H3C IP QoS原理及实现

,95,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,第,5,章,IP,Qos,原理及实现,ISSUE 1.1,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,随着计算机网络的高速发展，敏感且实时性强的语音、图像和其它重要数据同时在网上传输，使得人们对网络传输质量的要求也越来越高，人们期望报文在吞吐量、延迟、延迟抖动和丢包率等方面获得一定程度上的服务保证，期望可以根据客户类型提供有差别的服务。解决这些问题的一个途径是增加网络的带宽，但带宽的增加毕竟是有限的，且代价昂贵，它也只能在一定程度上缓解这个问题。提供,QoS,将是人们对未来,IP,网络的基本要求,。,引入,掌握,QoS,的基本概念,掌握报文的分类和标记方法,掌握流量整形与监管,掌握拥塞避免与队列调度技术,掌握,QoS,的基本应用,课程目标,学习完本课程，您应该能够：,网络中的常见性能指标及问题,QoS,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,应用实例,目录,网络带宽（,Bandwidth,）,RTA,PC1,RTB,RTC,PC2,2M,数据流,BW,max,=min(100M, 2M, 10M, 1000M)=2M,10M,1000M,100M,网络带宽用于衡量网络的吞吐能力，单位为,bps,。,网络带宽的最大值为数据转发路径上最小链路的带宽值。,如果网络上存在多个数据流，它们将互相竞争带宽。,网络带宽取决于物理链路的速率，通过,QoS,技术可以提高网络带宽的利用效率,。,网络延迟（,Delay,）,RTA,PC1,RTB,RTC,PC2,Delay=(T1+P1+S1)+(T2+P2+S2)+(T3+P3+S3),传输延迟,T1,调度延迟,P1,串行延迟,S1,传输延迟,T2,调度延迟,P2,串行延迟,S2,传输延迟,T3,调度延迟,P3,串行延迟,S3,数据流,网络延迟用于衡量网络传输时间长短，单位为,ms,。,单个网络设备的延迟包括传输延迟、调度延迟、串行延迟。,网络延迟为数据转发路径上所有网络设备延迟的总和。,实时应用比较关注延迟大小，如语音、视频等应用。,抖动（,Jitter,）,RTA,PC1,RTB,RTC,PC2,Jitter=abs(T1-T2),数据包一,数据包二,时延,T1,时延,T2,1,2,1,2,抖动用于衡量网络时延的稳定性，单位为,ms,。,同一个数据流的不同数据包，在网络中经历的延迟可能不同，从而产生抖动。,抖动对实时应用的影响较大（如语音、视频等应用），会造成失真。,网络丢包（,Packet Loss,）,100M,10M,4,FIFO Queue,1,2,3,4,Drop,网络丢包用于衡量网络的可靠性，单位为,pps,或者百分比。,网络发生拥塞的情况下，由于所有队列被占满，必然导致部分数据包被丢弃。,通过拥塞管理技术可以实现区分式服务，保证关键数据流优先转发。,通过早期丢弃技术可以平滑网络流量，防止网络流量的全局同步问题。,Queue Length=3,网络中的常见性能指标及问题,QoS,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,应用实例,目录,IP,QoS,两大模型,QoS,的实现模型主要有,IntServ,（,Integrated Service,，集成服务）和,DiffServ,（,Differentiated Service,，区分服务）。,IntServ,模型是端到端的基于流的,QoS,技术，它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,模型是一种基于类的,QoS,技术，它在网络边界将数据流按,QoS,要求进行简单分类，并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。,DiffServ,模型的服务,报文分类和标记,流量监管,流量整形,拥塞管理,拥塞避免,报文分类也称为流分类，是将报文分为多个优先级或多个服务类。,如使用,IP,报文头的,TOS,字段（,Type of Service,，服务类型），可以将报文最多分成六类（另外两个值保留为其他用途）。,在报文分类后，就可以将其它的,QoS,特性应用到不同的分类，如拥塞管理、带宽分配等。,报文分类,报文标记,ID,Offset,TTL,Proto,FCS,IP-SA,IP-DA,Data,DSCP,IP Precedence,CU,ToS,IP,v4,报文头,MBZ,RFC1349,RFC2474,D,T,R,C,7,6,5,4,3,2,1,0,7,6,5,4,3,2,1,0,DSCP,CU,Version,Length,ToS,1Byte,Len,拥塞管理,FIFO,是队列机制中最简单的，只按照到达的先后决定分组的转发次序 。