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 QoS服務(wù)模型簡介 報文分類及標記 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： 是對分組轉(zhuǎn)發(fā)過程中對帶寬/吞吐量、延遲、延遲抖動、丟包率、可用性等核心需求提供支持的服務(wù)能力的評估。 它被用來評估服務(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 .我啊三是對方聽到的是 .？Internet丟包我啊三張是本地這么說 .我啊三是對方聽到的延時InternetAA發(fā)送的第一個bit接

2、收的最后一個bit處理延時處理延時網(wǎng)絡(luò)傳輸延時端到端的延時時間t延時InternetAA發(fā)送的第一個bit接收的最后一個bi抖動Internet132發(fā)送接收321D3D2D1D3=D2=D1抖動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)庫訪問以較高優(yōu)先級 對于ISP（互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商），其用戶可能傳送語音、視頻或其他實時業(yè)務(wù)，QoS使ISP能區(qū)分這些不同的報文，并提供不同服務(wù)?？梢詾闀r間敏感的多媒體業(yè)務(wù)提供帶寬和

3、低時延保證，而其他業(yè)務(wù)在使用網(wǎng)絡(luò)時，也不會影響這些時間敏感的業(yè)務(wù)。 QoS技術(shù)優(yōu)點可以限制骨干網(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，簡稱IntServ） Differentiated service （區(qū)分服務(wù)模型，簡稱DiffServ）QoS服務(wù)模型簡介 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是一個單一的服務(wù)模型，

4、也是最簡單的服務(wù)模型。應(yīng)用程序可以在任何時候，發(fā)出任意數(shù)量的報文，而且不需要事先獲得批準，也不需要通知網(wǎng)絡(luò)。對Best-Effort服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)盡最大的可能性來發(fā)送報文。但對時延、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隊列來實現(xiàn) Best-Effort service（盡力而為服務(wù)模型） Integrated service （綜合服務(wù)模型，簡稱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的控制機制 應(yīng)用程序向網(wǎng)絡(luò)申請?zhí)囟ǖ腝oS服務(wù) 信令協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中

5、部署QoS請求 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延限制來滿足應(yīng)用程序的要求。 負載控制服務(wù)：它保證即使在網(wǎng)絡(luò)過載的情況下，能對報文提供近似于網(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)用程序的報文低時延和優(yōu)先通過。Integrated service （綜合服務(wù)模型，簡稱IDifferentiated service （區(qū)分服務(wù)模型，簡稱DiffServ）根據(jù)每個報文的差分服務(wù)類（IP報文頭中的差分服務(wù)標記字段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（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報文分類及標記報文分類及標記是QoS 執(zhí)行服務(wù)的基礎(chǔ)報文分類使用技術(shù)：ACL和IP優(yōu)先級 根據(jù)分類結(jié)果交給其它模塊處理或打標記（著色）供核心網(wǎng)絡(luò)分類使用ACL , IP優(yōu)先級報文分類及標記報文分類及標記是QoS 執(zhí)行服務(wù)的基礎(chǔ)ACL 流分類 流即業(yè)務(wù)流（traffic），指所有通過交換機的報文。 流分類（traf

