QoS là gì? Hoạt động và nhu cầu sử dụng QoS vào thực tế

Bizfly Cloud

2471

17-05-2025

Trong điều kiện cơ sở hạ tầng mạng internet và truyền thông hiện nay, QoS ngày càng trở nên quan trọng đối với mọi doanh nghiệp. QoS là một trong những công cụ phổ biến nhất cho các doanh nghiệp muốn tối ưu hóa hiệu suất mạng và cải thiện trải nghiệm người dùng. Vậy QoS là gì? Cách thức hoạt động cũng như tầm quan trọng của nó như thế nào? Hãy cùng Bizfly Cloud giải đáp thông qua bài viết dưới đây nhé!

QoS là gì?

QoS (Quality of service) là một tập hợp các kỹ thuật và công nghệ được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất mạng doanh nghiệp. QoS cho phép các doanh nghiệp điều chỉnh lưu lượng mạng tổng thể của họ bằng cách thiết lập mức độ ưu tiên cho các loại dữ liệu cụ thể (video, âm thanh, tệp).

QoS được sử dụng trong các mạng lưu lượng cao có các ứng dụng yêu cầu băng thông cao như VOD, video conference, game online, VoIP và streaming media. QoS có thể giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng, giảm độ trễ và giảm chi phí mở rộng liên kết.

Các doanh nghiệp hiện nay được kỳ vọng sẽ cung cấp các dịch vụ đáng tin cậy với sự gián đoạn tối thiểu cho người dùng cuối. Trong những năm gần đây, các ứng dụng như thoại, video, chia sẻ tệp và dữ liệu được truyền trực tuyến ngày càng trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày, đồng nghĩa với việc QoS trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Tầm quan trọng của QoS?

Vào những năm trước đây, mạng doanh nghiệp và mạng thông tin được phân làm hai loại hệ thống riêng biệt. Những liên lạc từ xa hoặc những cuộc gọi từ điện thoại sẽ được xử lý thông qua mạng RJ11. Những cuộc gọi hoặc nhắn tin, liên lạc bằng máy tính sẽ được xử lý cũng như giám sát bằng mạng doanh nghiệp (PABX) và liên kết mạng RJ45.

Khi công nghệ phát triển, người ta đã áp dụng QoS vào các cuộc liên lạc đó nhằm giúp quản lý các Packet Loss (mất gói tin) đồng thời giảm độ chập chờn và độ trễ trong lúc kết nối mạng. Nếu không có QoS, người dùng có thể sẽ bị mất vài phần âm thanh khi thực hiện liên lạc đồng nghĩa âm thanh bị gián đoạn và chất lượng âm thanh cũng không đều và gây khó chịu cho người nghe.

Tầm ảnh hưởng của QoS trong mạng

• Độ trễ: Những giao thức truyền tải thời gian thực (RTP) sẽ được chỉ định phù hợp với tốc độ mặc định của từng thiết bị. Khi mạng bị nghẽn, độ trễ xuất hiện gây ảnh hưởng tới chất lượng của cuộc liên lạc, nhất là đối với người nghe cuối. Nếu độ trễ ở mức 100ms thì âm thanh người nói và người nghe sẽ không đồng bộ. Nếu độ trễ ở mức 300ms, âm thanh sẽ gây ảnh hưởng tới cả người nói và người nghe, khi đó cuộc liên lạc sẽ không thể hiểu được.

• Jitter: Jitter chính là tốc độ không đều của các gói mạng. Do trong quá trình liên lạc, các ứng dụng thực hiện liên lạc không có bộ đệm mức vận chuyển tiêu chuẩn dẫn đến việc gói âm thanh sẽ không được sắp xếp theo thứ tự chính xác. Khi đó, Jitter có thể làm các gói âm thanh trễ bị bỏ khỏi chuỗi liên lạc gây ra hiện tượng âm thanh méo mó hoặc lỗ hỏng của video.

