DR002011 NE系列路由器QoS特性 ISSUE 1.00

修訂記錄課程編碼適用產品產品版本課程版本ISSUEDR002011NE路由器ALL1.00開發(fā)/優(yōu)化者時間審核人開發(fā)類型（新開發(fā)/優(yōu)化）張立2009-11-10周進軍新開發(fā)本頁不打印0NE系列路由器QoS特性培訓目標學完本課程后，您應該能：描述

IPQoS的基本概念描述區(qū)分服務模型描述IPQoS的常用技術描述基于類的QoS2目錄IPQoS概述區(qū)分服務模型概述IPQoS技術基于類的QoS3目錄IPQoS概述區(qū)分服務模型概述IPQoS技術基于類的QoS4QoS的概念QoS：QualityofService，服務質量傳輸的帶寬傳輸的時延和抖動數據的丟包率網絡中存在資源競爭，就存在對服務質量的要求提高某類業(yè)務的服務質量同時會損害其它業(yè)務的服務質量5帶寬BWmax＝Min(100M,10M,256k,2M,1G)＝256kbps木桶理論：最大帶寬BWmax等于數據傳輸路徑上的最小帶寬。100Mbps10Mbps256kbps2Mbps1GbpsBWmax＝256kbpsPC服務器6端到端時延端到端時延等于路徑上所有傳輸時延、處理時延與隊列時延之和。處理時延隊列時延處理時延隊列時延處理時延隊列時延傳輸時延傳輸時延傳輸時延傳輸時延7抖動抖動是因為每個包的端到端時延不相等造成的。8丟包丟包可能在傳輸過程的每一個環(huán)節(jié)發(fā)生。9如何保證好的QoS更強的處理能力合理的隊列調度和擁塞避免機制更大的鏈路帶寬壓縮和分片數據包10如何部署QoSBestEffort：盡力而為IntegratedServicesModel：集成服務模型RSVP為每個流預留資源為每個流維護一個轉發(fā)狀態(tài)DifferentiatedServicesModel：區(qū)分服務模型對流量進行分類和標記不同類型的流量提供不同的服務11目錄IPQoS概述區(qū)分服務模型概述IPQoS技術基于類的QoS12區(qū)分服務模型根據SLA制定TCA流量分類和標記流量監(jiān)管……根據標記執(zhí)行PHB……根據標記執(zhí)行PHB……根據SLA制定TCA流量分類和標記流量監(jiān)管……13SLA與TCASLA：ServiceLevelAgreement，服務等級協(xié)定客戶與服務提供商之間簽訂的關于客戶的業(yè)務流在服務提供商的網絡中傳遞時所應當獲得的待遇去掉了商業(yè)條款的SLA稱為SLS（ServiceLevelSpecification）TCA（TrafficConditioningAgreement）業(yè)務調整協(xié)定客戶與服務提供商之間簽訂的關于業(yè)務分類準則以及業(yè)務模型及相應處理的協(xié)定。去掉了商業(yè)條款的TCA稱為TCS（TrafficConditioningSpecification）14標記字段VersionIHLTypeOfServiceTotalLength

