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QoS服务质量管理

发布作者:新盟教育 发布日期:2023-11-03 浏览人数:2234人

QoS服务质量管理

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简单流分类


Ø  vlan报文头部中的802.1P:在vlan头的802.1q字段中使用3bit的PRI位(0-7)对二层数据报文进行标记


Ø  mpls报文中的MPLS Exp:在MPLS头的标签字段中使用3bit的exp位(0-7)对2.5层的数据报文进行标记


Ø  ip报文中的DSCP:在ip头的ToS中使用8bit来对3层数据报文进行标记。其中前3位(高位)称为IPP(ip优先级),用于兼容802.1P和MPLS exp。将前6位称为DSCP,其中前面3位表示优先级,范围0-7,后3位表示丢弃概率,范围0-63。后2位(低位)预留没有作用。

 

l  以上3种报文头中的优先级称为外部优先级,在报文进入设备后默认将外部优先级映射为内部优先级,默认情况外部和内部是一致的,同时这些报文还有一个设备内部的丢弃优先级。报文经过交换网板达到出接口,再次将内部优先级和丢弃优先级映射为外部优先级,将报文送出设备


3种优先级对应表:

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IPP对应DSCP简单换算:


DSCP合计6位,将它平分为两段,其中前3位是IPP,后3位是丢弃概率。那么对应IPP为7的DSCP最小值为7*8=56,最大值为7*8+7=63,范围56-63。


56对应的二进制为111000,可以看出前3位对应的是7(二进制计算得出),后3位全0。


63对应的二进制为111111


DSCP为不同优先级和丢弃概率的值命名,对应值对应的二进制前3位对应优先级,后3位的前两位表示丢弃概率(1-01,2-10,3-11):


CS7654321的丢弃位都为000,表示不丢弃,按优先级转发


EF通常用作语音流量,值46(101110)。表示高优先级5转发,高丢弃概率3。符合语音流量的特点


AF为普通流量,确保转发,AF41中的4为优先级,1为丢弃概率。值的简单换算方法是:4*8+1*2=34(011100)

BE为尽力而为转发


用颜色表示丢弃概率:绿色01,黄色10,红色11


信令报文(控制层面的协议报文,例如ospf的hello包)通常是高优先级


可以在接口上直接在接口上修改信任优先级,然后在全局下修改优先级映射关系。不推荐修改


复杂流分类


用MQC工具对流量进行感兴趣流抓取ACL、流分类、流动作、流策略、应用策略。此前用过的PBR就属于复杂流分类的一种方式


应用过程:在流量入口用复杂流分类对流量进行分类和remark(标记为简单流分类的不同DSCP),设备再根据简单流分类对流量进行处理


流量监管CAR


限速技术


单桶单速双色标记法:限制突发流量


CIR:放令牌的速率,承诺信息速率,单位kbps每秒bit数


CBS:令牌桶的容量,承诺突发尺寸,单位byte字节


CIR不停往桶中注入令牌,当桶装满后,溢出的令牌被丢弃。通常令牌桶的容量小于注入的令牌数。当流量到来时,假设桶中存在足够的令牌,数据包从桶中取出相应的令牌,标记为绿色,默认转发。假设桶中没有足够的令牌,标记为红色,默认丢弃数据。也就是说,流量的转发速率不可能大于令牌注入的速率,大于令牌投放速率的流量会被丢弃。通过令牌桶技术对流量进行测速


双桶单速三色标记法:允许短暂的突发流量,企业内部流量较符合该模型


CIR:C桶放令牌的速率,承诺信息速率,单位kbps每秒bit数


CBS:C桶的容量,承诺突发尺寸,单位byte字节


EBS:E桶 的容量,峰值突发尺寸


C桶中溢出的令牌被放入E桶。当流量到来时首先到达C桶,假设C桶中存在足够的令牌,标记为绿色,默认转发。假设C桶中没有足够的令牌,再查看E桶的令牌数,假设E桶有足够的令牌,标记为黄色,默认转发。假设E桶中也没有足够的令牌,标记为红色,默认丢弃。可以允许短暂的突发流量(大于C桶容量的)


