QoS (Pengertian, Contoh, Jenis)

Pengertian

Quality of Service (QoS) adalah sebuah metode untuk menjaga kualitas layanan tetap pada kondisi yang diinginkan. Ketika banyak komputer yang menggunakan jaringan secara bersama-sama tentu saja akan terjadi penurunan troughput yang didapat dari tiap-tiap layanan. Oleh sebab itu perlu ada pengaturan untuk menjamin bahwa setiap komputer tetap bisa berjalan dengan optimal meskipun semua komputer yang terhubung pada jaringan sedang digunakan.

QoS tidak selalu berarti pembatasan bandwidth pada sebuah komputer, lebih dari itu QoS juga bisa digunakan untuk mengatur prioritas berdasarkan parameter - parameter yang diberikan dan menghindari terjadinya monopoli sebuah traffic terhadap seluruh bandwidth yang tersedia.

Ketika sebuah installasai jaringan tanpa menggunakan QoS, maka sebuah traffic akan secara acak memenuhi atau menggunakan bandwidth yang tersedia. Akibatnya, beberapa aplikasi yang membutuhkan data lebih cepat tidak terpenuhi dengan semestinya.

Contoh Kasus

VoIP (Voice over Internet Protocol) tidak akan menjadi prioritas pada sebuah jaringan tanpa menggunakan QoS. Jika pada saat bersamaan ada yang sedang streaming, download dan browsing maka pengguna VoIP akan sangat terganggu karena akan terjadi delay suara. Namun dengan menggunakan QoS maka trafic dari VoIP bisa dijadikan prioritas utama sehingga meskipun pengguna ada yang sedang melakukan aktivitas streaming, browsing dan download tidak akan mempengaruhi trafic VoIP, sehingga penggunaan VoIP tetap lancar tanpa delay.

Untuk ilustrasi perbandingan sebuah jaringan yang menggunakan QoS dengan yang tidak menggunakan QoS bisa kita lihat pada gambar dibawah ini:

Pada ilustrasi gambar diatas, bisa kita lihat dengan menggunakan QoS sebuah traffic akan disusun berdasarkan skala prioritas dalam sebuah sistem antrian atau biasa disebut Queue.

Saat ini penggunaan QoS masih sering ditemukan pada router Mikrotik, saya tidak tahu apakah di router Cisco dan router merek lain terdapat fitur Qos selengkap yang ada pada Mikrotik. Dalam MiktoTik terdapat beberapa jenis QoS yang dapat digunakan. Masing - masing jenis QoS mempunyai keunggulan dan mekanisme sendiri sendiri.

1). Simple Queue

Merupakan metode bandwidth management termudah yang ada di Mikrotik. Menu dan konfigurasi yang dilakukan untuk menerapkan simple queue cukup sederhana dan mudah dipahami. Walaupun namanya simple queue sebenarnya parameter yang ada pada simple queue sangat banyak, bisa disesuaikan dengan kebutuhan yang ingin diterapkan pada jaringan.

Parameter dasar dari simple queue adalah Target dan Max-limit. Target dapat berupa IP address, network address, dan bisa juga interface yang akan diatur bandwidthnya. Max-limit Upload / Download digunakan untuk memberikan batas maksimal bandwidth untuk si target. Simple Queue mampu melimit Upload, download secara terpisah atau Total(Upload+download) sekaligus dalam satu rule menggunakan tab Total.

2). Queue Tree

Queue Tree merupakan fitur bandwidth management di Mikrotik yang sangat fleksibel dan cukup kompleks. Pendefinisian target yang akan dilimit pada Queue Tree tidak dilakukan langsung saat penambahan rule Queue namun dilakukan dengan menandai paket data pada menu Firewall Mangle. Inilah yang menjadikan penerapan Queue Tree menjadi lebih kompleks. Langkah ini menjadi tantangan tersendiri, sebab jika salah pembuatan Mangle bisa berakibat Queue Tree tidak berjalan.