IdentificationFlags

FragmentOffset

TTLProtocol

HeaderChecksumSourceAddressDestinationAddressOptionsRIPPrecedenceTOSRRDSCP15IPPrecedence和TOSRIPPrecedenceTOS000Routine001Priority010Immediate011Flash100FlashOverride101Critical110InternetworkControl111NetworkControl最小延遲最大吞吐量最大可靠性最小開銷16DSCP：DiffServCodePoint一個DSCP值對應一個BA一個BA被指定一個PHB一個PHB被一組QoS機制實現RRDSCP(RFC2474)DefaultPHBClassSelector(IPPrecedence)PHBExpeditedForwarding(EF)PHBAssuredForwarding(AF)PHB17DefaultPHBDefaultDSCP：000000DefaultPHBFIFO，先進先出Tail-drop，尾丟棄Tail-dropFIFO18CSPHB為了與不支持DSCP的節(jié)點兼容使用高三位比特對應IPPrecedenceCS類DSCP值Precedence值Precedence類Default0000000RoutineCS10010001PriorityCS20100002ImmediateCS30110003FlashCS41000004OverrideFlashCS51010005CriticalCS61100006InternetworkControlCS71110007NetworkControl19EFPHBDSCP值：101110保證最小的延遲保證一定的優(yōu)先帶寬超過規(guī)定帶寬的流量被丟棄20AFPHB保證一定數量的帶寬如果有空余帶寬，可以占用額外帶寬CCCDD0類別丟棄可能性Class1Class2Class3Class4低丟棄率001010010010011010100010中丟棄率001100010100011100100100高丟棄率00111001011001111010011021目錄IPQoS概述區(qū)分服務模型概述IPQoS技術基于類的QoS22目錄IPQoS技術3.1分類和標記3.2監(jiān)管和整形3.3擁塞管理3.4擁塞避免23流量分類和標記流量分類及標記是部署QoS

的基礎可以根據ACL和報文長度對流量進行分類可以使用DSCP、IPPrecedence進行流量標記（著色）24分類和標記技術分類和標記技術包括Policy-BasedRouting（PBR），策略路由QoSPolicyPropagationthroughBGP（QPPB），通過BGP傳遞QoS策略其它CommittedAccessRate（CAR），承諾訪問速率基于類的分類和標記25目錄IPQoS技術3.1分類和標記3.2監(jiān)管和整形3.3擁塞管理3.4擁塞避免26流量監(jiān)管與整形流量監(jiān)管（Traffic-policing）監(jiān)督進入網絡中某一流量的規(guī)格，限制它在一個允許的范圍之內，若某一連接的報文流量過大，就丟棄報文或重新設置該報文的優(yōu)先級流量整形（Traffic-shaping）與流量監(jiān)管的作用一樣，它主要是對流量監(jiān)管中需要丟棄的報文進行緩存——通常是放入緩存區(qū)或隊列中27監(jiān)管與整形的應用企業(yè)網S0流量整形S0RTARTB流量監(jiān)管ISP28TokenBucket：令牌桶CIR溢出的令牌Size＝CBS+EBS順從流量(Conform)超額流量(Excess)待發(fā)送流量令牌桶29CAR：CommittedAccessRate需由此接口發(fā)送的報文繼續(xù)發(fā)送丟棄通過令牌桶分類不需流量監(jiān)管的報文需要流量監(jiān)管的報文30配置流量監(jiān)管企業(yè)網S0S0RTARTBISPqos

carl1precedence45aclnumber2001rule0permitsource55aclnumber2002rule0permitsource55interfaceSerial0

qoscarinboundacl2001cir8000cbs15000000ebs0greenpassreddiscard

qoscarinboundacl2002cir8000cbs15000000ebs100000greenremark-prec-pass0reddiscard

qoscarinboundcarl1cir8000cbs15000000

ebs0greenremark-prec-pass3redremark-prec-pass031配置流量監(jiān)管[RTB]display

qoscarinterfaceSerial0Interface:Serial0Direction:Inbound

Rule(s):If-matchACL2001CIR8000(bps),CBS15000000(bit),EBS0(bit)ConformAction:passExceedAction:discardConformed:0/0(Packets/Bytes)Exceeded:0/0(Packets/Bytes)

Rule(s):If-matchACL2002CIR8000(bps),CBS15000000(bit),EBS100000(bit)ConformAction:remarkip-precedence0andpassExceedAction:discardConformed:0/0(Packets/Bytes)Exceeded:0/0(Packets/Bytes)

