QoS (Quality of Service)

Heutzutage schmelzen grundlegend unterschiedliche Netzwerkarchitekturen zu einem IP-Netzwerk zusammen. Zum Beispiel entwickeln sich Telefon- und Videonetze (CCTV) in Richtung IP. In solchen Netzwerken muss man festlegen, wie Netzwerkressourcen gemeinsam genutzt werden, damit die Anforderungen der verschiedenen Dienste erfüllt werden. Ein möglicher Ansatz lässt beim Datenverkehr im Netzwerk ein unterschiedliches Verhalten von Netzwerk-Routern und Switches für unterschiedliche Dienste (Sprache, Daten, Video) zu. Diese Technik wird als DiffServ (für Differentiated Services, differenzierte Dienste) bezeichnet. Mit Hilfe von QoS (Quality of Service) können verschiedene Netzanwendungen in einem Netzwerk nebeneinander existieren.

Definition

Mit dem Begriff “QoS" wird eine Reihe von Verfahren bezeichnet, die eine gewisse Qualität für verschiedene Dienste im Netz gewährleisten. Dienstgüte kann zum Beispiel eine eingehaltene Bandbreitenanforderung, geringe Latenz, Verlustfreiheit bei der Paketübertragung usw. bedeuten. Die wichtigsten Vorteile eines QoS-optimierten Netzwerks lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

• Fähigkeit, Übertragungsprioritäten festzulegen, sodass kritische Datenströme vor weniger dringlichen bedient werden.

• Größere Zuverlässigkeit im Netzwerk dank der Kontrolle der Bandbreite, die einer Anwendung zugestanden wird und dadurch Kontrolle über die Bandbreitenkonkurrenz zwischen Anwendungen.

QoS und Netzwerk-Video: Anforderungen

Um QoS in einem Netzwerk mit Netzwerk-Videoprodukten umzusetzen, müssen die folgenden Anforderungen eingehalten werden:

• Alle Netzwerk-Switches und Router müssen QoS unterstützen. Das ist wichtig, um Ende/Ende- Funktionalität für QoS zu erreichen.

• Die verwendeten Netzwerk-Videoprodukte müssen QoS-fähig sein.

Beispiel für einen QoS-Aufbau

Herkömmliches Netzwerk ohne QoS-Umsetzung

In diesem Beispiel überwacht PC1 zwei Videodatenströme aus den Kameras 1 und 2. Beide Kameras versenden Datenströme mit 2,5 Mbit/s. Plötzlich startet PC2 eine Dateiübertragung von PC3. In diesem Fallbeispiel beansprucht die Dateiübertragung die volle Kapazität von 10 Mbit/s zwischen den beiden Routern R1 und R2, während die Videodatenströme versuchen, ihre insgesamt 5 Mbit/s zu behalten. Die Bandbreite, die dem Überwachungssystem zugeteilt wurde, kann nicht mehr gewährleistet werden, und die Video-Bildrate wird wahrscheinlich gesenkt werden. Im schlimmsten Fall lastet der FTP-Datenverkehr die gesamte verfügbare Bandbreite aus..

QoS-fähiges Netzwerk

Der Router R1 wurde so eingerichtet, dass bis zu 5 Mbit/s der verfügbaren 10 Mbit/s für das Videostreaming reserviert sind. Der FTP-Übertragung werden 2 Mbit/s zugestanden, HTTP und dem weiteren Datenverkehr bis zu 3 Mbit/s. Bei dieser Aufteilung steht für die Videodatenströmen stets die erforderliche Bandbreite zur Verfügung. Dateiübertragungen gelten als weniger wichtig und erhalten weniger Bandbreite; dennoch steht auch für Web-Browser und andere Anwendungen Bandbreite zur Verfügung. Diese Höchstgrenzen gelten nur, wenn es zu einem Engpass im Netzwerk kommt. Wenn ungenutzte Bandbreite zur Verfügung steht, kann sie von jeder beliebigen Anwendung genutzt werden.

PTZ-Übertragungen

PTZ-Daten werden oft als kritisch eingeschätzt und erfordern eine geringe Latenz, damit Bewegungsanforderungen schnell umgesetzt werden können. Dies ist ein typisches Beispiel dafür, dass QoS die benötigte Sicherheit gewähren kann.