• Packet Loss: Packet Loss là trường hợp xấu nhất của mọi cuộc liên lạc. Packet Loss (mất gói tin) sẽ xảy ra khi cuộc liên lạc bị nhiễu, tắc nghẽn làm mất đi thông tin phần liên lạc đó, ảnh hưởng nặng tới cuộc liên lạc và tạo nên nội dung liên lạc khó hiểu.

Qos hoạt động như thế nào?

QoS sẽ hoạt động khi hiện tượng nút thắt cổ chai (Bottleneck) xảy ra và hiện tượng này gây ảnh hưởng trực tiếp cho băng thông. Thông thường sẽ có hai trường hợp xảy ra đối với QoS là băng thông của QoS cao hơn lượng băng thông cho phép của nhà cung cấp hoặc băng thông của QoS thấp hơn băng thông tiêu chuẩn của IPS.

Đối với trường hợp băng thông của QoS cao hơn lượng băng thông cho phép, các ứng dụng có thể yêu cầu lượng băng thông cao vì nhiều mục đích. Tuy nhiên, khi băng thông cao vượt mức đồng nghĩa lượng traffic của route sẽ không còn được ưu tiên nữa. Để giải quyết tình trạng này, người dùng chỉ có thể trông chờ vào quyết định của nhà cung cấp ứng dụng.

Đối với trường hợp băng thông của QoS thấp hơn băng thông tiêu chuẩn IPS, đây là trường hợp xảy ra hiện tượng Bottleneck cao nhất. Những dịch vụ đang được người dùng sử dụng sẽ bị gián đoạn và ảnh hưởng tới quá trình sử dụng. Khi đó, QoS phải thực hiện việc giải phóng băng thông với mục đích tăng hiệu suất.

Các thành phần chính của QoS

Các thành phần chính của QoS gồm:

Phân loại lưu lượng (Traffic Classification)

QoS phân loại các gói dữ liệu dựa trên các tiêu chí như địa chỉ IP, cổng TCP/UDP, loại dịch vụ hoặc giao thức để xác định mức độ ưu tiên cho từng loại lưu lượng khác nhau.

Đánh dấu lưu lượng (Traffic Marking)

Sau khi phân loại, các gói tin được đánh dấu bằng các thông tin đặc biệt như DSCP (Differentiated Services Code Point), IP Precedence hoặc CoS (Class of Service) để các thiết bị mạng nhận biết và xử lý ưu tiên các gói tin này trong quá trình truyền tải.

Lập lịch và xếp hàng ưu tiên (Scheduling and Queuing)

QoS sử dụng các cơ chế xếp hàng ưu tiên để quản lý các gói tin trong hàng đợi, đảm bảo các gói tin quan trọng được xử lý trước, giảm thiểu độ trễ và jitter cho các ứng dụng thời gian thực như thoại và video.

Kiểm soát băng thông (Bandwidth Management)

QoS điều chỉnh và phân phối băng thông cho từng loại lưu lượng bằng các kỹ thuật như shaping (định hình lưu lượng) và policing (kiểm soát lưu lượng).

Giảm thiểu độ trễ, jitter và mất gói (Delay, Jitter, and Packet Loss Control)

QoS hướng tới giảm thiểu độ trễ (delay), độ biến động trễ (jitter) và tỷ lệ mất gói (packet loss) để đảm bảo chất lượng truyền tải, đặc biệt quan trọng với các dịch vụ yêu cầu thời gian thực như VoIP và video conferencing.

Ưu tiên dịch vụ (Service Prioritization)

QoS cho phép ưu tiên xử lý các gói tin của các dịch vụ quan trọng hơn, đảm bảo các dịch vụ này không bị ảnh hưởng bởi tải trọng mạng và luôn được phục vụ với chất lượng tốt nhất

Các kỹ thuật sử dụng QoS phổ biến

Có rất nhiều kỹ thuật khác nhau để triển khai QoS trong mạng. Dưới đây là một số kỹ thuật nổi bật bạn có thể tham khảo.