,PQ,PQ,严格按照优先级别来对数据进行转发。优先发送较高优先级队列中的分组；当较高优先级队列为空时，再发送较低优先级队列中的分组。,CQ,CQ,采用,Round Robin,调度方式，从每个队列取出指定字节的报文发送，克服了,PQ,的“饿死”问题。,拥塞管理（续）,WFQ,WFQ,对报文按流进行分类，采用,HASH,算法将每个流被分配到一个队列。优先级数值越小，所得带宽越少；优先级的数值越大，所得带宽越多。,CBQ,CBQ,是对,WFQ,功能的扩展，为用户提供了定义类的支持。,包括提供,EF,的,LLQ,、提供,AF,的,BQ,、对缺省类的,WFQ,服务。,CBQ,首先根据,IP,优先级或者,DSCP,、输入接口、,IP,报文的五元组等规则来对报文进行分类。,不同类别的报文进入不同的队列。对于不匹配任何类别的报文，报文被送入系统定义的缺省类。,流量监管,流量监管（,Policing,）通过监督进入网络的某一流量的规格，限制它在一个允许的范围内。若某个连接的报文流量过大，就丢弃报文，或重新设置该报文的优先级，以保护网络资源和运营商的利益不受损害。,.,.,.,令牌桶,分类,继续发送,令牌,通过,丢弃,需由此接口,发送的报文,按规定速度向,桶中存放令牌,流量整形,GTS,（,Generic Traffic Shaping,，通用流量整形）,通过限制流出某一网络的某连接的流量和突发，使这类报文在某个接口以比较均匀的速度向外发送,通常使用缓冲区和令牌桶来实现。令牌桶以来控制发送速度，超过流量的报文放在缓冲区中缓存，以后再定时发送,.,.,.,令牌桶,分类,继续发送,令牌,通过,需由此接口,发送的报文,按规定速度向,桶中存放令牌,GTS,队列,拥塞避免,拥塞避免技术一般用于网络的瓶颈处。,监控网络流量，避免在网络瓶颈处发生拥塞，防止出现,TCP,全局同步现象，提高资源使用效率。,通过丢弃报文可以达到避免拥塞的目的。,包括,RED,、,WRED,、尾丢弃等技术。,分类,需由此接口,发送的报文,.,.,.,queue 1,queue N1,queue 2,.,.,.,WRED,丢弃,离开接口的报文,出队调度,网络中的常见性能指标及问题,QoS,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,应用实例,目录,入接口,接收报文,源地址,目的地址,源端口,目的端口,TOS,分类,RED,WRED,丢弃,拥塞检测,/,避免,FIFO,PQ,CQ,WFQ,CBWFQ,入队,CAR,GTS,出队,丢弃,流量整形,/,监管,令牌桶,令牌,出接口,报文分类,队列技术,拥塞避免,流量监管与流量整形,信令和资源预留,ATM,接口,QOS,FR QOS,DiffServ,服务模型,DiffServ,的业务分类与调整,业务分类,(classifying),：通过业务分类可以使其获得不同的服务。这种不同的服务通过对业务进行调整以及设置一定的,DS,值来实现,业务调整,(condition),包括：测量,(metering),、标记,(marking),、,丢弃,(dropping),、整形,(shaping),等机制。用以确保进入,DS,域的业务流符合,TCA,的规则,业务的分类和调整一般只发生在网络边缘。,分类,测量,标记,整形,/,丢弃,数据包,分类（,Classifying,）,含义：在特定的规则下，根据包头的某些内容选择分组。,分类有两种方式,BA,（,Behavior Aggregate,）,：基于,IP,包头中的,DS,域。,MF,（,Multi Field,）,：基于,IP,包头中的某些域的集合，例如：源,/,地址、,DS,、,协议号、源,/,目的端口号等等。,标记,/,整形,/,丢弃,标记（,Marking,）,设置报文的,DS,域。,DS,域的设置一般只发生在网络边缘,。,整形（,Shaping,）,使业务流中的分组延时输出以符合业务模型的规定。,丢弃（,Dropping,）,根据特定规则丢弃分组。