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什么是QOS(2)-HCIE一定要看-qos设置

作者:上犹日期:

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4. 流量限速:

Line Rate,LR限制的时接口发送报文的总速率(包括协议报文)。LR使用的令牌技术为单通单速,不允许突发流量的通过。

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

接口启用LR后,拿到令牌的数据流进行转发,没有拿到令牌的进入接口的软件队列(WFQ等队列)

LR配置:

① 华为路由器只能在出接口配置LR,只能做限速行为,超出流量的数据包会被drop掉

② 华为交换机既可以在出接口配置LR,也可以在入接口配置,含义不同

a) 在入接口配置,LR只能进行流量监管

b) 在出接口配置,LR则为流量整形。

[Huawei]inter g0/0/1

[Huawei-GigabitEthernet0/0/1]qos lr pct 10 cbs 150000---配置占用百分比

交换机LR配置:

① 入方向配置:

[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]qos lr inbound cir 2000—将接口限速为2000kB

出方向配置:

[Huawei-GigabitEthernet0/0/2]qos lr inbound cir 2000—接口流量整形,限速为2000kB

五. 拥塞管理:

流量从高速端口流向低速端口会在低速端口上产生拥塞,拥塞管理是指网络在发生拥塞时,如何进行管理和控制。处理的方法是使用队列调度技术。将所有要从一个接口发出的报文进入多个队列,按照各个队列的优先级进行处理。通过适当的队列调度机制,可以优先保证某种类型的报文的QOS参数,例如带宽、时延、抖动等。

当硬件队列出现拥塞时才会启用软件队列,所以判断是否需要做拥塞关系技术的时候,查看所跑的流量是否大于端口的(物理)带宽,而不是逻辑带宽(对端的ISP路由器接口限速的带宽)。

调度基于包的个数,每次调度时不根据字节,而是根据每次走多少个数据包。

调度算法:

① RR 轮询

② WRR 按权重轮询

③ DRR赤字轮训

队列技术有:

① FIFO先进先出队列

④ PQ 优先级队列

⑤ CQ 自定义队列

⑥ WFQ 加权公平队列

队列技术

调度的时延/抖动

公平性

FIFO

RR

依赖包长

WRR

依赖包长

PQ

高优先级队列的实验控制非常好

CQ

配置字节数小的时候,带宽分配不准确

配置字节数大的时候,时延抖动比较大

一般

WFQ

时延控制较好,抖动小

1. 队列算法:

(1)RR:

Round Robin,轮询,是一种简单的调度方法,采用轮询的方式,对多个队列进行调度,RR以环形的方式轮询多个队列。如果轮询的队列不为空,则从该队列取走一个报文;如果该队列为空,则直接跳过该队列,调度器并不等待。

注:RR的调度是以个数为单位的,只要一个队列中还存在剩余空间,则继续会放行此队列的数据包,但如果一个数据包的长度大于RR的值,此时会将包全部调出,并不是绝对公平

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

① 优点:

a) 隔离了不同的流,实现了队列之间对带宽的平等利用

b) 剩余带宽能够被其他队列平均分配

② 缺点:

a) 对于一些重要的数据或比较敏感的数据不会提供优先送出的特权

b) 轮询队列并不是绝对公平的,基于包调度,包的大小不一,所以不是完整的公平

(2)WRR:

Weighted Round Robin,按权重轮询队列,也是一种调度算法,主要针对RR不能设置权重的不足,在轮询的时候,每个队列享受的机会和该队列的权重成对比。WRR对于空的队列直接跳过,调度一周接受的时间变短,因此当某个队列的流量晓得时候,剩余带宽能够被其他队列按比例占用。(Huawei二层设备接口缺省使用的队列调度机制,按照字节调度)

权重值人为配置,定义出所有队列的权重值后,使用硬件队列带宽÷所有权重值之和,每个队列在×自身权重值,便会得出当前每次轮询每个队列应该保证的带宽值,huawei设备每次轮询时每个队列减去相应带宽的包

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

① WRR优点:

a) 能够按照权重来分配带宽,某个丢咧的剩余带宽能够为其他队列公平占用,低优先级的队列同样能够得到调度,不存在饥饿的问题

b) 实现简单、复杂度低

c) 适合diffserv聚合后的端口

② WRR缺点:

a) 与RR调度算法一致,在报文长度不一致的时候,依旧无法解决调度不准确的问题

b) 在调度速率低的时候报文的时延控制的不好,时延抖动无法预期

(3)DRR:

赤字轮训,用于解决RR和WRR无法解决调到不准确的问题。当第一次轮询时,如果数据包的长度不一,会使用惩罚机制,下次调度时减少调度。

2. 队列技术:

(1)FIFO:

First in First out,先进先出,默认为此队列,从接口输出的报文,按照到达的先后顺序进入接口的FIFO队列,调度器按照先进先出的原则,从队首开始,一次发送报文,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。

FIFO关心的就是(软件)队列长度问题,队列长度会影响到时延、抖动、丢包率等,因为队列长度是有限的,有可能被填满,这就涉及到该机制的丢弃原则,FIFO使用的时尾丢弃机制,如果定义了较长的队列长度,俺么队列不容易被填满,被丢弃的报文也就少了,但是队列长度太长会出现时延的问题,一般情况下时延的增加会导致抖动也增加;如果定义了较短的队列,时延的问题可以得到解决,但是发生尾丢弃的报文也就变多了。类似的问题其它排队方法也存在。

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

① 调度方式:先进先出

② 队列数目:一个队列

③ 丢弃方式:尾丢弃

注:尾丢弃机制简单的说就是如果该队列已经满了,那么后续进入的报文被丢弃,而没有什么机制来保证后续的报文可以挤掉已经在队列内的报文。

④ FIFO的优点:

  • 简单

⑤ FIFO的缺点:

  • 没有公平性,不同的流之间不相互隔离,当某一个流的带宽太大的时候会占用其他流的带宽,并且造成其他流的时延增加
  • 当拥塞发生的时候,FIFO对一部分保温进行丢弃,TCP的连接发现丢包后,会降低传输的速度,来主动的避免拥塞,但是UDP时非连接的,不降低发送速率,导致FIFO中TCP和UDP的报文不平衡,TCP的流量太低
  • 一条流的突发流量可能占用全部Buffer(缓冲区),将其他的流量全都阻断

⑥配置命令:

[SRG-GigabitEthernet0/0/0]qos fifo queue-length 200---修改FIFO队列长度

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注:AR系列无法看到

Urgent queue:紧急队列,链路层的协议报文,例如PPP的协商报文和Keepalvie报文等进入这个队列

Protocol queue:协议队列,IPP优先级为6的报文将进入协议队列

FIFO:普通的报文进入此队列

后续数值(0/50/0):

Size:队列中的分组数

Length:用分组数比奥斯的最大队列的长度

Discards:由于队列已满而丢失的分组数

(2)PQ:

Priority Queuing,优先级队列,是一种按照严格优先级进行调度的队列。PQ对队列划分等级,只有高优先级的队列排空之后才会从低一级的队列调度报文,这样重要的业务比其他业务提前获得服务。

四种不同优先级的队列:分别为“High”“Medium”“normal”“Low”,以此从上往下,如果high队列中的有数据包,优先走high中的数据包,如果high队列中没有数据包,再走medium,一次往下,完全看优先级。

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

① 丢弃方式:

a) 尾部丢弃

② 特点:

a) 可以使用acl对报文进行分类,根据需要将报文入队列

b) 报文丢弃策略采用尾丢弃,且只有这一种机制

c) 队列长队可以设置为0,表示该队列无穷大,即进入该队列的报文不会被尾丢弃机制丢弃,除非内存耗尽

d) 每种队列内部使用FIFO逻辑

e) 当从队列调度报文时,先从高优先级的队列调度报文

③ 优点:

a) 高优先级队列的时延控制非常好

b) 实现简单,能够区分多种业务

④ 缺点:

a) 无法做到带宽的合理分配,高优先级的流量比较大的时候,导致低优先级的流量“饿死问题”

b) 高优先级的时延得到保证的代价实习生低优先级的时延

c) 如果高优先级传送TCP流量,低优先级传送UDP流量,则TCP增加传送速率,导致UDP流量无法得到足够的带宽

⑤ PQ配置:

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AR1(防火墙模拟):

[SRG]acl number 3000

[SRG-acl-adv-3000]rule 5 permit udp source 192.168.1.2 0 destination 192.168.3.2 0 destination-port eq 8090

[SRG]acl number 3001

[SRG-acl-adv-3001]rule 5 permit tcp source 192.168.1.2 0 destination 192.168.3.2 0 destination-port eq 80

[SRG]qos pql 1 protocol ip acl 3001 queue top-定义qos pql策略1,协议类型为ip,基于acl 3001的流量放入top队列中(也可基于标记)

