IP QoS 培训胶片

概述

在传统网络中 , 所有的报文都是无区别的等同对待 o Best-Effort

o 对报文的可靠性、时延不提供任何保证支持 QoS 的网络，提供诸如以下功能： o 支持为用户提供专用带宽 o 减少报文的丢失率 o 避免和管理网络拥塞 o 流量整形 o 设置报文优先级 … …

概述－如何完成端到端的 QoS

1. 每个网元（所有的路由器、交换机），支持 QoS ，提供队列、队列调度、流量整形、流量监管等功能

2. 信令技术来协调端到端之间的网元为报文提供 QoS

3. QoS 控制和管理端到端之间的报文在网络上的发送

主要内容

服务模型 QoS 特性 QoS 相关的技术 Flex/Big 上实现的 QoS 及配置 QoS 应用

服务模型

服务模型就是一组端到端的 QoS 功能，一般提供以下三种服务模型：

Best-Effort Service Integrated Service(IntServ) Differentiated Service(DiffServ)

服务模型－ Best-Effort Service

Best-Effort 是一个单一的服务模型，也是最简单的服务模型。应用程序可以在任意时刻，发出任意数量的报文，而且不需要事先获得批准，也无需通知网络。网络尽最大努力来发送报文。 Best-Effort 不提供任何 QoS 保证。

服务模型－ IntServ

Intergrated Service(IntServ) 是一个综合服务模型，可以满足多种 QoS 需求。这种服务模型需要通过协议（ RSVP ）向网络申请资源，协商带宽，时延等参数。一旦网络确认为应用程序的报文分配资源，只有应用程序的报文控制在流量参数描述的范围内，网络承诺满足应用程序的 QoS 需求。

不满足条件

RSVP 请求

满足条件

满足条件

服务模型－ DiffServ

Differentiated Service(DiffServ) 是一个多服务模型，可以满足不同的 QoS 需求。与 InteServ 不同，无需要信令的支持，网络也无需要为每个流维护状态。网络通过诸如 IP 优先级，源 IP ，目的 IP 等信息对报文进行分类，区别服务。

在网络边缘进行流分类

下游设备根据上游的分类结果为不同优先级的流提供不同的 QoS 服务

QoS 相关技术－概述

QoS 网络在网络边缘进行流分类

在网络中进行拥塞管理、拥塞避免、流量监管、流量整形

如果 QoS 模型采用的 IntServ 模型还需要信令协议的支持－ RSVP

QoS 相关技术－流分类

流分类就是标记一个包（或者说流）的优先级

拥塞管理

pc1 pc2

10M ethernet

Serial 2M

10M ethernet

Pc1 以 10M 的速率向局域网 2发送数据

局域网 1局域网 2

路由器串口发生拥塞FR/X.25/DDN

拥塞管理技术

对于拥塞管理 ,一般采用排队的技术 , 使得报文在路由器中按一定得策略暂时排队 ,然后按一定的调度策略把报文从队列中取出 , 在接口上发送出去 .

•先进先出－ FIFO•优先级队列－ PQ•定制队列－ CQ•加权公平队列－ WFQ•基于分类的加权公平队列－ CBWFQ

拥塞管理技术——先进先出队列

需由此接口发送的数据报文

离开接口的数据报文

fifo 队列出队列调度

拥塞管理技术——优先级队列



出队列调度流分类

high

medium

normal

low

拥塞管理技术——定制队列




Queue 0

Queue 1

Queue 2

Queue 16

。。

。。

。。

优先级队列60 ％

20 ％

拥塞管理技术——加权公平队列




Queue 1

Queue 2

Queue 3

Queue N

。。

。。

。。

拥塞管理技术—— cont.

加权公平队列（ WFQ ）对报文按流进行分类（五元组），对每个流

分配到一个队列。在出队列的时候， WFQ 按流的加权值来分配流应占有出口的带宽。加权值越大，带宽越大。

举例：

共有 8 个流，加权值分别为 0 ， 1 ， 2,…,7

每个流的所占带宽比例为 ( 当前流加权值 +1)/[( 所有流加权值 +1) 的和 ]

所有每个流所占带宽比例为： 1/36, 2/36,…,8/36

Queue N1

Queue 2

拥塞管理技术—— CBWFQ




Queue 1

Queue N2

Queue 1

优先级队列

默认队列－ WFQ

CBWFQCBWFQ 最多允许报文分为最多允许报文分为6464 类（包括默认队列），类（包括默认队列）， NN11 值最大为值最大为 6363 。。

默认队列默认队列 N2N2 值可自定义值可自定义

拥塞管理技术——比较

FIFO PQ CQ WFQ CBWFQ

队列数 1 4 17 自己定义 N1<=63N2 自己定义

优点 1.无需配置2.处理简单，时延小

可以对不同的业务提供绝对的优先，对时间敏感的应用的延时可以保证。

1。可以对不同业务提供不同比例的带宽。2。自动增加现存类别的报文所占的带宽。

1。可以保护配合得数据（ tcp ）的带宽。2。可以使延时抖动变小3。可以为不同的优先级的流分配不同的带宽

1。为流提供确保带宽。2。可为部分报文提供低时延转发3。为默认报文提供 WFQ

缺点 1. 所有报文同等对待2.对不配合数据源(udp) 无约束力 , 不配合数据源会造成配合

1。需配置，处理速度慢2。如果不对高优先级报文的带宽进行限制，会造成低优先级报文得不到带宽

1。处理速度慢处理速度慢处理速度慢

拥塞避免—— RED




Queue 1

Queue 2

Queue 3

。。

。。

。。

低门限

高门限

当队列的长度小于低限时当队列的长度小于低限时 ,,不丢弃报文不丢弃报文 ;; 当队列长度在当队列长度在高限和低限之间时高限和低限之间时 ,, 随机丢随机丢弃报文弃报文 ;; 当队列长度大于高当队列长度大于高限时丢弃所有报文限时丢弃所有报文

控制访问速率—— CAR



流分类匹配的流

未匹配的流

以规定的速率注入令牌

令牌桶

通用流量整形—— GTS



流分类匹配的流

未匹配的流

以规定的速率注入令牌

令牌桶queue

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