QoS原理及配置解读课件

,60,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,杭州华三通信技术有限公司,HM-045 QoS原理及配置,ISSUE 5.1,日期：,杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播,HM-045 QoS原理及配置ISSUE 5.1日期：杭州华,QoS 的基本概念,流量监管及流量整形,拥塞管理及拥塞避免,课程目标,学习完本课程，您应该能够：,QoS 的基本概念课程目标学习完本课程，您应该能够：,QoS 的基本概念,报文的分类和标记,流量监管及整形,拥塞管理及避免,QoS调试,目录,QoS 的基本概念目录,QoS的基本概念,QoS: Quality of Service（服务质量）是指网络通信过程中，允许用户业务在丢包率、延迟、抖动和带宽等方面获得可预期的服务水平,IP QoS目标：,避免并管理IP网络拥塞,减少IP报文的丢失率,调控IP网络的流量,为特定用户或特定业务提供专用带宽,支撑IP网络上的实时业务,QoS的基本概念QoS: Quality of Servic,QoS可以满足多种网络应用要求，如：,控制资源：如可以限制骨干网上FTP使用的带宽，也可以给数据库访问以较高优先级。,可裁剪的服务：对于ISP（Inernet Service Provider，Internet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。,多种需求并存：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可以满足多种网络应用要求，如：,丢包,我,啊,三,张,是,本地这么说 .,我,啊,三,是,对方听到的是 .,？,Internet,丢包我啊三张是本地这么说 .我啊三是对方听到,延时,Internet,A,A,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,延时InternetAA发送的第一个bit接收的最后一个b,抖动,Internet,1,3,2,发送,接收,3,2,1,D3,D2,D1,D3=D2D1,抖动Internet132发送接收321D3D2D1D3=,带宽限制,IP,我要100,M,我要30,M,我要2,M,10M,带宽限制IP我要100M我要30M我要2M10M,IP QoS 三种模型,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,IP QoS 三种模型Best-Effort模型：是目前In,Best-Effort 模型,Best-Effort是单一的服务模型，也是最简单的服务模型,应用程序可任意发送任意报文，不需要事先得到批准或通知网络,网络尽最大可能发送这些报文，但对时延，可靠性等性能不提供任何保障,Best-Effort service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),Best-Effort 模型Best-Effort是单一的服,Best-Effort举例,：,如图所示为发生拥塞时，网络设备的一个接口在不支持QoS的情况下，报文的发送情况：,Best-Effort举例：如图所示为发生拥塞时，网络设备的,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模型为应用提供可控制的、端到端的服务,RSVP原理,我要预留,2Mbps带宽,OK！,我要预留,2Mbps带宽,我要预留,2Mbps带宽,我要预留,2Mbps带宽,OK！,OK！,OK！,开始通信,RSVP原理我要预留OK！我要预留我要预留我要预留OK！OK,RSVP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,周期性同相邻单元交换状态信息，协议报文开销大,不适合在大型网络中应用,RSVP的问题 要求端到端所有设备支持这一协议,DiffServ模型体系结构,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。,DiffServ模型体系结构DiffServ网络用户网络Di,DiffServ,举例：,图中则是一个用PQ（Priority Queuing）队列来支持QoS的报文发送情况:,DiffServ举例：图中则是一个用PQ（Priority,QoS 的基本概念,报文的分类和标记,流量监管及整形,拥塞管理及避免,QoS调试,目录,QoS 的基本概念目录,报文分类及标记,ACL , IP优先级,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,报文分类及标记ACL , IP优先级报文分类及标记是QoS,QoS 的基本概念,报文的分类和标记,流量监管及整形,拥塞管理及避免,QoS调试,目录,QoS 的基本概念目录,流量监管,drop,令牌桶,流分类,CAR (Committed Access Rate):约定访问速率,令牌桶算法,对流量进行控制,整形（shaping）使业务流输出的速率符合业务模型的规定,丢弃（droping）根据特定规则丢弃分组,打标记（marking）设置报文的DS域（或IP优先级）,流量监管drop令牌桶流分类CAR (Committed A,CAR 配置命令,定义规则,qos carl,carl-index, precedence,precedence-value,| mac,mac-address,在接口上应用CAR策略或ACL,qos car inbound | outbound any | acl,acl-number,| carl,carl-index, cir,committed-information-rate,cbs,committed-burst-size,ebs,excess-burst-size,green,action,red,action,在每个接口上（inbound和outbound方向上），一共可应用100条CAR策略,在应用策略前，应该先禁止快速转发功能,CAR 配置命令定义规则,CAR配置举例,H3C qos carl 1 precedence 3,H3C qos carl 2 precedence 5,H3C-ethernet0/0 qos car inbound any cir 800000 cbs 150000 ebs 0 green remark-prec-continue 5 red discard,H3C-serial1/0 qos car inbound any cir 80000 cbs 150000 ebs 0 green remark-prec-continue 3 red discard,H3C-serial0/0 qos car outbound carl 1 cir 80000 cbs 150000 ebs 0 green pass red discard,H3C-serial0/0 qos car outbound carl 2 cir 80000 cbs 150000 ebs 0 green pass red discard,E0/0,S0/0,S1/0,CAR配置举例H3C qos carl 1 preced,流量整形,队列,流分类,令牌桶,256Kbps,128Kbps,FR,128Kbps,GTS (Generic Traffic Shaping): 解决链路两边的接口速率不匹配,对报文的流量进行限制,对超出流量约定的报文进行缓冲,流量整形可能会增加延迟,令牌,流量整形队列流分类令牌桶256Kbps128KbpsFR12,GTS配置命令,为某一类别流配置整形参数,qos gts acl,acl-index,cir,committed-rate, cbs,burst-size, ebs,excess-burst-size, queue-length,queue-length, ,为所有的流配置整形参数,qos gts any cir,committed-rate, cbs,burst-size, ebs,excess-burst-size, queue-length,queue-length, ,这两条命令不能在同一接口使用,配置整形参数之前，应先关闭快速转发功能,Queue length 的默认值为 50,GTS配置命令为某一类别流配置整形参数,GTS配置举例,S0/0,S0/0,RouterA,RouterB,RouterA-Serial0/0 qos gts any cir 80000 cbs 150000 ebs 0 queue-length 1000,RouterB-Serial0/0 qos car inbound any cir 80000 cbs 150000 ebs 0 green pass red discard,GTS配置举例S0/0S0/0RouterARouterB,物理接口总速率限制,LR (Line Rate): 在一个物理接口上，限制接口发送报文（包括紧急报文）的总速率,LR采用了令牌桶进行流量控制, 所有经由接口发送的报文首先要经过LR的令牌桶进行处理,利用QoS丰富的队列来缓存报文,流分类,令牌桶,256Kbps,128Kbps,QoS队列,物理接口总速率限制 LR (Line Rate): 在一个,LR 的配置,LR的配置命令,qos lr cir,committed-rate, cbs,burst-size, ebs,excess-burst-size, ,LR的配置举例,H3C-Serial0/0 qos lr cir 80000 cbs 150000 ebs 0,S0/0,LR 的配置LR的配置命令LR的配置举例H3C-Seria,QoS 的基本概念,报文的分类和标记,流量监管及整形,拥塞管理及避免,QoS调试,目录,QoS 的基本概念目录,拥塞管理,输出队列,流分类,网络拥塞时，保证不同优先级的报文得到不同的QoS待遇，包括时延、带宽等。,将不同优先级的报文入不同的队列，不同队列将得到不同的调度优先级、概率或带宽保证,算法：,FIFO（ First In First Out ）,PQ（ Priority Queue ）,CQ（ Custom Queue ）,WFQ（ Weighted Fair Queuing ）,CBQ (Class Based Queue),拥塞管理输出队列流分类网络拥塞时，保证不同优先级的报文得到不,先进先出队列,FIFO (First In First Out): 算法简单，转发的速度快,所有报文统一对待，先进先出，没有任何区别,Internet 的默认服务模式Best-Effort采用的队列策略,转发数据包,先进先出队列 FIFO (First In First Ou,FIFO配置,配置FIFO队列中可容纳包的个数,qos fifo queue-length,queue-length,H3C 路由器接口的默认工作方式为FIFO,队列的默认长度为75，取值范围1-1024,查看接口配置的队列策略,display interface,interface-type,interface-number,H3C display interface s0/0,Input queue : (size/max/drops) 0/50/0,FIFO queueing: FIFO,Output queue: (size/max/drops),FIFO: 