[SRG]qos pql 1 queue top queue-length 50---定义top长度为50字节

[SRG]qos pql 1 protocol ip acl 3001 queue bottom

[SRG]qos pql 1 queue bottom queue-length 50

[SRG]inter s4/0/0

[SRG-SigabitEthernet4/0/0]qos pq pql 1----出接口上调用

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(3)CQ:

Custom Queuing,自定义队列,可以支持17个队列,队列0用于系统队列,队列0和其他队列之间是SP的关系,只有队列0排空之后才能为其他队列提供服务,队列0一般用于协议报文。队列1至16没有优先级关系,采用轮询的方式,每次调度的时候从队列中调度固定字节数(预先配置),在轮询下一个队列之前,将数据包发送出去,。当某个队列已经调度了规定的字节数,或者该队列已经为空,则轮询下一个队列。

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① 丢弃技术:

a) 尾丢弃

② 优点:

a) 按照比例来分配带宽,当某个队列的流量小的时候,其他队列能等比的占用带宽

b) 实现简单

③ 缺点:

a) 当配置字节数小的时候,带宽分配不准确,当配置字节数大的时候,时延抖动比较大

b) 采用轮询队列,存在调度不准确的问题

④ CQ配置:

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[SRG]acl number 2000

[SRG-acl-basic-2000]rule 5 permit source 192.168.1.2 0 description 192.168.4.2 0

[SRG]acl number 2001

[SRG-acl-basic-2001]rule 5 permit source 192.168.2.2 0 description 192.168.4.2 0

[SRG]acl number 2002

[SRG-acl-basic-2002]rule 5 permit source 192.168.3.2 0 description 192.168.4.2 0

[SRG]qos cql 1 protocol ip acl 2000 queue 1---配置CQ策略1协议类型为ip匹配acl2000的流量放入队列1中

[SRG]qos cql 1 protocol ip acl 2001 queue 2

[SRG]qos cql 1 protocol ip acl 2002 queue 3

[SRG]qos cql 1 default-queue 4-------将没有匹配的流量放入缺省队列中

[SRG]qos cql 1 queue 1 queue-length 250---配置队列的长度

[SRG]qos cql 1 queue 2 queue-length 200

[SRG]qos cql 1 queue 3 queue-length 150

[SRG]qos cql 1 queue 4 queue-length 100

[SRG]qos cql 1 queue 1 serving 400-----------配置每次调度的字节数

[SRG]qos cql 1 queue 2 serving 300

[SRG]qos cql 1 queue 3 serving 200

[SRG]qos cql 1 queue 4 serving 100

[SRG]inter g0/0/4

[SRG-GigabitEthernet0/0/4]qos cq cql 1-----接口下调用队列cq 1

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后续数值(0/20/0):

Size:队列中的分组数

Length:用分组数比奥斯的最大队列的长度

Discards:由于队列已满而丢失的分组数

(4)FQ:

FQ,公平队列,WFQ的前身。

  • FQ引入了FT(完成时间)和WFT(最坏完成时间)
  • 丢弃机制为HQO(Out方向的hold-queue )和CDT(congestive discard thres hold,门限)

① FQ队列机制:

a) 名词解释:

FT:

Finished time,数据包来的时刻加上数据包的长度,路由器将所有分类流放入同一队列中,每一种流都有一个FT值,在调度的时候始终调度FT最小的。

WFT:

最坏完成时间,表示转发时间最长

b) 队列调度机制:

数据包在进入队列时,路由器会对数据包计算哈希计算,哈希相同的为同种数据流,计算每个数据包的FT值,放入队列中,FT值最小的数据包将优先达到转发

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a) 0时刻出现数据包A1,长度为100,则FT为0+100=100

b) 50时刻出现数据包B1,长度为300,则FT为50+300=350

c) 60时刻出现数据包A2,长度为20,则FT值为A1的FT+A2长度=100+20=120

d) 70时刻出现数据包A3,长度为10,则FT值为A2的FT+A3长度=120+10=130

e) 80时刻出现数据包B2,长度为300,则FT值为B1的FT+B2长度=350+300=650

最终,各个数据包的FT排序为A1(100)<A2(120)<A3(130)<B1(350)<B2(650),所以出队循序为A1、A2、A3、B1、B2的顺序

注:包越小则FT值越小,此时就会得到优先的转发,从总体意义上来说包越小会越优先调出队列

② FQ分类方法:

分类标准,按数据流的不同来分不同的类,区分不同流的5源组:①源IP、②目标IP、③源端口号、④目标端口号、⑤协议

FQ将不同数据包的5源组进行hash,得到不同的hash值,hash值相同则为同一数据流,放入同一队列中进行后续的FT值计算

③ FQ丢弃机制:

a) 名词解释:

CDT:

Congestive discard threshold,缓存中容纳包的个数的下限(将要发生丢包的门限)

HQO:

Hold-queue out limit,缓存中容纳数据包个数的上限(整个软件队列buffer的大小)

b) 丢弃机制:

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a) 如果缓存中的数据包个数小于CDT值时,不采取任何限制措施

b) 如果缓存中的数据包大于这个CDT值时,采取以下方法限制后续数据包:

  • 数据包属于最长队列(达到了HQO个数),有最坏的FT值,那么本数据包进入队列并且丢弃原队列中有最坏完成时间的数据包
  • 如果后续数据包属于最长队列(达到了HQO个数),没有有最坏的FT值,那么本数据包被drop
  • 如果后续数据包不属于最长队列(未达到HQO的个数),没有最坏的FT值,则直接将这个包加入
  • 如果后续数据包不属于最长队列(未达到HQO的个数),没有最坏的FT值,则被drop

a) 如果缓存中的数据包超过HQO值,又来了一个数据包,则采取以下措施:

  • 如果这个数据包有最大FT则被drop
  • 如果这个包没有最大的FT值,那么将此数据包加入队列并且丢弃原队列有最大FT值的数据包

(5)WFQ:

Weighted Fair Queuing,加权公平队列,报文到达接口后,首先对报文进行分类,不同的流分入不同的队列。在出队的时候,WFQ按流的权重分配每个流应占的带宽。权重数值越小,所得的带宽越少。权重数值越大,所得的带宽越多。这样就保证了相同优先级业务之间的公平,体现了不同优先级业务之间的权值。

将流量分类,进入不同的优先级不相同的队列,优先级高的提供相对比较高的带宽,优先级低的队列提供相对比较低的带宽,解决了“扼死”的问题。

相对于FQ,WFQ引入了权重,在FQ中,数据包越小,FT值就越小,那么就会被优先调度。如果来的是最大的数据包,但是大数据包的优先级高,优先级高表示用户想实现此数据的优先调度,但是由于FQ的调度机制没有体现优先级,所以在WFQ中引入权重以体现优先级。

WFQ给每个数据包指定一个权重,权重决定了队列中分组的传输循序,权重小的数据包得到优先传送,权重是根据公式得到的,FT和SN算法

① 权重体现:

WFQ在调度时首先传输权重小的分组,包的尺寸越小,其权重也就越小。所以小尺寸的包往往被优先转发。对于有优先级的包的处理,要计算其权重的时候往往、使用其虚拟包大小进行计算。

Weight=1/(IP P+1)

虚拟包大小=实际包大小/(ip优先级+1)此时计算FT值使用使用虚拟包长,所以优先级越大,FT值越小,权重就就越小,越优先得到得到转发。

为了让虚拟包场为整倍数值,以防除不尽,所以要实际包长乘以8的公倍数。

对于不同优先级的数据包,有不同的权重值:

IP P

Weight

0

32384

1

16192

2

10794

3

8096

4

6476

5

5397

6

4626

7

4048

32(Virtual IP P)

128

1024(Virtual IP P)

4(RSVP)

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① WFQ配置:

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

[SRG-acl-adv-3000]rule 5 permit udp source 192.168.1.2 0 destination 192.168.2.2 0 destination-port eq 8090

[SRG]acl number 3001

[SRG-acl-adv-3001]rule 5 permit tcp source 192.168.1.2 0 destination 192.168.2.2 0 destination-port eq 80

[SRG]acl number 3002

[SRG-acl-adv-3002]rule 5 permit tcp source 192.168.1.2 0 destination 192.168.2.2 0 destination-port eq 20

[SRG]traffic classifier VOIP

[SRG-classifier-VOIP]if-match acl 2000

[SRG]traffic classifier HTTP

[SRG-classifier-VOIP]if-match acl 2001

[SRG]traffic classifier FTP

[SRG-classifier-VOIP]if-match acl 2002

[SRG]traffic behavior VOIP

[SRG-behavior-VOIP]remark ip-precedence 5

[SRG]traffic behavior HTTP

[SRG-behavior-VOIP]remark ip-precedence 4

[SRG]traffic behavior FTP

[SRG-behavior-VOIP]remark ip-precedence 3

[SRG]qos policy huawei

[SRG-qospolicy-huawei]classifier VOIP behavior VOIP

[SRG-qospolicy-huawei]classifier HTTP behavior HTTP

[SRG-qospolicy-huawei]classifier FTP behavior FTP

[SRG]inter g0/0/0

[SRG-GigabitEthernet0/0/0]qos apply policy huawei inbound-入接口调用策略

[SRG]inter g0/0/1

[SRG-GigabitEthernet0/0/1]qos wfq------出接口激活WFQ

② FQ分类方法:

分类标准,按数据流的不同来分不同的类,区分不同流的6源组:①源IP、②目标IP、③源端口号、④目标端口号、⑤协议、⑥TOS

WFQ将不同数据包的6源组进行hash,得到不同的hash值,hash值相同则为同一数据流,放入同一队列中进行后续的FT值计算

(6)CBQ:

Huawei设备目前最常使用的为CBQ队列,CBQ基于类的队列,当借口出现拥塞时,软件队列中的流量在送往硬件队列转发时,使用带宽值(认为定义)保证每类流单位时间内从硬件队列送出接口。

CBQ提供三类队列:

① EF队列:满足低延时业务

② LLQ:一种特殊的EF队列

③ AF队列:满足需要带宽保证的关键数据业务

④ BF队列:满足不需要严格QOS保证的尽力发送业务

注1:队列的总大小不能大于硬件接口带宽

注2:此处的类别名称并不是DSCP对应的名称,需要单独定义

① EF队列:

EF队列是具有高优先级的队列,一个或多个类的报文可以被设定为进入EF队列,不同类别的报文可设定占用不同的带宽

在调度出队的时候,若EF队列中有报文,会优先得到调度,以保证其获得低时延。当接口发生拥塞时,EF队列的报文会优先发送,但为了防止低优先级队列(AF、BE队列)得不到调度,EF队列设置的带宽限速。当其他类别接口不拥塞时,EF队列可以占用AF、EE的空闲带宽。这样,属于EF队列的报文即可以获得空闲的带宽,又不会占用超出规定的带宽,保护了其他报文的应得的带宽

[Huawei-behavior-huawei]queue ef bandwidth 500 -----定义最大带宽500

② LLQ队列:

设备除了提供普通的EF队列,还支持一种特殊的EF队列---LLQ队列。两种队列都采用绝对优先调度,但与EF不同的是,LLQ带宽永远不会高于设置的最高上限,即使其他队列有空闲带宽,LLQ也不会抢用空闲带宽,适合于语音网络。LLQ队列比EF高级,所以当存在EF队列和LLQ队列时,出现拥塞时,首先丢弃LLQ队列

③ AF队列:

每个AF队列分别对应一类报文,用户可以设定每类报文占用的带宽。在系统调度报文出队的时候,按用户为各类报文设定的带宽将报文出队发送,可以实现各个类的队列的公平调度。当接口有剩余带宽时,AF队列按照权重分享剩余带宽。同时,在接口拥塞的时候,仍然能保证各类保五年得到用户设定的最小带宽。

注:对于AF队列,当队列的长度达到队列的最大长度时,缺省采用尾丢弃的策略,但用户还可以选择用WRED丢弃策略。

[Huawei-behavior-huawei]queue af 500--------定义最小带宽保证为500

④ BE队列:

当报文不匹配用户设定的所有类别是,报文被送入系统定义的缺省类,系统报文也会存在此队列中。虽然允许为缺省类配置AF队列,并配置带宽,但是更多的情况是为缺省类配置BE队列,Huawei设备中BE队列为FQ模式,此时此队列可以按照FQ的模式将报文输出

BE的带宽无法定义,,BE队列的带宽为接口总带宽减掉上述队列最大带宽剩余的值,并且huawei设备规定BE的带宽保证最小不能小于接口带宽的1%,huawei设备也无法在接口上调用BE队列

[Huawei-behavior-huawei]queue wfq queue-number 8,定义队列类为BE模式,调度技术为FQ,并且哈希的队列个数为8

CBQ配置:

配置CBQ,要求AR1到AR3的VOIP流量处于LLQ队列,保证带宽为100K,要求AR1到AR4

的Telnet流量处于AF队列,保证带宽为50K,其他流量通过WFQ进行拥塞管理。

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

配置ACL匹配流量:

[Huawei]acl number 3000

[Huawei-acl-adv-3000]rule 5 permit udp source 192.168.1.1 0 destination 192.168.2.2 0 destination-port eq 8090

