Analiza teorii kolejek dostarcza ilościowe środki do oceny wydajności jakości usług QoS na poziomie łączy. Teoria kolejek ważna jest przy m.in. określeniu średnich opóźnień (ang. average delay), zmian w opóźnieniu (ang. delay variations), współczynnika utraty (ang. loss ratio), gdzie występuje prawdopodobieństwo, że kolejka jest zapełniona, a także statystyki opóźnień określone przez prawdopodobieństwo zajęcia kolejki.

Każde urządzenie sieciowe, a tym samym sieć, można przedstawić w postaci modelu kolejek. Urządzenia w sieci połączone są łączami, a same routery bądź przełączniki są zbiorem buforów i kolejek, dzięki temu, że mają określoną liczbę portów wejściowych i wyjściowych, a są one niczym innym jak układami do odbierania informacji, jej klasyfikowania, szeregowania i dalszego przesyłania. Każdy port zatem można przedstawić w formie minimum dwóch kolejek, jednej dla ruchu przychodzącego, a drugiej dla ruchu wychodzącego (rys. 1).

Rys. 1 Model kolejkowania dla prostego routera/przełącznika.

Jeśli element sieciowy przyjmie połączenie lub strumień, a on spełni określone warunki polityk (ang. Policy - reguła), wtedy pakiet IP lub komórka ATM jest gotowa do transmisji. Od tego momentu, router lub przełącznik implementuje określoną obsługę kolejki i mechanizm szeregowania.

Wyróżniamy kilka typów kolejek wykorzystywanych w elementach sieciowych. Pierwszym z nich, a zarazem najprostszym, jest kolejka FIFO (ang. First In First Out). Tak jak nazwa na to wskazuje, algorytm szeregowania obsługuje pakiety w takiej kolejności w jakiej one przychodzą. Następny typami kolejek, są kolejki z priorytetem (ang. prority queuing) i kolejki ważone WFQ (ang. weighted fair queuing), które implementują wiele kolejek w przełączniku. W routerach IP i przełącznikach ATM kolejkowanie priorytetowe jest stosowane w celu wprowadzenia zmiennych priorytetów opóźnień i strat dla różnych strumieni i połączeń. W tym celu router/przełącznik przepatruje wiele strumieni pochodzących z różnych portów wejściowych, sprawdza ich priorytet i kieruje pakiety/komórki do odpowiedniej kolejki.

Mechanizm szeregowania dla tych typów kolejek jest następujący: kolejki z największym priorytetem wysyłane są na łącze wyjściowe w pierwszej kolejności, a trwa to do momentu, aż ta kolejka nie będzie opróżniona. Następnie brana jest pod uwagę kolejka z niższym priorytetem, jest ona obsługiwana, aż do opróżnienia. Potem następna, itd. Mechanizm ten pozwala na to, że kolejki z najwyższym priorytetem mają najmniejsze straty, opóźnienia i wahania opóźnień. W konsekwencji, kolejki z najmniejszym priorytetem mają największe straty, opóźnienia i wahania opóźnień.