qos流量整形形中用到什么令牌桶

本文档解答了与服务质量 (QoS) 有关的朂常见问题 (FAQ)

A. QoS是指网络能够利用各种基础技术为所选网络数据流提供更好的服务,这些技术包括帧中继、异步传输模式(ATM)、以太网和802.1网絡SONET和IP路由的网络。

QoS是一组技术允许应用请求和接收可预测的服务级别,服务级别是按数据吞吐量(带宽)、时延变化(抖动)和延迟等方面来定义的特别是,QoS 功能通过以下方法提供更好、更便于预测的网络服务:

  • 设置网络中的流量优先级

互联网工程任务组(IETF)定义了QoS的鉯下两体系结构:

IntServ 使用资源预留协议 (RSVP),沿着网络中端到端路径中的设备明确地发出应用程序流量所需的 QoS 信号如果路径上的每个网络设备能预留必要的带宽,则可以开始传输应用程序请求注释(RFC) 2205定义了RSVP,并且RFC 1633定义了IntServ

DiffServ 集中关注聚合的设置 QoS。不是发送应用程序的 QoS 要求信令而昰差分服务在 IP 报头中使用差分服务代码点 (DSCP),显示必需的 QoS 级别Cisco IOS? 软件版本 12.1(5)T 引入了针对 Cisco 路由器的 DiffServ 标准。有关更多信息请参阅下列文档:

Q. 什麼是拥塞、延迟和抖动?

A. 当接口承受的流量大于可处理流量时便会发生拥塞。网络拥塞点是服务质量(QoS)机制的坚强的候选下面是一个典型拥塞点的示例:

网络拥塞会导致延迟。延迟和抖动都需要受到控制并减至最小以支持实时和交互式流量。

A. MQC代表模块化服务质量(QoS)命令行堺面(CLI)它通过定义通用的命令语法和跨平台 Qos 行为的结果集,简化 Cisco 路由器和交换机上的 Qos 配置此型号替代掉了原来型号在每个平台上定义每個 QoS 功能的独特语法。

MQC 包含以下三个步骤:

  1. 通过发出 class-map 命令定义一个流量类

  2. 通过发出 policy-map 命令,使流量级别与一种或多种 QoS 功能匹配从而创建某種数据流策略。

  3. 附加数据流策略对接口、子接口或者虚拟电路通过发出service-policy命令

注意: 使用 MQC 语法,您可以执行差分服务的数据流调节功能唎如标记和整形。

有关更多信息请参阅。

Non-VIP接口也称为传统接口处理器(IP),支持路由交换机处理器(RSP)上启用的中央QoS功能有关更多信息,请參阅下列文档:

Q. 多少类服务质量(QoS)策略支持

A. 在 12.2 之前的 Cisco IOS 版本中,最多可以定义 256 个类如果将相同的类重复用于不同策略,在每个策略内最多鈳以定义 256 个类如果您有二个策略,两个策略的级别总数都不应超过256如果策略包括基于类别的加权公平队列(CBWFQ) (意味着在任何类别内包含带寬[或优先]语句),所支持的全部类别数量是64

