QOS技术原理及配置

QoS技术原理及配置目录☆QoS的概念☆QoS技术优点☆QoS服务模型简介☆报文分类及标记☆拥塞管理☆拥塞避免☆流量监管和流量整形什么是QoS？QoS（QualityofService）服务质量：是对分组转发过程中对带宽/吞吐量、延迟、延迟抖动、丢包率、可用性等核心需求提供支持的服务能力的评估。它被用来评估服务方满足客户服务需求的能力丢包我啊三张是……本地这么说…...我啊三是……对方听到的是…...？Internet延时InternetAA发送的第一个bit接收的最后一个bit处理延时处理延时网络传输延时端到端的延时时间t抖动Internet132发送接收321D3D2D1D3=D2=D1带宽限制IP我要2M10MQoS技术优点•可以限制骨干网上FTP（文件传输）使用的带宽，也可以给数据库访问以较高优先级•对于ISP（互联网服务提供商），其用户可能传送语音、视频或其他实时业务，QoS使ISP能区分这些不同的报文，并提供不同服务。•可以为时间敏感的多媒体业务提供带宽和低时延保证，而其他业务在使用网络时，也不会影响这些时间敏感的业务。QoS服务模型简介通常QoS提供以下三种服务模型（服务模型，是指一组端到端的QoS功能）：☆Best-Effortservice（尽力而为服务模型）☆Integratedservice（综合服务模型，简称IntServ）☆Differentiatedservice（区分服务模型，简称DiffServ）Best-Effortservice（尽力而为服务模型）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。对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，它适用于绝大多数网络应用，如FTP、E-Mail等，它通过FIFO队列来实现Integratedservice（综合服务模型，简称IntServ）•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•保证服务：它提供保证的带宽和时延限制来满足应用程序的要求。•负载控制服务：它保证即使在网络过载的情况下，能对报文提供近似于网络未过载类似的服务，即在网络拥塞的情况下，保证某些应用程序的报文低时延和优先通过。Differentiatedservice（区分服务模型，简称DiffServ）•根据每个报文的差分服务类（IP报文头中的差分服务标记字段DSCP值），来提供特定的服务•主要包括以下三类转发行为:加速转发（EF）确保转发（AF）兼容IP优先级（CS)尽力转发（BE）不足之处是很难提供基于流的端到端的质量保证RSVP原理我要预留2Mbps带宽OK！我要预留2Mbps带宽OK！OK！OK！开始通信报文分类及标记•报文分类及标记是QoS执行服务的基础•报文分类使用技术：ACL和IP优先级•根据分类结果交给其它模块处理或打标记（着色）供核心网络分类使用ACL,IP优先级流分类流即业务流（traffic），指所有通过交换机的报文。流分类（trafficclassification）是指采用一定的规则识别符合某类特征的报文，它是有区别地进行服务的前提和基础。分类规则：1、使用IP报文头的ToS（TypeofService，服务类型）字段的优先级位，识别出有不同优先级特征的流量2、由网络管理者设置流分类的策略IP优先级、ToS优先级和DSCP优先级802.1p优先级带有802.1Q标签头的以太网帧802.1Q标签头拥塞管理网络拥塞示意图解决网络拥塞—队列技术具体过程包括队列的创建、报文的分类、将报文送入不同的队列、队列调度等队列调度将对不同优先级的报文进行分别处理，优先级高的报文会得到优先处理。常用的队列有FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、RTP优先队列等先进先出队列（FIFO）先进先出队列示意图优先队列（PQ）PQ队列示意图定制队列（CQ）定制队列示意图加权公平队列（WFQ）加权公平队列示意图基于类的加权公平队列（CBWFQ）基于类的加权公平队列示意图CBWFQ分为三类队列：EF队列、AF队列、BE队列RTP优先队列RTP优先队列示意图拥塞避免传统的丢包策略采用尾部丢弃（Tail-Drop）的方法，会引发TCP全局同步现象。为避免引发TCP全局同步现象，可使用RED或WREDRED在RED类算法中，为每个队列都设定上限和下限，对队列中的报文进行如下处理：当队列的长度小于下限时，不丢弃报文；当队列的长度超过上限时，丢弃所有到来的报文；当队列的长度在上限和下限之间时，开始随机丢弃到来的报文。队列越长，丢弃概率越高，但有一个最大丢弃概率。WRED和队列机制的关系WRED和队列机制关系示意图令牌桶用令牌桶评测流量流量监管丢弃：比如对评估结果为“不符合”的报文进行丢弃转发：比如对评估结果为“符合”或者“不符合”的报文进行转发改变802.1p优先级并转发：比如对评估结果为“符合”的报文将之标记为其它的802.1p优先级后再进行转发；改变DSCP优先级并转发：比如对评估结果为“符合”或者“不符合”的报文，将之标记为其它的DSCP优先级后再进行转发流量整形TS示意图端口限速端口限速（LineRate）是指基于端口的速率限制，它对端口接收或发送报文的总速率进行限制端口限速也是采用令牌桶进行流量控制。如果在设备的某个端口上配置了端口限速，所有经由该端口接收或发送的报文首先要经过令牌桶进行处理。如果令牌桶中有足够的令牌，则报文可以被接收或发送；否则，报文将被丢弃。与流量监管相比，端口限速能够限制在端口上通过的所有报文。当用户只要求对所有报文限速时，使用端口限速比较简单。重定向•重定向功能是指通过引用ACL进行流识别，将匹配的报文重定向到指定的端口。用户可以使用重定向功能改变报文的转发流程，满足特定的需要。队列调度—SP队列SP队列示意图队列调度—WRR队列WRR队列示意图Burst功能在下列情况下，Burst功能可以提供更好的报文缓存功能和流量转发性能：􀁺广播或者组播报文流量密集，瞬间突发流量大的网络环境中。􀁺报文从高速链路进入设备，由低速链路转发出去；或者报文从相同速率的多个接口同时进入设备，由一个相同速率的接口转发出去。流镜像流镜像功能是指通过引用ACL进行流识别，将通过指定端口的匹配ACL规则的报文镜像到目的端口