1、QoS原理,ISSUE 1.0,page1,學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠： QoS 的基本概念 流量監(jiān)管、流量整形 擁塞管理 擁塞避免,學(xué)習(xí)目標(biāo),page2,第一章QoS 的基本概念 第二章報文的分類和標(biāo)記 第三章流量監(jiān)管及整形 第四章?lián)砣芾砑氨苊?內(nèi)容介紹,page3,QoS的基本概念,Qos: Quality of Service（服務(wù)質(zhì)量）是指網(wǎng)絡(luò)通信過程中，允許用戶業(yè)務(wù)在丟包率、延遲、抖動和帶寬等方面獲得可預(yù)期的服務(wù)水平。 IP QoS目標(biāo)： 避免并管理IP網(wǎng)絡(luò)擁塞 減少IP報文的丟失率 調(diào)控IP網(wǎng)絡(luò)的流量 為特定用戶或特定業(yè)務(wù)提供專用帶寬 支撐IP網(wǎng)絡(luò)上的實時業(yè)務(wù),page4,丟包,？

2、,Internet,page5,延時,Internet,A,A,發(fā)送的第一個bit,接收的最后一個bit,處理延時,處理延時,網(wǎng)絡(luò)傳輸延時,端到端的延時,時間t,page6,抖動,Internet,page7,帶寬限制,Internet,IP,我要100M,我要30M,我要2M,10M,page8,IP QoS 三種模型,Best-Effort 模型：是目前Internet的缺省服務(wù)模型，主要實現(xiàn)技術(shù)是先進(jìn)先出隊列(FIFO) IntServ模型(集成服務(wù))：業(yè)務(wù)通過信令向網(wǎng)絡(luò)申請?zhí)囟ǖ腝oS服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)在流量參數(shù)描述的范圍內(nèi)，預(yù)留資源以承諾滿足該請求 DiffServ模型(差分服務(wù))：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出

3、現(xiàn)擁塞時，根據(jù)業(yè)務(wù)的不同服務(wù)等級約定，有差別地進(jìn)行流量控制和轉(zhuǎn)發(fā)來解決擁塞問題,page9,Best-Effort 模型,Best-Effort是單一的服務(wù)模型，也是最簡單的服務(wù)模型。 應(yīng)用程序可任意發(fā)送任意報文，不需要事先得到批準(zhǔn)或通知網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)盡最大可能發(fā)送這些報文，但對時延，可靠性等性能不提供任何保障 Best-Effort service是目前Internet的缺省服務(wù)模型，主要實現(xiàn)技術(shù)是先進(jìn)先出隊列(FIFO),page10,IntServ 模型,為應(yīng)用提供可控制的、端到端的服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)單元支持QoS的控制機制 應(yīng)用程序向網(wǎng)絡(luò)申請?zhí)囟ǖ腝oS服務(wù) 信令協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中部署QoS請求 RSV

4、P是主要使用的信令協(xié)議,page11,RSVP原理,我要預(yù)留 2Mbps帶寬,OK！,我要預(yù)留 2Mbps帶寬,我要預(yù)留 2Mbps帶寬,我要預(yù)留 2Mbps帶寬,OK！,OK！,OK！,開始通信,page12,RSVP的問題,要求端到端所有設(shè)備支持這一協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)單元為每個應(yīng)用保存狀態(tài)信息，可擴展性差 周期性同相鄰單元交換狀態(tài)信息，協(xié)議報文開銷大 不適合在大型網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用,page13,DiffServ 模型體系結(jié)構(gòu),DiffServ網(wǎng)絡(luò),DiffServ網(wǎng)絡(luò),SLA/TCA,邊界節(jié)點,內(nèi)部節(jié)點,邊界節(jié)點,邊界節(jié)點,內(nèi)部節(jié)點,邊界節(jié)點,在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行業(yè) 務(wù)分類和流量調(diào)整。 - 業(yè)務(wù)分類 . 基于

5、DS域 . 基于其他特征 - 流量調(diào)整 . 測量 . 標(biāo)記 . 丟棄 . 整形,不同DS區(qū)域可有不同的PHB，以實現(xiàn)不同的服務(wù)提供策略，它們之間通過 SLA與TCA協(xié)調(diào)提供跨區(qū)域服務(wù)： . SLA：服務(wù)等級協(xié)定，關(guān)于業(yè)務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)中傳遞時所應(yīng)當(dāng)獲得的待遇。 . TCA：流量調(diào)整協(xié)定，關(guān)于業(yè)務(wù)分類準(zhǔn)則、業(yè)務(wù)模型及相應(yīng)處理的協(xié)定。,DS區(qū)域的服務(wù)提供 策略由PHB決定。 DS節(jié)點根據(jù)PHB屬性 轉(zhuǎn)發(fā)。,page14,第一章QoS 的基本概念 第二章報文的分類和標(biāo)記 第三章流量監(jiān)管及整形 第四章?lián)砣芾砑氨苊?內(nèi)容介紹,page15,報文分類及標(biāo)記,報文分類及標(biāo)記是QoS 執(zhí)行服務(wù)的基礎(chǔ) 報文分類使用