7、fic classification）是指采用一定的規(guī)則識別符合某類特征的報文，它是有區(qū)別地進行服務(wù)的前提和基礎(chǔ)。分類規(guī)則：1、使用IP 報文頭的ToS（Type of Service，服務(wù)類型）字段的優(yōu)先級位，識別出有不同優(yōu)先級特征的流量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IP 優(yōu)先級、ToS 優(yōu)先級和DSCP 優(yōu)先級IP 優(yōu)先級、ToS 優(yōu)先級和DSCP 優(yōu)先級802.1p 優(yōu)先級帶有802.1Q 標簽頭的以太網(wǎng)幀802.1Q 標簽頭802.1p 優(yōu)先級帶有802.1Q 標簽頭的以太網(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)擁塞隊列技術(shù) 具體過程包括隊列的創(chuàng)建、報文的分類、將報文送入不同的隊列、隊列調(diào)度等 隊列調(diào)度將對不同優(yōu)先級的報文進行分別處理，優(yōu)先級高的報文會得到優(yōu)先處理。 常用的隊列有FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、RTP優(yōu)先隊列等 解決網(wǎng)絡(luò)擁塞隊列技術(shù) 具體過程包括隊列的創(chuàng)建、報文的先進先出隊列（FIFO） 先進先出隊列示意圖 先進先出隊列（FIFO） 先進先出隊列示意圖 優(yōu)先隊列（PQ） PQ隊列示意圖 優(yōu)先隊列（PQ） PQ隊列示意圖 定制隊列（CQ） 定制隊列示意圖 定制隊列（CQ） 定制隊列示意圖 加權(quán)公平隊列（WFQ） 加權(quán)公平隊列示意圖 加權(quán)公平隊列（WFQ） 加權(quán)公平隊列示意圖

9、 基于類的加權(quán)公平隊列（CBWFQ）基于類的加權(quán)公平隊列示意圖 CBWFQ分為三類隊列：EF隊列、AF隊列、BE隊列 基于類的加權(quán)公平隊列（CBWFQ）基于類的加權(quán)公平隊列示意圖RTP優(yōu)先隊列 RTP優(yōu)先隊列示意圖 RTP優(yōu)先隊列 RTP優(yōu)先隊列示意圖 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，為每個隊列都設(shè)定上限和下限，對隊列中的報文進行如下處理： 當隊列的長度小于下限時，不丟棄報文； 當隊列的長度超過上限時，丟棄所有到來的報文； 當隊列的長度在上限

10、和下限之間時，開始隨機丟棄到來的報文。隊列越長，丟棄概率越高，但有一個最大丟棄概率。 RED 在RED類算法中，為每個隊列都設(shè)定上限和下限，對WRED和隊列機制的關(guān)系 WRED和隊列機制關(guān)系示意圖 WRED和隊列機制的關(guān)系 WRED和隊列機制關(guān)系示意圖 令牌桶用令牌桶評測流量令牌桶用令牌桶評測流量流量監(jiān)管丟棄：比如對評估結(jié)果為“不符合”的報文進行丟棄 轉(zhuǎn)發(fā)：比如對評估結(jié)果為“符合”或者“不符合”的報文進行轉(zhuǎn)發(fā)改變802.1p 優(yōu)先級并轉(zhuǎn)發(fā)：比如對評估結(jié)果為“符合”的報 文將之標記為其它的802.1p 優(yōu)先級后再進行轉(zhuǎn)發(fā)；改變DSCP 優(yōu)先級并轉(zhuǎn)發(fā)：比如對評估結(jié)果為“符合”或者 “不符合”的報文

11、，將之標記為其它的DSCP優(yōu)先級后再進行轉(zhuǎn)發(fā)流量監(jiān)管丟棄：比如對評估結(jié)果為“不符合”的報文進行丟棄 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，它對端口接收或發(fā)送報文的總速率進行限制端口限速也是采用令牌桶進行流量控制。如果在設(shè)備的某個端口上配置了端口限速，所有經(jīng)由該端口接收或發(fā)送的報文首先要經(jīng)過令牌桶進行處理。如果令牌桶中有足夠的令牌，則報文可以被接收或發(fā)送；否則，報文將被丟棄。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文。當用戶只要求對所有報文限速時，使用端口限速比較簡單。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 進行流識別，將匹配的報文重定向到指定的端口。用戶可以使用重定向功能改變報文的轉(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 進行流識別，將匹配的報文隊列調(diào)度SP隊列SP 隊列示意圖隊列調(diào)度SP隊列SP 隊列示意圖隊列調(diào)度WRR隊列WRR 隊列示意圖隊列調(diào)度WRR隊列WRR 隊列示意圖Burst 功能 在下列情況下，Burst 功能可以提供更好的報文緩存功能和流量轉(zhuǎn)發(fā)性能： 廣播或者組播報文