Monitoramento de QoS para ICMP e UDP (jitter, MOS, latência, perda de pacotes, R-factor)

O que é QoS?

Quality of service (ou QoS) é uma tecnologia de gestão de tráfego para garantir o desempenho de aplicativos críticos quando a largura de banda é limitada. O QoS regula o tráfego da rede e dá prioridade a aplicativos de alto desempenho. É comum em redes com IPTV, jogos online, streaming, videoconferência e Voice over IP (VoIP). A tarefa principal é garantir a transmissão de determinados pacotes de forma imperceptível para o usuário. O QoS existe para que videochamadas e conversas VoIP não tenham problemas. Com o QoS, você define a prioridade de cada tipo de tráfego, para os pacotes desse tráfego passarem por completo dentro do limite técnico.

Como medir e avaliar o QoS?

A qualidade de serviço pode ser medida com vários parâmetros.

Dados transmitidos podem se perder com a sobrecarga da rede. Se a fila estoura, roteadores e switches descartam pacotes ao processar o tráfego. Em uma sessão de voz ou vídeo, isso distorce a imagem, abre falhas e causa jitter na fala. Uma porcentagem alta de pacotes perdidos dificulta ou impede a comunicação.

É o tempo para um pacote ir da origem ao destino. Inclui o tempo de serialização, a transmissão do sinal no meio (nada viaja mais rápido que a luz, e ela é finita), a latência de QoS e o tempo de processamento do pacote. O atraso é crítico em imagem e voz. Deve ficar o mais perto possível de zero. 200 ms já incomodam na voz (eco e atraso). Ao medir latência, em geral se fala de RTT (Round Trip Time): o caminho de ida e volta do pacote.

É a diferença de latência entre a entrega de pacotes sucessivos. Em outras palavras, o jitter mede o quanto os pacotes chegam de forma uniforme no tempo. É a amplitude da variação do tempo de entrega. Quanto maior a amplitude (diferença entre o tempo mínimo e o máximo), pior a qualidade de voz e vídeo.

É a capacidade de um canal de transferir o máximo de dados de um ponto a outro em um período. Com QoS, você indica ao roteador como usar a largura de banda disponível. Por exemplo, reserve uma fatia para cada tipo de tráfego. Para voz, reserve mais recursos do que para outros aplicativos.

Mean Opinion Score (MOS) é uma medida de qualidade de voz em uma escala de cinco pontos, em que cinco é a qualidade mais alta.

• 5 - Excelente (imperceptível)
• 4 - Bom (perceptível, mas não incomoda)
• 3 - Satisfatório (incomoda um pouco)
• 2 - Ruim (incomoda)
• 1 - Muito ruim (incomoda muito)

O MOS é calculado com fórmulas e coeficientes empíricos. É bem subjetivo, então não julgue um sistema VoIP só por ele. O MOS considera as métricas de QoS descritas acima: jitter, latência e perda de pacotes.

Para reduzir a subjetividade, foi criado um indicador alternativo ao MOS: o R-Factor. A escala vai de 0 a 120. O R-Factor usa a experiência do usuário e parâmetros objetivos que afetam a qualidade do VoIP. O cálculo é parecido com o do MOS e também inclui jitter, latência e perda de pacotes.

Esta tabela lista MOS e R-Factor conforme a qualidade de som percebida:

Por que aplicar QoS e monitorar os parâmetros?

O QoS é essencial para o melhor desempenho dos aplicativos e serviços mais críticos. Soluções que carregam os canais (VoIP, videoconferência, streaming) não podem sofrer com latência. Sem QoS, os dados da rede se desorganizam. Isso reduz o desempenho e pode até interromper a transferência.

O QoS ganha importância porque a exigência de desempenho cresce com o número de pessoas. Os serviços atuais pedem mais largura de banda, e os usuários querem disponibilidade e qualidade alta. Por isso, as organizações precisam de métodos que garantam o melhor serviço possível.

O QoS é importante na Internet das coisas (IoT). Na indústria, o equipamento transmite parâmetros críticos do seu estado em tempo real. A latência pode causar erros caros. O QoS coloca esse fluxo em prioridade alta, para a informação chegar o mais rápido possível.

Requisitos: Windows XP/Vista/7/8.1/10/11, Server 2003/2008/2012/2016/2019/2022.