QOS技術(shù)原理及配置課件

1、QoS技術(shù)原理及配置QoS技術(shù)原理及配置目錄 QoS的概念 QoS技術(shù)優(yōu)點(diǎn) QoS服務(wù)模型簡(jiǎn)介 報(bào)文分類及標(biāo)記 擁塞管理 擁塞避免 流量監(jiān)管和流量整形目錄 QoS的概念什么是QoS？ QoS（Quality of Service）服務(wù)質(zhì)量： 是對(duì)分組轉(zhuǎn)發(fā)過程中對(duì)帶寬/吞吐量、延遲、延遲抖動(dòng)、丟包率、可用性等核心需求提供支持的服務(wù)能力的評(píng)估。 它被用來評(píng)估服務(wù)方滿足客戶服務(wù)需求的能力 什么是QoS？ QoS（Quality of Serv丟包我啊三張是本地這么說 .我啊三是對(duì)方聽到的是 .？Internet丟包我啊三張是本地這么說 .我啊三是對(duì)方聽到的延時(shí)InternetAA發(fā)送的第一個(gè)bit接

2、收的最后一個(gè)bit處理延時(shí)處理延時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)端到端的延時(shí)時(shí)間t延時(shí)InternetAA發(fā)送的第一個(gè)bit接收的最后一個(gè)bi抖動(dòng)Internet132發(fā)送接收321D3D2D1D3=D2=D1抖動(dòng)Internet132發(fā)送接收321D3D2D1D3=D帶寬限制IP我要100M我要30M我要2M10M帶寬限制IP我要100M我要30M我要2M10MQoS技術(shù)優(yōu)點(diǎn)可以限制骨干網(wǎng)上FTP（文件傳輸）使用的帶寬，也可以給數(shù)據(jù)庫(kù)訪問以較高優(yōu)先級(jí) 對(duì)于ISP（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商），其用戶可能傳送語(yǔ)音、視頻或其他實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，QoS使ISP能區(qū)分這些不同的報(bào)文，并提供不同服務(wù)?？梢詾闀r(shí)間敏感的多媒體業(yè)務(wù)提供帶寬和

3、低時(shí)延保證，而其他業(yè)務(wù)在使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)，也不會(huì)影響這些時(shí)間敏感的業(yè)務(wù)。 QoS技術(shù)優(yōu)點(diǎn)可以限制骨干網(wǎng)上FTP（文件傳輸）使用的帶寬，QoS服務(wù)模型簡(jiǎn)介 通常QoS提供以下三種服務(wù)模型（服務(wù)模型， 是指一組端到端的QoS功能）： Best-Effort service（盡力而為服務(wù)模型） Integrated service（綜合服務(wù)模型，簡(jiǎn)稱IntServ） Differentiated service （區(qū)分服務(wù)模型，簡(jiǎn)稱DiffServ）QoS服務(wù)模型簡(jiǎn)介 通常QoS提供以下三種服務(wù)模型（服Best-Effort service（盡力而為服務(wù)模型） Best-Effort是一個(gè)單一的服務(wù)模型，

4、也是最簡(jiǎn)單的服務(wù)模型。應(yīng)用程序可以在任何時(shí)候，發(fā)出任意數(shù)量的報(bào)文，而且不需要事先獲得批準(zhǔn)，也不需要通知網(wǎng)絡(luò)。對(duì)Best-Effort服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)盡最大的可能性來發(fā)送報(bào)文。但對(duì)時(shí)延、可靠性等性能不提供任何保證。 Best-Effort服務(wù)是現(xiàn)在Internet的缺省服務(wù)模型，它適用于絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如FTP、E-Mail等，它通過FIFO隊(duì)列來實(shí)現(xiàn) Best-Effort service（盡力而為服務(wù)模型） Integrated service （綜合服務(wù)模型，簡(jiǎn)稱IntServ）為應(yīng)用提供可控制的、端到端的服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)單元支持QoS的控制機(jī)制 應(yīng)用程序向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)?zhí)囟ǖ腝oS服務(wù) 信令協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中

