網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)維 課件 P03-11. 服務(wù)質(zhì)量（Qos）

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)維Internet設(shè)計(jì)之初，是為了解決電話交換網(wǎng)絡(luò)依賴中心結(jié)點(diǎn)的問(wèn)題，即網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)能夠自動(dòng)適應(yīng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，當(dāng)拓?fù)渥兏鼤r(shí)（比如部分線路遭到破壞），網(wǎng)絡(luò)能夠自動(dòng)重新計(jì)算到達(dá)目的端的最優(yōu)路徑，并不需要雙方事先建立可靠的連接，這也可以理解為：Internet提供的是一種“盡力投遞”的服務(wù)，本身就是無(wú)法保證數(shù)據(jù)傳輸成功的，或者說(shuō)服務(wù)質(zhì)量是沒(méi)有保證的，隨著Internet用戶的爆炸式增長(zhǎng)和各種網(wǎng)上業(yè)務(wù)的廣泛普及，這種情況變得越來(lái)越難以接受，人們迫切需要一種在Internet上保證（或者改善）服務(wù)質(zhì)量的流量控制機(jī)制，這即是QoS，本項(xiàng)目介紹QoS的基本概念、工作原理和配置過(guò)程。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解Qos基本概念與實(shí)現(xiàn)原理；2、掌握Qos基本配置。二、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）三、環(huán)境與設(shè)備要求1、按下列清單準(zhǔn)備好網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并依圖示搭建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；2、為計(jì)算機(jī)和相關(guān)接口配置IP地址；3、在R1和R2上部署OSPF路由，全網(wǎng)宣告；4、在R1上部署基于DSCP的流量分類，在R2上部署流量監(jiān)管。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）設(shè)備型號(hào)數(shù)量路由器AR32602計(jì)算機(jī)PC2設(shè)備連接端口IP地址R1G0/0/0PC154/24R1G0/0/1PC254/24R1G0/0/2R2G0/0/0/24R2G0/0/0R1G0/0/2/24R1LOOPBACK1--1/32R2LOOPBACK0--/32四、認(rèn)知與配置過(guò)程首先配置所有路由器和計(jì)算機(jī)的接口IP地址，全網(wǎng)部署OSPF路由，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)互通（略）。1、定義ACL匹配特定流量深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）[R1]acl2000[R1-acl-basic-2000]rulepermitsource55[R1]acl2001[R1-acl-basic-2001]rulepermitsource552、定義流量策略2.1定義針對(duì)ACL2000的流量策略深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）[R1]trafficclassifiertc1[R1-classifier-tc1]if-matchacl2000[R1]trafficbehaviortb1[R1-behavior-tb1]remarkdscp5[R1]trafficpolicytp1[R1-trafficpolicy-tp1]classifiertc1behaviortb1[R1]intg0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]traffic-policytp1inbound2.2定義針對(duì)ACL2001的流量策略深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）[R1]trafficclassifiertc2[R1-classifier-tc1]if-matchacl2001[R1]trafficbehaviortb2[R1-behavior-tb1]remarkdscp4[R1]trafficpolicytp2[R1-trafficpolicy-tp1]classifiertc2behaviortb2[R1]intg0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]traffic-policytp2inbound3、驗(yàn)證dscp配置是否生效3.1在PC1上ping，并在AR2的G0/0/0口上抓包可以看到從發(fā)往的IP包中，DSCP字段被修改為5，這與我們的流量策略配置是一致的。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）3.2在PC2上ping，并在AR2的G0/0/0口上抓包可以看到從發(fā)往的IP包中，DSCP字段被修改為4，這與我們的流量策略配置是一致的。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）4、在AR2上配置流量監(jiān)管上述命令將dscp標(biāo)記為5的流量限速為4M。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）[R2]trafficclassifiertc1[R2-classifier-tc1]if-matchdscp5[R2-classifier-tc1]q[R2]trafficbehaviortb1[R2-behavior-tb1]carcir4000 //單位Kbps[R2-behavior-tb1]q[R2]trafficpolicytp1[R2-trafficpolicy-tp1]classifiertc1behaviortb1[R2-trafficpolicy-tp1]q[R2]intg0/0/0[R2-GigabitEthernet0/0/0]traffic-policytp1inbound五、測(cè)試并驗(yàn)證結(jié)果流量標(biāo)記部分，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中已經(jīng)進(jìn)行了驗(yàn)證。