QoS专题-路由器/BRAS
编著：吴芹涛
审核：罗 翔
中兴通讯数据用服部
修改记录
文档编号 | 版本号 | ani拟制人/修改人 | 审核人 | 初三英语听力下载拟制/修改 日期 | 更改原因 | 主要更改内容要点 |
无 | V1.0 | 吴芹涛 | 罗翔 阿喀琉斯英文 | 2008-8-29 | 2008年专题文档光盘编写 | 初稿生成 |
| | | | | | |
| 苏州大学研究生分数线 | | | | | | |
目 录
第1章 QoS简介 1
1.1 QoS概述 1
1.2 报文分类 1
1.3 拥塞管理 1
1.4 流量监管 3
1.5 拥塞避免 4
1.6 QoS优先级字段继承 4
第2章 配置QoS 6
2.1 QoS配置思路 6
2.2 QoS配置命令 6
2.2.1 CAR配置 6
2.2.2 PQ配置 6
2.2.3 WRED配置 7
2.2.4 基于Policy-map的QoS配置 8
2.2.5 队列优先级长度和拥塞控制配置 8
第3章 QoS配置实例 9
3.1 PQ配置实例 9
3.1.1 网络拓扑 9
3.1.2 配置步骤 9
3.2 CAR配置实例 10
3.2.1 网络拓扑 10
3.2.2 配置步骤 10
第4章 QoS维护与诊断 11
第一章 QoS简介
一.1 QoS概述
在传统的IP网络中，所有的报文都被无区别的等同对待，每个路由器对所有的报文均采用先进先出（FIFO）的策略进行处理，它尽最大的努力（best-effort）将报文送到目的地，但对报文传送的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证。
blest随着IP网络上新应用的不断出现，对IP网络的服务质量也提出了新的要求，传统IP网络的“尽力服务”已不能满足应用的需要。如VoIP业务，如果报文传送延时太长，将是用户所不能接受的。为Internet 提供支持QoS的能力是解决问题的可行方法。
QoS旨在针对各种应用的不同需求，为其提供不同的服务质量，如提供专用带宽、减少报文丢失率、降低报文传送时延及时延抖动等。为实现上述目的，QoS提供了下列功能：
1． 报文分类和着色
2． 拥塞管理
3． 流量监管和流量整形
4． 拥塞避免
5． 物理接口总速率限制
一.2 报文分类
报文分类是指将报文划分为多个优先级或多个服务类。网络管理者可以设置报文分类的策略，这个策略可以包括物理接口、源地址、目的地址、MAC地址、IP协议、应用程序的端口号等。
一般的分类算法都局限在IP报文的头部，包括链路层（Layer 2）、网络层（layer 3）、传输层（layer 4），很少使用报文内容作为分类标准。分类的结果没有范围限制，它可以是一个由五元组（源地址、源端口号、协议号码、目的地址、目的端口号）确定的流，也可以是到某个网段的所有报文。
报文分类使用如下技术：ACL和IP优先级。一般在网络的边界，使用ACL、MAC地址、接口等匹配规则来进行报文的分类。
一.3 拥塞管理
拥塞管理是指当网络发生拥塞时，如何进行管理和控制。拥塞管理的处理方法是使用队列技术，将所有要从一个接口发出的报文送入多个队列，按照各个队列的优先级进行处理。不同的队列算法用于解决不同的问题，并产生不同的效果。
拥塞管理的处理包括队列的创建、报文的分类、将报文送入不同的队列、队列调度等。当一个接口没有发生拥塞时，报文在到达接口后立即就被发送出去。当报文到达的速度超过接口发送报文的速度时，接口就发生了拥塞。
这时，拥塞管理就会将这些报文进行分类，送入不同的队列；而队列调度对不同优先级的报文进行分别处理，优先级高的报文会得到优先处理。
1． 先进先出队列（First In First Out Queueing，FIFO）
所有要从该接口输出的报文，按照到达的先后顺序进入接口的FIFO队列尾部；而接口在发送报文时，从FIFO队列的头部开始，依次发送报文。所有的报文在发送过程中，没有任何区别，也不对报文传送的质量提供任何保证。
工业工程就业方向2． 优先队列（Priority Queueing，PQ）still
优先队列（PQ）对报文进行分类，最多可将所有报文分成4 类，分别属于PQ的4 个队列中的一个。然后，按报文的类别将报文送入相应的队列。
PQ的4个队列分别为高优先队列（high）、中优先队列（medium）、正常优先队列（normal）和低优先队列（low），它们的优先级依次降低。
在报文出队的时候，PQ 首先让高优先队列中的报文出队并发送，直到高优先队列中的报