0/75/0,FIFO配置配置FIFO队列中可容纳包的个数 H3C d,优先队列,PQ (Priority queuing): 优先队列，可以保障高优先级队列的服务质量,PQ分为四个队列：High，Medium， Normal，Low,较高的优先级的队列优先调度,drop,流分类,Medium,Normal,High,Low,优先队列PQ (Priority queuing): 优先队,PQ配置命令(1),配置优先队列（Priority-list Queuing）,根据接口配置优先队列,qos pql,pql-index,inbound-interface,type number,queue top | middle | normal | bottom ,根据网络层协议配置优先队列,qos pql,pql-index,protocol,protocol-name,queue-key key-value,queue top | middle | normal | bottom ,配置缺省优先队列,qos pql,pql-index,default-queue,top,|,middle,|,normal,|,bottom,缺省情况下，未建立任何缺省优先队列,PQ配置命令(1)配置优先队列（Priority-list,PQ配置命令(2),在接口上应用优先队列组,qos pq pql,pql-index,指定优先队列的队列长度（可选）,qos pql,pql-index,queue top | middle | normal | bottom queue-length,queue-length,优先队列的缺省长度值,队列,长度,top,20,middle,40,normal,60,bottom,80,PQ配置命令(2)在接口上应用优先队列组队列长度top20m,PQ配置举例,H3C acl 2000,H3C-acl-2000 rule permit ip source 10.10.0.0 0.0.255.255,H3C qos pql 1 protocol ip acl 2000 queue top,H3C qos pql 1 inbound-interface serial 1/0 queue bottom,H3C qos pql 1 default-queue middle,H3C qos pql 1 queue top queue-length 10,H3C-Serial0/0 qos pq pql 1,S0/0,S1/0,10.10.0.0/16,PQ配置举例H3C acl 2000S0/0S1/010,定制队列,CQ (Custom queuing): 定制队列，用户可配置队列占用的带宽比例关系,CQ共分为17个队列: 0号队列为系统队列，优先调度; 1-16为用户队列，轮询调度,各队列在统计规律上满足用户配置的带宽比例,drop,流分类,Queue 0,Queue 1,Queue 2,Queue 16,定制队列CQ (Custom queuing): 定制队列，,CQ配置命令(1),配置定制队列（Custom-list Queuing）,根据接口配置定制队列,qos cql,cql-index,inbound-interface,type,number,queue,queue-number,根据网络层协议配置定制队列,qos cql,cql-index,protocol,protocol-name queue-key key-value,queue,queue-number,配置缺省定制队列,qos cql,pql-index,default-queue,queue-number,未配置缺省定制队列，缺省队列的缺省值为1。,CQ配置命令(1)配置定制队列（Custom-list Qu,CQ配置命令(2),在接口上应用定制队列组,qos cq cql c,ql-index,配置定制队列的队列长度（可选）,qos cql,cql-index,queue,queue-number,queue-length,queue-length,配置定制队列连续发送字节数（可选）,qos cql c,ql-index,queue,queue-number,serving,byte-count,CQ配置命令(2)在接口上应用定制队列组,CQ配置举例,S0/0,S1/0,10.10.0.0/16,H3C acl 2000,H3C-acl-2000 rule permit ip source 10.10.0.0 0.0.255.255,H3C qos cql 1 protocol ip acl 2000 queue 1,H3C qos cql 1 queue 1 queue-length 100,H3C qos cql 1 queue 1 serving 5000,H3C qos cql 1 inbound-interface serial 1/0 queue 2,H3C qos cql 1 queue 2 queue-length 90,H3C qos cql 1 queue 2 serving 1000,H3C-serial0/0 qos cq cql 1,CQ配置举例S0/0S1/010.10.0.0/16H3C,数据流: 源IP地址，目的IP地址，源端口号，目的端口号，协议号，优先级相同,加权公平队列,WFQ (Weighted fair queuing): 加权公平队列，保证相同优先级业务间公平，不同优先级业务间加权,最大队列数目可配置(16-4096),采用HASH算法尽量将不同的数据流分入不同的队列，自动完成,权值依赖于IP报文头中携带的IP优先级,drop,流分类,Queue 1,Queue 1,Queue 2,Queue N,N=16,322048,4096,数据流: 源IP地址，目的IP地址，源端口号，目的端口号，协,WFQ配置,配置命令,qos wfq ,queue-length,max-queue-length, queue-number,total-queue-number, ,Max-queue-length,的缺省值为64个报文,Total-queue-number,的缺省值为256个动态队列,配置举例,S0/0,H3C-Serial0/0 qos wfq queue-length 64 queue-number 512,WFQ配置配置命令配置举例S0/0H3C-Serial0/,基于类的队列,CBQ（基于类的队列，Class Based Queue）是对WFQ 功能的扩展，为用户提供了定义类的支持。