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1、Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Internal Use OnlyQoS在在PTN中的应用中的应用 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 1目 录1. QoS概述 2. QoS技术 3. ATM QoS4. QoS在PTN中的应用 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 2目 录1. QoS概
2、述概述 2. QoS技术 3. ATM QoS4. QoS在PTN中的应用 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3QoS l有效控制网络资源及其使用l避免并管理网络拥塞l减少报文的丢失率l调控网络的流量l为特定用户或特定业务提供专业宽带l支撑网络上的实时业务lQoS(Quality of Service)是指网络的一种能力，即在跨越多种底层网络技术(MP、FR、ATM、Ethernet、SDH、MPLS等)的网络上，为特定的业务提供其所需要的服务，在丢包率，延迟，抖动和宽带方面获得可预期的
3、网络服务水平lQoS的目标：Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 4丢包Internet这这是是张张三三啊这这是是三三啊讲话方，. 对方听到的，. Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 5延时Internet A A发送的第一个发送的第一个bit接收的最后一个接收的最后一个bit端到端延时端到端延时处理处理处理处理处理处理处理处理网络传输延时网络传输延时Copyright 2008 Hua
4、wei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 6抖动Internet 1 3发送方发送方 2 1 3 2接收方接收方D3D2D1D3=D2=D1Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7应用场景带宽限制IP我要我要100M我要我要30M我要我要2M10MCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 8QoS 三种模型lBest-Effort
5、 模型p尽可能的投递分组业务，不区分业务类别 lIntServ模型p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l DiffServ模型p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Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9Best-Effort 服务模型l传统的IP网络只提供单一的服务类型尽力而为的服务 ，在这种服务方式下：p所有经过网络传输的分组具有相同的优先级pIP网络会尽一切可能将分组正确完整的送
6、到目的地p不保证分组在传输中不发生丢失，损坏，重复，失序及错误等现象p不对分组传输介质相关的传输特性做出任何承诺Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10IntServ 模型lIntegrated Service(简称简称INSERV模型模型)p使用RSVP作为信令协议p为每个流预留资源p为每个流维护一个转发的状态 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 11RSVP基本原理我要预留我要预留
7、2Mbps带宽带宽OK！我要预留我要预留2Mbps带宽带宽我要预留我要预留2Mbps带宽带宽我要预留我要预留2Mbps带宽带宽OK！OK！OK！开始通信开始通信Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12DiffServ模型模型lDifferentiated service(区分服务模型，简称DiffServ)p对流量进行分类和标记p不同类型的流量提供不同的服务根据根据SLA制定制定TCA流量分类和标记流流量分类和标记流量监管量监管根据根据SLA制定制定TCA流量分类和标记流流量分类和标记流量
8、监管量监管根据标记根据标记 执行执行PHB根据标记根据标记 执行执行PHBCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 13SLA和和TCA lSLA:Service Level Agreement服务等级协定p客户和服务提供商之间签订的关客户业务流量在服务提供商网络中传递时所应获得的待遇p去掉商业条款的SLA简称SLSlTCA:(Traffic Conditioning Agreement),流量调整协定p客户与服务商之间签订的关于业务分类准则以及业务模型及其相应的处理协定p去掉商业条款的TCA称
9、为TCS :(Traffic Conditioning Specification) Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 14举例：SLASLA(Service Level Agreement)签订双方客户 （A公司） 运营商 （B运营商）时间2002/1/1-2002/12/30POP位置北京 （*大厦）-深圳 (*大厦）带宽10Mbps时延小于70毫秒时延抖动小于20毫秒丢失率小于0.1%可用性大于99.9%判断标准源IP地址：10.110.10.10目的IP地址：10.110.20.