,封装的报文格式,二层头,IP,头,数据,802.1Q/p,帧封装的报文格式,Preamble.,Start Frame,delimiter,DA,SA,TYPE,Tag,4bytes,PT,DATA,FCS,3,个,bit,用于,802.1p,优先级,IP,包封装的报文格式,Version,TOS,Len,ID,Offset,TTL,Proto,FCS,IP-SA,IP-DA,DATA,IP,优先级或,DSCP,报文的封装格式,Pream,.,SFD,DA,SA,TYPE,Tag,4bytes,PT,DATA,FCS,以太网帧,PRI,CFI,VLAN ID,3,个,bit,用于,802.1p,优先级,802.1Q/p,的头,典型的应用,COS,值,7,6,5,4,3,2,1,0,保留,保留,语音传送,视频会议,呼叫信令,高优先级数据,中等优先级数据,普通传送数据,以太网中的优先级,COS,DSCP,（,DiffServ,Code Point,，差分服务编码点,）,-,DiffServ,的信令,IETF,DiffServ,工作组将,IP,报文头,ToS,字节的6比特重新定义为,DSCP,，,ToS,字节改名为,DS,字节,。,DSCP,DiffServ,需要网络根据分组报头中的信息为分组提供服务，这个信息就是,DiffServ,解决方案中的带内信令,。,最初使用,3,比特的,IP Precedence,作为,DiffServ,的带内信令,现在,IP Precedence,和,DSCP,都可用来支撑,DiffServ,，,DSCP,的定义也向前兼容,IP Precedence,。,各厂家的,IP,QoS,都同时支持,IP Precedence,、,DSCP,及相互之间的转换。,目前,IP Precedence,和,DSCP,在现实网络中都有实际的应用。,IP Precedence,vs,DSCP,COS,与,DSCP,的映射关系,COS,到,DSCP,的映射,DSCP,到,COS,的映射,COS 0 = DSCP 0,COS 1 = DSCP 8,COS 2 = DSCP 16,COS 3 = DSCP 24,COS 4 = DSCP 32,COS 5 = DSCP 40,COS 6 = DSCP 48,COS 7 = DSCP 56,DSCP 0-7 = COS 0,DSCP 8-15 = COS 1,DSCP 16-23 = COS 2,DSCP 24-31 = COS 3,DSCP 32-39 = COS 4,DSCP 40-47 = COS 5,DSCP 48-55 = COS 6,DSCP 56-63 = COS 7,PHB,（,Per-Hop Behaviors,）,PHB,是网络节点对报文调度、丢包、监管和整形的处理,每类,PHB,都对应一组,DSCP,PHB,只定义了一些外部可见的转发行为，没有指定特定的实现方式,IETF,DiffServ,工作组目前定义了四种,PHB,Default PHB,Class-Selector PHB,EF,AF,单中继段行为, PHB,IETF,目前定义的四种,PHB,Default PHB,DSCP,为“,000000”,；代表当前,Internet,尽力而为的服务,Class-Selector PHB,，,DSCP,为“,XXX000”,，,X,为,0,或,1,；代表的服务等级与在现有网络中使用的,IP Precedence,保持相同，当,X,为全,0,时，就是,Default PHB,Expedited Forwarding PHB,，,DSCP,为“,101110”,；代表,DiffServ,网络中最高的服务质量，在有带宽确保的情况下，发包速度大于收包速度，适用于,VOIP,、虚拟租用线等实时业务；可通过优先队列、低时延队列或,RTP,实时队列等多种队列机制来实现,Assured Forwarding PHB,，,RFC2597,；,代表带宽有保证、时延可控的服务，适用于视频业务、,VPN,业务等，,AF PHB,定义了,4,个服务等级（分别对应一定的带宽及缓存），每个服务等级有,3,个分组丢弃优先级,在,QoS,具体实施过程中，网络运营商可根据业务的需求，采用多种机制灵活定义,DSCP,及,PHB,，,例如可用,“,101110,”,或,“,101,”,代表,EF PHB,，,EF PHB,可通过优先队列、,RTP,实时队列或低时延队列来实现,丢包优先级,AF1,AF2,AF3,AF4,低,中,高,001010,001100,001110,010010,010100,010110,011010,011100,011110,100010,100100,100110,IETF,目前定义的四种,PHB,（续）,报文分类实例,报文分类是将依据,IPv4,报文头的,ToS,字段,（,Type of Service,）,将报文分成多个优先级或多个服务种类。用户可以将报文最多分成六类（另外两个值保留为其它用途）。对报文分类后，就可以实现将,QoS,应用到不同分类上。,分类实例,所有接口收到的报文置为最高优先级,所有,FTP,流量都分类成低优先级,从特定,IP,地址发出的视频流量被分类为中等优先级别,流向特定目的地址的流量被分类为高优先级,报文分类及标记,LD2,LD1,LD3,LU1,含义：在特定的规则（,TCA,）下，根据,IP,包头的某些内容选择分组。