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1、PTN业务QoS介绍 前言 QoS QualityofService 服务质量 就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 本课程介绍了QoS的基本技术原理以及是怎么实现的 目录 QoS基本概念QoS的应用 QoS的基本概念 报文分类和着色网络拥塞管理网络拥塞避免流量监管和流量整形 QoS QualityofService 技术 顾名思义就是对各种服务提供传输质量保证的技术 任何能够对传输质量进行保证的技术我们都可以称之为QoS技术 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 例如 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
2、动等 为实现上述目的 QoS提供了下述功能 应用场景 带宽限制 Internet IP 我要100M 我要30M 我要2M 10M 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 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
3、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 Effortservice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 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 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
4、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 DiffServ模型 DiffServ域 又称DS域 由一组提供相同服务策略 实现相同PHB Per HopBehavior 的网络节点 DS节点 组成 DS节点可分为DS边缘节点和DS内部节点 DS边缘节点需要对进入DS域的流量进行分类 对不同类型的业务流量标记不同的PHB服务等级 内部DS节点则基于PHB服务等级进行流量控制 QoS的主要技术 分类标记技术 DSCP IP优先级 802 1P EXP拥塞管理机制 FIFO PQ WFQ CBWFQ拥塞避免机制 尾丢弃 RED WRED拥塞调节机制 策略 整形 LR 报文分
5、类及标记 报文分类及标记是QoS执行服务的基础 分为简单流分类和复杂流分类报文分类使用技术 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 ACL IP优先级 流量监管 drop 令牌桶 流分类 CAR CommittedAccessRate 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 dropping 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 流量监管示例 没有流量监管 有流量监管 bps Time bps Time RateLimit RateLimit 流量整形 队
6、列 流分类 256Kbps 128Kbps FR 128Kbps GTS GenericTrafficShaping 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 流量整形示例 没有流量整形 使用流量整形 bps Time bps Time RateLimit RateLimit 物理接口总速率限制 LR LineRate 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 256Kbps 128Kbps
7、QoS队列 拥塞管理 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 FirstInFirstOut PQ PriorityQueue CQ CustomQueue WFQ WeightedFairQueuing 先进先出队列 FIFO FirstInFirstOut 算法简单 转发的速度快所有报文统一对待 先进先出 没有任何区别分Internet的默认服务模式 Best Effort采用的队列策略 转发数据包 优先队列 PQ Priorityqueuing 优先队列 可以保障
8、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 定制队列 CQ Customqueuing 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率上满足用户配置的带宽比例 drop 流分类 加权公平队列 WFQ Weightedfairqueuing 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 2 256 权值依赖于IP报文头中携带的IP优先级 drop 流分类 拥塞避免 传统的尾丢包在网络发生
9、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 TD RED WRED 拥塞避免 WRED WeightedRandomEarlyDetection 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 下限阀值 上限阀值 目录 QoS基本概念QoS的应用 PTN产品中QoS的基本概念 在配置PTN的QoS策略之前 需要掌握QoS的基本概
10、念以及PTN设备支持的QoS策略 DiffServDiffServ作为一种实现端到端的QoS控制模型 具有实现简单 易于扩展的特点 HQoSPTN设备作为边缘DS节点应用时 支持层次化的QoS HQoS HierarchicalQoS 控制 HQoS PTN设备作为边缘DS节点提供了多层次的QoS作用点 实现了HQoS控制功能 与传统的QoS相比 PTN设备提供的HQoS具有以下优点 多级的调度机制 实现了基于端口 业务 PW或QinQ的调度 更加细化了QoS的控制粒度 多级的流量控制机制 实现了基于端口 业务 PW或QinQ链路的流量控制 更全面地控制业务的QoS质量 可配置WFQ WRED
11、策略 提高QoS控制的灵活性 PTN产品中QoS的应用 QoS的应用包括QoS配置流程 基于Tunnel的QoS控制 基于端口 业务 PW QinQ等多种QoS策略的应用 1 Tunnel的QoSPTN设备支持基于Tunnel的QoS控制 对Tunnel带宽进行限制 PTN设备在网络的入口 出口处支持PWE3功能 将不同的业务分别适配到不同的PW上 再将PW承载到Tunnel中传送 一个Tunnel中可以承载多条去往同一目的地的PW PTN设备支持对Tunnel的带宽进行控制 承载在Tunnel中的PW总带宽不能超过该Tunnel允许的带宽 PTN产品中QoS的应用 续 2 QoS策略PTN设备支持配置QoS策略包括 业务优先级与PHB转发类型的映射关系端口QoS策略ATM策略V UNIIngress Egress策略PW PseudoWire 策略QinQ策略WFQ WeightedFairQueuing 调度策略WRED WeightedRandomEarlyDetection 调度策略此外 PTN设备提供ATM业务时 支持通过配置ATM策略实现对ATM流量的控制