10、20费用20000元/月，按月付费Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 15目 录1. QoS概述 2. QoS技术技术 3. ATM QoS4. QoS在PTN中的应用 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 16目 录2. QoS技术技术 p2.1分类和标记分类和标记p2.2监管和整形p2.3拥塞管理p2.4拥塞避免Copyright 2008 Huawei Technologies C
11、o., Ltd. All rights reserved. Page 17流量分类和标记 l流量分类和标记是部署QoS的基础l可以根据ACL和报文长度对流量进行分类l可以使用DSCP,IP Precedence,802.1P的标识，MPLS EXP对流量进行标识 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 18IP报文分类和标记lIP Precedence 和TOSRIP Precedence TOS最大可靠性最大可靠性最小开销最小开销最大吞吐量最大吞吐量最小延时最小延时 000Routine00
12、1Priority010Immediate011Flash100Flash Override101Critical110InternetWork Control111Network ControlCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 19IP报文分类和标记lDSCP:DiffServ Code Pointp一个DSCP之对应一个BAp一个BA被指定一个PHBp一个PHB被一组QoS机制实现RDSCP （RFC 2474）Copyright 2008 Huawei Technologies C
13、o., Ltd. All rights reserved. Page 20Ethernet报文分类和标记DMACSMAC802.1QTagDataFCS6 bytes 6 bytes4 bytes42-1496 bytes4 bytesTPIDCFIVID2 bytes12 BitsLength/Type2 bytesPRI1 Bit 3 BitsCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 21MPLS报文分类和标记LabelTTLS Exp 3 bits1922 23 31Copyright 2
14、008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22目 录2. QoS技术技术 p2.1分类和标记p2.2监管和整形监管和整形p2.3拥塞管理p2.4拥塞避免Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 23流量监管与整形 l流量监管p监管进入网络中的某一流量的规格，限制它在一个允许的范围内，若某一连接的报文流量过大，就丢弃报文或者重新设置该报文的优先级l流量整形p与流量监管的作用一样，它主要是对流量监管中需要丢弃的报文进行缓存
15、通常是放入缓存区或者队列中 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 24监管与整形的应用流量监管流量整形ISP企业网企业网Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 25令牌桶（令牌桶（Token Bucket）l令牌桶用来估计流量是否超过了规定值，已采取相应的措施l用令牌桶估计流量有两种方法：p简单估计：使用两个参数n承诺信息速率CIR (Committed Information Rate)n
16、承诺突发尺寸CBS (Committed Burst Size)p复杂评估：使用三个参数n承诺信息速率CIR (Committed Information Rate)n承诺突发尺寸CBS (Committed Burst Size)n超出突发尺寸EBS (Excess Burst Size)Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 26CAR: Committed Access Rate分类通过通过不需要流量监管的报文不需要流量监管的报文需要流量监管的报文需要流量监管的报文Copyright 2
17、008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 27流量监管示例drop令牌桶令牌桶流流分分类类l使用CAR对流量进行监管 l对流量进行控制p整形（shaping）使业务流输出的速率符合业务模型的规定p丢弃（dropping）根据特定规则丢弃分组p打标记（marking）设置报文的DS域（或IP优先级）Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 28GTS： Generic Traffic Shaping 队列队列流流分分类类
18、令令牌牌桶桶256Kbps128KbpsFRFR128KbpslGTS (Generic Traffic Shaping)p 解决链路两边的接口速率不匹配p对报文的流量进行限制,对超出流量约定的报文进行缓冲p流量整形可能会增加延迟令牌令牌Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 29物理接口总速率限制 lLR (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 lLR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l利用QoS丰富
19、的队列来缓存报文 流流分分类类令令牌牌桶桶256Kbps128KbpsQoS队列队列Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 30目 录2. QoS技术技术 p2.1分类和标记p2.2监管和整形p2.3拥塞管理拥塞管理p2.4拥塞避免Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 31拥塞管理l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。l将不同优先级的报文入不同的队列，不同
20、队列将得到不同的调度优先级、概率或带宽保证l算法：pFIFO（ First In First Out ）pPQ（ Priority Queue ）pCQ（ Custom Queue ）pWFQ（ Weighted Fair Queuing ）输出队列输出队列流流分分类类Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 32先进先出队列 lFIFO (First In First Out): 算法简单，转发的速度快l所有报文统一对待，先进先出，没有任何区别分lInternet 的默认服务模式Best-Ef
21、fort采用的队列策略转发数据包转发数据包Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 33优先队列lPQ (Priority queuing): 优先队列，可以保障高优先级队列的服务质量pPQ分为四个队列：High，Medium， Normal，Lowp较高的优先级的队列优先调度drop流流分分类类MediumMediumNormalNormalHighHighLowLowCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserve
22、d. Page 34定制队列lCQ (Custom queuing): 定制队列，用户可配置队列占用的带宽比例关系pCQ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p各队列在统计规率上满足用户配置的带宽比例drop流流分分类类Queue 0Queue 1Queue 2Queue 16Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 35加权公平队列 lWFQ (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