3). Per Connection Queue (PCQ)

Untuk kondisi client yang sangat banyak dan sangat merepotkan jika harus membuat banyak rule maka bisa menggunakan metode PCQ. PCQ dibuat sebagai penyempurnaan dari metode SFQ. Kelebihan PCQ adalah bisa membatasi bandwith untuk masing-maing client secara merata. Namun PCQ mempunyai kekurangan yaitu PCQ membutuhkan memori yang cukup besar.

4). Burst

Burst adalah salah satu cara menjalankan QoS yang memungkinkan penggunaan data-rate yang melebihi max-limit untuk periode waktu tertentu.  Jika data rate lebih kecil dari burst-threshold, burst dapat dilakukan hingga data-rate mencapai burst-limit. Setiap detik router akan mengkalkulasi data rate rata-rata pada suatu kelas queue untuk periode waktu terakhir sesuai dengan burst-time. Perlu diingat bahwa burst time tidak sama dengan waktu yang diijinkan oleh router untuk melakukan burst. Dalam Burst dikenal beberapa istilah penting yaitu burst-limit & burst-threshold.

QOS tidak selalu berarti pembatasan bandwidth. QOS adalah cara yang digunakan untuk mengatur penggunaan bandwidth yang ada secara rasional. Qos bisa digunakan juga untuk mengatur prioritas traffic berdasarkan parameter yang diberikan , menghindari terjadinya traffic trafik yang memonopoli seluruh bandwidth yang tersedia.

Prinsip Rate Limitation

Kita tidak dapat melakukan pembatasan traffic yang masuk ke suatu interface, ada 2 cara dalam Mikrotik untuk mengontrol traffic yaitu :

1). Rate Limiting/Dropper/Shapper/Menolak (drop) semua paket jika melebihi limit yang telah ditentukan.

2). Rate Wqualizing/Scheduller/Menahan sementara paket (buffering) traffic yang melebihi rate limit pada antrian (queue) dan apabila memungkinkan akan dilewatkan kemudian. Pada traffic shapper untuk koneksi TCP , paket yang di drop akan dikirimkan ulang sehingga tidak ada kehilangan paket data. Pada Router OS , untuk masing-masing antrian(queue) dikenal 2 jenis batasan rate limit :

• CIR (Committed Information Rate) – dalam keadaan terburuk, client akan mendapatkan bandwidth sesuai dengan “limit-at” (dengan asumsi bandwidth yang tersedia cukup untuk CIR semua client).

• MIR (Maximal Information Rate) – jika masih ada bandwidth yang tersedia setelah semua client mencapai “limit-at”, maka client mendapatkan bandwidth tambahan sebagai “max-limit”.

Jenis Queue

Scheduler Queues

1). BFIO  & PFIFO

BFIFO (Bytes First- In First-Out) dan PFIFO (Packets First-In First-Out) keduanya menggunakan algoritma FIFO (First- In First-Out), dengan buffer yang kecil. FIFO tidak mengubah urutan paket data, hanya menahan dan menyalurkan bila sudah memungkinkan. Jika buffer penuh maka paket data akan di drop. FIFO baik digunakan bila jalur data tidak congested. Parameter pfifo-limit dan bfifo-limit menentukan jumlah data yang bisa diantrikan di buffer.

2). RED

RED (Random Early Detect) tidak melimit berdasarkan urutan paket, tetapi bila buffer sudah penuh, maka secara tidak langsung akan menyeimbangkan data rate setiap user. Saat ukuran queue rata-rata mencapai min-threshold, RED secara random akan memilih paket data untuk di drop. Saat ukuran queue rata-rata mencapai max-threshold, paket data akan di drop.

Jika ukuran Queue sebenarnya (bukan rata-ratanya) jauh lebih besar dari red-max-threshold maka semua paket yang melebihi red-limit akan di drop.

RED digunakan jika kita memiliki traffic yang congested. Sangat sesuai untuk trafik TCP, tetapi kurang baik digunakan untuk trafik UDP.