Rule(s):If-matchCARL1CIR8000(bps),CBS15000000(bit),EBS0(bit)ConformAction:remarkip-precedence3andpassExceedAction:remarkip-precedence0andpassConformed:0/0(Packets/Bytes)Exceeded:0/0(Packets/Bytes)32GTS：GenericTrafficShapingGTS隊列丟棄的報文需由此接口發(fā)送的報文繼續(xù)發(fā)送通過令牌桶分類不需流量整形的報文需要流量整形的報文33配置流量整形企業(yè)網S0S0RTARTBISPaclnumber2001rule0permitsource55#interfaceSerial0

qos

gts

acl2001cir8000cbs15000000ebs0queue-length50034配置流量整形[RTA]display

qos

gtsinterfaceSerial0Interface:Serial0

Rule(s):If-matchACL2001CIR8000(bps),CBS15000000(bit),EBS0(bit)QueueLength:500(Packet)QueueSize:0(Packet)Passed:0/0(Packets/Bytes)Discarded:0/0(Packets/Bytes)Delayed:0/0(Packets/Bytes)35LR：LineRate需由此接口發(fā)送的報文發(fā)送的報文隊列令牌桶LR限制的是接口發(fā)送報文的總速率。36配置LR企業(yè)網S0S0RTARTBISPinterfaceSerial0link-protocolppp

ipaddress52

qos

lrcir25000cbs50000ebs0[RTA]display

qos

lrinterfaceSerial0Interface:Serial0CIR25000(bps),CBS50000(bit),EBS0(bit)Passed:103/82416(Packets/Bytes)Delayed:52/64392(Packets/Bytes)ActiveShaping:NO37目錄IPQoS技術3.1分類和標記3.2監(jiān)管和整形3.3擁塞管理3.4擁塞避免38常用隊列調度機制FIFO：FirstInFirstOut，先進先出隊列PQ：PriorityQueuing，優(yōu)先級隊列CQ：CustomQueuing，自定義隊列WFQ：WeightedFairQueuing，加權公平隊列CBQ：Class-basedQueuing，基于類的隊列39FIFO：FirstInFirstOutFIFO需由此接口發(fā)送的報文隊列出隊調度離開接口的報文圖示說明：緊急報文次緊急報文非緊急報文40FIFO隊列的優(yōu)缺點優(yōu)點：處理簡單、速度快并且延遲小不需要配置，易于使用缺點：有多個流時帶寬分配不公平會引起延時及抖動41配置FIFO隊列[RTA]displayinterfaceSerial0……QoSmax-bandwidth:64KbpsOutputqueue:(Urgentqueue:Size/Length/Discards)0/50/0Outputqueue:(Protocolqueue:Size/Length/Discards)0/1000/0Outputqueue:(FIFOqueuing:Size/Length/Discards)0/256/0……[RTA]interfaceSerial0[RTA-Serial0]qosfifoqueue-length300[RTA]displayinterfaceSerial0……QoSmax-bandwidth:64KbpsOutputqueue:(Urgentqueue:Size/Length/Discards)0/50/0Outputqueue:(Protocolqueue:Size/Length/Discards)0/1000/0Outputqueue:(FIFOqueuing:Size/Length/Discards)0/300/0……42PQ：PriorityQueuingTOP需由此接口發(fā)送的報文隊列出隊調度離開接口的報文圖示說明：緊急報文次緊急報文非緊急報文分類MIDDLENOMORLBOTTOM43PQ的調度機制Top隊列空？Middle隊列空？硬件隊列系統(tǒng)（TXQ）NYNormal隊列空？Bottom隊列空？發(fā)送報文重新檢查Top隊列NNNYYY44PQ的優(yōu)缺點優(yōu)點：提供低時延的數據轉發(fā)缺點：每一個單一的隊列都擁有FIFO隊列的所有缺點可能產生“餓死”現象45配置PQE0S0

qos

pql1default-queuemiddle

qos

pql1queuetopqueue-length30

qos

pql1queuemiddlequeue-length30

qos

pql1protocolip

acl3001queuetop

qos

pql1inbound-interfaceEthernet0queuemiddle#aclnumber3001rule0permittcpdestination-porteqtelnet#interfaceSerial0

qos

pq

pql146配置PQ[RTA]display

qos

pqinterfaceSerial0Interface:Serial0Outputqueue:(Protocolqueue:Size/Length/Discards)0/1000/0Outputqueue:(Priorityqueuing:PQL1Size/Length/Discards)Top:0/30/0Middle:0/30/0Normal:0/60/0Bottom:0/80/0[RTA]display