6、技術(shù)：ACL和IP優(yōu)先級 根據(jù)分類結(jié)果交給其它模塊處理或打標(biāo)記（著色）供核心網(wǎng)絡(luò)分類使用,ACL , IP優(yōu)先級,page16,第一章QoS 的基本概念 第二章報文的分類和標(biāo)記 第三章流量監(jiān)管及整形 第四章?lián)砣芾砑氨苊?內(nèi)容介紹,page17,流量監(jiān)管,drop,令牌桶,流分類,CAR (Committed Access Rate):約定訪問速率 令牌桶算法 對流量進(jìn)行控制 整形（shaping）使業(yè)務(wù)流輸出的速率符合業(yè)務(wù)模型的規(guī)定 丟棄（droping）根據(jù)特定規(guī)則丟棄分組 打標(biāo)記（marking）設(shè)置報文的DS域（或IP優(yōu)先級）,page18,流量整形,隊列,流分類,256Kbps,12

7、8Kbps,FR,128Kbps,GTS (Generic Traffic Shaping): 解決鏈路兩邊的接口速率不匹配 對報文的流量進(jìn)行限制,對超出流量約定的報文進(jìn)行緩沖 流量整形可能會增加延遲,令牌,page19,物理接口總速率限制,LR (Line Rate): 在一個物理接口上，限制接口發(fā)送報文（包括緊急報文）的總速率 LR采用了令牌桶進(jìn)行流量控制, 所有經(jīng)由接口發(fā)送的報文首先要經(jīng)過LR的令牌桶進(jìn)行處理 利用QoS豐富的隊列來緩存報文,流分類,256Kbps,128Kbps,QoS隊列,page20,第一章QoS 的基本概念 第二章報文的分類和標(biāo)記 第三章流量監(jiān)管及整形 第四章?lián)砣?/p>

8、管理及避免,內(nèi)容介紹,page21,擁塞管理,網(wǎng)絡(luò)擁塞時，保證不同優(yōu)先級的報文得到不同的QoS待遇，包括時延、帶寬等。 將不同優(yōu)先級的報文入不同的隊列，不同隊列將得到不同的調(diào)度優(yōu)先級、概率或帶寬保證 算法： FIFO（ First In First Out ） PQ（ Priority Queue ） CQ（ Custom Queue ） WFQ（ Weighted Fair Queuing ）,page22,先進(jìn)先出隊列,FIFO (First In First Out): 算法簡單，轉(zhuǎn)發(fā)的速度快 所有報文統(tǒng)一對待，先進(jìn)現(xiàn)出，沒有任何區(qū)別分 Internet 的默認(rèn)服務(wù)模式Best-Effo

9、rt采用的隊列策略,轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,page23,優(yōu)先隊列,PQ (Priority queuing): 優(yōu)先隊列，可以保障高優(yōu)先級隊列的服務(wù)質(zhì)量 PQ分為四個隊列：High，Medium， Normal，Low 較高的優(yōu)先級的隊列優(yōu)先調(diào)度,drop,流分類,page24,定制隊列,CQ (Custom queuing): 定制隊列，用戶可配置隊列占用的帶寬比例關(guān)系 CQ共分為17個隊列: 0號隊列為系統(tǒng)隊列，優(yōu)先調(diào)度; 1-16為用戶隊列，輪詢調(diào)度 各隊列在統(tǒng)計規(guī)率上滿足用戶配置的帶寬比例,drop,流分類,page25,加權(quán)公平隊列,WFQ (Weighted fair queuing): 加權(quán)公平隊列，保證相同優(yōu)先級業(yè)務(wù)間公平，不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)間加權(quán) 最大隊列數(shù)目可配置(16-4096) 采用HASH算法盡量將不同的數(shù)據(jù)流分入不同的隊列，自動完成 權(quán)值依賴于IP報文頭中攜帶的IP優(yōu)先級,drop,流分類,page26,擁塞避免,傳統(tǒng)的尾丟包在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時對報文全部丟棄，并不加以區(qū)分 TCP慢啟動導(dǎo)致全局同步化 進(jìn)行擁塞避免，在網(wǎng)絡(luò)沒有發(fā)生擁塞以前根據(jù)隊列狀態(tài)進(jìn)行有選擇性的丟包 算法：RED、WRED,page27,擁塞避免,WRED (Weighted