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1、迈普技术支持培训,QOS原理及配置,技术服务部： 手 机： Email：,讲师介绍,QOS技术概念 QOS服务模型 网络拥塞的产生和避免 拥塞管理技术 流量监管与流量整形,课程内容,一个人网上冲浪 太舒服了,让道让道 我要看在线电影！,都别跟我抢邮件再不发就完了!,QOS问题的产生,抱歉！带宽有限，我们尽力而为， 连不连得上就看你RP了,在传统的IP网络中，所有的报文都被无区别的等同对待，所有经过路由器的报文均尽最大的努力将报文送到目的地，但对报文传送的可靠性、传送延迟等性能不提供任何保证。 QoS，（Quality of Service）服务质量是指允许用户在吞吐量、延迟抖动、延迟，丢包率等
2、方面获得可预期的服务水平的一系列技术的集合，用于满足IP网络中各种业务对网络服务质量方面的要求。,QOS技术概念,支持为用户提供专用带宽 减少报文的丢失率 避免和管理网络拥塞 流量整形 设置报文的优先级,QOS技术目标,QOS技术概念 QOS服务模型 网络拥塞的产生和避免 拥塞管理技术 流量监管与流量整形,课程内容,QOS服务模型（1）,服务模型，是指一组端到端的Qos功能 Best-Effort service 尽力而为服务 Integrated service (Intserv) 集成服务 Differentiated service (Diffserv) 区分服务,QOS服务模型（2）,
3、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。,Best-Effort service 尽力而为服务,QOS服务模型（3）,Integrated service 集成服务,Integrated service是一个综合服务模型，它可以满足多种Qos需求 这种服务模型在发送报文前，需要向网络申请特定服务。请求是通过信令(signal)来完成的。只要报
4、文控制在流量参数描述的范围内，网络将承诺满足应用程序的QoS需求，并将为每个流维护一个状态，并基于这个状态执行报文的分类、流量监管、排队及其调度，来满足对应用程序的承诺 主要实现技术是RSVP(资源预留协议),QOS服务模型（4）,Differentiated service 区分服务,Diffserv是一个多服务模型，可以满足不同的Qos需求。 应用程序在发出报文前，不需要通知路由器,而且网络不需要为每个流维护状态，它根据每个报文指定的QoS，来提供特定的服务，包括进行报文的分类、流量整形、流量监管和排队。 主要实现技术包括CAR,队列技术。,IP优先级,前3个比特表示排队时的优先级。 7
5、111 - Network Control（网络控制） 6 110 - Internetwork Control（互联控制） 5 101 - CRITIC/ECP（关键） 4 100 - Flash Override（最优先） 3 011 Flash（瞬间） 2 010 Immediate（立即） 1 001 Priority（优先） 0 000 Routine（一般） 最高优先权等级6或7，经常是为路由选择或更新网络控制通信保留的，用户应用应只使用0-5级,IP优先级字段在IPV4中共1个字节8比特，用以表示该数据报文期望的服务质量。一般情况下采用默认值，以其他协议（如RSVP）附加服务质量
6、功能。,QOS技术概念 QOS服务模型 网络拥塞的产生和避免 拥塞管理技术 流量监管与流量整形,课程内容,网络拥塞的产生（1）,速度不匹配,网络拥塞的产生（2）,流量聚合,网络拥塞的后果,尾丢弃（Tail Drop）：当发生拥塞时，接口输出队列被占满，后面要入队的报文被丢弃。 尾丢弃是最普通的丢弃机制，也是系统默认的丢弃机制。 对TCP流来讲，尾丢弃有以下缺陷： （1）TCP全局同步； （2）TCP饿死、延迟、抖动,随机早期检测（Random Early Detect, RED） 随机早期检测是一种分组丢弃策略，是一种队列管理算法，用来管理排队系统中的分组和队列长度。RED随机地丢弃报文将避免
7、使多个TCP连接同时降低发送速度，从而避免了TCP的全局同步现象，保证无论什么时候总有TCP连接在进行较快的发送，提高线路带宽的利用率。 RED可以实现的目标是： 通过控制平均队列长度使分组的延迟抖动最小 将平均队列长度严格地控制在最大阈值之下 避免TCP通信的全局同步,拥塞避免技术（1）,拥塞避免技术（2）,采用RED时用户可以设定队列的最小阈值和最大阈值。 当队列的长度小于最小阈值时不丢弃报文。 当队列的长度在最小和最大阈值之间时，RED开始随机丢弃报文。 当队列的长度大于最大阈值时丢弃所有的报文。,RED的原理,拥塞避免技术（2）,加权随机早期检测（Weighted Random Ear
8、ly Detect, WRED） WRED的报文丢弃策略与RED的区别在于前者引入IP优先级来区别数据包，决定丢弃策略。加权随机检测能够根据分组的优先级来指定不同的RED参数，从而可以保证某(几)类通信的优先。 MP系列路由器WRED队列可以与CQ、PQ、CBWFQ联合使用，作为这几种队列类型的丢弃策略使用。 选择性包丢弃（Selected Packet Drop，SPD） SPD可以区分进入路由器的常规数据和关键业务（通常是路由协议）。它能够在路由器发生拥塞的时候保证关键业务的顺利传输。,QOS技术概念 QOS服务模型 网络拥塞的产生和避免 拥塞管理技术 流量监管与流量整形,课程内容,拥塞管