Q. 当服务策略应用时,路由更新和点对点协议(PPP)/高级数据链路控制(HDLC) Keepalive如何处理

A. Cisco IOS 路由器采用以下两种機制设置控制数据包的优先级:

设计了两个机制来确保出局接口被堵塞时,关键控制数据包没有丢失也没有被路由器和排队系统最后丢丅。

Q. 接口支持服务质量(QoS)配置与集成路由和桥接(IRB)

A. 不能。当接口配置为用于 IRB 时您无法配置 QoS 功能。

Q. 什么是服务质量(QoS)预分类

A. QoS 预分类功能使您能够匹配和分类正在进行隧道封装和/或加密的数据包的原始 IP 报头内容。此功能不描述将服务类型(ToS)字节的最初值从原始信息包报头复制到隧噵报头的过程有关更多信息,请参阅下列文档:

Q. 哪些数据包报头字段可以重新标记可用的值有哪些?

A. 基于类别的标记功能允许设置或標记数据包的第 2 层、第 3 层或者多协议标签交换 (MPLS) 报头有关更多信息,请参阅下列文档:

Q. 能否根据 URL 设置流量的优先级

A. 可以。基于网络的应鼡程序识别(NBAR)使您能够通过匹配应用层上的字段来分类信息包NBAr引入以前,最精细的分类是采用第4层传输控制协议(TCP)和用户数据包协议(UDP) 端ロ编号有关更多信息,请参阅下列文档:

Q. 支持什么平台和Cisco IOS软件版本基于网络的应用程序识别(NBAR)

A. 排队旨在通过将超额数据包保存在缓冲区矗到有带宽可用为止,从而适应网络设备上的临时拥塞Cisco IOS 路由器技术支持几种排队方法,以满足不同应用程序的各种带宽、抖动和延迟需求

在多数接口的默认机制是先入先出(FIFO)。有些流量类型具有更高的延迟/抖动需求因此,应当默认启用以下任何一种排队机制:

  • 基于类别嘚加权公平队列(CBWFQ)

通常仅在出站接口出现排队路由器对从接口出站的数据包进行排队。你可以规定入站流量但通常不能在入站时排队(┅个特例是采用分布式Cisco Express Forwarding (dCEF)的Cisco 7500系列路由器上的接收端缓冲)将信息包从入口接口传输到出口接口。有关更多信息请参阅。在高端分布式平台仩(例如 Cisco 7500 和 12000 系列)入站接口可能使用它自己的数据包缓冲区来存储交换到(依照入站接口的交换决定)堵塞出站接口的超额流量。在少數的情况下通常是入站接口传输到更加缓慢的出站接口时,入站接口用完数据包内存时它能够体验到被忽略错误的不断增加。过度拥塞可能导致输出队列丢弃大部分时间,输入队列丢弃都具有另外的根本原因有关丢弃故障排除的更多信息,请参阅以下文档:

有关更哆信息请参阅下列文档:

Q. 加权公平排队(WFQ)和基于类的加权公平排队(CBWFQ)如何运行?

A. 公平排队寻求在活动对话或 IP 流之间分配接口带宽的公平份额将数据包分类,编为子队列通过会话标识号码进行识别,并根据 IP 头的几个字段和数据包的长度使用散列算法下面是权重的计算方法:

权重越低,优先级和带宽份额越高除权重外,还要考虑数据包的长度

CBWFQ 允许您定义一个流量类并为其分配最低带宽保证。这种机制背後的算法是 WFQ也是其名称的由来。要配置 CBWFQ可在 map-class 语句中定义特定的类。然后为策略映射中的每个类分配一个策略此策略映射随后将出站附加到某个接口。有关更多信息请参阅下列文档:

Q. 如果在基于类的加权公平排队(CBWFQ)的类不使用其带宽,其他类能使用带宽

A. 可以。虽然通過发出 bandwidth 和 priority 命令提供的带宽保证可以用以下词来描述:“预留”、“带宽保留”但这两个命令都没有实现真正的预留。这意味着如果一个鋶量级别不使用配置给它的带宽任何未使用的带宽将在其他级别中共享。

如果是优先级类排队系统将强行对此规则实施一种重要例外。如上所述优先级类的流入负载由数据流监察器测量。在出现拥塞时优先级类不能使用任何额外的带宽。有关更多信息请参阅 。

Q. 子接口支持基于类的加权公平排队(CBWFQ)

A. Cisco IOS 逻辑接口本身不支持拥塞状态,并且不支持应用排队方法的服务策略的直接应用程序相反,您首先需偠使用通用qos流量整形形(GTS)或基于等级的整形将整形应用到子接口。有关更多信息请参阅。

A. priority 和 bandwidth 命令的功能不同而且它们通常支持的应用程序也有所不同。下表总结了这些区别:

有关更多信息请参阅 。

Q. 队列限制如何计算在FlexWan和多功能接口处理器(VIP)

A. 假设在 VIP 或 FlexWan 上拥有足够的 SRAM,队列限制是根据最大延迟为 500ms、数据包平均大小为 250 个字节的情况下计算得到的下面是一个具有 1 Mbps 带宽的类的示例:

作为可用数据包内存大小分配的队列限制降低,虚拟电路(VC)的数量增加

在以下示例中,PA-A3安装在一个Cisco 7600系列的FlexWan卡上并用2 MB永久虚拟电路(PVC)支持多个子接口。服务策略应用于烸个 VC

异步传输模式(ATM)接口获得整个接口的队列限制。该限制是总可用缓冲、FlexWan 上的物理接口的数量以及接口允许的最大队列延迟的函数。烸个PVC获得基于PVC的平均信元速率(SCR)或最小信元速率(MCR)的接口限制的部分并且每个级别获得基于带宽分配的PVC限制部分。

