Protokol IP a kvalita služeb (QoS)

Pokusy přenášet zdigitalizovaný lidský hlas "naživo" po sítích na bázi protokolu IP (tedy například po Internetu) nutně musí narážet na fakt, že teoreticky něco takového vlastně není možné. Jestliže totiž protokol IP, jako typický představitel přenosových mechanismů fungujících na principu přepojování paketů, nedokáže garantovat pravidelnost doručování jednotlivých částí zdigitalizovaného lidského hlasu, pak skutečně není použitelný pro potřeby IP telefonie, a už vůbec ne pro potřeby internetové telefonie. Naštěstí jen teoreticky, protože prakticky to přeci jen nějak jde. Jde to díky dvěma faktorům:

• Díky celkovému růstu disponibilní kapacity v Internetu, neboli tomu jak se zvětšuje celková propustnost přenosových cest
• Díky pokrokům v "šetřících technikách", které jednak snižují bezprostřední citlivost na případné nerovnoměrnosti v čase doručování, ale hlavně snižují celkové nároky na objem přenesených dat

Oba tyto faktory sice stále ještě nemění základní princip - fakt že včasné doručení není garantováno - ale snižují pravděpodobnost že se něco nestihne včas přenést. A právě zde je skryto vysvětlení toho, že dnes je telefonování po Internetu prakticky možné, i když teoreticky by možné být nemělo: statistické (průměrné) chování Internetu vůči přenášeným datům se v poslední době natolik zlepšilo, že se průměrná kvalita přenosu živého hlasu po Internetu stala únosnou. První serióznější pokusy o internetovou telefonii se datují do začátku roku 1995, kdy se objevuje první "Internetový telefon" (byť v čistě softwarovém provedení). Další vývoj se pak ubíral směrem k dalšímu zlepšování "průměrného chování" Internetu, takže kvalita internetové telefonie se díky tomu také zlepšuje.

Vraťme se ale k samotné příčině všech problémů s "živými" přenosy po paketových sítích, a zůstaňme konkrétně u protokolu IP, který nás bude zajímat nejvíce. Tento protokol je dnes možné provozovat prakticky nad jakoukoli fyzickou přenosovou technologií, a když se tedy podaří uspokojivě vyřešit přenos zdigitalizovaného lidského hlasu po tomto protokolu, bude možné jej využít k telefonování prakticky po čemkoli. Proto také takový zájem o IP telefonii, a telefonii internetovou, která je jejím zvláštním případem.

Problém s protokolem IP je v tom, že se snaží být maximálně demokratický a chovat se vůči všem přenášeným datům stejně, nikoho nediskriminovat, ani nikomu nenadržovat. Přesto ale v praxi existují a po protokolu IP cestují takové datové pakety, které patří například elektronické poště a nějaké časové zdržení jim vůbec nevadí. Vedle nich pak mohou existovat i takové datové pakety, které jsou na případná zpoždění nesmírně citlivé, ale protokol IP si toho nevšímá. Snaží se všem vyhovět v maximální možné míře, a pokud se mu to z objektivních důvodů nedaří, "krátí" všem stejně. To, co protokolu IP bytostně chybí, je schopnost poskytnout někomu (rozuměj: určitému druhu datového provozu) své služby v jiné kvalitě než někomu jinému. Nejlépe takovým způsobem, aby určitá úroveň služeb, resp. jejich kvalita mohla být garantována tomu, kdo je potřebuje (a podle možností pak buď poskytována nebo neposkytována tomu, kdo ji tak nutně nepotřebuje).

Ve světě spojů je tento koncept, označovaný obecně jako QoS (Quality of Service, kvalita služeb) značně rozšířený a podporovaný, zatímco ve světě počítačů a počítačových sítí je prakticky neznámý. Autoři protokolů TCP/IP nedostali v rámci svého zadání žádné požadavky spadající do této oblasti, a tak vytvořili takové protokoly (včetně protokolu IP) které fungují na principu upřímné maximální snahy, ale nikoli garantovaného chování.

Koncept QoS je ve skutečnosti značně široký a může zahrnovat velmi mnoho různých oblastí, parametrů a veličin, kterých se může týkat. Jednou z možností je například garance dostupné přenosové kapacity, dalším možným parametrem ke garantování může být maximální přenosové zpoždění na přenosové trase (tzv. latence), nebo rozptyl tohoto zpoždění, který je pro "živé" přenosy asi nejcitlivější a nejvýznamnější.