文发送完，再发送中优先队列中的报文。同样，中优先队列中的报文发送完后，再发送正常优先队列中的报文，最后是低优先队列。
这样，分类时属于较高优先级队列的报文将会得到优先发送，而较低优先级的报文将会在发生拥塞时被较高优先级的报文抢先。这使得关键业务的报文能够得到优先处理，非关键业务的报文在网络处理完关键业务后的空闲中得到处理，既保证了关键业务的及时处理，又充分利用了网络资源。
3． 基于类的加权公平队列（Class Bad Weighted Fair Queueing, CBWFQ）
CBWFQ是对WFQ（基于流的加权公平队列）功能的扩展，为用户提供了定义类的支持。特点如下：
● 对报文进行分类，不同类别的报文进入不同的队列。
● 不同队列设置相应的权重。
● 默认队列按WFQ 进行处理。
直播课程的平台
● 设置一优先级队列，保证实时处理。
● 作为高速链路或主干的首选。
CBWFQ提供一个紧急队列，紧急报文入紧急队列，该紧急队列采用FIFO调度，没有带宽限制。这样，如果CBWFQ加权公平对待所有类的队列，那么语音报文这类对延迟敏感的数据流就可能不能及时发送。为此将PQ特性引入CBWFQ，称其为LLQ（Low Latency Queueing，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。
LLQ将严格优先队列机制与CBWFQ结合使用，用户在定义类时可以指定。其享受严格优先服务，这样的类称作优先类，特点如下：
● 所有优先类的报文将进入同一个优先队列，在入队列之前需对各类报文进行带宽限制的检查。
● 报文出队列时，将首先发送优先队列中的报文，直到发送完后才发送其他类对应的队列的报文。在发送其他队列报文时将仍然按照加权公平的方式调度。
瘦腿瑜伽动作一.4 流量监管
流量监管（traffic policing）的典型作用是限制进入某一网络的某一连接的流量与突发。在报文满足一定的条件时，如果某个连接的报文流量过大，流量监管就可以对该报文采取不同的处理动作，如丢弃报文、重新设置报文的优先级等。通常的用法是使用CAR 来限制某类报文的流量，例如限制HTTP 报文不能占用超过50%的网络带宽。
对于ISP 来说，对用户送入网络中的流量进行控制是十分必要的。对于企业网，对某些应用的流量进行控制也是一个有力的控制网络状况的工具。网络管理者可以使用约定访问速度（Committed Access Rate，CAR）来控制流量。
CAR利用令牌桶（Token Bucket，TB）进行流量控制：
韩国童颜美女
首先，根据预先设置的匹配规则来对报文进行分类。如果是没有规定流量特性的报文，就直接继续发送，并不需要经过令牌桶的处理；如果是需要进行流量控制的报文，则会进入令牌桶中进行处理。
如果令牌桶中有足够的令牌可以用来发送报文，则允许报文通过，报文可以被继续发送下
去；如果令牌桶中的令牌不满足报文的发送条件，则报文被丢弃。这样，就可以对某类报文的流量进行控制。
令牌桶按用户设定的速度向桶中放置令牌，并且用户可以设置令牌桶的容量，当桶中令牌的量超出桶的容量的时候，令牌的量不再增加。当报文被令牌桶处理时，如果令牌桶中有足够的令牌可以用来发送报文，则报文可以通过，同时，令牌桶中的令牌量根据报文的长度做相应的减少。当令牌桶中的令牌少到报文不能再发送时，报文被丢弃。
令牌桶是一个控制数据流量的很好的工具。当令牌桶中充满令牌的时候，桶中所有的令牌代表的报文都可以被发送，这样可以允许数据的突发性传输。当令牌桶中没有令牌的时候，报文将不能被发送，只有等到桶中生成了新的令牌，报文才可以被发送，这使得报文的流量只能小于等于令牌生成的速度，达到限制流量的目的。
一.5 拥塞避免
由于内存资源的有限，按照传统的处理方法，当队列的长度达到规定的最大长度时，所有到来的报文都被丢弃。对于TCP报文，如果大量的报文被丢弃，将造成TCP超时，从而引
发TCP的慢启动和拥塞避免机制，使TCP减少报文的发送。当队列同时丢弃多个TCP连接的报文时，将造成多个TCP连接同时进入慢启动和拥塞避免，称之为：TCP全局同步。这样多个TCP连接发向队列的报文将同时减少，使得发向队列的报文的量不及线路发送的速度，减少了线路带宽的利用。并且，发向队列的报文的流量总是忽大忽小，使线路的上的流量总在极少和饱满之间波动。
为了避免这种情况的发生，队列可以采用WRED的报文丢弃策略（WRED与RED的区别在于前者引入IP优先权来区别丢弃策略）。采用WRED时，用户可以设定队列的低限和高限。