如果您的数据流使用较大嘚数据包大小show policy-map interface 命令输出可能报告 no buffer drops 字段的值增大,因为您可能在达到队列限制之前即用尽缓冲区在这种情况下,请尝试将非优先级类的隊列限制手动调低欲知更多信息,参考

Q. 如何验证队列限制值?

A. 在非分布式平台上队列限制默认为 64 个数据包。以下示例输出是在 Cisco 3600 系列蕗由器上捕获的:

Q. 能否在类内部启用公平排队

A. Cisco 7500系列与分布式服务质量(QoS)支持公平排队每类。其他平台包括Cisco 7200系列和Cisco 系列,支持加权公平排隊(WFQ)在等级默认的等级;所有带宽等级使用先入先出(FIFO)

Q. 哪些命令可用于监控排队?

A. 使用以下命令监控排队:

  • 既使没有拥塞时您也能够看到某些命中。原因是无论是否存在拥塞总是计数进程交换数据包。除非有拥塞思科快速转发(CEF)和快速交换数据包没有计数。传统排队机制类姒优先级排队(PQ)、自定义排队(CQ)和加权公平排队(WFQ)不会提供分类统计数据。只有高于 12.0(5)T 的映像中基于模块化服务质量命令行界面 (MQC) 的功能提供这些統计数据

  • show policy interface {interface}{interface number} — packets 计数器计算与级别标准匹配的数据包的数量。无论接口是否发生拥塞此计数器都会增加。当接口被堵塞时信息包匹配的計数器将显示匹配了级别标准的信息包数量。有关数据包计数器的更多信息请参阅下列文档:

  • 思科基于类的QoS配置和统计信息MIB -提供简单网絡管理协议(SNMP)监控功能。

Q. RSVP可以与基于类的加权公平排队(CBWFQ)一道使用当接口同时配置了资源预留协议 (RSVP) 和 CBWFQ 时,分别进行 RSVP 和 CBWFQ 操作如果两个都在独洎运行,则两者显示出相同的行为RSVP 的行为看起来就像 CBWFQ 没有针对带宽可用性、评估和分配进行配置一样。

IOS软件 12.2(1)T 及以上版本允许 RSVP 使用其自己嘚“ip rsvp bandwidth”池执行接纳控制,而 CBWFQ 执行分类策略和 RSVP 数据包调度。这里假定数据包由发送方预先标记而且非 RSVP 数据包的标记有所不同。

拥塞避免加权随机早期检测 (WRED)

Q. 同时能I启用的加权随机早期检测(WRED)和低延迟队列(LLQ)或者基于类的加权公平排队(CBWFQ) ?

A. 可以排队定义了数据包离开队列的顺序。这意味着它定义了一种数据包调度机制。它还可以用于提供公平带宽分配和最低带宽保证相反,请求 注释(RFC)2475把丢失定义为“根据指萣规则丢弃信息包的进程”默认丢弃机制是尾部丢弃,队列已满时接口将丢弃数据包。备选丢弃机制是随机早期检测(RED)和Cisco的WRED它在队列滿之前随机地开始丢失信息包并且寻求维护一致的平均队列深度。WRED 使用数据包的 IP 优先级值做出有区别的丢弃决策欲知更多信息,参考

Q. 監控加权随机早期检测(WRED)和如何能看到它实际上生效?

A. WRED 监控平均队列深度并在当计算值高于最小阈值时开始丢弃数据包。发出show policy-map interface命令并监控平均队列深度值,如以下示例所示:

Q. 监察与整形有何区别

A. 下图揭示了两者之间的关键区别。qos流量整形形将超额数据包保留在队列中嘫后安排超额部分在新增时间进行稍后传输。qos流量整形形的结果是一个平滑的数据包输出速率相反,流量监察传播突发流量当流量速率达到所配置的最大速率时,将丢弃(或重新标记)超额流量结果显示为带有波峰和波谷的锯齿形输出速率。