qos

pqlCurrentPQLConfiguration:ListQueueParams------------------------------------------------------1MiddleDefaultQueue1TopLength301MiddleLength301TopProtocolip

acl30011MiddleInbound-interfaceEthernet047CQ：CustomQueuing需由此接口發(fā)送的報文隊列出隊調度離開接口的報文圖示說明：緊急報文其它各類報文分類……共17個隊列，其中Q0是優(yōu)先隊列，隊列里的報文會獲得優(yōu)先調度。Q0Q1Q2Q16優(yōu)先隊列48CQ的調度機制當前隊列有待發(fā)送報文？超過當前隊列的發(fā)送閾值？硬件隊列系統(tǒng)（TXQ）N發(fā)送報文NY下一個隊列Y按每個隊列定義的字節(jié)數輪詢發(fā)送，每個隊列占用的帶寬比率等于本隊列定義的字節(jié)數與所有隊列字節(jié)數之和的比值。49CQ的優(yōu)缺點優(yōu)點：避免了類似PQ產生的“餓死”現象保證在發(fā)生擁塞時1-16隊列能夠分配到指定額度的帶寬隊列長度可以設置為0，理論上該隊列為無限長缺點：不能根據報文的優(yōu)先級決定調度權重每一個單一的隊列都擁有FIFO隊列的所有缺點帶寬分配不準確產生抖動50配置CQE0S0

qos

cql10default-queue15

qos

cql10queue1queue-length25

qos

cql10queue1serving3000

qos

cql10queue2queue-length30

qos

cql10queue2serving5000

qos

cql10inbound-interfaceEthernet0queue1

qos

cql10protocolip

tcpftpqueue2interfaceSerial0

qos

cq

cql1051配置CQ[RTA]display

qos

cqinterfaceSerial0Interface:Serial0Outputqueue:(Protocolqueue:Size/Length/Discards)0/1000/0Outputqueue:(Customqueuing:CQL10Size/Length/Discards)0:0/20/01:0/25/02:0/30/03:0/20/04:0/20/05:0/20/06:0/20/07:0/20/08:0/20/09:0/20/010:0/20/011:0/20/012:0/20/013:0/20/014:0/20/015:0/20/016:0/20/0[RTA]display

qos

cqlCurrentCQLConfiguration:ListQueueParams------------------------------------------------------1015DefaultQueue101Length25101Serving3000102Length30102Serving5000101Inbound-interfaceEthernet0102Protocolip

tcpftp52WFQ：WeightedFairQueuing需由此接口發(fā)送的報文隊列出隊調度離開接口的報文圖示說明：各類報文分類……Q1Q2Q3QnWFQ使用HASH算法對流進行動態(tài)分類，保證高優(yōu)先級報文獲得更多帶寬。53WFQ的優(yōu)缺點優(yōu)點：配置簡單保證所有流的吞吐量缺點：由于其分類算法復雜，所以處理較慢WFQ無法保證關鍵業(yè)務的穩(wěn)定帶寬，多個低優(yōu)先級的流會淹沒高優(yōu)先級的流用戶不能自定義類不能保證固定帶寬54配置WFQE0S0interfaceSerial0