,分类方式,：,BA,（,Behavior Aggregate,）：基于,IP,包头中的,DS,域（或,IP,优先级）。,MF,（,Multi Field,）：基于,IP,包头中的某些域的集合，例如：源,/,目的地址、,DS,（或,IP,优先级）、协议号、源,/,目的端口号等等。,作用：,QoS,执行服务的基础。,处理：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。,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,定义类的入接口匹配规则,if-match not inbound-interface,interface-name,|,interface-type interface-number,定义,DSCP,匹配规则,if-match not ,dscp,dscp,-value,定义,IP,优先值匹配规则,if-match not ,ip,-precedence,ip,-precedence-value,定义,RTP,协议端口匹配规则,if-match not ,rtp,start-port,s,tarting-port-numbe,r,end-port,end-port-number,定义协议匹配规则,if-match not protocol,protocol-name,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,behavior,name,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,（续）,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,（续）,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,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,网络中的常见性能指标及问题,QoS,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,应用实例,目录,令牌桶工作原理 （一）,IETF,建议采用,srTCM,（,A Single Rate Three Color Marker,，,RFC2697,）算法或,trTCM,（,A Two Rate Three Color Marker,，,RFC2698,）算法对流量进行评测，根据评估结果为报文打颜色标记，即绿色、黄色和红色 。,SrTCM,和,trTCM,算法均采用两个令牌桶对到达的报文进行评估，允许流量在某种级别上突发,srTCM,更关注报文尺寸的突发，,trTCM,则关注速率的突发,。,srTCM,与,trTCM,算法有两种工作模式,色盲模式（,Color-Blind,）,感色模式（,Color-Aware,）,令牌桶工作原理 （二）,srTCM,算法（单速率三色标记器 ）,CIR,（,Committed Information Rate,，承诺信息速率）,CBS,（,Committed Burst Size,，承诺突发尺寸）,EBS,（,Excess Burst Size,，超额突发尺寸）,C,桶,E,桶,令,令,令,令,令,令,令,EBS,CBS,Tc,和,Te,表示桶中的令牌数量,初始化时，,Tc,=CBS,，,Te=EBS,Tc,和,Te,在每秒钟内更新,CIR,如果,Tc,CBS,，则,Tc,增加,1,如果,Te=0,Tc,降低,B,到达报文,（报文大小为,B,）,Te-B=0,Te,降低,B,到达报文,（报文大小为,B,）,Tc,-B0,Te-B=0,Tc,降低,B,到达报文,（报文大小为,B,）,Te-B=0,Te,降低,B,到达报文,（报文大小为,B,）,Tc,Te,不,降低,1.,2.,3.,令牌桶工作原理 （五）,TrTCM,算法 （双速率三色标记器,）,CIR,（,Committed Information Rate,，承诺信息速率）,PIR,（,Peak Information Rate,，峰值信息速率）,CBS,（,Committed Burst Size,，承诺突发尺寸）,CBS,（,Committed Burst Size,，承诺突发尺寸）,C,桶,P,桶,令,令,令,令,令,令,令,PBS,CBS,Tc,和,Tp,表示桶中的令牌数量,初始化时，,Tc,=CBS,，,Tp,=PBS,Tc,和,Tp,在每秒内分别更新,CIR,和,PIR,次，每次更新增加一个令牌，除非桶满,令牌桶工作原理 （六）,TrTCM,算法 （双速率三色标记器 ）,色盲模式（,Color-Blind,）,到达报文,（报文大小为,B,）,Tp,-B0,到达报文,（报文大小为,B,）,Tc,-B=0,，,Tp,-B=0,Tc,Tp,都降低,B,1.,2.,3.,令牌桶工作原理 （七）,TrTCM,算法 （双速率三色标记器 ）,感色模式（,Color-Aware,）,到达报文,（报文大小为,B,）,或,Tp,-B0,到达报文,（报文大小为,B,）,Tc,-B=0,，,Tp,-B=0,Tc,Tp,都降低,B,1.,2.,3.,或,Tc,-B,实际,CBS,B,实际,CBS,EBS,CBS,实际,CBS,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）,流量整形,队列,流分类,令牌桶,256Kbps,128Kbps,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,FR,FR,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,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,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,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,网络中的常见性能指标及问题,QoS,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,应用实例,目录,拥塞管理与队列调度,目的：网络拥塞时，保证不同优先级的报文得到不同的,QoS,待遇。,方式：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,）,CBWFQ,（,Class Based Weighted Fair Queuing,）,LD,输出队列,优先队列,金牌服务,银牌服务,铜牌服务,LU,流分类,丢包策略,丢弃,发送,入队,出队,调度,IP & MPLS,报文,FIFO,（,First In First Out,）先进先出队列，报文入队的顺序和报文出队的顺序相同，算法简单，转发的速度快,丢包策略可采用尾丢弃、,RED,和,WRED,（,基于,IP Pre,或,EXP,）,所有报文被等同处理，简单、高效，没有任何附加开销,Internet,的默认服务模式,Best-Effort,采用的队列策略,无,QOS,FIFO ,先进先出队列,FIFO,配置,配置,FIFO,队列中可容纳包的个数,qos,fifo,queue-length,queue-length,Quidway,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 interfaces,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,优先队列，分为,4,个队列，分别为,top,、,middle,、,normal,和,bottom,根据报文的输入接口、满足,ACL,情况、,IP Precedence,、,DSCP,、,EXP,、,Label,等规则对报文进行分类，进相应队列,PQ,中每一个队列的丢包策略可采用尾丢弃、,RED,和,WRED,为不同的业务定义不同的调度策略，由于涉及到复杂的流分类，系统资源存在一定的开销,丢包,发送,入队,出队,调度,丢包,丢包,丢包,分类器,IP & MPLS,报文,top,middle,normal,bottom,PQ ,优先队列,PQ,配置命令（一）,配置优先队列（,Priority-list,Queueing,）,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,protoco,l,protocol-name,queue-option,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（二）,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,配置举例,H3C,acl,number 3000,H3C-acl-3000 rule permit,ip,source 10.10.0.0 0.0.255.255,H3C,qos,pql,1 protocol,ip,acl,3000 queue top,H3C,qos,pql,1 inbound-interface serial 0/1 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,S0/1,10.10.0.0/16,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。