Phân loại lưu lượng

Phân loại lưu lượng là quá trình xác định và phân loại các loại dữ liệu khác nhau trên mạng. Cho phép hệ thống xử lý và phân bổ tài nguyên cho từng loại dịch vụ một cách hiệu quả hơn.

Quá trình phân loại lưu lượng thường dựa trên nhiều yếu tố như địa chỉ IP, loại dịch vụ, hoặc thậm chí là nội dung của gói dữ liệu. Việc thực hiện phân loại lưu lượng hiệu quả có thể tạo ra sự khác biệt lớn trong hiệu suất tổng thể của mạng.

Quản lý băng thông

Quản lý băng thông cho phép các nhà quản lý mạng xác định và phân bổ băng thông cho từng loại dịch vụ một cách hợp lý. Giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng và đảm bảo rằng tất cả các dịch vụ đều hoạt động mượt mà. Đồng thời, nó cũng giúp giảm thiểu tình trạng nghẽn mạng và cải thiện trải nghiệm người dùng.

Ưu tiên hàng đợi và lập lịch

Sử dụng các hàng đợi ưu tiên để xử lý trước các gói tin quan trọng, giảm thiểu độ trễ và jitter cho các ứng dụng thời gian thực như VoIP và video conferencing.

Các thuật toán lập lịch như Priority Queuing, Weighted Fair Queuing giúp phân phối băng thông hiệu quả theo mức ưu tiên.

Giảm thiểu mất gói và xử lý lỗi

QoS giúp giảm thiểu mất gói bằng cách ưu tiên băng thông cho các ứng dụng nhạy cảm và sử dụng các kỹ thuật phát hiện, sửa lỗi để duy trì chất lượng truyền tải.

Ưu tiên hóa lưu lượng VoIP và video 

Đặc biệt ưu tiên các lưu lượng thoại và video nhạy cảm với độ trễ thông qua các bộ định tuyến và switch để tránh hiện tượng tắc nghẽn và mất gói khi mạng quá tải

Nhu cầu của QoS trong thực tế

Trong thực tế, nếu ứng dụng mạng đòi hỏi lượng băng thông phải tăng lên đồng nghĩa tình trạng nghẽn mạng xảy ra. QoS sẽ giải quyết bằng cách ưu tiên các traffic đòi hỏi thời gian xử lý nhanh hoặc traffic quan trọng. Sau đó, QoS mô tả hoạt động chuyển mạch của Packet để tìm ra được nhu cầu cần thiết hiện tại của QoS.

Để dễ hiểu hơn, ví dụ về nhu cầu QoS trong thực tế như là tình trạng kẹt xe trên đường. Tất cả các xe đều có chung mục đích là vượt qua con đường kẹt xe. Dù các xe chạy chậm nhưng vẫn chạy để vượt qua con đường đó. Khi trên đường xuất hiện các phương tiện ưu tiên như xe cứu thương, các xe khác bắt buộc nhường đường cho xe cứu thương chạy qua đường kẹt xe trước.

Lợi ích và hạn chế của QoS

Lợi ích của QoS

• Cải thiện trải nghiệm người dùng: Nhờ có QoS, các dịch vụ trực tuyến như video, âm thanh và game sẽ được tối ưu hóa, mang lại trải nghiệm mượt mà và liền mạch.
• Khả năng phân loại lưu lượng và quản lý băng thông cho phép nhà cung cấp dịch vụ ưu tiên cho các ứng dụng quan trọng: Người dùng sẽ không gặp phải tình trạng gián đoạn trong các cuộc gọi hay video conference.
• Tiết kiệm chi phí cho các doanh nghiệp: Bằng cách tối ưu hóa tài nguyên mạng, doanh nghiệp có thể giảm thiểu tình trạng lãng phí băng thông và tăng cường hiệu suất làm việc.
• Tăng cường độ tin cậy của dịch vụ: Với khả năng giảm thiểu tỷ lệ mất gói và giữ cho chất lượng đường truyền ổn định, QoS giúp nâng cao sự tin tưởng của khách hàng đối với dịch vụ mà họ đang sử dụng.