23、p最大队列数目可配置(16-4096)p采用HASH算法尽量将不同p权值依赖于IP报文头中携带的IP优先级drop流流分分类类Queue 1Queue 1Queue 2Queue NN=16,322048,4096Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 36目 录2. QoS技术技术 p2.1分类和标记p2.2监管和整形p2.3拥塞管理p2.4拥塞避免拥塞避免Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Pa
24、ge 37拥塞避免机制l当拥塞发生时，网络设备可以：p进行尾丢弃pWFQ可以采用比较智能的丢弃方式l如何避免拥塞发生pRED:Random Early Detection,随机早期测试pWRED:Weighted Random Early Detection ,加权随机早期测试Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 38拥塞避免lTCP全局同步lTCP饥饿l高延时和高抖动l无差别的丢弃时间时间 t带宽利用率带宽利用率Copyright 2008 Huawei Technologies Co.,
25、 Ltd. All rights reserved. Page 39RED :Random Detection2040丢弃下限丢弃下限丢弃上限丢弃上限不丢弃不丢弃随机丢弃随机丢弃尾丢弃尾丢弃丢弃概率丢弃概率平均队列长度平均队列长度Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 40WRED :Weighted Random Early Detection2040丢弃下限丢弃下限丢弃上限丢弃上限尾丢弃尾丢弃丢弃概率丢弃概率平均队列长度平均队列长度30Copyright 2008 Huawei Techn
26、ologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 41目 录1. QoS概述 2. QoS技术 3. ATM QoS4. QoS在PTN中的应用 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 42ATM的业务类型 lATM层所提供的业务体系有以下几种业务类型：p确定速率(CBR)业务p非确定速率(UBR)业务p实时可变速率(rt-VBR)业务p非实时可变速率(nrt-VBR)业务Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Lt
27、d. All rights reserved. Page 43PTN对ATM业务的QoS的处理业务类型PHB报文颜色CBREFGREENrt-VBRAF3GREENnrt-VBRAF2GREENUBRBEGREENCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 44案例：PTN ATM QoS的部署RNCRNCNode B1Node B2Node B2PTNPTNPTNPTNATM STMP-1/GEATM STMP-1/GEIMA 1IMA 1IMA 2IMA 2IMA 3IMA 3承载承载承载承载
28、CBRCBR的的的的PWPW承载承载承载承载RT-VBRRT-VBR的的的的PWPW承载承载承载承载UBRUBR的的的的PWPWCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 45业务类型和QoS要求NodeBIMA组ID应用场景ATM策略PW带宽TunnelNodeB11每个NodeB都包括三种业务类型：语音任务：使用CBR类型承载，视频任务：使用RT-VBR类型承载，数据任务：使用UBR类型承载策略名：Policy1业务类型：CBR/PCR:2000 cell/s3Mbps24MbpsNodeB2
29、2策略名：Policy2业务类型：RT-VBRPCR:11000cellsSCR: 11000cell/sMBS: 11000cell/sCDVT: 1000000cell/s17MbpsNodeB33策略名：Policy3业务类型：UBRPCR：9000cell14MbpsCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 46目 录1. QoS概述 2. QoS技术 3. ATM QoS4. QoS在在PTN中的应用中的应用 Copyright 2008 Huawei Technologies Co.
30、, Ltd. All rights reserved. Page 47PTN支持的流分类l简单的流分类pIP Precedence,DSCP,MPLS Exp,802.1Pl复杂的流分类l源/目的IP地址，源/目的端口号，协议号Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 48PTN设备的CAR控制lCAR (Committed Access Rate)p承诺访问速率lCIRp承诺信息速率lPIR(Peak Information Rate)p峰值信息速率Copyright 2008 Huawei
31、Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 49PTN的拥塞管理l尾丢弃(Tail Drop)lRED(Random Early Detection)p随机早期检测lWRED(Weighted Random Early Detection)p加权随机检测Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 50PTN的队列调控机制lPQ(Priority Queue)l优先级队列lWFQ(Weighted Fail Queue)l加权公平队列Copyri
32、ght 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 51HQoS端口端口V-UNIPW/QinQTunnel端口端口网络侧网络侧接入侧接入侧QoS作用点控制V-UNIGroup带宽带宽应用应用V-UNIIngress策略策略应用应用V-UNIIngress策略策略应用端口策略应用应用PW策略策略应用应用QinQ策略策略应用应用PW策略策略控制控制Tunnel策略策略应用端口策略QoS处理Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
33、Page 52HQoS（续）cs7cs6EFAF4AF3AF2AF1BESPWFQSPcs7cs6EFAF4AF3AF2AF1BESPWFQSPcs7cs6EFAF4AF3AF2AF1BESPWFQSPcs6EFAF4AF3AF2AF1BESPWFQSPV-UNIGROUPcs7cs6EFAF4AF3AF2AF1BESPWFQSPcs7cs6EFAF4AF3AF2AF1BESPWFQSPcs7cs6EFAF4AF3AF2AF1BESPWFQSPcs6EFAF4AF3AF2AF1BESPWFQSPLSP1LSP2cs7cs6EFAF4AF3AF2AF1BESPVoIpVODBTVHSIVoIpV
34、ODBTVHSIVoIpVODBTVHSIVoIpVODBTVHSIFabricPW1classifierUser 1classifierUser 1classifierUser 1classifierUser 1Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 53TUNNEL的QoSlPTN设备支持基于TUNNEL的QoS控制，对TUNNEL带宽进行限制lPTN设备在网络的入口/出口处支持PWE3功能,将不同的业务分别分配到不同的PW上，再将PW承载到TUNNEL中传送l一个TUNNEL可以承载多条
35、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的总带宽不能超过该TUNNEL允许的带宽Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 54PTN的QoS策略lPTN设备支持配置QoS策略包括：p端口策略pV-UNI Ingress策略pV-UNI Egress策略pPW策略pQinQ策略pATM策略p还有WFQ调度策略，端口WRED策略，以及业务WRED策略Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 55总结lQoS的基本模型即各自的特点l常用的QoS技术，如：分类和标识，流量监管，拥塞管理，拥塞避免等lPTN产品的支持的QoS谢谢