3). SFQ

SFQ (Stochastic Fairness Queuing) sama sekali tidak dapat melimit trafik. Fungsi utamanya menyembaingkan Flow trafik jika link telah benar-benar penuh. SFQ dapat digunakan untuk TCP maupun UDP. SFQ menggunakan metoda hasing dan round robin dimana membagi trafik menjadi 1024 sub queue, dan jika terdapat lebih maka akan dilewati. Algoritma round robin akan melakukan queue ulang sejumlah bandwidth (allot) dari setiap queue. Total SFQ queue terdiri dari 128 paket. Saat pertub mencapai waktu yang ditentukan algoritma hashing akan membagi traffic ke sub-queue berikutnya.

Shaper Queues

1). PCQ 

PCQ (Per Connection Queue) dibuat penyempurnaan SFQ, PCQ tidak membatasi jumlah sub-queue. Karena itu PCQ membutuhkan memori yang cukup besar.

PCQ akan membuat sub-queue, berdasarkan parameter pcq-classifier, yaitu src-address, dst-address, src-port,dst-port, sehingga memungkinkan untuk membatasi maksimal data rate untuk setiap sub-queue (pcq-rate) dan jumlah paket data(pcq-limit). Total ukuran queue pada PCQ tidak bisa melebihi jumlah paket sesuai pcq-total-limit.

2). HTB

HTB (Hierarchical Token Bucket) adalah classfull queuing discipline yang dapat digunakan untuk mengaplikasikan handling yang berbeda untuk beberapa jenis trafik.

Secara umum, kita hanya dapat membuat 1 tipe queue untuk setiap interface namun dengan HTB RouterOS,kita dapat mengaplikasikan perlakuan yang berbeda untuk jenis traffic yang berbeda.

HTB memungkinkan kita membuat queue menjadi lebih terstruktur, dengan melakukan pengelompokkan-pengelompokkan bertingkat.

Kita harus membuat tiga langkah besar untuk mengaplikasikan HTB.

• Match and mark traffic- mengklasifikasikan traffic untuk digunakan lebih lanjut . Terdiri dari satu atau lebih parameter untuk memilih paket yang cocok untuk kelas tertentu.

• Create rules (policy) to mark traffic – menempatkan kelas traffic tertentu ke dalam antrian yang spesifik dan untuk menentukan tindakan yang diambil untuk setiap kelas.

• Attach policy for specific interface (-s) – menambahkan kebijakan pada semua interface(global-in, global-out atau global-total), untuk interface tertentu atau untuk parent queue tertentu.

Connection Mark & Mangle

Koneksi pada paket data protocol TCP, nomor portnya seringkali berubah, misal pada koneksi HTTP, port 80 hanya digunakan pada request pertama, setelah itu koneksi akan diubah dan dialihkan ke port yang lain tanpa kita ketahui.

Untuk melakukan tracking terhadap perubahan tersebut dibutuhkanlah connection mark. Connection mark akan mengingatkan koneksi yang terbentuk dan tepat bisa mengenali meskipun terjadi perubahan nomor port.

Setelah melakukan connection mark,barulah kita menandai paket-paketnya dengan melakukan packet mark berdasarkan nama dari connection mark yang telah dilakukan sebelumnya.

Connection mark dalam Mikrotik ada fitur Mangle, Mangle menandai paket-paket data tertentu, dan kita akan menggunakan tanda tersebut pada fitur lainnya, misalnya filter , routing, NAT ataupun queue.

Pada mangle kita juga bisa melakukan pengubahan beberapa parameter pada IP header misalnya TOS (DSCP) dan TTL fields.

Tanda mangle ini hanya bisa digunakan pada router yang sama dan tidak terbaca pada router lainnya. Pembacaan rule mangle akan dilakukan dari atas ke bawah secara berurutan.

Oke itu saja yang dapat saya sampaikan,

Semoga bermanfaat :)

Jangan lupa untuk bookmark blog Ini.

See You Next Time Guys ●‿○