双桶双速三色标记法:华为设备默认,允许长期突发流量,运营商流量较符合该模型


PIR:P桶放令牌的速率,峰值信息速率,单位kbps每秒bit数,大于CIR


PBS:P桶的容量,承诺峰值尺寸,单位byte字节,大于C桶容量


CIR:C桶放令牌的速率,承诺信息速率,单位kbps每秒bit数


CBS:C桶的容量,承诺突发尺寸,单位byte字节


P桶和C桶都是独立的令牌桶。当流量到来时首先到达P桶,假设P桶中没有足够的令牌,标记为红色,默认丢弃。假设P桶中有足够的令牌,再查看C桶的令牌数,假设C桶中没有足够的令牌数,则认为这股流量属于峰值区间的流量,标记为黄色,默认转发。假设C桶中有足够的令牌,则认为这股流量为普通流量,标记为绿色,默认转发。

 

令牌桶技术的主要目的在于对流量进行测速(标记颜色),以便将来在带宽不足时对不同颜色的流量做处理


配置:


在接口上设置CIR就可以对流量限速,命令qos car ...


推荐使用MQC配置,更灵活功能更强大。用MQC工具对流量进行感兴趣流抓取ACL、流分类、流动作car cir设置限速、流策略、接口入方向(也可以是出方向)应用策略


流量整形GTS


只能在接口出方向配置,减少丢包,增加延迟。对有低延迟要求的流量不适合使用


形象形容:削峰填谷。


配合单桶单速,绿色转发,红色丢弃或重新排队


配置:接口上设置gts,或者使用MQC,MQC推荐设置pct参数调整带宽百分比


拥塞避免


只有在接口带宽利用率到达100%时才有拥塞避免需求,拥塞避免核心为主动丢弃报文


TCP全局同步现象:TCP属于慢启动协议,每一次建立连接都需要三次握手。拥塞发生时,TCP连接可能始终无法建立,就会产生该现象。


尾丢弃属于被动的无差别丢弃,无法避免TCP全局同步现象,无法区分流量重要性。


早期随机检测(RED):在队列还没有占满之前(接口带宽利用率未到100%)就开始丢弃报文。设定一个低门限值,当队列长度达到低门限时开始丢弃,此时丢弃率较低。随着队列增加,丢弃概率逐渐增加,当到达设定的高门限值时,达到设定的最高丢弃率。当超过高门限值后,100%丢弃报文。可以有效缓解TCP全局同步现象,但也无法区分关键流量


权重早期随机检测(WRED):为不同优先级的流量设定不同的门限和丢弃概率,避免关键流量被丢弃。不同优先级的流量在不同的队列中,只在当前队列中比对丢弃率


拥塞管理


拥塞队列


FIFO 先进先出,字面意思


SP严格优先级,高优先级永远优先转发,假如高优先级流量太大,低优先级的流量将一直被丢弃。为了保障高优先级把挤占低优先级带宽占满,导致低优先级被饿死,可以对高优先队列进行限速


WFQ加权平均队列,按权重对流量进行轮询转发。为不同优先级的队列设置不同的转发权重百分比,按照权重百分比依次轮询转发数据,保障高优先级队列的同时低优先级也不会被饿死。设置的权重即保障最小带宽


物理链路上,高速链路通常默认FIFO,低速链路通常默认WFQ


每个接口上有8个端口队列和3组调度方式,按顺序调度:

PQ----SP调度

WFQ--WFQ调度

LPQ(低延迟严格优先级队列)---SP调度



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配置:


MQC匹配,行为中配置队列带宽,命令queue 


华为设备有3种队列模板:


af队列:普通流量,确保转发,在流行为中配置AF队列最小确保带宽,内部也使用wfq调度,因为位于PQ队列之后不会导致其他队列饿死,所有不需要配置最大带宽


ef/llq队列:低延迟高转发流量,例如语音、视频会议流量,加速转发。使用严格优先级队列调度。在流行为中配置ef最小带宽用于保障始终可用的最小保障带宽(例如语音),配置llq最大带宽用于限速不会导致其他队列饿死(例如视频)。


be队列:尽力而为队列,在流行为中配置使用wfq调度


HQoS


运营商场景使用,传统QoS在多租户场景限制很大


多层嵌套策略


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