Apa Itu QoS (Quality of Service) Dalam Jaringan ?

Quality of Service (QoS) mengacu pada teknologi apa pun yang mengelola lalu lintas data untuk mengurangi  kehilangan paket , latensi, dan  jitter  pada jaringan. QoS mengontrol dan mengelola sumber daya jaringan dengan menetapkan prioritas untuk jenis data tertentu di jaringan.

Jaringan perusahaan perlu menyediakan layanan yang dapat diprediksi dan diukur sebagai aplikasi  seperti suara, video, dan data yang sensitif terhadap penundaan untuk melintasi jaringan. Organisasi menggunakan QoS untuk memenuhi persyaratan lalu lintas aplikasi sensitif, seperti suara dan video real time, dan untuk mencegah penurunan kualitas yang disebabkan oleh kehilangan paket, penundaan, dan jitter.

Organisasi dapat mencapai QoS dengan menggunakan alat dan teknik tertentu, seperti  buffer jitter  dan  pembentukan lalu lintas . Bagi banyak organisasi, QoS disertakan dalam service-level agreement ( SLA ) dengan penyedia layanan jaringan mereka untuk menjamin tingkat kinerja jaringan tertentu.

Istilah Class of Service ( CoS ) terkadang digunakan secara bergantian dengan QoS. Namun, mereka sedikit berbeda. Teknologi CoS tidak secara khusus menjamin tingkat layanan dalam hal bandwidth, dan mendekati kontrol lalu lintas dari perspektif yang kurang terperinci. Namun, dalam banyak kasus, apakah seseorang merujuk ke CoS atau QoS, mereka cenderung membicarakan hal yang sama.

Topik pembahasan Quality of Service (QoS) meliputi :

A. Parameter Quality of Service (QoS)
B. Mengapa QoS Penting ?
C. Bagaimana Cara Kerja QoS ?
D. Apa Manfaat QoS ?
E. Penerapan dan Implementasi QoS
F. Mekanisme QoS
G. Tools QoS

A. Parameter Quality of Service (QoS)

Organisasi dapat mengukur QoS secara kuantitatif dengan menggunakan beberapa parameter, antara lain sebagai berikut:

1. Packet loss (Kehilangan paket).  Ini terjadi ketika tautan jaringan menjadi padat, dan router dan switch mulai menjatuhkan paket. Ketika paket dijatuhkan selama komunikasi real-time, seperti dalam panggilan suara atau video, sesi ini dapat mengalami jitter dan kesenjangan dalam ucapan. Paket dapat dijatuhkan ketika antrian, atau baris paket yang menunggu untuk dikirim, meluap.
   
   
2. Jitter.  Ini adalah hasil dari kemacetan jaringan, penyimpangan waktu dan perubahan rute. Terlalu banyak jitter dapat menurunkan kualitas komunikasi suara dan video.
   
   
3. Latency (Latensi).  Latensi adalah waktu yang dibutuhkan sebuah paket untuk melakukan perjalanan dari sumbernya ke tujuannya. Latensi harus sedekat mungkin dengan nol. Jika panggilan  suara melalui IP  memiliki latensi yang tinggi, pengguna dapat mengalami gema dan audio yang tumpang tindih.
   
   
4. Bandwidth.  Bandwidth adalah kapasitas tautan komunikasi jaringan untuk mengirimkan jumlah maksimum data dari satu titik ke titik lain dalam jumlah waktu tertentu. QoS mengoptimalkan kinerja jaringan dengan mengelola bandwidth dan memberikan aplikasi prioritas tinggi dengan persyaratan kinerja yang lebih ketat, lebih banyak sumber daya daripada yang lain.
   
   
5. Mean opinion score  ( MOS ). MOS adalah metrik untuk menilai kualitas suara yang menggunakan skala lima poin, dengan lima menunjukkan kualitas tertinggi.

B. Mengapa QoS penting?

Tanpa QoS, data jaringan dapat menjadi tidak teratur, menyumbat jaringan ke titik di mana kinerja menurun atau, dalam kasus tertentu, jaringan mati total.