流量監(jiān)控部分，在eNSP模擬器中無(wú)法模擬，必須在現(xiàn)網(wǎng)中才能驗(yàn)證。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）六、項(xiàng)目小結(jié)與知識(shí)拓展1、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的時(shí)候，所有的數(shù)據(jù)流都有可能被丟棄；為滿足用戶對(duì)不同應(yīng)用不同服務(wù)質(zhì)量的要求，需要網(wǎng)絡(luò)能根據(jù)用戶的要求分配和調(diào)度資源，對(duì)不同的數(shù)據(jù)流提供不同的服務(wù)，對(duì)實(shí)時(shí)性強(qiáng)且重要的數(shù)據(jù)報(bào)文優(yōu)先處理；對(duì)于實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的普通數(shù)據(jù)報(bào)文，提供較低的處理優(yōu)先級(jí)，網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)甚至可以丟棄。QoS（QualityofService，服務(wù)質(zhì)量）在帶寬有限的情況下，使用一個(gè)“有保證”的策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)不同流量可以獲得不同的優(yōu)先服務(wù)。影響QoS的主要因素如下表所示。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）流量類型帶寬延遲抖動(dòng)可靠性語(yǔ)音低高高低視頻高高高低FTP低低低高E-mail低低低高2、QoS服務(wù)模型主要有三種：Best-Effort（盡力而為服務(wù)模型）：是現(xiàn)在Internet的缺省服務(wù)模型，通過(guò)先入先出（FIFO）隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)，不區(qū)分服務(wù)類型。IntegratedServicesModel（綜合服務(wù)模型）：是一種最為復(fù)雜的服務(wù)模型，它需要用到RSVP（ResourceReservationProtocol）協(xié)議。該服務(wù)模型在發(fā)送報(bào)文前，需要向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)?zhí)囟ǖ姆?wù)，在Internet骨干網(wǎng)上無(wú)法得到廣泛應(yīng)用。DiffServModel（區(qū)分服務(wù)模型）：將網(wǎng)絡(luò)中的流量分成多個(gè)類，然后為每個(gè)類定義相應(yīng)的處理行為，使其擁有不同的優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)、丟包率、時(shí)延等，是目前應(yīng)用最廣的服務(wù)模型。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）3、DS服務(wù)模型依賴于報(bào)文分類的實(shí)現(xiàn)，常用的分類依據(jù)包括：VLAN幀中的優(yōu)先級(jí)字段；MPLS幀中的EXP字段；IP報(bào)文中的TOS字段，如下圖所示：深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）最常用的分類方法是根據(jù)TOS字段對(duì)報(bào)文進(jìn)行進(jìn)行分類，然而TOS字段只有3個(gè)bit，最多只能將報(bào)文分成8類，這在實(shí)際部署網(wǎng)絡(luò)時(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。RFC2474中對(duì)IPv4報(bào)文頭的ToS字段進(jìn)行了重新定義，稱為DSCP（DifferentiatedServicesCodePoint）字段，DSCP將TOS擴(kuò)展到了6bit，最多可以將報(bào)文分成64類。需要注意的是，QoS管理一般屬于網(wǎng)絡(luò)管理員的行為，用戶的業(yè)務(wù)終端一般是不會(huì)對(duì)DSCP進(jìn)行標(biāo)記的，因此我們需要一個(gè)復(fù)雜流分類方法。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）4、復(fù)雜流分類是指根據(jù)五元組（源地址、目的地址、源端口號(hào)、目的端口號(hào)、協(xié)議號(hào)碼）等報(bào)文信息對(duì)報(bào)文進(jìn)行精細(xì)的分類（一般的分類依據(jù)都局限在封裝報(bào)文的頭部信息，使用報(bào)文內(nèi)容作為分類的標(biāo)準(zhǔn)比較少見(jiàn)）。復(fù)雜流分類一般應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的邊緣位置，報(bào)文進(jìn)入邊緣節(jié)點(diǎn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理者可以靈活配置分類規(guī)則，一般通過(guò)ACL來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如本項(xiàng)目中的ACL2000和ACL2001。5、流量監(jiān)管，TP（TrafficPolicing）是指對(duì)接收或發(fā)送的流量進(jìn)行限速控制，為網(wǎng)絡(luò)提供基本的QoS功能。TP的典型應(yīng)用是監(jiān)督進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的流量的規(guī)格，把它限制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，并對(duì)超出部分的流量進(jìn)行“懲罰”（丟棄）。TP通常使用承諾訪問(wèn)速率CAR（CommittedAccessRate）來(lái)實(shí)現(xiàn)。深入篇項(xiàng)目11服務(wù)質(zhì)量（Qos）6、流量整形，TS（TrafficShaping）是指限制流出網(wǎng)絡(luò)的某一連