するさまざまな関税の非常に詳細な例は、xgu.ruに関する私の記事に記載されています。

xgu.ru/wiki/Billing_Ideco_ACP_%2B_MikroTik_ROS



このすべての情報、さらに多くの写真、および写真は、そこでの公式プレゼンテーションの翻訳で見つけることができます。

wiki.mikrotik.com/wiki/Russian/QoS

そして

wiki.mikrotik.com/wiki/Russian/QoS2011



PS結果：

!!! QoSは機能します。



必要なのは、トラフィック管理メカニズムを使用する方法と対象を理解し、それを「調理」できるようにすることだけです。

（脳を持っている）。