,根据报文的输入接口、满足,ACL,情况、,IP Precedence,、,DSCP,、,EXP,、,Label,等规则对报文进行分类，进相应队列。,CQ,中每一个队列的丢包策略可采用尾丢弃、,RED,和,WRED,。,可为不同的业务定义不同的调度策略，系统资源存在一定的开销,丢包,.,入队,出队,调度,丢包,丢包,分类器,IP & MPLS,报文,1,2,16,.,.,.,.,.,发送,CQ ,定制队列,CQ,配置命令（一）,配置定制队列（,Custom-list,Queueing,）,根据接口配置定制队列,qos,cql,cql,-index,i,nbound-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-option,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，缺省的定制队列号为,16,CQ,配置命令（二）,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,配置举例,10.10.0.0/16,H3C,acl,3000,H3C-acl-3000 rule permit,ip,source 10.10.0.0 0.0.255.255,H3C,qos,cql,1 protocol,ip,acl,3000 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 0/1 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,S0/0,S0/1,WFQ (Weighted fair queuing),：,公平队列，根据源和目的,I,P,地址、,TCP,或,UDP,的源和目的端口号、,Label,进行,HASH,，不同的数据流分入不同的队列，自动完成。,所有队列的丢包策略可同时采用尾丢弃、,RED,和,WRED,（,基于,IP Pre,或,EXP,），权值依赖于,IP,报文头中携带的,IP,优先级,简单、高效，没有任何附加开销,丢包,.,入队,出队,调度,丢包,丢包,HASH,IP & MPLS,报文,1,2,2N,.,.,.,.,.,发送,WFQ ,公平队列,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,RTPQ,实时队列，单独一个队列，被绝对优先调度；所有在指定,UDP,端口号范围内的,RTP,报文，通过测量器，如果满足约定进入该队列,由于可以确保进入,RTPQ,实时队列的报文速度（通过测量器后的）小于接口发包能力，,RTPQ,实时队列只采用尾丢弃,简单、高效，确保语音包的服务质量,丢包,入队,优先出队,调度,分类器,IP & MPLS,报文,发送,RTP,实时队列,RTP,报文,其他队列机制，如：,FIFO,、,PQ,、,CQ,、,WFQ,、,CBQLLQ,测量,丢弃,RTPQ,实时队列,IP & MPLS,报文,发送,入队,出队,调度,分类器,.,丢包,LLQ,1 BQ,63 BQ,.,.,.,.,.,丢包,64 FIFO/WFQ,RTP,实时队列,测量,丢包,丢包,测量,测量,测量,系统会自动将,BQ,以及,LLQ,的部分资源预留给,MPLS DS TE,CBQ/LLQ,二层协议队列,RTP,实时队列,其他队列机制，如：,FIFO,、,PQ,、,CQ,、,WFQ,、,CBQLLQ,入队,分类器,IP & MPLS,报文,二层协议报文,出队,调度,发送,队列管理及拥塞避免模块,二层协议队列，用来缓存二层链路控制报文，如,PPP,协商及维护报文、,HDLC,的,KEEPALIVE,报文、,ATM,的,OAM,及,FR,的,LMI,等，最优先发送，没有带宽限制,RTP,实时队列，用来缓存语音报文，有带宽限制，次优先发送,对于其他队列机制，利用剩下的系统资源进行调度；对于,CBQLLQ,，,LLQ,用来缓存,EF,业务报文，有带宽限制，被优先调度；对于,BQ,，,按其所占用接口带宽的权值进行调度,各种队列的相互配合,拥塞管理和队列调度,当报文到达网络设备接口的速度大于接口的发送能力时，即将产生拥塞；拥塞发生时，一般采用队列调度的技术来解决，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；,H3C,系列设备,目前提供的队列调度技术包括,FIFO,、,PQ,、,CQ,、,WFQ,、,RTP,实时队列、,CBWFQ/LLQ,拥塞管理和队列调度,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。