Kualitas layanan penting karena perusahaan perlu menyediakan layanan yang stabil bagi karyawan dan pelanggan untuk digunakan. Kualitas layanan menentukan Quality of Experience ( QoE ). Jika layanan yang diberikan organisasi tidak dapat diandalkan, hubungan pelanggan dan karyawan dapat berisiko.

Selain itu, integritas dan keamanan data lebih mungkin dikompromikan di perusahaan dengan QoS yang buruk. Secara umum, karyawan dan pelanggan bergantung pada layanan komunikasi untuk melakukan pekerjaan mereka. Ketika kualitas layanan menurun, kualitas kerja dan Kualitas Pengalaman juga menurun .

Salah satu contoh bagaimana buruknya QoS dapat berdampak negatif terhadap keamanan jaringan jika karyawan jarak jauh menggunakan jaringan publik tanpa terlebih dahulu terhubung ke VPN, karena konektivitas jaringan yang buruk atau bug dalam aplikasi perusahaan melalui jaringan. Laptop mereka dapat berisi data sensitif yang sekarang terkena kemungkinan eksploitasi.

Contoh lain adalah peretasan SolarWinds 2020 , di mana SolarWinds, vendor yang menyediakan layanan pemantauan kinerja, diretas, dan akibatnya membahayakan jaringan pelanggannya.

C. Bagaimana cara kerja QoS?

Ketika organisasi menggunakan jaringan mereka untuk mengirim informasi bolak-balik antara titik akhir di jaringan, informasi atau data diformat ke dalam paket . Paket adalah cara komputer mengatur informasi untuk ditransfer melalui jaringan, seperti bagaimana seseorang dapat mengemas barang untuk dikirim melalui sistem surat fisik.

Alat kualitas layanan mengambil tanggung jawab untuk memprioritaskan paket untuk mendapatkan hasil maksimal dari jumlah bandwidth yang terbatas di jaringan mereka. Dengan kata lain, jaringan hanya dapat mengangkut begitu banyak informasi dalam waktu tertentu. Jadi, alat QoS memprioritaskan paket dengan cara yang memastikan bahwa bandwidth digunakan untuk menyediakan layanan internet terbaik dalam jumlah waktu yang tetap.

Misalnya, paket yang berkaitan dengan panggilan video akan diprioritaskan dari pada paket yang berkaitan dengan unduhan email. Ini karena panggilan video adalah bentuk komunikasi yang lebih sinkron daripada email. Video perlu dilakukan secara real time, sedangkan mengirim email tidak selalu sensitif terhadap waktu. Jika sebuah paket dijatuhkan atau tertunda selama obrolan video, pengguna akhir mungkin mengalami jitter atau latensi dalam obrolan. Jika paket dijatuhkan atau tertunda dalam proses pengiriman email, paket tersebut masih dapat dikirim setelahnya dan pengguna akhir tidak akan mengalami jeda layanan. Mereka hanya akan menerima email ketika semua paket telah dirakit, sedangkan seseorang yang melakukan streaming video melihat paket saat mereka tiba.

Alat QoS melihat packet header untuk memprioritaskan paket. Packet header adalah bit informasi yang memberi tahu alat dan komponen jaringan lainnya tentang isi paket, ke mana ia pergi (alamat IP tujuannya) dan untuk apa paket itu akan digunakan. Alat QoS dapat membaca header paket dan menentukan bahwa suatu paket terkait dengan streaming video dan memprioritaskannya di atas paket yang kurang sensitif terhadap waktu. Header paket dapat dianggap sebagai alamat surat dan pengirim pada paket fisik. Alat QoS dapat mengubah sebagian dari header paket untuk menentukan prioritas.

D. Apa manfaat QoS?

Manfaat utama QoS adalah memastikan ketersediaan jaringan organisasi dan aplikasi yang berjalan di jaringan tersebut. QoS menyediakan transfer data yang aman dan efisien melalui jaringan itu. QoS juga memungkinkan organisasi untuk menggunakan bandwidth yang ada secara lebih efisien, daripada meningkatkan infrastruktur jaringan untuk memperluas bandwidth.