有关更多信息请参阅。

Q. 什么是令牌桶算法的工作原理是什么?

A. 令牌桶本身没有丢弃或优先级策略下面是令牌桶工作原理的示例:

  • 令牌以一定速率放到桶中。

  • 烸个令牌是源发送一定数量的位的权限

  • 要发送数据包,数据流调整器必须能够从令牌桶中去除等于数据包大小的令牌数量

  • 如果桶中没囿足够的令牌来发送数据包,数据包要么等待有足够的令牌(在整形的情况下)要么被丢弃或被降级(在警策略情况下)。

  • 桶本身具有指定的容量如果桶达到了容量,最近到达的令牌被丢弃并且不能容纳将来的数据包因此在任何时间,信息源能够发送到网络的最大突发传输都昰令牌桶大小的组成部分令牌桶允许突变流量,但会对其进行限制

Q. 使用信息数据流策略器例如基于类的策略,什么如何承诺突发量(BC)和超额突发(Be)平均值和应该选择这些值

A. 流量监察器并不像整形器那样,缓冲多余数据包并在稍后进行传输相反,策略器执行简单发送或鍺不发送策略而不需要缓冲。在拥塞期间由于您不能缓冲,因此您可以执行的最佳操作是通过适当配置扩展突发传输较为保守地丢弃數据包。因此重要的是要了解policer使用正常突发和扩展突发值,来保证达到所配置的承诺信息速率(CIR)

路由器的通用缓冲规则中大致模拟了突發参数。规则建议配置相等于往返时间比特率的缓冲以便在拥塞时适应所有连接的未清传输控制协议(TCP)窗口。

  • 设置令牌桶的最大值(尽管如果 Be 大于 BC就可以借用令牌)。

  • 确定令牌桶的容量大小因为如果桶的容量满了,新到的令牌会被丢弃不能满足将来数据包的使用。


            

紸意: 典型的往返时间为 1.5 秒

  • 实现一个具有扩展突发功能的令牌桶。

  • 当 BC 等于 Be 时当可用令牌不足时,数据流调整器不能借用令牌只能简單丢弃数据包。


          

并不是所有平台使用或支持策略器值的相同范围请参阅以下文档以了解您的特定平台支持的值:

Q. 承诺接入速率(CAR)或基于类嘚策略如何决定数据包是否符合或超出承诺信息速率(CIR) ?路由器丢失数据包并报告超出速率即使一致速率低于配置的 CIR。

A. 流量监察器使用 normal burst 值囷 extended burst 值确保达到配置的 CIR要确保较好的吞吐量,设置足够高的突发值十分重要如果突发值配置得太低,达到的速率可能低于配置速率惩罰临时突发能有在吞吐量的一个强不利影响传输控制协议(TCP)流量。通过 CAR可以发出 show interface rate-limit 命令来监控当前的突发传输,并确定显示的值是否一致地接近极限 (Bc) 和扩展极限 (Be) 值


    

有关更多信息,请参阅下列文档:

Q. 突发流量和队列限制是否彼此独立

A. 是,监察器突发流量和队列限制单独存在彼此独立。可以将监察器视为允许一定数量数据包(或字节)的门将队列视为在网络传输之前保留承认数据包的大小为队列限制 的桶。理论上讲您希望桶的大小足够容纳门(监察器)所承认字节/数据包数的突发流量

帧中继服务质量 (QoS)

A. 帧中继接口支持接口排队机制和每虛电路(VC)排队机制从Cisco IOS 12.0(4)T版本开始,只有当您配置帧中继qos流量整形形(FRTS) 时接口队列才能支持先入先出(FIFO) 或每接口优先级排队(pipq)。因此如果升级到 Cisco IOS 12.1,将无法再使用以下配置

如果FRTS不启用,您能在主要接口处应用一个代替排队方法例如基于类别的加权公平队列(CBWFQ),该接口的操作类似单個带宽管道另外,自Cisco IOS 12.1.1(T)您能启用帧中继永久虚拟电路(PVC)优先级接口排队(PIPQ)在帧中继主接口。可以定义的高、中、正常或低优先级 PVC并在主要接口上发送 frame-relay interface-queue

A. 从 Cisco IOS 12.1(5)T 开始,Cisco 7500 系列中的 VIP 仅支持分布式版本的 QoS 功能要启用在帧中继接口的qos流量整形形,请使用分布式qos流量整形形有关更多信息,請参阅下列文档:

异步传输模式(ATM)上的服务质量 (QoS)

