Teil 24: Quality of Service – Prioritäten im Netzwerk setzen

Sep. 22, 2025

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Ein Netzwerk gleicht oft einer Autobahn: Viele Fahrzeuge (Datenpakete) fahren gleichzeitig, manche sind groß und schwer (Dateidownloads), andere klein und dringend (VoIP-Anrufe). Ohne Regeln herrscht Stau, und besonders die zeitkritischen Fahrzeuge kommen zu spät an. Genau hier setzt Quality of Service (QoS) an. Es ist die Kunst, im Netzwerk Prioritäten zu setzen, damit wichtige Daten auch bei hoher Last zuverlässig übertragen werden.

Warum QoS notwendig ist

Früher war Netzwerklast relativ vorhersehbar: E-Mails, ein bisschen Surfen, vielleicht Dateiübertragungen. Heute sieht die Situation anders aus:

Echtzeitanwendungen: Videokonferenzen, Online-Gaming oder VoIP benötigen niedrige Latenz.
Streaming: Filme, Musik und Live-Übertragungen beanspruchen Bandbreite.
Cloud-Dienste: Geschäftskritische Anwendungen laufen oft in der Cloud und brauchen stabile Verbindungen.
Massendaten: Backups, Updates und Downloads erzeugen große Datenmengen.

Ohne QoS würden wichtige Anwendungen untergehen, sobald das Netz ausgelastet ist.

Grundprinzip von QoS

QoS bedeutet, dass der Datenverkehr klassifiziert, priorisiert und gesteuert wird. Dabei gibt es mehrere Schritte:

Klassifizierung: Pakete werden identifiziert – z. B. als VoIP, Video, Web oder Dateiübertragung.
Markierung: Pakete bekommen eine Kennzeichnung, die ihre Wichtigkeit anzeigt.
Priorisierung: Router und Switches behandeln bestimmte Pakete bevorzugt.
Ressourcenzuweisung: Bandbreite wird kontrolliert, Warteschlangen organisiert.

So wird sichergestellt, dass ein VoIP-Anruf nicht durch ein gleichzeitig laufendes Backup gestört wird.

QoS-Mechanismen im Detail

1. Traffic Classification und Marking

Pakete werden anhand von Headern oder Protokollen erkannt.
Markierungen erfolgen z. B. über DSCP (Differentiated Services Code Point) im IP-Header.

2. Queuing und Scheduling

Datenpakete werden in Warteschlangen einsortiert.
Priority Queuing (PQ): Echtzeitverkehr geht immer zuerst.
Weighted Fair Queuing (WFQ): Bandbreite wird fair verteilt, aber mit Gewichtung.

3. Traffic Shaping und Policing

Shaping: Datenströme werden geglättet, um Spitzen zu vermeiden.
Policing: Überschreitungen werden verworfen oder markiert.

4. Congestion Management

Bei Überlast entscheidet QoS, welche Pakete verzögert oder verworfen werden.

QoS in der Praxis

VoIP (Voice over IP)

Sprachpakete sind klein, aber empfindlich gegenüber Verzögerungen. Ein QoS-System erkennt diese Pakete und gibt ihnen höchste Priorität.

Video-Streaming

Auch Videos profitieren von QoS, da sie gleichmäßigen Durchsatz brauchen. Allerdings sind sie weniger empfindlich gegenüber kurzen Verzögerungen als Sprache.

Geschäftskritische Anwendungen

ERP-Systeme oder Cloud-Anwendungen werden als wichtig markiert, damit Mitarbeiter effizient arbeiten können.

Hintergrundprozesse

Backups, Updates oder Downloads werden auf niedrige Priorität gesetzt. Sie können warten, ohne dass es jemand merkt.

QoS auf verschiedenen Ebenen

QoS kann an unterschiedlichen Punkten im Netzwerk umgesetzt werden:

Endgeräte: Betriebssysteme oder Anwendungen können Pakete markieren.
Switches und Router: Setzen die Regeln um und priorisieren den Verkehr.
Provider-Netze: Internetanbieter setzen QoS-Mechanismen ein, um Kunden bestimmte Dienste zu garantieren.

Ein Beispiel: Ein Unternehmen priorisiert VoIP-Daten im internen Netz. Sobald die Pakete ins Internet gehen, muss auch der Provider die Markierungen respektieren, sonst verpufft der Effekt.

Standards und Protokolle

QoS ist kein neues Konzept, sondern seit vielen Jahren standardisiert:

DiffServ (Differentiated Services): Arbeitet mit DSCP-Markierungen im IP-Header.
IntServ (Integrated Services): Reserviert Ressourcen explizit, wird aber wegen hoher Komplexität selten genutzt.
802.1p: Definiert Prioritäten in Ethernet-Frames (Layer 2).

DiffServ ist heute der am weitesten verbreitete Ansatz.

Vorteile von QoS

Bessere Nutzererfahrung: Telefonate und Videokonferenzen laufen stabil.
Effizienz: Bandbreite wird sinnvoll genutzt.
Planbarkeit: Kritische Anwendungen sind auch bei Last zuverlässig.
Flexibilität: Administratoren können gezielt steuern, was Vorrang hat.

Herausforderungen bei QoS

Komplexität: Die Konfiguration ist anspruchsvoll. Fehler führen schnell zu unerwünschten Effekten.
End-to-End-Kontrolle: QoS funktioniert nur, wenn alle beteiligten Netze die Regeln respektieren.
Missbrauch: Provider könnten QoS nutzen, um bestimmte Dienste zu bevorzugen (Stichwort Netzneutralität).
Skalierbarkeit: In großen Netzen ist die Pflege von QoS-Regeln aufwendig.

Ein Praxisbeispiel

Ein Unternehmen führt Microsoft Teams für Videokonferenzen ein. Schnell merken die Mitarbeiter, dass die Qualität leidet, sobald gleichzeitig große Backups laufen.

Ohne QoS: Gespräch bricht ab, Bild und Ton stottern.
Mit QoS: Sprachpakete werden priorisiert, Backups laufen im Hintergrund langsamer, aber unbemerkt.

Die Umstellung sorgt dafür, dass Konferenzen zuverlässig laufen – und niemand merkt, dass im Hintergrund Daten verschoben werden.