Manfaat yang lebih spesifik meliputi:

• Aplikasi mission-critical memiliki akses ke sumber daya yang mereka butuhkan.
• Administrator dapat mengatur lalu lintas dengan lebih baik.
• Organisasi dapat mengurangi biaya dengan menghilangkan kebutuhan untuk membeli infrastruktur jaringan baru.
• Pengalaman pengguna ditingkatkan.

E. Penerapan dan Implementasi QoS

Saat menerapkan alat dan strategi QoS, organisasi harus mengikuti langkah-langkah berikut:

1. Planning (Perencanaan). Organisasi harus mendapatkan pemahaman tentang kebutuhan dan persyaratan layanan masing-masing departemen, memilih model yang sesuai, dan menumbuhkan dukungan dari pemangku kepentingan.
   
   
2. Design (Desain). Organisasi kemudian harus mencatat semua perubahan perangkat lunak dan perangkat keras yang signifikan, dan menerapkan model QoS yang dipilih ke spesifikasi arsitektur jaringannya.
   
   
3. Testing (Pengujian). Organisasi harus menguji pengaturan dan kebijakan QoS di lingkungan pengujian yang aman dan terkendali di mana bug dapat diselesaikan.
   
   
4. Deployment (Penyebaran). Kebijakan harus diluncurkan secara iteratif, secara bertahap. Organisasi dapat memilih untuk meluncurkan kebijakan berdasarkan segmen jaringan atau dengan fungsi QoS yang terpisah (apa yang dilakukan setiap kebijakan).
   
   
5. Monitoring and Analysis (Pemantauan dan analisis). Kebijakan harus disesuaikan untuk meningkatkan kinerja sesuai dengan data kinerja.

Ada tiga model untuk mengimplementasikan QoS: Best Effort, Integrated Services, dan Differentiated Services.

1. Best Effort (Upaya Terbaik). Model QoS di mana semua paket menerima prioritas yang sama, dan tidak ada jaminan pengiriman paket. Upaya Terbaik diterapkan ketika jaringan belum mengonfigurasi kebijakan QoS atau ketika infrastruktur tidak mendukung QoS.
   
   
2. Integrated Services (Layanan Terpadu / IntServ). Model QoS yang mencadangkan bandwidth di sepanjang jalur tertentu di jaringan. Aplikasi meminta jaringan untuk reservasi sumber daya, dan perangkat jaringan memantau aliran paket untuk memastikan sumber daya jaringan dapat menerima paket.
   
   

   Menerapkan IntServ membutuhkan router berkemampuan IntServ dan menggunakan Resource Reservation Protocol ( RSVP ) untuk reservasi sumber daya jaringan. IntServ memiliki skalabilitas terbatas dan konsumsi sumber daya jaringan yang tinggi .

   
   
   
3. Differentiated Services (Layanan Diferensiasi / DiffServ ). Model QoS di mana elemen jaringan, seperti router dan switch, dikonfigurasi untuk melayani beberapa kelas lalu lintas dengan prioritas berbeda. Lalu lintas jaringan harus dibagi menjadi beberapa kelas berdasarkan konfigurasi perusahaan
   
   

   Misalnya, lalu lintas suara dapat diberi prioritas lebih tinggi daripada jenis lalu lintas lainnya. Paket diberi prioritas menggunakan Differentiated Services Code Point (DSCP) untuk klasifikasi. DiffServ juga menggunakan perilaku per-hop untuk menerapkan teknik QoS, seperti antrian dan prioritas, ke paket.

Arsitektur jaringan juga mempengaruhi bagaimana sebuah organisasi mengimplementasikan QoS. Jaringan Multiprotocol Label Switching ( MPLS ) mencakup tautan pribadi yang menawarkan QoS ujung ke ujung di sepanjang jalur tunggal. SLA untuk MPLS menentukan bandwidth, QoS, latency dan uptime. Namun, MPLS bisa mahal untuk organisasi.

Software-defined WAN ( SD-WAN ) menggunakan beberapa jenis konektivitas, termasuk MPLS dan broadband. SD-WAN memantau status koneksi jaringan saat ini untuk masalah kinerja dan menggunakan beberapa jenis konektivitasnya untuk gagal berdasarkan status. Misalnya, jika packet loss melebihi level tertentu pada satu koneksi, kemampuan SD-WAN akan mencari koneksi alternatif.