Q. 应该在异步传输模式(ATM)接口的什么地方应用支持基于类的加权公平排队(CBWFQ)和低延迟排队(LLQ)嘚服务策略

A. 从 Cisco IOS 12.2 开始,ATM 接口在以下三个级别或逻辑接口支持服务策略:主接口、子接口和永久虚拟电路(PVC)应用策略就是启用服务质量(QoS)功能。由于排队策略应该逐个虚拟电路(VC)地应用因为ATM接口逐个监控每个VC的拥塞程度,并为每个VC的超额信息包提供队列有关更多信息,请参阅下列文档:

Q. 什么字节由对异步传输模式(ATM)业务类别(CoS)排队的IP计数

A. 服务策略中配置的带宽和优先级分别支持基于类别的加权公平队列(CBWFQ)囷低延迟排队(LLQ) ,使用Kbps值统计与show interface命令输出的开销字节相同具体来讲,第 3 层排队系统对逻辑链路控制/子网访问协议 (LLC/SNAP) 进行计数它不执行下列計数:

  • 填充使最后一个信元成为 48 字节的偶数倍

Q. 多少虚拟电路(VC)可以同时支持服务策略?

A. 以下文档在可以支持异步传输模式(ATM) VCS的编号提供有用的指南大约200到300 vbr-nrt永久虚电路(PVC)安全部署:

另外,请考虑以下事项:

  • 使用功能强大的处理器例如,VIP4-80 提供的性能远远高于 VIP2-50

  • 可用的数据包内存量。在 NPE-400 上除了数据包缓冲以外,还设置了 32 MB(在 256MB 的系统中)的容量对于 NPE-200,最高 16 MB 可以设置在带有 128 MB 的系统上的数据包缓冲区旁边

  • 带有每VC加权隨机早期检测(WRED)功能的配置(最多可同时运行200个 ATM PVC)已经通过大量测试。可以用于每个 VC 队列的 VIP2-50 上的数据包内存数量是有限的例如,带有 8-MB SRAM 的 VIP2-50 能夠把 IP 1085 数据包缓冲区提供给运行 WRED 的每个 VC 排队的 IP 到 ATM 服务等级如果配置了 100 条 ATM PVC,并且如果所有 VCS 同时出现过度拥塞(正如在使测试环境中模拟的一样其中会使用非 TCP 流受控源),那么平均每个 PVC 将有大约 10 个数据包的缓冲这对于 WRED 的成功地运行可能太短。我们强烈建议在设计中采用具有大 SRAM 的 VIP2-50 設备同时有大量运行每 VC WRED的ATM PVC,可以同时经历拥塞

  • 配置的活动PVC的数量越多,其平均信元速率(SCR)就越低因此WRED要求的在PVC上运行的队列就越短。洇此当在大量低速、拥塞的ATM PVC 上激活每VC WRED 时,配置更低的WRED丢弃门限可以将VIP上缓冲短缺的风险减到最低情况与在IP到ATM服务等级(COS) 阶段1使用IP默认的WRED配置文件一样。VIP 的缓冲短缺不会导致任何故障一旦在VIP中缺少缓冲,IP到ATM CO的第1阶段特性只是在缓冲短缺期间降低到First-In-First-Out (先进先出 FIFO)尾部丢弃(即如果IP到ATM CO特性不在PVC上激活将使用相同的丢失策略)。

  • 可以合理支持的同时使用的最大 VCS 数

Q. 哪个异步传输模式(ATM)硬件支持IP到ATM的服务等级以为特色包括基于类的加权公平排队(CBWFQ)和低延迟队列(LLQ) ?

A. IP到ATM CO是指在每条虚拟电路(VC)上启用的功能集给出此定义,ATM接口处理器(AIP)、PA-A1或4500 ATM网络处理器不支持IP to ATM CO根据 PA-A3 及多数网络模块(除 ATM-25 之外)的定义,此 ATM 硬件不支持每 VC 的排队有关更多信息,请参阅以下文档:

语音和服务质量 (QoS)

A. 当网络处理大数据包例如攵件传输协议(FTP)转移过渡广域网时交互式数据流例如Telnet和基于IP的语音是易受加长的等待时间。当 FTP 数据包在较慢的广域网链路排队时交互式數据流的排队数据包延迟很明显。设计了一种方法将更大的数据包分段在更大的数据包 (FTP) 分段之间排列更小的(语音)数据包。Cisco IOS 路由器支持多種第 2 层分段机制有关更多信息,请参阅下列文档:

Q. 可以使用哪些工具监控 IP 语音 (VoIP) 的性能

A. 使用Cisco的VoIP解决方案, Cisco目前提供监控网络服务质量(QoS)的几种选件这些解决方案不使用感性语音质量测量(PSQM)或某些新提出的语音质量测量算法,来测量语音质量Agilent (HP) 和 NetIQ 提供的工具可用于此用途。然而Cisco 提供的工具通过测量延迟、抖动和数据包丢失,使您体验到理想的语音质量有关更多信息,请参阅

A. 当无效的配置应用于模板時,显示功能安装错误是预料之中的行为它表明因冲突而没有应用服务策略。一般来讲不应为分层策略映射中子策略的 class-default 配置整形,而應在接口的父策略中进行配置结果,此消息将与回溯消息一起打印出来

使用基于会话的策略,只能在子接口或 PVC 级别执行 class-default 的整形不支歭在物理接口进行整形。如果在物理接口完成配置显示此错误消息是预料之中的行为。

对于 LNS另一个可能的原因是启动会话时可通过 RADIUS 服務器设置服务策略。发出 show tech 命令以查看 RADIUS 服务器配置并查看会话启动或抖动时通过 RADIUS 服务器安装的所有非法服务策略。

它有点像我们生活中用到的漏斗液体倒进去以后,总是从下端的小口中以固定速率流出漏斗算法也类似,不管突然流量有多大漏斗都保证了流量的常速率输出,也鈳以类比于调用量比如,不管服务调用多么不稳定我们只固定进行服务输出,比如每10毫秒接受一次服务调用既然是一个桶,那就肯萣有容量由于调用的消费速率已经固定,那么当桶的容量堆满了则只能丢弃了,漏斗算法如下图:

// 默认桶大小个数 即最大瞬间流量是64M // ┅个桶的单位是1字节 // 若是桶已经满了就不再家如新的令牌 * 获取足够的令牌个数 // 初始化桶队列大小 // 初始化令牌生产者

漏斗算法和令牌桶的異同点

漏斗算法会限制平均的qps,对每个时间段的流控都是一样的如果突然一瞬间的大流量进来,那么有可能会有大量请求被拦截住
令牌桶算法的话除了能够限制数据的平均传输速率外,还允许一定时间内的大流量涌入相当于漏斗算法的升级版本。

(一)QOS的作用:解决特定数据的延迟、抖动、丢包问题

(二)QOS的两种体系:

   1、集成服务:给某种特殊需保证的数据划出特定的带宽。其他数据无法占用这个带宽像呼叫电路一樣,呼能字一条电路才开始传输RSVP带宽预留协议用在这个服务中。

     (2)以类别为基础一些类别的通信流优于其他类别的通信流得到处理。先将通信流分类然后将它们加入到效率不同的队列中。

   2、TOS是在第三层IP数据包中的8位TOS数据位以来标识优先级。这8位中前3位表示优先级后4位表示服务类型(分别为:最小延迟、最大吞吐量、最高可靠性、最小费用。只能其中一位为1即生效。如果全为0就表示一般服务)朂后一位一般不用,置0

   3、DSCP也是三层IP中的8位TOS字段表示优先级不同的是用了前6位表示优先级,可设0--63共64个等级。(把前6位中的前3位设为优先級后3位设为0,就可以实现DSCP和TOS互相映射兼容)  最后两位为早期拥塞通知。

注:标识VLAN帧帧标识:给通过中继链路传输的每个帧指定独特的鼡户定义ID该ID即为VLAN号。通过中继链路传输的每个帧将唯一的标识符加 入帧中,传输路径中的交换机收到这些帧后对标识符进行检查判斷帧属于哪个VLAN,然后将标识删除如果帧通过另一条trunk传输出去,将把VLAN 标识符重新加入到帧头中IEEE 802.1Q协议目的地址 ID和一个用户字段标识每帧。鼡户字段包含3个802.1p优先级位它们指出了帧的CoS,该值的取值范围为0(最低优先级)-7(最高优先级)来自本征VLAN的帧没有被标记(无vlan ID和用户字段,因此它們的CoS为接受交换机上配置的默认CoS值)ISL (二)保证转发和快速转发

   dscp用8位TOS字段中的前6位表示优先级,其中前6位中的最后一位为0(xxxxx0)为IANA所管理的標准保留。  最后两位为11(xxxx11)为实验性或本地使用保留。 最后两位为01(xxxx01)为实验性或本地或将来扩展保留。

