Qos技术介绍与应用

CHINAMOBILEQos技术介绍与应用2011-8QoS简介QoS服务模型QoS的技术要点QoS配置规范PTNQos技术介绍与应用QoS简介QoS（QualityofService）是指数据流通过网络时的性能。它的目的在于向用户提供端到端的服务质量保证。QoS不能提高带宽，但它可以通过对网络资源的合理分配与监控，最大限度地减少网络延时与抖动，确保关键业务的质量。定量衡量QoS的指标包括：业务可用性：业务有保证的正常运行时间。延迟：数据包在两个参考点间从发送到接收的时间间隔。抖动：经同一路由发送一组数据包，在接收侧收到该组数据包的时间时隔差异。吞吐量：网络中发送数据包的速率，可用平均速率或峰值速率表示。丢包率：在网络传数据包时丢弃数据包的最高比率。数据包丢弃一般由网络拥塞引起。QoS简介QoS服务模型QoS的技术要点QoS配置规范PTNQos技术介绍与应用QoS服务模型Best-Effort模型：是目前Internet的缺省服务模型，主要实现技术是先进先出队列(FIFO)IntServ模型：业务通过信令向网络申请特定的QoS服务，网络在流量参数描述的范围内，预留资源以承诺满足该请求DiffServ模型：当网络出现拥塞时，根据业务的不同服务等级约定，有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞问题Best-Effort模型Best-Effort是一个单一的服务模型,也是最简单的服务模型.应用程序可以在任何时候,发出任意数量的报文,而且不需要事先获得批准,也不需要通知网络.Best-Effort服务,网络尽最大的可能性来发送报文,但对时延、可靠性等性能不提供任何保证.Best-Effort服务是现在Internet的缺省服务模型,它主要实现技术是先入先出(FIFO)队列来实现.IntServ模型：为应用提供可控制的、端到端的服务网络单元支持QoS的控制机制应用程序向网络申请特定的QoS服务信令协议在网络中部署QoS请求RSVP是主要使用的信令协议IntServ模型：RSVP原理图我要预留2Mbps带宽OK！我要预留2Mbps带宽OK！OK！OK！开始通信RSVP存在的问题要求端到端所有设备支持这一协议网络单元为每个应用保存状态信息,可扩展性差不适合在大型网络中应用周期性同相邻单元交换状态信息,协议报文开销大DiffServ模型目的：当网络出现拥塞时,根据不同的服务等级要求,有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞.方法：采用相对优先权机制,有区别地控制不同信息流的分组聚类和转发行为,从而在保证服务质量和解决拥塞之间取得一个良好的折衷.原理：(1)业务在进入DS(DiffServ)网络时,基于优先级(DSCP(DiffServCodePoint)或Pri或Exp)进行业务流聚合,会聚成一个行为集合(BA,BehaviorAggregate).(2)PHB：per-hopbehavior.DS节点对特定的行为集合(BA)使用的转发行为,DS节点通过判别分组头中的DSCP或Pri或Exp来执行PHB.PHB有三种类型：.EF(ExpeditedForwarding):快速转发.AF(AssuredForwarding):确保转发，分为四个类.BE(BestEffort):尽力传送Diff-Serv模型DiffServ网络用户网络DiffServ网络流量控制SLA/TCA边界节点内部节点边界节点边界节点内部节点边界节点在网络边缘进行业务分类和流量调整-业务分类.基于DS域.基于其他特征-流量调整.测量.标记.丢弃.整形不同DS区域可有不同的PHB，以实现不同的服务提供策略，它们之间通过SLA与TCA协调提供跨区域服务：.SLA：服务等级协定，关于业务流在网络中传递时所应当获得的待遇.TCA：流量调整协定，关于业务分类准则、业务模型及相应处理的协定用户网络DS区域的服务提供策略由PHB决定DS节点根据PHB属性转发Diff-Serv模型Diff-Serv将复杂的流分类和流量控制都推至边界设备上来完成边界设备主要完成复杂流分类、为分组打DSCP标记、流量的接入速率监管、访问控制等动作区域内部设备只需进行简单流分类，对同一类流实施流量控制这样做避免了Int-Serv模型中的基于每个流（Per-Flow）的复杂流分类及流控，从而使得区分网络内部的转发操作可以得到高效的实现也就是说流量监管和流量整形主要是在Diff-Serv中的边缘设备上进行QoS简介QoS服务模型QoS的技术要点QoS配置规范PTNQos技术介绍与应用QoS的技术要点流分类(Classifier)：依据一定的匹配规则识别出对象流分类是有区别地实施服务的前提流量监管(Car)：对进入路由器的特定流量的规格进行监管当流量超出规格时，可以采取限制或惩罚措施，以保护运营商的商业利益和网络资源不受损害流量整形(Shaping)：一种主动调整流的输出速率的流控措施，通常是为了使流量适配下游设备可供给的网络资源，避免不必要的报文丢弃和拥塞拥塞管理(Police)：网络拥塞时必须采取的解决资源竞争的措施通常是通过队列调度技术将报文放入队列中缓存，并采取某种调度算法安排报文的转发次序每一种队列调度技术都用来解决特定的问题，都会对网络性能产生特定的影响拥塞避免(Wred)：过度的拥塞会对网络资源造成损害拥塞避免监督网络资源的使用情况，当发现拥塞有加剧的趋势时采取主动丢弃报文的策略，通过调整流量来解除网络的过载流分类流分类就是将数据流量划分为多个优先级或者多个服务类，以便对不同的流制定不同的服务策略PTN设备支持两种流分类方式：简单流分类、复杂流分类。