9、理技术（1）,拥塞管理是指网络发生拥塞时，如何进行管理和控制。处理的方法是使用队列技术。 拥塞管理的处理包括队列的创建，报文的分类，将报文送入不同队列，队列调度等。 采用排队技术，使得报文在路由器中按一定的策略暂时排队，然后再按一定的调度策略把报文从队列中取出，在接口上发送出去。,拥塞管理的概念,拥塞管理技术（2）,拥塞管理的分类,根据排队和出队的策略的不同，拥塞管理分为以下几种 FIFO（First In First Out）：先进先出队列 PQ（Priority Queue）:优先级队列 CQ（CustomQueue）：定制队列 FQ（Fair Queue）：公平队列 CBWFQ/LLQ（
10、Class Based WFQ/Low Latency Queueing ）：基于类的加权公平队列/低延迟排队,FIFO队列介绍,最简单的排队方式，不提供Qos多级服务。 FIFO不对报文进行分类，当报文进入接口的速度大于接口能发送的速度时，FIFO按报文到达接口的先后顺序让报文进入队列，同时，FIFO在队列的出口让报文按进队的顺序出队，先进的报文将先出队，后进的报文将后出队。 MP路由器的缺省配置：,PQ队列介绍,PQ共分成4个队列： High、Medium、Normal、Low PQ队列的主要特点是能够保证高优先级队列的带宽和时延，在遇到拥塞时优先保证高优先队列的转发。 报文入队列规则可配
11、置。,PQ配置范例（1）,两个网点通过一条2M的专线相连，这条专线同时承载着语音和数据，由于语音的应用对延迟和抖动都比较敏感，因而决定用PQ队列来保障语音的清晰。 假定FTP工作在TCP端口20，21且流向从client 到 server。图中靠左一台路由器为Router1。,PQ配置范例（2）,Router1配置：, show pq命令 用来显示当前PQ队列的统计信息 show pq interface interface-name debug pq命令 用来实时显示各包的出入队情况 debug pq interface interface-name,PQ的调试与监控,CQ队列介绍,CQ：定
12、制队列，用户可配置队列间占用的带宽比例关系； CQ共分成17个队列：0号队列为系统队列，优先调度；1-16号队列为用户队列，根据带宽配额轮询调度 两个重要参数： 队列长度 每次轮循发送的字节数,FQ队列介绍（1）,FQ的配置最为简单，且能够使所有的数据流得到公平的对待。从表面看，FQ有些类似于CQ，只是所有队列的配额（byte-count）都相等。 FQ对报文按流进行分类，相同源IP地址，目的IP地址，源端口号，目的端口号，协议号，IP优先级的报文属于同一个流。每一个流被分配到一个队列，该过程称为散列，采用HASH算法来自动完成，尽量将不同的流分入不同的队列。,Data Flow,Data F
13、low,举例如下： 队列3每次发送字节数为1000bytes，发送的报文大小为2000bytes 第一次发送，发送报文2000bytes, 欠债1000bytes 第二次发送，发送报文0bytes， 还债1000bytes,FQ队列介绍（2）借债与还债机制,FQ和CQ都有借债与还债机制，用以保证某些应用在瞬间有突发大数据量时能够得到及时转发。,FQ队列配置范例,FQ配置命令：,FQ的调试与监控, show wfq命令 用来显示当前WFQ队列的统计信息 show wfq interface interface-name debug wfq命令 用来实时显示各包的出入队情况 debug wfq i
14、nterface interface-name, CBWFQ（基于类的加权公平排队Class-Based Weighted Fair Queuing）基于WFQ实现，根据各种通信参数将通信的数据分成不同的类。然后为每一个类指定一个权重/带宽。通信类得到服务频率与该类的权重/带宽成正比。 CBWFQ的队列包括二层协议队列、RSVP队列、LLQ队列、WFQ队列。其中二层协议队列留给重要的链路控制信息。RSVP队列留给RSVP协议使用。在配置LLQ后，优先类报文入队到LLQ队列。剩下的报文将进入WFQ队列。 CBWFQ中的WFQ队列数目也是允许用户配置的。其最大值为255，默认值为16。 当CBWF
15、Q中的队列的长度达到队列的最大长度时默认采用尾丢弃的策略，但用户还可以选择用加权随机早期检测WRED（Weighted Random Early Detection）的丢弃策略。,CBWFQ/LLQ介绍（1）,CBWFQ/LLQ介绍（2）,低延迟排队（Low Latency Queueing）在CBWFQ的基础上使某些类成为优先类，这些类具有绝对优先调度的特权，保证了优先类的延迟和抖动最小，缺点是其他类有可能得不到及时的调度。,对公业务窗口,大客户窗口,普通用户窗口,CBWFQ配置范例（1）,两个网点通过一条2M的专线相连，这条专线同时承载着语音，终端做业和数据传输，为保障语音的清晰和终端做业
16、的流畅性，因而用CBWFQ来限制数据传输所占带宽。 假定FTP工作在TCP端口20，21且流向从client 到 server，图中靠左一台路由器为Router1。,CBWFQ配置范例（2）,Router1配置1：,CBWFQ配置范例（3）,Router1配置2：, 注意：一个接口某一个方向上只能有一个策略。当配置另一个策略时，原来配置的策略自动被清除。,LLQ配置范例（1）,两个网点通过一条2M的专线相连，这条专线同时承载着语音和终端做业，为保障语音的清晰，因而用LLQ来保障语音流量的绝对优先。 假定FTP工作在TCP端口20，21且流向从client 到 server，图中靠左一台路由器为Router1。,LLQ配置范例（2）,Router1配置1：,CBWFQ队列上启动WRED, random-detect 命令 将该通信类的队列配置为WRED队列。配置模式：config-pmap-c。 random-detect