Hạn chế của QoS

• Tính phức tạp trong việc triển khai: Việc thiết lập và duy trì các chính sách QoS có thể yêu cầu kiến thức chuyên môn cao và có thể tốn nhiều thời gian.
• Chi phí đầu tư ban đầu khá cao: Các thiết bị mạng hiện đại và phần mềm quản lý QoS thường yêu cầu một khoản đầu tư lớn, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp nhỏ.
• QoS có thể không phù hợp cho mọi loại hình dịch vụ: Một số dịch vụ đơn giản có thể không cần đến các chính sách QoS phức tạp và việc triển khai QoS cho những dịch vụ này có thể gây lãng phí tài nguyên.
• QoS cũng không thể hoàn toàn loại bỏ các vấn đề về mạng như nghẽn băng thông hay mất kết nối. 

Ứng dụng thực tiễn của QoS

Trong lĩnh vực viễn thông

Ngành viễn thông là một trong những lĩnh vực đầu tiên áp dụng QoS. Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sử dụng QoS để đảm bảo chất lượng cuộc gọi và dịch vụ internet cho khách hàng.

Nhờ vào QoS, người dùng có thể trải nghiệm các cuộc gọi rõ nét và chất lượng tốt hơn. Bằng cách ưu tiên lưu lượng giọng nói so với lưu lượng dữ liệu khác, QoS giúp giảm thiểu hiện tượng gián đoạn và tiếng ồn trong các cuộc gọi.

Trong doanh nghiệp

Nhiều doanh nghiệp hiện nay đã áp dụng QoS để tối ưu hóa mạng nội bộ. Với sự gia tăng của các ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn như video conferencing hay cloud computing, việc triển khai QoS là rất cần thiết.

QoS giúp doanh nghiệp ưu tiên các ứng dụng quan trọng, đảm bảo rằng nhân viên luôn có đủ băng thông để thực hiện công việc của mình mà không bị gián đoạn.

Trong giáo dục

Trong lĩnh vực giáo dục, đặc biệt là giáo dục trực tuyến, QoS đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Các khóa học trực tuyến yêu cầu chất lượng video và âm thanh cao để sinh viên có thể học tập một cách hiệu quả.

QoS giúp đảm bảo rằng các bài giảng trực tuyến không bị gián đoạn và chất lượng luôn được duy trì ở mức cao. Bên cạnh đó, trong các buổi hội thảo trực tuyến hay họp nhóm, QoS cũng giúp cải thiện chất lượng cuộc gọi, tạo điều kiện cho sự tương tác và trao đổi ý tưởng hiệu quả giữa giáo viên và học sinh.

Cách điều chỉnh băng thông qua QoS

Hiện nay, người dùng có thể kết nối mạng Internet thông qua Modem. Để đáp ứng nhu cầu giải trí thì băng thông được yêu cầu phải có lưu lượng lớn mới đáp ứng hết được. Tuy nhiên, chính Modem sẽ là thiết bị hạn chế đi mức băng thông cần tăng cao và xảy ra tình trạng luồng thông tin không được truyền đi nhanh chóng, làm chậm hạn liên kết.

Khi đó, QoS sẽ có nhiệm vụ điều chỉnh lượng băng thông. Người dùng nên cài QoS trên máy chủ có kết nối mạng Internet. Điều này sẽ giúp máy chủ ghi đè lên kích thước cửa sổ nhận và giảm thiểu các lỗi tắc nghẽn gây ra bởi mạng.

Nhờ QoS, người dùng có thể cải thiện tình trạng mạng yếu, giúp người dùng trải nghiệm nhiều dịch vụ mạng tốt hơn và chất lượng hơn. Sau bài viết này, Bizfly Cloud sẽ mang đến các bài viết chuyên sâu hơn về QoS. Hãy theo dõi Bizfly Cloud nhé.