简单流分类：将接入报文所带优先级直接映射到指定的PHB服务等级上，使得报文穿越DS域中各节点时能得到统一的PHB服务。简单流分类通常作用于DS域的内部节点。一个DS域中所有节点的简单流分类规则应保持一致。PTN设备支持接入以太网报文、IP报文、MPLS报文，支持VLANPriority、IPDSCP、MPLSEXP与PHB服务等级间的相互映射。复杂流分类：复杂流分类通常作用于DS域的边缘节点。PTN设备支持对以太网报文、IP报文进行复杂流分类处理，为用户提供更细致、更灵活的流量划分。CAR控制CAR（CommitAccessRate）即约定访问速率，用于PTN设备的接入侧，对接入的流量进行双速率三色管理。通常情况下，当流量低于CIR时，报文染为绿色，报文可以正常通过；当流量在CIR与PIR之间时，超过CIR的报文染为黄色，但报文仍可以正常通过；当流量超过PIR时，超过部分的报文染为红色，直接丢弃。PTN支持Color-Blind、Color-Aware两种染色模式。两种模式不同之处在于Color-Aware模式在进行染色时需要考虑报文当前所带的颜色。PTN支持对不同颜色报文的处理方式进行配置。拥塞管理：当网络拥塞发生或加剧时，通过采用特定的报文丢弃策略，确保高优先级的业务的QoS。常用的报文丢弃策略有三种：尾丢弃（TailDrop）尾丢弃即在队列满时直接丢弃后面到达的报文。RED（RandomEarlyDetection）RED是在队列到达一定长度时开始随机丢弃报文。这种丢弃策略可以避免由于TCP慢启动机制导致的全局同步现象。WRED（WeightedRandomEarlyDetection）WRED在丢弃报文时需要同时考虑队列的长度和报文的优先级（颜色）。用户可以配置丢弃优先级高的报文（如红色、黄色报文）较早开始丢弃，且丢弃概率较大。PTN设备支持尾丢弃、WRED两种丢弃策略，并支持对WRED的丢弃门限以及丢弃概率进行配置。队列调度当拥塞发生时，PTN设备通过采用不同的队列调度策略，为高级别服务类型的业务提供QoS保证。PTN同时采用了两种队列调度方式：PQ（PriorityQueuing）、WFQ（WeightedFairQueuing）。这两种队列调度方式的特点及应用如表1-4所示。HQoSPTN设备作为边缘DS节点提供了多层次的QoS作用点，实现了HQoS控制功能与传统的QoS相比，PTN设备提供的HQoS具有以下优点：多级的调度机制，实现了基于端口、业务、PW或QinQ的调度，更加细化了QoS的控制粒度多级的流量控制机制，实现了基于端口、业务、PW或QinQ链路的流量控制，更全面地控制业务的QoS质量可配置WFQ、WRED策略，提高QoS控制的灵活性QoS简介QoS服务模型QoS的技术要点QoS配置规范PTN介绍提纲QoS的应用QoS的应用包括QoS配置流程、基于Tunnel的QoS控制，基于端口、业务、PW、QinQ等多种QoS策略的应用Tunnel的QoSPTN设备支持基于Tunnel的QoS控制，对Tunnel带宽进行限制；PTN设备在网络的入口/出口处支持PWE3功能，将不同的业务分别适配到不同的PW上，再将PW承载到Tunnel中传送一个Tunnel中可以承载多条去往同一目的地的PW；PTN设备支持对Tunnel的带宽进行控制承载在Tunnel中的PW总带宽不能超过该Tunnel允许的带宽；QoS的应用PTN设备支持配置QoS策略包括:业务优先级与PHB转发类型的映射关系端口QoS策略ATM策略V-UNIIngress/Egress策略PW（PseudoWire）策略QinQ策略WFQ（WeightedFairQueuing）调度策略WRED（WeightedRandomEarlyDetection）调度策略此外，PTN设备提供ATM业务时，支持通过配置ATM策略实现对ATM流量的控制QOS的规范华为PTN接入设备根据NodeB的提供的以太网业务采用简单流分类配置DS域，用VLANPriority与PHB服务等级进行映射。为了减少过多级的队列调度（入对、流量整形和出对）对业务时延、抖动的影响，HQoS采用PW和出端口队列（CQ）两级调度，仅在PW上应用队列调度策略，端口上8级CQ采用默认的PQ调度。MPLSTunnel不用规划带宽，直接利用端口的带宽利用率性能项周期性监控网络侧业务总流量，指导网络优化和业务扩容。拥塞管理采用默认的WRED，发生拥塞时使得长短包公平和流量均衡。针对综合业务接入需要规划带宽。大客户专线有固定的带宽规划，对于Internet接入业务，可以采用3:1的收敛。提高带宽利用率。QOS的规范第一步：对于3G基站业务的QOS，（端口）报文优先级与服务级别映射举例：第二步：对重点小区普通的Internet用户在PTN侧可以通过V_UNI进行收敛PTN与RAN侧QOS映射关系表PHBDSCPVLANPRIPS业务类型CS业务类型其他类型PTNPHB调度算法CS7567PS信令CS信令-EFPQEF465PSConversationalCS语音-EFAF41344PSStreaming--AF41WFQAF21182PSInteractive-网管AF21BE00PSBackground--BEPQQOS规范浙江移动PTN网络QOS配置示例：vlanpri值，端口配置成cvlan模式；PTN3900设备的GE口、PTN950、PTN910的FE口。都需要在入方向影射；PTN1900的端口默认5-7队列入EFCHINAMOBILEThankYou!2011-8