主要讲第一种IANA所管理的标准保留。

1、AF:保证转发:用DSCP值来定义类别用6位优先级的前3位定义4种等优先等级,用4、5两位表示各类中的三种丢弃概率最后一位始终为0。

例: DSCP值嘚前六位为: 001 01 0  前三位001是优先级类为1, 4、5两位的丢弃概率为01即表示低丢弃率。DSCP值换成十进制为10

2、EF:快速转发:通过快速转发EF PHB提供区分服務所定义的最高级别的服务质量。   DSCP值为: 101110, 换算为十进制为46 这种服务一般提代给需要低丢弃率,低延迟低抖动,带宽有保障的高保障服務如点到点连接的端点,VOIP通信流等

(三) 区分服务的基本过程:

  边缘路由器对入站数据包根据各种方法进行分类。并对分类的数据包進行流量监管以免超过入站流量限制或对出站流量进行qos流量整形型控制,以免超过下游设备的流量并对超过流量的数据包进行多种方式处理,可以重新标记、丢弃、缓存处理等对数据包进行重新标记,然后送到不同的队列中不同的队列享用的带宽或优先级不同,以進行拥塞管理然后基于不同的队列做拥塞避免。

(四)分别讲解QOS各个过程的详解处理方式:

  分类是通过数据包的特定优先级或DSCP及其他预定嘚参数来区分数据包分类决定数据包的内部DSCP值,交换机或路由器根据内部DSCP值进行QOS数据包的处理

  如果只启用QOS,没有做任何QOS配置则所有通信流都被归为默认类别。 入站数据包的默认DSCP值为0不管其原来的DSCP值为多少。

注意:QOS是以内部DSCP值为依据的所以都要转换成内部DSCP值。

//此接ロ信任原数据包的ip优先级即原来的优先级是多少都转换为同级别的内部DSCP值。

     在分类映射表子句下用访问控制列表配置匹配条件(使用ACL ip哋址,入站接口指定匹配条件)

     再定义一个策略映射表并把类别映射表与策略映射表相关联

修改数据包的DSCP值进而影响内部DSCP值。因为交换機将根据新的而不是原来的DSCP值或COS值来决定内部DSCP值所以这些命令的执行结果相当于分类

    即分类中定义的方式,在策略映射表中重标记

  用蕗由策略标记:

    整型和策略都是控制通信流通过路由或交换机等网络设备时传输的速度。使用分类来区分通信流

    整型是测量通信流的频率并缓存超额通信流的传输,确保通信速率不超过指定值待空闲时再传输超额数据流

    对报文流量进行限制,对超出流量约定的报文进行緩冲

          令牌桶按用户设定的速度向桶中放置令牌(承诺速率)且令牌桶有用户设定的容量,当桶中充满令牌时令牌量将不再增加(令牌量昰设限的,固定的)

          当令牌桶中没有令牌时,报文不能被发送只有桶中生成新的令牌时,报文才可发送这可以限制报文的流量只能等于小于令牌生成的速度达到限制流量的目的。

   任何分类必须有队列才有效。不然就无效即哪个数据或哪个优先级进入哪个队列。

   队列的种类:先进先出队列;WFQ加权公平队列;PQ优先级队列;CQ自定义队列;CBWFQ基于类别的加权公平队列;LLQ低延迟队列;WRR加权轮询队列;

        不对报文进荇分类当报文进入接口的速度大于接口能发送的速度时,报文按照先后顺序进入队列传输除带宽小于2.048Mbps的串行接口以外(如E1接口或更小帶宽的接口默认队列方式是WFQ)的接口,默认队列方式都是FIFO

      A:自动根据数据报文的源、目的地、端口号、协议、优先级把数据划分到不同的队列,该过程称为散列用HASH算法完成。

      C:循环发送队列数据保证高优先级比低优先级先传;小数据包比大数据包先传。

      B:PQ优先级队列先传完高等级队列中的所有数据后才会传次低等级的数据如想传低等级队列中的数据,只有等到高等级队列、中等级队列、正常等级队列中的所囿数据都传完才轮到低等级队列中的数据的传输。当带宽较低而高等级队列中的数据较多时,低等级队列中的数据可能永远得不到传送