[Huawei]acl number 3001

[Huawei-acl-adv-3001]rule 5 permit tcp source 192.168.1.1 0 destination 192.168.3.2 0 destination-port eq telnet

配置流策略对数据流进行标记:

[Huawei]traffic classifier VOIP

[Huawei-classifier-VOIP]if-match acl 3000

[Huawei]traffic classifier TELNET

[Huawei-classifier-TELNET]if-match acl 3001

[Huawei]traffic behavior VOIP

[Huawei-behavior-VOIP]remark dscp ef

[Huawei]traffic behavior TELNET

[Huawei-behavior-TELNET]remark dscp af11

[Huawei]traffic policy huawei

[Huawei-trafficpolicy-huawei]classifier VOIP behavior VOIP

[Huawei-trafficpolicy-huawei]classifier TELNET behavior TELNET

入接口调用策略对数据流进行标记:

[Huawei]inter g0/0/0

[Huawei-GigabitEthernet0/0/0]traffic-policy huawei inbound

配置流策略对标记数据包对应队列类型:

[Huawei]traffic classifier VIP

[Huawei-classifier-VIP]if-match dscp ef

[Huawei]traffic classifier TEL

[Huawei-classifier-TEL]if-match dscp af11

[Huawei]traffic behavior LLQ

[Huawei-behavior-LLQ]queue llq bandwidth 100-------定义队列为LLQ,保证带宽不超过100KB

[Huawei]traffic behavior AF

[Huawei-behavior-AF11]queue af bandwidth 50---定义队列为AF,保证带宽为50K

[Huawei]traffic behavior WFQ

[Huawei-behavior-WFQ]queue wfq-----------将缺省的放入wfq中

[Huawei-behavior-WFQ]queue wfq queue-number 64---定义哈希个数为64种

[Huawei]traffic policy CBQ

[Huawei-trafficpolicy-CBQ]classifier VIP behavior LLQ

[Huawei-trafficpolicy-CBQ]classifier TEL behavior AF

[Huawei-trafficpolicy-CBQ]classifier default-class behavior WFQ-未识别流量为WFQ

出接口下调用:

[Huawei]inter s4/0/0

[Huawei-Serial4/0/0]traffic-policy CBQ outbound

注:定义behavior时,bandwidth pct 50表示接口带宽的百分之50

3. 硬件队列:

引入硬件队列的原因:

① 更能充分的使用出接口的资源带宽

② 在调度中可以直接将硬件队列的数据包放入此接口

③ 解决如果只有软件队列存在的情况下出现的中断和软件队列附加的要调度到出接口的策略

硬件队列的特点:

① 硬件队列唯一机制为FIFO

② 硬件队列的机制没法修改

③ 硬件队列的长度可以进行修改该,乙方硬件队列过长而影响整体的OQS实施的效率

④ 如果接口实施了一些QOS机制,比如WFQ等,硬件队列长度会自动降低

4. 队列组合:

六. 拥塞避免:

拥塞避免是一种流控机制,他可以通过监视网络资源(如队列或内存缓冲区)的使用情况,

在拥塞有加剧的趋势时,主动丢弃报文,通过调整网络的流量来解决网络过载。

传统的丢包策略采用尾部丢弃(Tail-Drop)的方法,当队列的长度达到某一最大值后,所有

新到来的报文都将被丢弃。这种丢弃策略会引发TCP全局同步现象。

1. Tail-Drop缺点:

路由器出现拥塞时,默认采用尾丢弃,采用此机制最主要的问题就是TCP全局同步问题。

(1)TCP全局同步:

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

TCP报文中有6字节的窗口滑动,告诉对方我自己每次可以接受多少数据,窗口机制依赖于ack确认,如果达到对端的确认,说明我这边还有带宽,于是继续调大自己的窗口,加大数据的传输量,如图有三个相同的TCP数据,它们会不断的调大自己的窗口以加大自己的数据传输量,此时如果它们的窗口滑动到饱和带宽,出现了拥塞,此时这三种数据得不到确认,知道已经拥塞,于是它们同时调小窗口,直至得到ACK确认。于是出现了TCP全局同步的问题,出现了带宽一会阻塞出现丢包,一会空闲。

(2)TCP饥饿:

尾丢弃造成TCP流量之间分配带宽不均衡,一些“贪婪”的流量会占用大部分的带宽,而普通的TCP流量分配不了带宽而“饿死”。特别是网路中既有TCP又有UDP流量的时候,TCP流量因为窗口机制(尾丢弃造成滑动窗口减小)而释放带宽,UDP流量没有窗口机制,于是UDP流量会迅速占用TCP释放的带宽,最终造成UDP流量占用了所有带宽而TCP流量因没有带宽分配而“饿死”

(3)高延时、高抖动:

拥塞导致延时和抖动增加

(4)无差别丢弃:

无差别的求其,没有区分各种不同优先级的报文。

2. 拥塞避免技术:

① RED:Random Early Detection 随机早期检测

② WRED: Weighted Random Early Detection 加权随机早期检测

(1)RED:

Random Early Detection,随机早期检测,在没有出现拥塞的时候开始丢包,解决TCP同步问题,没有差别的丢弃。

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

RED共有三中丢弃模式,绿色报文不丢弃,黄色报文概率丢弃,红色报文全丢弃。这三种模式是以对了丢弃的上下两个阀值(low-limit和high-limit)所决定的。

  • 绿色报文:当平均队列长度小于low-limit时标记为绿色,不进行丢弃
  • 黄色报文:当平均长度结余low-limit和high-limit之间时,报文被标记为黄色,进行概

率丢弃。并且,队列的长队越长,丢弃的概率就越高。

  • 红色报文:当平均队列的长度大于high-limit时,报文被标记为红色,并且进行全部丢

弃。(此事进行尾丢弃)

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

(2)WRED:

加权随机早期检测,默认设备基于优先级的,WRED将每一种应用放入一种队列里面,然后根据不同的应用对他们进行不同的丢包百分比。

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

拥塞避免配置:

在路由器上AR2的s4/0/0接口上有三种流量,分别为语音流(EF)、重要数据(AF11)和其他数据流,语音流要求最先发送的同时不能超过接口的30%,要保证重要数据有40%可用带宽,其他流量进入默认队列,对重要数据流使用WRED功能。在默认队列长度的情况下,当AF11队列长度超过20%时开始丢弃报文,丢弃比例为30%。当队列长度超过95%时,丢弃所有报文。

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

  • AR1配置ACL和流策略,将语音流标记为EF、重要数据流标记为AF11,其他数据流为默认
  • AR2配置队列技术分配带宽:

[Huawei]traffic classifier EF

[Huawei-classifier-EF]if-match dscp ef

[Huawei]traffic classifier AF11

[Huawei-classifier-AF11]if-match dscp af11

[Huawei]traffic behavior EF

[Huawei-behavior-EF]queue ef bandwidth pct 30----配置可用带宽百分比为30

[Huawei]traffic behavior AF11

[Huawei-behavior-AF11]queue af bandwidth pct 40

[Huawei]traffic policy CBQ

[Huawei-trafficpolicy-CBQ]classifier EF behavior EF

[Huawei-trafficpolicy-CBQ]classifier AF11 behavior AF11

[Huawei]inter s4/0/0

[Huawei-Serial4/0/0]traffic-policy CBQ outbound

  • 配置WRED进行早期丢弃:

[Huawei]drop-profile AF11------------定义丢弃模板为AF11

[Huawei-drop-profile-AF11]wred dscp—基于dscp丢弃(默认基于IPP)

[Huawei-drop-profile-AF1]dscp af21 low-limit 10 high-limit 95 discard-percentage 3----定义dscp af11的数据流权重的丢弃,当接口队列长度为

0%时对Af21实行随机丢弃,最大丢弃率为30%,当队列达到90%的时全部丢弃

  • 流行为下调用:

[Huawei]traffic behavior AF11

[Huawei-behavior-AF11]drop-profile AF11---流行为下调用WRED

注:WRED只能和WFQ和AF一起使用

七. 链路效率机制:

主要用于解决链路拥塞问题,主要工具有:

① IPHC IP头部压缩

② LFI 链路分片与交叉

1. IPHC:

IP Header Compression,IP报文头压缩,压缩数据包的头部,减小数据包的大小,用于在IP

网络上承载语音视频等实时多媒体业务,是在PPP链路和FR链路应用的低速链路技术。I

主要有:

① RTP报文头压缩

② TCP报文头压缩

(1)RTP报文头部压缩:

实时RTP包括数据部分和头部分,RTP的数据报文相对较小,而RTP的头部分较大。12字节的RTP头,加上20字节的IP头和8字节的UDP头,就是40字节的IP/UDP/IP/RTP头。而RTP典型的负载时20字节到160字节。为了避免不必要的带宽消耗,可以使用IPHC特性对报文头进行压缩。IPHC将IP/UDP/IP/RTP头从40字节压缩到2~4字节,对于40字节的负载,头压缩到4字节,效果是相当可观的。