5、部署QoS請(qǐng)求 RSVP是主要使用的信令協(xié)議保證服務(wù)：它提供保證的帶寬和時(shí)延限制來滿足應(yīng)用程序的要求。 負(fù)載控制服務(wù)：它保證即使在網(wǎng)絡(luò)過載的情況下，能對(duì)報(bào)文提供近似于網(wǎng)絡(luò)未過載類似的服務(wù)，即在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下，保證某些應(yīng)用程序的報(bào)文低時(shí)延和優(yōu)先通過。Integrated service （綜合服務(wù)模型，簡(jiǎn)稱IDifferentiated service （區(qū)分服務(wù)模型，簡(jiǎn)稱DiffServ）根據(jù)每個(gè)報(bào)文的差分服務(wù)類（IP報(bào)文頭中的差分服務(wù)標(biāo)記字段DSCP值），來提供特定的服務(wù) 主要包括以下三類轉(zhuǎn)發(fā)行為 : 加速轉(zhuǎn)發(fā)（EF） 確保轉(zhuǎn)發(fā)（AF） 兼容IP 優(yōu)先級(jí)（CS) 盡力轉(zhuǎn)發(fā)（BE）不足之處是

6、很難提供基于流的端到端的質(zhì)量保證 Differentiated service （區(qū)分服務(wù)模型RSVP原理我要預(yù)留2Mbps帶寬OK！我要預(yù)留2Mbps帶寬我要預(yù)留2Mbps帶寬我要預(yù)留2Mbps帶寬OK！OK！OK！開始通信RSVP原理我要預(yù)留OK！我要預(yù)留我要預(yù)留我要預(yù)留OK！OK報(bào)文分類及標(biāo)記報(bào)文分類及標(biāo)記是QoS 執(zhí)行服務(wù)的基礎(chǔ)報(bào)文分類使用技術(shù)：ACL和IP優(yōu)先級(jí) 根據(jù)分類結(jié)果交給其它模塊處理或打標(biāo)記（著色）供核心網(wǎng)絡(luò)分類使用ACL , IP優(yōu)先級(jí)報(bào)文分類及標(biāo)記報(bào)文分類及標(biāo)記是QoS 執(zhí)行服務(wù)的基礎(chǔ)ACL 流分類 流即業(yè)務(wù)流（traffic），指所有通過交換機(jī)的報(bào)文。 流分類（traf

7、fic classification）是指采用一定的規(guī)則識(shí)別符合某類特征的報(bào)文，它是有區(qū)別地進(jìn)行服務(wù)的前提和基礎(chǔ)。分類規(guī)則：1、使用IP 報(bào)文頭的ToS（Type of Service，服務(wù)類型）字段的優(yōu)先級(jí)位，識(shí)別出有不同優(yōu)先級(jí)特征的流量2、由網(wǎng)絡(luò)管理者設(shè)置流分類的策略流分類 流即業(yè)務(wù)流（traffic），指所有通過交換機(jī)IP 優(yōu)先級(jí)、ToS 優(yōu)先級(jí)和DSCP 優(yōu)先級(jí)IP 優(yōu)先級(jí)、ToS 優(yōu)先級(jí)和DSCP 優(yōu)先級(jí)802.1p 優(yōu)先級(jí)帶有802.1Q 標(biāo)簽頭的以太網(wǎng)幀802.1Q 標(biāo)簽頭802.1p 優(yōu)先級(jí)帶有802.1Q 標(biāo)簽頭的以太網(wǎng)幀802擁塞管理網(wǎng)絡(luò)擁塞示意圖擁塞管理網(wǎng)絡(luò)擁塞示意圖解決

8、網(wǎng)絡(luò)擁塞隊(duì)列技術(shù) 具體過程包括隊(duì)列的創(chuàng)建、報(bào)文的分類、將報(bào)文送入不同的隊(duì)列、隊(duì)列調(diào)度等 隊(duì)列調(diào)度將對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的報(bào)文進(jìn)行分別處理，優(yōu)先級(jí)高的報(bào)文會(huì)得到優(yōu)先處理。 常用的隊(duì)列有FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、RTP優(yōu)先隊(duì)列等 解決網(wǎng)絡(luò)擁塞隊(duì)列技術(shù) 具體過程包括隊(duì)列的創(chuàng)建、報(bào)文的先進(jìn)先出隊(duì)列（FIFO） 先進(jìn)先出隊(duì)列示意圖 先進(jìn)先出隊(duì)列（FIFO） 先進(jìn)先出隊(duì)列示意圖 優(yōu)先隊(duì)列（PQ） PQ隊(duì)列示意圖 優(yōu)先隊(duì)列（PQ） PQ隊(duì)列示意圖 定制隊(duì)列（CQ） 定制隊(duì)列示意圖 定制隊(duì)列（CQ） 定制隊(duì)列示意圖 加權(quán)公平隊(duì)列（WFQ） 加權(quán)公平隊(duì)列示意圖 加權(quán)公平隊(duì)列（WFQ） 加權(quán)公平隊(duì)列示意圖

