Qos小结_qos小结

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Qos Qos是解决网络拥塞非常重要的手段，Qos类是交通管理设施，在不能无限制扩充道路宽度的情况下，通过加强交通管理可以大大缓解道路的拥塞情况。有三种模型：尽力而为服务模型，集成服务模型和差分服务模型。

尽力而为服务模型实际就是没有Qos，路由器平等对待所有数据包，先进先出；集成服务模式要预留带宽；差分服务模式就是区别的对待不同的数据包，把它们分成不同的类别。下面主要介绍差分服务模型。

一般配置Qos的思路：分类和标记通常是在边界的入口路由器上执行的，而拥塞管理通常是在网络的内部或者出口路由器上执行的，他们是分开进行的。上流方向：先使用cla-map分类，再用policy-map标记，在下流方向：用cla-map匹配标记，再用policy-map对配置的数据包进行操作。

一、分类与标记：分类是为了标记，标记是分类的结果。

标记可以分：IP优先级标记，DSCP标记和COS标记。注意：数据包中的IP优先级或者DSCP值高并不意味着路由器将优先转发这些数据包，路由器是否优先转发这些数据包完全取决于如何配置。这个优先级的意义是：决定拥塞情况下那些数据包优先被丢弃。

分类标记的具体工具有：route-map、MQC、NBAR、和CAR等。我们一般建议用MQC（Modular 模块化Qos CLI）配置Qos。

二、NBAR（Network Base Application Recognition）

MQC和NBAR的区别是：MQC和route-map只能根据二层、三层和四层等信息来分类数据包，对于P2P和Voice IP等采用动态端口的流量，无法进行分类。然而NBAR可以识别四层到七层协议，可以说NBAR是MQC的一个扩展。

NBAR使得路由器不仅要转发数据，还要对数据包进行检查，这样会加大负载，建议慎重采用。

三、队列技术-----拥塞管理方法

当拥塞发生时，需要使用队列技术对数据包进行排队，有的数据包应该被调度优先转发，队列技术只应用在接口的出方向，并且一个接口只能使用一种队列技术。

数据包要从出接口转发出去要经过软件队列和硬件队列。软件队列就是我们人为定义的各种队列技术对数据包进行调度，然后进入硬件队列，硬件队列总是以先进先出的方式把数据包转发。如果硬件队列未满，则说明接口能够及时转发数据，队列技术就不生效了，换句话说，就是软件队列要在接口拥塞的情况下才起效？

① FIFO先进先出队列：

只有一条队列，简单，开销低，容易造成数据包的延时、延时抖动和丢包。如果队列满，新到的包被尾部丢弃。② 优先级队列PQ：

分成高、中、普通、低优先级4个队列。路由器从高到低顺序调度数据包，只有高优先级队列空后才会调度中优先级的队列服务，以此类推，只要高队列一直有数据，后面就永远不会被转发，易造成两极分化。③ 自定义队列CQ： 有17个队列（0-16），其中0是优先级队列，只有队列0为空，才能为其他队列服务。路由器将为第一个队列转发一定字节数的数据包后，就转为为第2个队列转发，依次轮询，避免两极分化，保证所有队列都能转发。④ 加权公平队列（WFQ）：

当接口的带宽小于2.048Mbps时，路由器在接口上默认采用WFQ。与PQ、CQ不同的是，如果队列满了，WFQ并不是执行尾部丢弃，而是会执行WFQ丢弃方式；执行加权公平调度算法调度数据包到硬件队列转发。在WFQ中，先调度最快能转发完毕的包，采用虚拟包进行调度，虚拟包大小=实际包大小/(IP优先级+1)，也就是说，IP优先级越高则虚拟包越小，将有更多的转发机会。WFQ会优先调度IP优先级高，包比较小的数据包。⑤ 基于类的加权公平队列（CBWFQ）：

使用MQC进行配置，最多可定义64个类，可以根据数据包的协议类型、ACL和IP优先级或者输入接口等条件事先定义好流量的类型，为不同类别的流量配置最小带宽，占用接口带宽的百分比等。可以保证流量的最小带宽，而不限制流量的最大带宽。⑥ 低延迟队列（LLQ）：

配置和CBWFQ相似，但是原理和优先级队列很类似。LLQ一般结合CBWFQ使用，这样就会优先转发LLQ队的重要数据。LLQ的数据发完后交发送其他CBWFQ的数据。⑦ RTP优先队列：

一般用来解决语音服务质量的简单队列技术，其原来是将承载语言的RTP数据包送入高优先级使其得到优先发送。可结合前面所说的任何一种队列使用，RTP是前面所说队列中优先级最高的。

四、拥塞避免解决方法：提前随机丢弃一些包。

随机预检测技术（Random Early Detection，RED）和权重随机预检测技术（Weighted Random Early Detection，WRED）

一般是RED仅对TCP有效，对UDP并无反映。

原理是一样的，给队列两个门限值：最小门限和最大门限，当队列的平均长度小于最小门限时，不丢弃数据包；当队列的平均长度在最小门限值和最大门限值之间，RED开始随机丢弃数据包，队列的平均长度越长，丢弃的概率越高；当队列的平均长度大于最高门限时，丢弃尾部所有的数据包。避免了TCP全局同步现象（即TCP连接不是同步断开，然后又同步连接，忽高忽低），使得线路带宽的整体利用率得到提高。

它们的区别在于，WRED可以根据不同的IP优先级或者DSCP值，设定不同的最小门限、最大门限和丢弃概率，从而对不同优先级的数据包提供不同的丢弃特性。

FB-WRED（Flow Based RED）对WRED进行了改进，它对占用的队列资源比平均份额多的流进行惩罚。

CB-WRED就是把WRED和MQC工具结合起来，在policy-map中配置WRED，而不是在物理接口上直接配置WRED。

五、流量整形与流量监管的区别

流量整形的目的是平滑流量，流量监管的目的是限速。流量整形是把超出的流量缓冲起来，链路平均流量速率较大，但造成延时；流量监管是把超出的流量丢弃或标记进行后续操作，整体带宽低，不会增加数据包延时。

流量整形方法：GTS 只能应用在接口的出方向上。GTS是在软件队列之前又增加一个队列来实施的，这一队列采用的是WFQ。令牌桶用来缓存数据，有令牌才能把数据发送出去。令牌是周期放到令牌桶中的，周期为Tc，一个周期加入的令牌数为Bc。加入的速度为CIR。

流量监管的方法：Policing 可以用传统的命令行CAR（Committed Acce Rate）配置，CAR使用的是单桶单速双色，也可以用基于MQC的CB-Policing（建议使用），而且有单桶单速双色、双桶单速三色和双桶双速三色等。