,当,TCP,流遇到尾丢包时，所有与该流有关的发送者都会因此同时重新发送。这种重新发送的全局同步化，会在网络上产生巨大破坏。,解决途径：进行拥塞避免，减少拥塞的发生以及避免,TCP,全局同步，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,尾丢弃,:,tail drop,当队列满时，丢弃所有到达的报文,在队列丢包期间，来自于大量,TCP,连接的报文都将被丢弃,，,TCP,的重传机制将导致新的一轮的拥塞，这种现象称为,“,全局同步,”,全局同步现象将严重影响网络的性能及服务质量,队列,尾丢弃,丢弃,发送,入队,出队,调度,队列是否满,IP & MPLS,报文,尾丢弃,当平均队列长度为,l-min,时,开始随机丢包，平均队列越长，丢包概率越大，当平均队列长度等于,l-max,时，丢弃所有到达的报文,由于队列长度可能瞬间变化很大，因此需要对队列长度进行低通滤波，得出平均队列长度,RED,可以很好地解决全局同步问题,队列,尾丢弃,发送,入队,出队,调度,丢包概率,平均队列长度,0,1,l-min,l-max,平均队列长度,丢弃,队列长度,0,L,时间,t0,t1,平均队列长度,IP & MPLS,报文,RED ,随机早期检测,WRED ,加权随机早期检测（一）,WRED,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,下限阀值,上限阀值,WRED,可以感知,QoS,带内,信令，包括,IP Precedence,、,DSCP,或,EXP,，,例如可根据实际组网需求分别设置,l-min( IP Pre,、,DSCP,或,EXP),和,l-max( IP Pre,、,DSCP,或,EXP),丢包概率,平均队列长度,0,1,l-min,l-max,丢包概率,平均队列长度,0,1,l-min,l-max,丢包概率,平均队列长度,0,1,l-min,l-max,IP Pre,、,DSCP,或,EXP,为,X,IP Pre,、,DSCP,或,EXP,为,Y,IP Pre,、,DSCP,或,EXP,为,Z,WRED ,加权随机早期检测（二）,RED,与,WRED,RED,和,WRED,通过随机丢弃报文避免了,TCP,的全局同步现象,在,RED,类算法中，为每个队列都设定一对低限值和高限值，并做如下规定,当队列的长度小于低限值时，不丢弃任何报文,当队列的长度超过高限值时，丢弃所有到来的报文,当队列的长度在低限值和高限值之间时，采用,WRED,算法计算是否丢弃报文。,WRED,生成的随机数基于,IP,优先权，它考虑了高优先权报文的利益并使高优先权报文被丢弃的概率相对减小。,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,网络中的常见性能指标及问题,QoS,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,应用实例,目录,何种情况需使用,QoS,技术,什么情况下需要使用,QoS,网络带宽紧张，或者在突发流量时带宽不足。,网络中存在多种业务，并且这些不同的业务各自对带宽和延迟的要求不同。,即使带宽足够，为了防止网络中出现异常的突发流量的情况，也需要对关键业务做,QoS,保证。,如何选择,QoS,模型,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。,属于理论上可控制的、端到端的服务。,要求端到端所有设备支持,RSVP,协议，可扩展性差和协议报文开销较大。,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。,属于常用的简单有效的,QoS,模型，推荐使用。,QoS,的规划部署,了解客户需求,了解客户需求,当前网络中一共可以划分几种业务？,每种业务正常使用的带宽是多少？最大突发流量是多少？一天中何时为忙时和闲时？,哪种业务属于需要确保带宽和延迟的？哪种业务只需要确保带宽即可？,语音及视频业务既要确保带宽又要确保延迟。,某些重要的数据业务只需要确保带宽。,其他不重要的业务无需保证。,将这些业务按照重要性进行排序。,QoS,的规划部署,为报文打标记,为分类后的报文打好标记,报文打标记要从接入层设备抓起，越早越好。,在接入层设备的入接口处，对分类好的业务报文打上标记。,如果接入层设备是以太网交换机，并且支持,802.1p,