,将PQ 特性引入CBQ，称其为LLQ（Low Latency Queuing，低延迟队列），为语音报文这样的对延迟敏感的数据流提供严格优先发送服务。,drop,流分类,LLQ,Queue 1,Queue 2,Queue 64,LLQ,基于类的队列CBQ（基于类的队列，Class Based Q,CBQ的基本概念,类,CBQ根据设定的规则匹配输出的数据包，并将它们放入不同的队列。,流行为,匹配类的流量行为，即一组具体的QoS特性。,策略,一组类和相应的流行为的集合。,CBQ的基本概念类,系统预定的类,系统预定的类,系统预定义了一些类，并为这些类定义了通用的规则，用户定义策略时可直接使用这些类，这些类包括：,缺省类Default class,：匹配的是缺省数据流。,基于DSCP 的预定义类，,ef、af1、af2、af3、af4：分别匹配IP DSCP 值ef、af1、af2、af3、af4,基于IP 优先级的预定义类，,ip-prec0，ip-prec1，ip-prec7：分别匹配IP 优先级0，1，7,基于MPLS EXP 的预定义类，,mpls-exp0，mpls-exp1, mpls-exp7：分别匹配MPLS EXP 值0，1，7,系统预定的类系统预定的类,系统预定义的流行为,系统预定义的流行为,系统预定义了一些流行为，并为这些流行为定义了QoS 特性,ef：定义了一个特性为入EF 队列，占用带宽为接口可用带宽的20%,af：定义了一个特性为入AF 队列，占用带宽为接口可用带宽的20%,be：不定义任何特性,系统预定义的流行为系统预定义的流行为,系统预定义的策略,系统预定义的策略,系统预定义了一个策略，为该策略指定了使用的预定义类，并为这些类指定预定义的动作。该策略名为default，具有缺省的CBQ 动作。,default 策略的具体规则如下：,预定义类ef，采用预定义流行为ef,预定义类af1af4，采用预定义流行为af,default-class 类，采用预定义流行为be,系统预定义的策略系统预定义的策略,定义类并配置其匹配规则,定义类并进入类映射视图(在系统视图下),traffic classifier,tcl-name,operator,and | or, ,用户定义的类名,tcl-name,不允许为系统预定义类。缺省为,and,，即类视图下各匹配规则之间的关系为逻辑与。,定义类的匹配规则,if-match,not,any,定义匹配所有数据包的规则,if-match,not,classifier,tcl-name,定义classifier 匹配规则,if-match,not,acl,access-list-number,定义ACL 匹配规则,if-match,not,destination-mac,|,source-mac,mac-address,定义MAC 地址匹配规则,定义类并配置其匹配规则定义类并进入类映射视图(在系统视图下),定义类并配置其匹配规则,if-match,not,inbound-interface,interface-name | interface-type interface-number,定义类的入接口匹配规则,if-match,not,dscp,dscp-value,定义DSCP 匹配规则,if-match,not,ip-precedence,ip-precedence-value,定义IP 优先值匹配规则,if-match,not,rtp start-port,starting-port-number,end-port,end-port-number,定义RTP 协议端口匹配规则,if-match,not,protocol,protocol-name,定义协议匹配规则,定义类并配置其匹配规则if-match not in,定义流行为并配置其特性,定义一个流行为并进入流行为视图,traffic behavior,behaviorname,behavior-name,：流行为名，不允许为系统预定义流行为,配置流行为特性,queue af bandwidth,bandwidth,|,pct,percentage,配置确保转发（AF），并配置最小可保证带宽,queue ef bandwidth,bandwidth,cbs,burst, |,pct,percentage,配置加速转发（EF），并配置最大带宽,queue wfq,queue-number,total-queue-number,配置采用公平队列,queue-length,queue-length,配置最大队列长度,该命令必须在配置了queue af 和queue wfq 后使用；执行undo queue af或undo queue wfq 命令，则queue-length 也同时被取消,定义流行为并配置其特性定义一个流行为并进入流行为视图,定义流行为并配置其特性,wred,dscp | ip-precedence,配置丢弃方式为随机丢弃方式,该命令必须在配置了,queue af,或,queue wfq,后使用,wred weighting-constant,exponent,配置WRED 计算平均队长的指数,需配置了,queue af,，并已用,wred,使能了WRED 丢弃方式后才可以配置该命令。