HCSE认证——HM-045 QoS原理及配置(V5.0)

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,*,HM-045,QoS,原理及配置,ISSUE 5.0,学习目标,QoS,的基本概念,流量监管及流量整形,拥塞管理及拥塞避免,学习完本课程，您应该能够掌握：,2,课程内容,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,3,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,4,丢包,我,啊,三,张,是,本地这么说,.,我,啊,三,是,对方听到的是,.,？,Internet,5,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,6,抖动,Internet,1,3,2,发送,接收,3,2,1,D3,D2,D1,D3=D2=D1,7,带宽限制,IP,我要,100,M,我要,30,M,我要,2,M,10M,8,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,9,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,),10,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,11,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,12,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,13,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。,14,课程内容,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,15,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,16,课程内容,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,17,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）,18,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,19,CAR,配置举例,Quidway,qos,carl,1 precedence 3,Quidway,qos,carl,2 precedence 5,Quidway-ethernet0/0,qos,car inbound any cir 800000,cbs,150000,ebs,0 green remark-,prec,-continue 5 red discard,Quidway-serial1/0,qos,car inbound any cir 80000,cbs,150000,ebs,0 green remark-,prec,-continue 3 red discard,Quidway-serial0/0,qos,car outbound,carl,1 cir 80000,cbs,150000,ebs,0 green pass red discard,Quidway-serial0/0,qos,car outbound,carl,2 cir 80000,cbs,150000,ebs,0 green pass red discard,E0/0,S0/0,S1/0,20,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,21,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,50,22,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,23,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,24,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,Quidway-Serial0/0,qos,lr,cir 80000,cbs,150000,ebs,0,S0/0,25,课程内容,QoS,的基本概念,报文的分类和标记,流量监管及整形,拥塞管理和避免,QoS,调试,26,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,),27,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,28,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 interface,interface-type,interface-number,Quidway, display interface s0/0,Input queue : (size/max/drops) 0/50/0,FIFO,queueing,: FIFO,Output queue: (size/max/drops),FIFO: 0/75/0,29,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,30,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,31,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,80,32,PQ,配置举例,Quidway,acl,2000,Quidway-acl-2000 rule permit,ip,source 10.10.0.0 0.0.255.255,Quidway,qos,pql,1 protocol,ip,acl,2000 queue top,Quidway,qos,pql,1 inbound-interface serial 1/0 queue bottom,Quidway,qos,pql,1 default-queue middle,Quidway,qos,pql,1 queue top queue-length 10,Quidway-Serial0/0,qos,pq,pql,1,S0/0,S1/0,10.10.0.0/16,33,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 16,34,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,q,os,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,。,35,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,36,CQ,配置举例,S0/0,S1/0,10.10.0.0/16,Quidway,acl,2000,Quidway-acl-2000 rule permit,ip,source 10.10.0.0 0.0.255.255,Quidway,qos,cql,1 protocol,ip,acl,2000 queue 1,Quidway,qos,cql,1 queue 1 queue-length 100,Quidway,qos,cql,1 queue 1 serving 5000,Quidway,qos,cql,1 inbound-interface serial 1/0 queue 2,Quidway,qos,cql,1 queue 2 queue-length 90,Quidway,qos,cql,1 queue 2 serving 1000,Quidway-serial0/0,qos,cq,cql,1,37,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，协议号，优先级相同,38,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,Quidway-Serial0/0,qos,wfq,queue-length 64 queue-number 512,39,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,40,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。,41,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,，,7,42,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,43,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,44,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,45,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,46,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,47,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,48,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,49,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,50,CBQ,配置举例,定义类,class1,，其匹配规则为,IP precedence,为,5,：,Quidway, traffic classifier class1,Quidway-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,。,Quidway, traffic behavior test,Quidway,-behavior-test queue,af,bandwidth 200,Quidway,-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。,Quidway,qos,policy,huawei,Quidway-qospolicy-huawei, classifier class1 behavior test,Quidway-Ethernet6/0,qos,apply policy,huawei,outbound,51,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,52,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,53,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,54,WRED,配置举例,Quidway-Serial0/0,qos,wfq,Quidway-Serial0/0,qos,wred,S0/0,55,课程内容,QoS,的基本概念,报文的分类和标记,流量监管及整形,拥塞管理和避免,QoS,调试,56,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,57,华为,3Com,技术有限公司,华为,3Com,公司网址,:,www.huawei-,华为,3Com,技术论坛网址,:,forum.huawei-,58,