请人做网站需要什么,品牌网站怎么做,公司注册域名怎么申请,手机网站表单页面制作第十六章 Qos基本原理
16.1 Qos背景
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影响Qos的不同的因素#xff1a;
带宽#xff0c;链路在单位时间可以传输数据的bit数量#xff0c;单位bps 一般上传下载速…第十六章 Qos基本原理
16.1 Qos背景
Qos在带宽有限的情况下为不同的业务需求提供不同的网络的服务质量。
影响Qos的不同的因素
带宽链路在单位时间可以传输数据的bit数量单位bps 一般上传下载速度为带宽/8即100M带宽显示速度理论值12.5MB/s延迟报文从一端发出从另一端接受到经过的时间 处理时间设备对报文查表等处理的时间队列时延报文在出口队列中等待发送的时间串行化时延报文形成bit流从接口发出时第一个bit到最后bit发完总共需要的时间。传输时延报文在介质上传输的时间。丢包率数据包转发过程中出现丢弃的概率抖动网络传输数据包接收端接收报文存在顺序不一致的情况变化较大则认为抖动比较明显。可用性网络是否可用。
16.2 Qos技术
16.2.1 服务模型
尽力而为模型数据转发过程中没有服务质量相关的部署所有的报文按照先后顺序进行转发不提供质量保障。综合服务模型 应用转发数据包的之前需要申请带宽预留申请的带宽预留除自己可用其他应用不能使用部署非常复杂区分服务模型Qos通过对报文进行分类对每一类的报文进行标记根据标记实现对不同类的报文提供不同的服务质量时延丢包率优先转发。 DS边缘节点区分服务域边缘节点区分服务域有一系列Qos设备组成实现方式 DS边缘设备的入接口进行流量分类给不同类的流量打上不同的标记。DS节点的入接口信任该标记类型后续DS域中按照该标记为流量提供服务质量。
16.2.2 Qos的常用技术
限速技术拥塞管理技术拥塞避免技术
16.3 流量分类
16.3.1 简单流分类
概念
外部优先级指报文携带的优先级值
内部优先级报文在设备内的服务等级
两个优先级可以通过修改映射表进行调整不同的外部优先级报文可以指定进入设备后的内部优先级接口队列传统Qos接口存在8个队列内部优先级与队列编号一一映射内部优先级7的报文对应队列7号不可以修改改映射关系。
外部优先级报文中携带的标记 VLAN 字段中的PRI取值范围是0-7名字802.1pMPLS 头部中的EXP取值范围是0-7IP头部中的Tos字段8bit两种不互斥的 标记方式1IP-P占用3bit表示范围0-7高3bit位标记方式2DSCP值占用6bit表示范围0-63高6bit位
DSCP值标记数字和名字表示方式 定义了4个PHB每一跳动作CS类选择器EF快速转发AF确保转发BE尽力而为AF11、AF12、AF13、AF21到AF43AF对应的DSCP值的映射关系是AFXY值DSCP值8x2yCSx值DSCP值8x总结简单流分类是按照报文已有的标记对报文进行Qos处理
16.3.2 复杂流分类
在DS边缘设备的入方向上通过数据报文的五元组采用MQC模块配置实现对报文的重标记或者其他的Qos处理。后续DS域中的节点可以根据重标记后的报文标记值进行简单流分类。
为什么没有EXP-DSCP
16.4 拥塞管理
拥塞管理网络发生拥塞的时候对流进行管理和控制采用队列技术。
16.4.1 队列技术
队列技术通过一定的调度算法从队列中提取数据报文给出接口进行转发 Qos Q-profile 传统的Qos工具对应的下行出口存在8个队列0-7号队列CBQ队列华为设备支持的自行开发的队列4个队列AF、EF/LLQ、BE队列调度算法 FIFO先进先出算法在队列内收到的报文按照谁先到谁先出的原则发送SP严格优先级算法在队列间进行报文调度的时候按照队列的优先级严格调度。如7,6,5三个队列采用SP算法则优先调度优先级最高的7号队列7号队列发送完毕在调度6队列6号发送完毕调度5号队列如果5号队列正在调度7号队列有报文进入则重新调度7号队列。时时刻刻调度最高优先级的队列。 缺点低优先级队列可能出现“饿死”现象不能得到及时调度。WFQ加权公平队列在队列间的报文调度的时候按照队列配置的加权值进行报文调度权值越大队列调度的机会越大占用的带宽就越大。 