F. Mekanisme QoS

Mekanisme QoS tertentu dapat mengelola kualitas lalu lintas data dan mempertahankan persyaratan QoS yang ditentukan dalam SLA. Mekanisme QoS termasuk dalam kategori tertentu tergantung pada peran yang mereka mainkan dalam mengelola jaringan.

1. Klasifikasi dan penandaan. Alat-alat ini membedakan antara aplikasi dan mengurutkan paket ke dalam jenis lalu lintas yang berbeda. Penandaan menunjukkan setiap paket sebagai anggota kelas jaringan, yang memungkinkan perangkat di jaringan mengenali kelas paket. Klasifikasi dan penandaan diimplementasikan pada perangkat jaringan seperti router, switch, dan titik akses.
   
   
2. Manajemen kemacetan. Alat-alat ini menggunakan klasifikasi dan penandaan paket untuk menentukan antrian untuk menempatkan paket. Alat manajemen kemacetan termasuk antrian prioritas, antrian masuk  pertama, keluar pertama dan latensi rendah.
   
   
3. Penghindaran kemacetan. Alat-alat ini memantau lalu lintas jaringan untuk kemacetan dan menjatuhkan paket prioritas rendah ketika kemacetan terjadi. Alat penghindaran kemacetan termasuk deteksi dini acak tertimbang dan deteksi dini acak.
   
   
4. Pembentukan.  Alat - alat ini memanipulasi lalu lintas yang mengalir ke jaringan dan memprioritaskan aplikasi waktu nyata daripada aplikasi yang kurang peka waktu seperti email dan perpesanan. Alat pembentuk lalu lintas termasuk buffer, Pembentuk Lalu Lintas Generik, dan Pembentuk Lalu Lintas Frame-Relay.
   
   
5. Efisiensi tautan.  Alat - alat ini memaksimalkan penggunaan bandwidth dan mengurangi penundaan paket yang mengakses jaringan. Meskipun tidak secara eksklusif untuk QoS, alat efisiensi tautan digunakan bersama dengan mekanisme QoS lainnya. Alat efisiensi tautan termasuk  Real-time Transport Protocol , kompresi header,  Protokol Kontrol Transmisi , kompresi header, dan kompresi tautan.

G. Tools QoS

Alat QoS umumnya termasuk dalam kategori ini: 

• Classification. Mengidentifikasi lalu lintas dan menandainya untuk memastikan bahwa perangkat jaringan lain dapat mengidentifikasi dan memprioritaskannya.
  
  
• Queueing. Cadangan bandwidth untuk menampung paket dalam buffer untuk diproses nanti.
  
  
• Policing. Menerapkan bandwidth tertentu dan membatasi dan menjatuhkan paket yang tidak mematuhi aturan. Ini adalah bagian dari penghindaran kemacetan.
  
  
• Shaping. Mirip dengan kepolisian tetapi mengantrekan lalu lintas berlebih dalam buffer alih-alih menjatuhkannya sepenuhnya. Ini, bersama dengan antrian, adalah bagian dari manajemen kemacetan.
  
  
• Weighted random early discard (WRED). Menjatuhkan aliran data berprioritas rendah untuk menjaga data berprioritas tinggi dari efek negatif kemacetan jaringan.
  
  
• Fragmentation and compression. Menurunkan bandwidth pada jaringan untuk mencegah delay dan jitter.

Alat QoS dapat melakukan hanya satu atau kombinasi dari fungsi-fungsi ini. Banyak alat QoS dikelola dan menjalankan fungsi-fungsi ini secara otomatis, memberi administrator akses untuk mengubah pengaturan dan kebijakan sesuai kebutuhan. Beberapa alat pemantauan QoS yang populer adalah:

• SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer
• Monitor Jaringan PRTG Paessler
• Penganalisis Jaringan Nagiosgio
• ManageEngine NetFlow Analyzer
• OpenNMS (sumber terbuka)
• Ntopng (sumber terbuka)
• Bandwidth (sumber terbuka)