QoS (Quality of Service)에 대해 알아보겠습니다.

Ⅰ. QoS (Quality of Service)란?

 네트워크에서 데이터의 우선순위를 설정하고 특정 애플리케이션, 사용자, 데이터 흐름에 대해 예측 가능한 성능을 제공하기 위한 기술입니다. 네트워크 리소스를 효율적으로 사용하여 대역폭, 지연 시간, 패킷 손실, 지터 등의 네트워크 품질을 관리합니다.

Ⅱ. QoS (Quality of Service) 필요성

중요하거나 실시간으로 처리해야 하는 트래픽을 우선적으로 처리하여, 서비스 품질 저하를 방지하고 네트워크 효율을 높입니다.
 ⅰ. 실시간 음성 및 영상 통화 (VoIP, 화상회의)

   Ex) 낮은 지연 시간과 안정적인 데이터 전송 필요.
 ⅱ. 파일 다운로드

   Ex) 지연 시간이 큰 영향을 미치지 않음.
 ⅲ. 온라인 게임

   Ex) 낮은 지연 시간과 지터 필요.

Ⅲ. QoS (Quality of Service) 주요 요소

 ⅰ. 대역폭 (Bandwidth) : 네트워크가 처리할 수 있는 데이터 용량
      ▶ QoS는 대역폭을 특정 트래픽 유형에 우선 할당하여 혼잡을 방지
 ⅱ. 지연 시간 (Latency) : 데이터 패킷이 출발지에서 목적지로 도달하는 데 걸리는 시간

      ▶ 실시간 애플리케이션(VoIP, 스트리밍)에서는 지연이 최소화되어야 함

 ⅲ. 지터 (Jitter) : 데이터 패킷 간 전송 간격의 변동성
      ▶ VoIP에서는 지터가 클 경우 통화 품질이 떨어짐
ⅳ. 패킷 손실 (Packet Loss) : 네트워크 전송 중에 데이터 패킷이 손실되는 비율
      ▶ 패킷 손실이 발생하면 데이터 재전송이 필요하고, 실시간 애플리케이션 품질이 저하됨

Ⅳ. QoS (Quality of Service) 구현 방법

 ⅰ. 네트워크 계층에서의 QoS
   1) DiffServ (Differentiated Services)
     : 패킷 헤더에 DSCP(Differentiated Services Code Point) 값을 설정해 트래픽을 분류하고 우선순위를 설정
     Ex) VoIP 트래픽에 높은 우선순위를 부여
   2) IntServ (Integrated Services)
     : 특정 데이터 흐름에 대해 대역폭을 예약하여, 보장된 QoS를 제공하지만, 네트워크 리소스 소비가 큼
ⅱ. 데이터 링크 계층에서의 QoS
   1) 802.1p
      : VLAN 태그에 있는 3비트를 사용하여 트래픽의 우선순위를 결정
     Ex) 주로 LAN 환경에서 사용.
ⅲ. 애플리케이션 계층에서의 QoS
  1) 애플리케이션 자체에서 QoS 설정
     Ex)  비디오 스트리밍 서비스가 적응형 비트레이트(Adaptive Bitrate)를 사용해 네트워크 상태에 맞는 품질 제공

Ⅴ. QoS (Quality of Service) 구현 방식

 ⅰ. 트래픽 분류 (Traffic Classification)
      : 네트워크 트래픽을 특정 기준(IP, 포트, 애플리케이션)으로 구분
 ⅱ. 트래픽 셰이핑 (Traffic Shaping)
      : 트래픽 속도를 제한하여 네트워크 혼잡을 방지
 ⅲ. 우선순위 큐잉 (Priority Queuing)
      : 데이터 패킷을 큐(queue)에 저장하고 우선순위가 높은 패킷부터 처리
ⅳ. 대역폭 예약 (Bandwidth Reservation)
      : 특정 애플리케이션에 필요한 대역폭을 사전에 예약

Ⅵ. QoS (Quality of Service) 동작 과정

ⅰ. 트래픽 분류
     : 데이터 패킷을 분석해 유형을 결정.
     Ex) VoIP 트래픽, 일반 데이터 트래픽, 스트리밍 트래픽 등.
ⅱ. 트래픽 우선순위 할당
     : 분류된 트래픽에 우선순위를 설정.
     Ex) 실시간 트래픽은 높은 우선순위, 일반 데이터 트래픽은 낮은 우선순위.
ⅲ. 트래픽 처리
     : 네트워크 장비(스위치, 라우터)가 우선순위에 따라 패킷을 처리.

Ⅶ. QoS (Quality of Service) 적용 사례

 ⅰ. 기업 네트워크
    1) VoIP 및 화상회의 트래픽에 높은 우선순위를 할당
    2) 파일 전송 트래픽은 낮은 우선순위로 처리
ⅱ. ISP (인터넷 서비스 제공자)
    1) 실시간 스트리밍 서비스에 QoS를 적용하여 안정적인 서비스를 제공
    2) 토렌트 트래픽을 제한하여 네트워크 혼잡 방지
ⅲ. 데이터 센터
    1) 클라우드 애플리케이션에 우선순위 부여
    2) 백업 트래픽을 비혼잡 시간대로 제한

Ⅷ. QoS (Quality of Service) 장·단점

	장점	단점
QoS (Quality of Service)	1) 네트워크 품질 향상 2) 실시간 애플리케이션 성능 보장 3) 혼잡 상황에서 중요한 트래픽 보호	1) 설정 및 관리가 복잡 2) 모든 네트워크 장비가 QoS를 지원해야 함 3) 보장된 QoS를 제공하려면 추가적인 네트워크 리소스가 필요