(2)TCP报文头压缩:

压缩数据包TCP的头部减少数据包的大小,对于TCP数据包,IP头加上TCP头一共40字节,使用TCP压缩,可以压缩到3~5字节。

缺点:

压缩会非常影响系统处理的时间,增加了处理的时延,增加了端口抖动。

IPHC配置(AR系列不支持):

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

RTA:

[Huawei]inter s0/0/0

[Huawei-Sear0/0/0]ppp compression iphc

[Huawei-Sear0/0/0]ppp compression iphc rtp-connections 20—设置最大的压缩连接数

RTB:

[Huawei]inter s0/0/0

[Huawei-Sear0/0/0]ppp compression iphc

[Huawei-Sear0/0/0]ppp compression iphc rtp-connections 20—设置最大的压缩连接数

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

2. LFI:

Link Fragmentation and Interleaving,链路分片与交叉,将包分片,多种类型的包分片交叉的发送,降低延迟和抖动。

链路分片与交叉时在PPP链路和FR链路应用的低速链路技术。在低速串行链路上,实时交互式通信,如Telnet和VoIP,往往会由于大型分组的发送而导致阻塞延迟,例如正好在大报文被调度而等待发送时,语音报文到达,它需要等该报文被传输完毕后才能被调度。如果大报文的调度时间非常长,此时实时性数据就必须等待,增加了阻塞延迟。使用链路分片与交叉技术将大报文进行分片,应对及时过来的实时性报文先转发。

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

① 出现拥塞,使用CBWFQ队列机制进行队列的缓存

② 如果此时LLQ队列中没有重要的流量,调用Q1队列中的流量

③ 如果此时Q1队列中的流量数据包整体非常大,调出队列需要一定的时间,此时如果LLQ队列中出现了实时性要求比较高的数据时,会等待Q1队列中的流量全部转发出去后才能嗲用LLQ队列中的流量,增加了LLQ队列中流量的时延

④ 当启用了LFI功能后,会将Q1队列中的大数据包进行分片,一个分片一个分片的调度,如果调度几个分片后,LLQ队列中出现了实时性数据,会立刻调度LLQ队列中的数据,减小了LLQ队列中数据的时延

缺点:

包分片增加了原来的包头,整体上增大了数据包的容量,增加了网络阻塞。

(1)LFI应用:

① 在128k的串行链路上,当存在大量的大型数据包和VoIP流量时,使用LFI分片将大型数据包分片,可以减小VoIP语音包的延迟

② 在MP捆绑的串行链路上数据包默认会进行LFI分片走多条链路

(2)LFI配置:

什么是QOS(2)-HCIE一定要看

AR1:

[Huawei]interface Virtual-Template 1---创建虚拟模板

[Huawei-Virtual-Template1]ppp mp

[Huawei]inter s4/0/0

[Huawei-Serial4/0/0]ppp mp virtual-template---放入虚拟模板1(可增多条链路)

[Huawei]inter Virtual-Template 1

[Huawei-Virtual-Template1]ip address 192.168.1.1 24

[Huawei-Virtual-Template1]ppp mp fragment enable—开启分片功能(默认开启)

[Huawei-Virtual-Template1]ppp mp lfi delay-per-frag 10—设置延时10毫秒(表示对数据包进行切片,切片的数据包在链路上传输不超过10毫秒)

[Huawei-Virtual-Template1]ppp mp min-fragment 128—最小分片为128字节

AR2:

[Huawei]interface Virtual-Template 1---创建虚拟模板

[Huawei-Virtual-Template1]ppp mp

[Huawei]inter s4/0/0

[Huawei-Serial4/0/0]ppp mp virtual-template---放入虚拟模板1(可增多条链路)

[Huawei]inter Virtual-Template 1

[Huawei-Virtual-Template1]ip address 192.168.1.2 24

[Huawei-Virtual-Template1]ppp mp fragment enable—开启分片功能(默认开启)

[Huawei-Virtual-Template1]ppp mp lfi delay-per-frag 10—设置延时10毫秒(表示对数据包进行切片,切片的数据包在链路上传输不超过10毫秒)

[Huawei-Virtual-Template1]ppp mp min-fragment 128—最小分片为128字节

本文标签:Qos设置(70)

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