,wred dscp,dscp-value,low-limit,low-limit,high-limit,high-limit,discard-probability,discard-prob,配置WRED 各DSCP 的下限、上限和丢弃概率分母,wred ip-precedence,precedence,low-limit,low-limit,high-limit,high-limit,discard-probability,discard-prob,设置WRED 各优先级的下限、上限和丢弃概率分母,定义流行为并配置其特性wred dscp | ip-pr,定义流行为并配置其特性,car cir,committed-information-rate,cbs,committed-burst-size,ebs,excess-burst-size, green,action,red,action,配置使用流量监管,gts cir,committed-information-rate,cbs,burst-size,ebs,excess-burst-size,queue-length,queue-length, ,配置使用流量整形,remark dscp,dscp-value,配置标记报文的DSCP 值,remark ip-precedence,ip-prec-value,配置标记报文的IP 优先级值,remark fr-de,fr-de-value,配置标记FR 报文的DE 标志位的值,定义流行为并配置其特性car cir committed-,配置策略,定义策略并进入策略视图,qos policy,policy-name,策略创建时，具有缺省类default-class，该类关联be 行为。,在策略中为类指定采用的流行为,classifier,tcl-name,behavior,behavior-name,在接口或ATM PVC 应用关联的策略,qos apply policy,policy-name,inbound,|,outbound,配置策略定义策略并进入策略视图,CBQ配置举例,定义类class1，其匹配规则为 IP precedence 为5：,H3C traffic classifier class1,H3C-classifier-class1 if-match ip-precedence 5,定义一个名叫 test的流行为, 配置流的最小带宽为 200Kbps ，最大队列长度为 16。,H3C traffic behavior test,H3C-behavior-test queue af bandwidth 200,H3C-behavior-test queue-length 16,定义策略 huawei, 并在其中为类 class1指定流行为 test 。 最后将该策略应用在接口 Ethernet6/0的出方向上。,H3C qos policy huawei,H3C-qospolicy-huawei classifier class1 behavior test,H3C-Ethernet6/0 qos apply policy huawei outbound,CBQ配置举例定义类class1，其匹配规则为 IP pre,拥塞避免,传统的尾丢包在网络发生拥塞时对报文全部丢弃，并不加以区分,TCP慢启动导致全局同步化,进行拥塞避免，在网络没有发生拥塞以前根据队列状态进行有选择性的丢包,算法：RED、WRED,时间 t,带宽利用率,拥塞避免传统的尾丢包在网络发生拥塞时对报文全部丢弃，并不加以,拥塞避免,WRED (Weighted Random Early Detection): 加权随机早期检测,采用随机丢弃的策略，避免了尾部丢弃的方式而引起TCP全局同步,根据当前队列的深度来预测拥塞的情况,根据优先级定义不同的丢弃策略，定义上限阈值和下限阈值,相同的优先级不同的队列，队列长度越长丢弃概率越高,drop,流分类,Queue 1,Queue 1,Queue 2,Queue N,N=16,322048,4096,下限阈值,上限阈值,拥塞避免 WRED (Weighted Random Ear,WRED配置命令,使能WRED,qos wred,配置WRED计算平均队长的指数（可选）,qos wred weighting-constant,exponent,exponent,的值表示WRED对实际队列长度的变化灵敏度，越小越灵敏,配置WRED各优先级参数（可选）,qos wred ip-precedence,ip-precedence,low-limit,low-limit,high-limit,high-limit,discard-probability,discard-prob,丢弃概率分母的倒数将作为最大丢弃的概率：该值越小，丢弃概率越大,WRED配置命令使能WRED,WRED配置举例,H3C-Serial0/0 qos wfq,H3C-Serial0/0 qos wred,S0/0,WRED配置举例H3C-Serial0/0 qos wf,QoS 的基本概念,报文的分类和标记,流量监管及整形,拥塞管理及避免,QoS调试,目录,QoS 的基本概念目录,QoS信息的监控与维护,显示接口的QoS配置情况和统计信息,display qos car | qts | lr | cq | pq | wfq | cbq | wred interface,type number,显示PQ和CQ的队列列表内容,display qos cql | pql | cbq ,QoS信息的监控与维护显示接口的QoS配置情况和统计信息,QoS原理及配置解读课件,