//定义队列号及队列优先级

      0号队列是超级优先队列,只有0号队列中的数据传输完才传输其他16个队列中的数据以保证高优先级业务数据。

      1-16号队列按用户给其分配的带宽比例以循环的方式传送不像PQ队列,高一级的传完才能传一下个等级的数据

      默认每个队列一次处理1500字节數据,依次传输可手工指定一个队列一次处理的字节数,以改变带宽利用

      也可按比例分配各队列的带宽。这些都是在拥塞的情况下茬没有拥塞的情况下,其他队列可以使用剩余的带宽

//按协议进行队列分配

       可根据各种条件为数据流分类,同一分类占用一个队列然后洅对每个队列设定权重、带宽、传输限制等。

       分类时要指明每个队列的长度,即该队列的最大数据存放量一个队列超过最大数量限制後,默认将使用尾丢弃的方法把超量的数据丢弃也可配置为WRED。

//基于访问列表的分类

       交换机每个队列配置权重值根据权重值按比例给队列分配带宽。(交换机支持4个队列)

       各队列之间进行轮流调度保证每个队列都得到传递。当然每个队列的数据传递量是按比例分配的

   HQ-WRR:这个调度算法是加以改进了,即把队列3定义为高优先级队列只有 队列3中的数据传输完了,其他队列才轮流调度

   通过监视网络通信流負载,拥塞避免能够预测和避免常见的网络瓶颈点发生拥塞通过复杂算法来丢弃数据包可避免拥塞。

  拥塞避免的种类:尾丢弃;RED随机预檢测;WRED加权随机早检测

    (1)即数据包到达交换机或路由器速率超过了路由器、交换机的缓存通信能力时路由器将丢弃数据包。即路由器沒有能力缓和存数据包了就把超过的数据包全丢弃,直到有能力有空间储存数据包

    (2)尾丢弃平等对待所有通信流。而不管内部DSCP值的夶小

    (3)多个TCP会话并行时,当多个TCP流的总量超过缓存能力时这些TCP会话将同时进入TCP慢启动。其结果是所有的TCP会话都降低了速度当缓存涳出时,所有的TCP会话又都传送数据到缓存又会造成缓存缺失。又进入慢启动形成锯齿状流量,而不能对单个TCP会话进行管理

     当输出缓沖器达到配置的阈值时,RED将随机丢弃数据包随着输出队列中的数据包增多,交换机将随机丢弃数据包来避免拥塞

     仅当输出队列未满时,RED才发挥作用输出队列填满程度超过RED的阈值后,数据包的丢弃概率将呈线性增加当输出队列被填满后,RED失效将使用尾丢弃方式丢弃數据包。

     WRED与RED的区别是WRED用ip优先级\DSCP值来区别丢弃策略,可以为不同ip优先级\DSCP值设定不同的队列长度队列阈值,丢弃概率从而对不同优先级嘚报文提供不同的丢弃特性。

    如:DSCP值不超过20的尽力而为的WRED丢弃阈值设为50%而DSCP值为20--30的报文的阈值设为80%。当队列流满到50%时路由器将随机丢弃DSCP徝为0--20的数据包。队列填充程度到80% 后交换机才开始丢弃DSCP为20--30的数据包。

三、集成服务(RSVP)

   1、提供端到端服务质量预留支持组播、单播的IP流。是发起主机到目的主机单向的

   2、RSVP也定期发送刷新消息维护RSVP状态。如果在一定时间内没收到消息将删除预留。需要发起者到目的之间嘚所有路由器都配置有RSVP预留

   4、RSVP有两种流预留的分类:独立预留和共享预留

      独立预留只有一个发送者发起流量;共享预留至少一个或多个發送者发起流量。通常这些流不同时操作

   5、发送者分为:显示发送者和通配符发送者。

  6、端到端:经过的每台路由器都必须满足两个条件財能提供RSVP服务

    RSVP启用路由器:任何在发送者和接收者之间配置这个RSVP协议的路由器

8、发送者到接收者预留RSVP的过程:

    (2)在到达目的地(接收鍺)路径中的每一台RSVP路由器读取RSVP消息。存储关于前一跳的IP地址信息并把自已的地址添加到消息中作为前一跳,并把消息传到下一跳路由

    (5)途径的路由器有资源且有权限则同意RSVP预留,否则就拒绝

    (6)发送者主机从最近的下一跳路由器,即从哪个接收到消息的路由器接收请求并开始使用预留路径。当发送者发送完数据后将发出teardown消息。路由器收到此消息清除RSVP预留

{next-hop-address} :下一跳地址,如果是接收者发起的预留则这里就是上一跳地址

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