この記事では、Cato QoSエンジンの動作について説明し、ネットワーク帯域幅の利用を大幅に改善し、ネットワークパフォーマンスを最適化するのに役立ちます。
Cato QoSを使用した帯域幅の管理
Cato管理画面では、BW管理プロファイルを使用して、異なるトラフィックタイプのQoS優先度を設定します。 各プロファイルには、QoSの優先順位とトラフィック帯域幅の制限が含まれています。 次に、BW管理プロファイルをネットワークルールに割り当て、特定のトラフィックタイプを優先することができます。
優先度を2から255の間で設定でき、0と1はCatoの管理トラフィックに予約され、255は最も低い優先度として予約されます。 帯域幅プロファイルを優先度P10で設定すると、一致するトラフィックは優先度P20のトラフィックよりも高い優先度を持ちます。 異なるアプリケーションに異なる優先度を提供し、このタイプのトラフィックに必要なパフォーマンスを達成できます。 より重要なトラフィックタイプには、低い優先度の値を割り当てることをお勧めします。 たとえば、VoIPトラフィックがRDPよりもアカウントにとって重要な場合は、VoIPネットワークルールをRDPルールより高い優先度に設定します。
注: リモートポートフォワード（RPF）をアカウントに設定した場合、RPFトラフィックは自動的に最も低い優先度の255が割り当てられます。 RPFの詳細については、アカウントのリモートポートフォワードの設定を参照してください。
BW管理ポリシーに基づくCatoのトラフィック送信法
Cato Networksは、標準のトラフィックシェーピング技術を使用して、アップロードおよびダウンロードの平均速度を制御することでネットワーク性能を最適化します。
次の図は、QoSエンジンが異なるトラフィックタイプに優先順位を割り当てる方法を示しています。
|
BW管理アルゴリズムの実装
Catoはリーキーバケットアルゴリズムを使用して、帯域幅とバースト性の限界を測定します。 トラフィックシェーパーとしてのリーキーバケットの実装は、受信パケットレートが送信レートよりも高い場合、ネットワークの混雑のように、キューにパケットが入り、キューがいっぱいになると破棄されることを意味します。 パケットが送信されると、キューから削除され、到着順（FIFO）で新しいパケットがキューに入ります。
舞台裏 - プライオリティに従ってトラフィックが送信される方法
リーキーバケットアルゴリズムはトラフィックレートを測定し、バケットが満杯になると判断します。 これらのメトリックを使用して、バケットに水を入れる例で、優先順位付けされたトラフィックを送信します：
平均速度 - 実際のBW制限。 バケットから漏れる水の率は、時計の各刻みで発生します。
バースト容量 - バケットサイズ。 パケットを破棄し始める前に、バケットが運ぶことができる水の総量。
バースト速度 – トラフィックバースト中に、バケットに水が許可される速度。 バースト速度に制限はなく、どのバーストもバケットに入ることができます。
バケットが満杯でない場合、すべてのパケットが送信されます。 しかし、バケットの優先度が満杯になると、その優先度の新しいパケットはキューに入れられ、場合によっては破棄されます。 各優先度は異なるキューを持ち、パケットは優先順に（FIFO）送信されます。 すべてのキューが満杯になると、優先度に関係なくすべてのパケットが破棄されます。
しかし、Catoは多数のパケットを破棄しないように、加重ランダム早期検出（WRED）を実装しました。 TCPトラフィックの場合、CatoはACKパケットではなくデータパケットを破棄して、送信側の輻輳アルゴリズムをトリガーします。 そして、送信者はパケットを送信する速度を減少させます。
優先キューからトラフィックがどのように送信されるか
ソケットは、ハードリミットイテレーションとベストエフォートイテレーションという2段階で優先キューからパケットを送信します。 トラフィックシェーパーは、まず構成されたBW制限に従ってパケットを送信し、その後残りのパケットを最善の努力で送信します。 各1msの刻みで、両方の反復を実行します：
ハードリミットイテレーション – この反復では、優先度の高い順から低い順に各キューを評価するシーケンスです。 ソケットは、各優先キューに対して設定済みのQoS制限に従ってパケットを送信します。 この反復の間に、リンクの総BW制限が超過した場合、ソケットはパケットの送信を停止します。
ベストエフォートイテレーション – ハードリミットイテレーションで送信されたパケットが総帯域幅制限を超えない場合、この反復でソケットは各キューを再評価します。 より高い優先度からより低い優先度へと進み、残りのパケットを送信します。 動機は、リンクの総BW制限を超えずに、リンクの帯域幅全体を活用することです。
トラフィックシェーパーの反復の例
このセクションでは、Cato QoSエンジンがトラフィックキュー内でパケットを優先する方法の例を示します。
優先キューとパケット
上記の図は、ソケットが反復を開始する前の5つの優先キュー内のパケットを示しています。
QoS – ハードリミットイテレーション
この図は、ハードリミットイテレーションである最初の反復を示しています。 P10、P20、P30、P40、最後にP255から開始します。 各キューの利用可能な帯域幅は、P10キューから2つのパケット、P20から1つのパケット、P30から1つのパケット、P40から2つのパケット、P255キューから1つのパケットです。
QoS – ベストエフォートイテレーション
この図は、ベストエフォートイテレーションである二番目の反復を示しています。 この反復では、P10から3つのパケット、P20、P30、P40、最後にP255からそれぞれ1つのパケットが送信されました。 この場合、すべての利用可能な帯域幅が使用され、P255キューの1つのパケットは次の刻みのために残ります。 その後、新しいパケットがキューに到着し、アルゴリズムが2段階の反復を再び実行し、残りのパケットを送信します。