缺点低延时的报文不能保证低延迟绝对优先级的报文得立即调度调度算法组合SPWFQ6,7号队列是SP算法0-5号是WFQ算法 此时6,7号队列拥有绝对优先级的调度机会6,7号队列中不存在报文的时候才会按照WFQ算法调度剩余的0-5号队列。 SP算法的队列中经常给到占用带宽不大绝对优先级会抢占其他队列带宽要求延时小立即调度减少时延的业务使用。WFQ算法的队列用途保证业务带宽给到业务带宽比较大的业务使用。调度方式传统Qos接口的软件队列0-8队列可以加入到以下三种队列组中进行Qos的报文调度。 PQ队列组采用的SP调度算法PQ队列中可以存在多个软件队列按照严格优先级进行调度。WFQ队列组采用WRR、WDRR、WFQ算法都是存在加权值按照加权值分配带宽WFQ队列中可以存在多个软件队列多个软件对垒按照WFQ算法进行调度。LPQ队列组采用SP调度算法LPQ队列也可以存在多个软件队列按照SP算法调度组内不同队列中的报文。PQ和LPQ都是采用SP算法不同点是LPQ拥塞时不能抢占带宽。PQ、WFQ、LPQ队列组之间的调度算法采用SP算法先调度PQ队列再调度WFQ队列、最后调度LPQ PQ多用于将语音等低延迟低带宽的流量加入到该队列组中WFQ多使用与需要带宽保障确保转发的的业务报文加入到该队列组中LPQ队列用于BE的流量加入当PQ和WFQ带宽分配存在空闲带宽则交给LPQ调度BE的流量。
16.4.2 拥塞管理配置
基于队列技术的拥塞管理传统的Qos DS边缘设备配置复杂流分类对流量进行分类并重标记DS设备根据DSCP进行Qos部署简单流分类 入接口需要配置信任DSCP值对应的DSCP值的报文才会进入到对应LP的队列中。如果需要调整报文进入到对应的队列则需要调整DSCP值与本地优先级的映射关系。DS设备上配置Qos-Queue-profile工具将对应的队列加入到PQ、WFQ、LPQ中WFQ队列需要配置权重值分摊带宽在出接口上调用该工具。实现报文的差分服务基于MQC的拥塞管理 队列 EF/LLQ队列适用于语音等低延迟低带宽要求的流分类。LLQ比EF具有跟小的带宽当链路拥塞的时候EF可以抢占空闲带宽。该队列优先级最高需要配置最大的指定带宽。类似传统Qos 的PQ队列AF队列适用于大带宽保证转发的业务。AF队列中可以包含多个类每个类中可以配置指定的最小带宽保证业务转发的带宽。BE队列不满足所有其他的分类的流量归于该默认类可以将默认类设置为AF队列也可以将默认的BE队列。BE队列采用WFQ调度算法。配置: 流分类对报文进行分类流行为指定分类后的报文的队列流策略绑定流分类和流行为参考命令带宽设置有两种绝对值和空闲带宽百分比
traffic behavior OA queue llq bandwidth 30 //在流行为视图下配置与该行为绑定的流量分类加入到LLQ队列EF设置最大带宽30kbit/s
traffic behavior FTP queue af bandwidth pct 10 //在流行为视图下配置与该行为绑定的流量分类加入到AF队列中设置最小带宽保障业务带宽需求。
traffic policy Qos
classifier default-class behavior def //在流策略的视图下设置默认的分类系统原有匹配所有缺省类与行为绑定类名字def是用户自定义且设置队列为WFQBE队列
16.5 拥塞避免
16.5.1 拥塞产生的原因
带宽不匹配发送报文方的带宽链路的带宽减小导致出接口无法及时发送高速接受到的报文。接口带宽已知但是流量都汇聚到一个接口发出内网出口收到的报文的数量所需带宽要大于出接口的带宽
16.5.2 拥塞产生后的影响
丢弃策略 尾丢弃如果没有配置早期随机检测则当网络出现拥塞队列缓存已满则接收的报文将在进入队列前全部丢弃。 TCP全局同步当拥塞发生TCP所有的连接将同时降低滑动窗口字段的值控制TCP的传输速度网络不在拥塞TCP连接进入慢启动过程逐步提高TCP连接的报文传输速度循环往复。该过程中会造成TCP的所有连接传输报文的速度同步升高同步降低造成链路资源浪费。TCP连接“饿死”现象拥塞发生TCP降低连接的速度此时UDP报文没有传输速度控制机制UDP则利用TCP让出来带宽再次造成网络拥塞TCP会再一次降低连接速度UDP再次占用循环往复造成TCP连接“饿死”现象。