Comprendre les mécanismes de QoS pour garantir la performance des applications critiques : bande passante, latence, gigue, classification et priorisation des flux.
Maîtrise des bases du réseau (modèle OSI, adressage, VLAN). Cette fiche est au programme du Bloc 2 SISR 2ème année (B2.2/B2.3 — Installer et configurer des éléments nécessaires pour assurer la qualité de service).
La QoS (Quality of Service) regroupe les techniques permettant d'optimiser les ressources d'un réseau et de garantir de bonnes performances aux applications critiques pour l'organisation, en particulier lorsque la bande passante disponible est limitée ou partagée entre plusieurs usages.
| Critère | Définition | Impact si dégradé |
|---|---|---|
| Bande passante | Débit disponible pour transmettre les données | Lenteur, mise en mémoire tampon (buffering) |
| Latence | Délai de transmission d'un paquet entre la source et la destination | Décalage perceptible (voix, jeux en ligne, contrôle industriel) |
| Gigue (jitter) | Variation de la latence dans le temps | Coupures et désynchronisation, particulièrement gênant en VoIP |
| Taux de perte de paquets | Pourcentage de paquets n'arrivant pas à destination | Coupures audio/vidéo, retransmissions TCP, ralentissements |
| Application | Latence tolérée | Gigue tolérée | Sensibilité à la perte |
|---|---|---|---|
| VoIP | < 150 ms | < 30 ms | Faible tolérance |
| Visioconférence | < 150 ms | < 30 ms | Faible tolérance |
| Streaming vidéo | Tolérance plus large (mise en buffer) | Modérée | Tolérance modérée |
| Transfert de fichiers | Peu sensible | Peu sensible | Tolérant (retransmission TCP) |
La QoS repose sur l'identification des flux (classification), puis leur traitement différencié (priorisation) à chaque équipement traversé.
| Étape | Action |
|---|---|
| 1. Classification | Identifier le type de trafic (port, protocole, adresse, marquage applicatif) |
| 2. Marquage | Étiqueter les paquets avec un niveau de priorité (DSCP, 802.1p) |
| 3. Mise en file d'attente | Répartir les paquets dans des files selon leur priorité |
| 4. Ordonnancement | Décider quel paquet est transmis en premier selon l'algorithme choisi |
| 5. Limitation/lissage | Limiter ou lisser le débit de certains flux (policing/shaping) |
| Modèle de QoS | Principe |
|---|---|
| Best Effort | Aucune garantie — traitement identique pour tous les flux (par défaut) |
| IntServ | Réservation de ressources de bout en bout avant l'envoi (peu utilisé à grande échelle) |
| DiffServ | Classification des flux par classes de service avec traitement différencié (le plus répandu) |
Marquage DSCP (Differentiated Services Code Point) — exemples courants : EF (Expedited Forwarding) → Voix (VoIP) — priorité maximale AF41 (Assured Forwarding) → Vidéoconférence AF21 → Trafic applicatif important CS0 / Best Effort → Trafic standard (web, email) CS1 (Scavenger) → Trafic non critique (sauvegardes, mises à jour)
La téléphonie sur IP est l'application typique justifiant la mise en place de la QoS : un appel vocal dégradé devient immédiatement perceptible et inacceptable pour les utilisateurs, contrairement à un transfert de fichier ralenti.
| Mesure de QoS pour la VoIP | Objectif |
|---|---|
| Marquage DSCP EF des paquets RTP | Garantir la priorité maximale aux flux voix |
| File d'attente prioritaire (LLQ) | Traiter en priorité absolue les paquets voix sur les interfaces |
| Réservation de bande passante minimale | Garantir un débit minimal disponible même en cas de saturation |
| Limitation du trafic non prioritaire | Éviter qu'un flux non critique ne sature le lien |
Exemple conceptuel de configuration QoS sur un switch Cisco (simplifié) :
1. Définir une class-map pour identifier le trafic voix
class-map VOICE
match ip dscp ef
2. Définir une policy-map appliquant un traitement prioritaire
policy-map QOS-POLICY
class VOICE
priority 1000 (bande passante garantie en kbps)
class class-default
fair-queue
3. Appliquer la policy sur l'interface de sortie
interface GigabitEthernet0/1
service-policy output QOS-POLICY