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QOS基本原理

作者:運維法拉令

QOS基本概念

QOS基本原理

三種令牌桶模式的差別和應用場景

由前文描述可以看出,三種令牌桶模式之間既有差別也有演進關系,具體見下表:

QOS基本原理

基于上述三種令牌桶模式之間的差別,其功能和使用場景也有所不同,具體見下表:

QOS基本原理

參數設定有講究

在令牌桶算法中,CIR的值越大,即令牌産生的速率越大,封包可以擷取的令牌就越多,流向網絡的流量也就越大。是以,CIR的值是控制流入網絡中流量多少的關鍵。CBS也是一個重要參數。CBS的值越大,C桶中可以積累令牌的數目也越多,允許通過的封包尺寸就越大。

由于裝置進行的是逐包轉發,CBS的值不應該小于目前網絡上允許傳輸的封包的最大長度。

例如,在單速單桶模式下,假設要把流量限定在10Mbit/s,而CBS值太小(如設定成1000byte)。如果某個時間段内流量的封包,每個封包大小都大于1000byte,那麼這些封包全都被丢棄。這段時間内,沒有封包被轉發,封包的轉發速率為0,導緻網絡資源被浪費,業務也出現異常。

那是不是CBS的值越大就越好呢?顯然不是。CBS值太大,會失去限速的意義。例如,假設要把流量限定在10Mbit/s,CBS設定成7200Mbyte。某個時刻,令牌桶中的令牌已滿,如果接下來1小時内流量的封包,其封包長度不一,但共計7200Mbyte,這些封包都能獲得令牌并被轉發,那麼這段時間内的封包速率為16Mbit/s(7200M * 8 / 3600)而不是10Mbit/s,即沒有實作限速。

同理,對于雙速雙桶模式,PIR和PBS的值也應設定在合理範圍内。說明:目前華為以太網交換機隻支援單速單桶和雙速雙桶模式。

簡單來說,帶寬參數的設定取決于實際業務的限速需要。原則上,令牌桶容量需要大于等于網絡中可能出現的最大的報的長度和業務流量的正常突發量。對于華為的以太網交換機,我們有總結的經驗性公式:

這個比較關建,我們的裝置也是這麼設定的,CBS大小限制。

  • l 帶寬 ≤ 100Mbit/s時,令牌桶容量CBS(Bytes) = 帶寬(kbit/s) * 1000(s)/8;
  • l 帶寬 > 100Mbit/s時,令牌桶容量CBS(Bytes) = 100000(kbit/s) * 1000 (s)/8。

另外,華為的以太網交換機,不同系列的單闆支援的CAR粒度不同。在進行流量監管和限速時,l 如果配置的CIR、PIR是最小粒度的整數倍,則按照配置的速率進行監管和限速。l 如果配置的CIR、PIR不是最小粒度的整數倍,則按照最小粒度的整數倍進行流量監管和限速。

例如,裝置上的監管和限速粒度為64kbit/s,如果CIR值 ≤ 64kbit/s,按照64kbit/s處理;如果128kbit/s < CIR值 ≤ 192kbit/s,按照192kbit/s處理。

HQOS排程相關

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PHB服務等級

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PHB共有8個細分級别,按優先級從高到低依次為CS7、CS6、EF、AF4、AF3、AF2、AF1、BE。

這裡AF優先級有些場家的順序是不一緻的,我們實作是AF1 > AF2 >AF3>AF4。

CS7和CS6,預設用于協定封包,如企業内部各個交換機之間的STP封包、LLDP封包、LACP封包等。如果這些封包無法接收會引起協定中斷。

EF用于承載VoIP語音的流量,或者企業内部視訊會議的資料流,因為語音業務的封包要求低延遲、低抖動、低丢包率,其重要程度僅次于協定封包。

AF4用來承載語音的信令流量,即VoIP業務的協定封包。

AF3可以用作遠端裝置的Telnet、FTP等服務。這些業務對帶寬要求适當,但是對網絡時延、抖動都非常敏感,同時要求完全可靠的傳輸,不能出現丢包。

AF2可以用來承載企業内部IPTV的直播流量,可以保證線上視訊業務的流暢性。直播業務的實時性強,需要有連續性和大吞吐量的保證,但是允許小規模的丢包。

AF1用作企業内部普通資料流業務,例如E-Mail。普通資料對實時性和抖動等因素要求都不高,隻要保證不丢包的傳達即可。

BE用于盡力而為的服務,用作不緊急、不重要、不需要負責的業務,如HTTP網頁浏覽業務。

帶内加速和帶外加速了解

1、帶内加速 假如使用者帶寬是100M,需要對QQ視訊業務進行帶内加速,比如QQ視訊業務需要帶寬80M,那麼其他業務的代碼隻能有20M。通過SP優先級排程來實作保證視訊業務的80M帶寬,其他業務20M帶寬大小。使用PQ+CAR來實作。br           

帶外加速

假如使用者帶寬是100M,需要對QQ視訊業務進行帶外加速,比如QQ視訊業務需要帶寬80M,需要額外的80M帶寬給QQ視訊業務使用。其他業務的代碼隻能有100M。

DAA + car 來實作。

cass 1 QQ behavior:80M

class 2 baidu behavior 20M

class 3 all behavior :100M ,不使用使用者帶寬,額外帶寬來保證業務。

封包優先級相關

IP封包:

IP header 有一個8-bit的TOS(服務類型)優先級區域,它通常被分為precedence部分(IP優先級)和TOS部分,最後一位作保留;它的具體定義如下:

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由于對區分服務類型的多樣化的要求,在之後的RFC文檔中對這個區域進行了重新的配置設定,命名為DSCP:也就是IP標頭的區分服務标記域。DSCP優先級是把整個8位的前6位重新定義了一下,稱為DSCP優先級;

下圖有點問題CU應該是占bit6和bit7的。

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8021P就是VLAN封包優先級

資料幀裡有4個位元組的802。1q标簽頭,包含2位元組的标簽和2位元組的控制資訊,在控制資訊(vlan tag的TCI區域)的前3位,就定義為802.1p優先級。它指明幀的優先級。一共有8 種優先級,主要用于當交換機阻塞時,優先發送優先級高的資料包。

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MPLS封包

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