9、 基于類的加權(quán)公平隊(duì)列（CBWFQ）基于類的加權(quán)公平隊(duì)列示意圖 CBWFQ分為三類隊(duì)列：EF隊(duì)列、AF隊(duì)列、BE隊(duì)列 基于類的加權(quán)公平隊(duì)列（CBWFQ）基于類的加權(quán)公平隊(duì)列示意圖RTP優(yōu)先隊(duì)列 RTP優(yōu)先隊(duì)列示意圖 RTP優(yōu)先隊(duì)列 RTP優(yōu)先隊(duì)列示意圖 擁塞避免 傳統(tǒng)的丟包策略采用尾部丟棄（Tail-Drop）的方法，會(huì)引發(fā)TCP全局同步現(xiàn)象。 為避免引發(fā)TCP全局同步現(xiàn)象，可使用 RED或WRED 擁塞避免 RED 在RED類算法中，為每個(gè)隊(duì)列都設(shè)定上限和下限，對(duì)隊(duì)列中的報(bào)文進(jìn)行如下處理： 當(dāng)隊(duì)列的長(zhǎng)度小于下限時(shí)，不丟棄報(bào)文； 當(dāng)隊(duì)列的長(zhǎng)度超過上限時(shí)，丟棄所有到來的報(bào)文； 當(dāng)隊(duì)列的長(zhǎng)度在上限

10、和下限之間時(shí)，開始隨機(jī)丟棄到來的報(bào)文。隊(duì)列越長(zhǎng)，丟棄概率越高，但有一個(gè)最大丟棄概率。 RED 在RED類算法中，為每個(gè)隊(duì)列都設(shè)定上限和下限，對(duì)WRED和隊(duì)列機(jī)制的關(guān)系 WRED和隊(duì)列機(jī)制關(guān)系示意圖 WRED和隊(duì)列機(jī)制的關(guān)系 WRED和隊(duì)列機(jī)制關(guān)系示意圖 令牌桶用令牌桶評(píng)測(cè)流量令牌桶用令牌桶評(píng)測(cè)流量流量監(jiān)管丟棄：比如對(duì)評(píng)估結(jié)果為“不符合”的報(bào)文進(jìn)行丟棄 轉(zhuǎn)發(fā)：比如對(duì)評(píng)估結(jié)果為“符合”或者“不符合”的報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)改變802.1p 優(yōu)先級(jí)并轉(zhuǎn)發(fā)：比如對(duì)評(píng)估結(jié)果為“符合”的報(bào) 文將之標(biāo)記為其它的802.1p 優(yōu)先級(jí)后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；改變DSCP 優(yōu)先級(jí)并轉(zhuǎn)發(fā)：比如對(duì)評(píng)估結(jié)果為“符合”或者 “不符合”的報(bào)文

11、，將之標(biāo)記為其它的DSCP優(yōu)先級(jí)后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)流量監(jiān)管丟棄：比如對(duì)評(píng)估結(jié)果為“不符合”的報(bào)文進(jìn)行丟棄 流量整形TS 示意圖流量整形TS 示意圖端口限速 端口限速（Line Rate）是指基于端口的速率限制，它對(duì)端口接收或發(fā)送報(bào)文的總速率進(jìn)行限制端口限速也是采用令牌桶進(jìn)行流量控制。如果在設(shè)備的某個(gè)端口上配置了端口限速，所有經(jīng)由該端口接收或發(fā)送的報(bào)文首先要經(jīng)過令牌桶進(jìn)行處理。如果令牌桶中有足夠的令牌，則報(bào)文可以被接收或發(fā)送；否則，報(bào)文將被丟棄。與流量監(jiān)管相比，端口限速能夠限制在端口上通過的所有報(bào)文。當(dāng)用戶只要求對(duì)所有報(bào)文限速時(shí)，使用端口限速比較簡(jiǎn)單。端口限速 端口限速（Line Rate）是指基于端口的重定向重定向功能是指通過引用ACL 進(jìn)行流識(shí)別，將匹配的報(bào)文重定向到指定的端口。用戶可以使用重定向功能改變報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)流程，滿足特定的需要。重定向重定向功能是指通過引用ACL 進(jìn)行流識(shí)別，將匹配的報(bào)文隊(duì)列調(diào)度SP隊(duì)列SP 隊(duì)列示意圖隊(duì)列調(diào)度SP隊(duì)列SP 隊(duì)列示意圖隊(duì)列調(diào)度WRR隊(duì)列WRR 隊(duì)列示意圖隊(duì)列調(diào)度WRR隊(duì)列WRR 隊(duì)列示意圖Burst 功能 在下列情況下，Burst 功能可以提供更好的報(bào)文緩存功能和流量轉(zhuǎn)發(fā)性能： 廣播或者組播報(bào)文