qos

wfqqueue-length500queue-number2048[RTA]display

qos

wfqinterfaceSerial0Interface:Serial0Outputqueue:(Protocolqueue:Size/Length/Discards)0/1000/0Outputqueue:(WeightedFairqueuing:Size/Length/Discards)0/500/0Hashedqueues:0/0/2048(Active/Maxactive/Total)55目錄IPQoS技術3.1分類和標記3.2監(jiān)管和整形3.3擁塞管理3.4擁塞避免56擁塞避免機制當擁塞發(fā)生時，路由器可以：進行尾丟棄WFQ可以采用比較智能的丟棄方式能不能避免擁塞的發(fā)生？RED：RandomEarlyDetection，隨機早期檢測WRED：WeightedRandomEarlyDetection，加權隨機早期檢測57尾丟棄的缺點TCP全局同步TCP饑餓高延時和高抖動無差別的丟棄帶寬平均使用帶寬時間飽和帶寬58RED：RandomEarlyDetection平均隊列長度丟棄概率10%100%20（丟棄下限）40（丟棄上限）不丟棄隨機丟棄尾丟棄最大丟棄概率59WRED：WeightedRandomEarlyDetection平均隊列長度丟棄概率10%100%2040最大丟棄概率AF21AF22253035AF2360配置WRED平均隊列長度丟棄概率10%100%2040最大丟棄概率Precedence0123Precedence4567103061配置WREDinterfaceSerial0link-protocolppp

qos

wfqqueue-length64queue-number256

qos

wred

qos

wred

ip-precedence4low-limit20high-limit40discard-probability10

qos

wred

ip-precedence5low-limit20high-limit40discard-probability10

qos

wred

ip-precedence6low-limit20high-limit40discard-probability10

qos

wred

ip-precedence7low-limit20high-limit40discard-probability10[RTA]display

qos

wredinterfaceSerial0Interface:Serial0CurrentWREDconfiguration:Exponent:9(1/512)PrecedenceLowHighDiscardRandomTailLimitLimitProbabilityDiscardDiscard-----------------------------------------------------------01030100011030100021030100031030100042040100052040100062040100072040100062目錄IPQoS概述區(qū)分服務模型概述IPQoS技術基于類的QoS63基于類的QoS基于類的QoS是一種新的QoS命令下發(fā)方式將原來的QoS命令整合為三大部分流分類（trafficclassifier）采用一定的規(guī)則識別出符合某類特征的報文流動作（trafficbehavior）對報文做的一些QoS動作集合流量策略（trafficpolicy）流分類與流動作的組合64流分類使用TrafficClassifier命令來定義流量類TrafficClassifier以ACL為基礎，但又不同于ACL分類的依據包括報文的優(yōu)先級協(xié)議類型MAC地址輸入接口VLAN優(yōu)先級端口號65配置TrafficClassifier[RTA]trafficclassifierClass1[RTA-classifier-Class1]if-match?8021pSpecify802.1pparameters

aclSpecifyACLtomatchanySpecifyanypacketstomatchclassifierSpecifytrafficclassifiertomatchdestination-macSpecifydestinationMACaddresstomatch

dscpSpecifyDSCP(DiffServ

CodePoint)tomatchinbound-interfaceSpecifyaninboundinterfacetomatch

ip-precedenceSpecifyIPprecedencetomatchipv6Specifyipv6aclnumber

mpls-expSpecifyMPLSEXPvaluetomatchnotRuleofnotmatchingthestatementprotocolSpecifyprotocoltomatch

qos-local-idSpecifyQoSlocalIDfeature

rtpSpecifyRTPporttomatchsource-macSpecifysourceMACaddresstomatch66流動作基于類的標記動作基于類的流量監(jiān)管和整形動作CBQ動作基于類的WRED動作67配置基于類的標記動作[RTA]trafficbehaviorBehavior1[RTA-behavior-Behavior1]remark?8021pSpecify802.1pparameters

atm-clpRemarkatm-clp

dscpRemarkDSCP(DiffServ

CodePoint)

fr-deRemarkfr-de

ip-precedenceRemarkIPprecedence

mpls-expRemarkMPLSEXP68配置基于類的流量監(jiān)管和整形動作[RTA]trafficbehaviorBehavior1[RTA-behavior-Behavior1]carcircir[cbs

cbs

ebs

ebs][green

action[red

action]][RTA]trafficbehaviorBehavior1[RTA-behavior-Behavior1]gtscircir[cbs

cbs[ebs

ebs

[queue-lengthqueue-length

]]][RTA]trafficbehaviorBehavior1[RTA-behavior-Behavior1]lrcircir[

cbs

cbs[ebs

ebs

]]或者[RTA-behavior-Behavior1]lrpercentcir