无差别丢弃超出队列缓存的报文进行无差别丢弃不区分报文的优先级。RED当网络趋向于拥塞的时候可以使用RED早期随机检测提前丢弃报文延缓网络出现拥塞 队列长度到达低门限的时候开始随机丢弃报文到达高门限则执行尾丢弃从而延缓了TCP的全局同步随机丢弃的报文中属于不同的TCP连接TCP连接的速度不会同时到达最大WRED根据报文的优先级在拥塞发生之前提前对报文进行有差别的丢弃。 按照报文优先级或者队列优先级分别设置低门限高门限某队列长度到达低门限则开始丢弃。高优先级报文队列低门限设置的更高使得高优先级报文晚于低优先级报文丢弃的时间。避免TCP同步拥塞避免配置方式两种 基于Qos丢弃模版配置 参考命令见PPT基于MQC配置 参考命令见PPT
16.6 限速
16.6.1 令牌桶技术
单桶单速双色标记法C桶单桶 概念 CIR承诺信息速率向令牌桶中按照该速率放置令牌单位KbpsCBS报文的突发尺寸允许报文的转发时的突发长度尺寸表示令牌桶的尺寸令牌桶中初始的令牌数量为该CBS值即桶的容量。工作机制 Tc值表示令牌桶中现有的令牌数量初始情况没有发送报文之前Tc值CBS桶内令牌是满的B值代表要转发的报文的长度尺寸工作机制 按照CIR匀速的速度持续向令牌桶中放置令牌桶中令牌数量超出CBS则溢出Tc值不能大于CBS。要转发报文之前查看报文的长度B判断B是否小于Tc值 如果BTc值则将报文标记为绿色转发且Tc值桶内剩余的令牌数减少B如果BTc值则报文标记为红色丢弃不转发。桶内的令牌不减少。双桶单速三色标记法 两个桶C桶、E桶三种颜色标记报文绿黄红概念CBS和EBS关注的时数据流的大小 CBS与单桶单速相同C桶的容量令牌最大数量承诺突发尺寸。单位ByteEBSE桶的容量令牌最大数量峰值突发尺寸单位ByteCIR承诺信息速率关注的流量发送的承诺速率。单位Kbps工作机制 TcC桶中现有的令牌数量初始情况TcCBSTeE桶中的现有令牌数量初始情况TeEBS工作机制 以CIR的速率持续向C桶中投放令牌当C桶的令牌数量达到CBS溢出溢出令牌放入到E桶中当E桶的令牌数量溢出则丢弃。收到报文查看报文的大小值为B比较B与桶内令牌数量 如果BTc则将报文标记为绿色并发送C桶剩余容量Tc减少B如果BTcC桶中剩余令牌不够此时比较B与Te大小查看E桶中是否有足够令牌 如果BTe则报文标记为黄色默认发送并将E桶中令牌数Te减少B如果BTe则报文标记为红色丢弃报文E桶中令牌数量Te不减少。双桶双速三色标记法 双桶P桶、C桶双速PIR、CIR颜色绿黄红概念 PBS峰值突发尺寸P桶的容量 单位ByteCBS承诺突发尺寸C桶的容量PIR峰值突发速率 单位KbpsCIR承诺信息速率 CIRPIR工作机制 TpP桶中的剩余的令牌数量初始TpPBSTcC同种剩余的令牌数量初始TcCBSCBSPBS工作机制 放置令牌以PIR的速率向P桶中持续放置令牌超出PBS令牌会溢出以CIR的速率向C桶中持续放置令牌超出CBS令牌会溢出。收到报文后检查流量报文的大小值为B首先比较B与P桶的剩余令牌数Tp 如果BTp报文标记为红色Tp值不减少如果BTp继续比较B与Tc的值大小 BTc则报文被标记为黄色Tp减少BBTc则报文标记为绿色Tp和Tc都减少B三种方式的区别 单桶单速双色标记法不关注突发速率仅关注突发流量尺寸 C桶双桶单速三色标记法关注峰值突发尺寸不关注突发速率 C桶 E桶双桶双色三色标记法即关注报文的突发峰值尺寸也关注突发的峰值速率。 P桶 C桶
16.6.2 流量监管
使用令牌桶技术实现在设备的入口和出口方向实现限速超出速率部分的报文直接丢弃。削峰不填谷
两种实现方式
基于接口进行限速 参考命令Qos car cir xxx //可以使用所有的令牌桶技术基于MQC对流分类进行限速 参考命令 Traffic behavior ACar cir xxxx //流行为视图下设置对绑定流分类中的数据流进行限速可以使用所有令牌桶技术
16.6.3 流量整形
使用令牌桶技术和缓存技术在设备的出方向实现限速超出速率部分的报文先缓存等待流量下降后从缓存中提取并转发。削峰填谷。
三种实现方式只能使用单桶单速技术。
基于接口配置对接口内出方向上所有通过的流量生效不区分优先级基于队列配置对单个队列中的流量生效区分优先级的。
基于MQC配置方式正对流量的流分类生效在流行为中配置。
