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    2019-09-18 06:33:52
    qos基本定义当网络发生拥塞时候,所有数据流都可能被丢弃;为满足用户对不同应用不同服务质量要求,就需要网络能根据用户要求分配和调度资源,对不同数据流提供不同服务质量:对实时性强且重要数据...

    qos基本定义
    当网络发生拥塞的时候,所有的数据流都有可能被丢弃;为满足用户对不同应用不同服务质量的要求,就需要网络能根据用户的要求分配和调度资源,对不同的数据流提供不同的服务质量:对实时性强且重要的数据报

    QoS功能示意图
    文优先处理;对于实时性不强的普通数据报文,提供较低的处理优先级,网络拥塞时甚至丢弃。QoS应运而生。支持QoS功能的设备,能够提供传输品质服务;针对某种类别的数据流,可以为它赋予某个级别的传输优先级,来标识它的相对重要性,并使用设备所提供的各种优先级转发策略、拥塞避免等机制为这些数据流提供特殊的传输服务。配置了QoS的网络环境,增加了网络性能的可预知性,并能够有效地分配网络带宽,更加合理地利用网络资源。 [1]
    下面从QoS服务模型出发,对使用最多、最成熟的一些QoS技术逐一进行描述。在特定的环境下合理地使用这些技术,可以有效地提高服务质量。
    通常QoS提供以下三种服务模型:Best-Effort service(尽力而为服务模型),Integrated service(综合服务模型,简称Int-Serv),Differentiated service(区分服务模型,简称Diff-Serv)。
    1. Best-Effort服务模型是一个单一的服务模型,也是最简单的服务模型。对Best-Effort服务模型,网络尽最大的可能性来发送报文。但对延时、可靠性等性能不提供任何保证。
    Best-Effort服务模型是网络的缺省服务模型,通过FIFO(first in first out 先入先出)队列来实现。它适用于绝大多数网络应用,如FTP、E-Mail等。
    2. Int-Serv服务模型Int-Serv是一个综合服务模型,它可以满足多种QoS需求。该模型使用资源预留协议(RSVP),RSVP运行在从源端到目的端的每个设备上,可以监视每个流,以防止其消耗资源过多。这种体系能够明确区分并保证每一个业务流的服务质量,为网络提供最细粒度化的服务质量区分。但是,Inter-Serv模型对设备的要求很高,当网络中的数据流数量很大时,设备的存储和处理能力会遇到很大的压力。Inter-Serv模型可扩展性很差,难以在Internet核心网络实施。
    3. Diff-Serv服务模型Diff-Serv是一个多服务模型,它可以满足不同的QoS需求。与Int-Serv不同,它不需要通知网络为每个业务预留资源。区分服务实现简单,扩展性较好。 [1]

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  • 本文着重讨论一些多层交换机qos的基本概念,以后将相关内容的后续补充,希望能够帮助大家理解交换机的qos功能。1. 理解qos多层交换机使用InternetEngineering Task Force (IETF) DiffServ体系结构标准来实现qos. ...

    本文着重讨论一些多层交换机qos的基本概念,以后将有相关内容的后续补充,希望能够帮助大家理解交换机的qos功能。

    1. 理解qos

    多层交换机使用InternetEngineering Task Force (IETF) DiffServ体系结构标准来实现qos. 这个体系结构在网络的边缘对进入的流量使用Layer 3 IP packets (ToS/DSCP)或者Layer 2 CoS 进行流量分类(Classification)和标识(Marking),在交换机内部为每一类流量生成Internal DSCP(不修改数据包或者帧的qos值),交换机使用这个Internal DSCP值来对每一类流量实施各种QOS策略。

    2. 流量的优先级标准

    (1) Layer 2 frames的优先级比特位:

    Layer 2 Inter-Switch Link (ISL) frame

    头信息中有个 1-byte User字段的最后三个比特定义了和IEEE 802.1p class of service (CoS)相同的优先级(0~7)。将一个交换机接口配置为isl trunk时,该接口的所有的流量以isl帧的格式处理

    Layer 2 802.1Q frame

    头信息中插入一个 2-byte Tag Control Information field ,其中的前三个比特定义了IEEE 802.1p class of service (CoS),将一个交换机接口配置为802.1q trunk时,该接口的native vlan的流量没有cos信息,其他所有vlan的流量都以802.1q帧的格式处理,携带有cos信息。

    Layer 2 CoS值的范围为0~7, 0 是最低优先级,7是最高优先级.

    (2) Layer 3 packets的优先级比特位:

    Layer 3 IP packets 能够使用同一个头字段携带IP precedence 或者 Differentiated Services Code Point(DSCP) . QoS 支持这两种标准, DSCP 后向兼容IP precedence。

    IP precedence(3bit) 范围: 0 to 7.

    DSCP(6bit)范围 : 0 to 63.

     

     

    3.基本QoS模型

    下图示意了交换机的基本的QoS处理模型

    (1)对一个交换机接口的入站方向的流量,可以实施以下qos处理.

    o 分类(Classifying),为每一类流量产生一个internal DSCP.

    o 策略 (Policing), 对于每一类流量进行带宽和速率限制.

    o 标识 (Marking), 对于每一类流量进行按条件的标识处理

    (2)对一个交换机接口的出站方向的流量,可以实施以下qos处理.

    o 排队 (Queueing):

    基于流量的internal DSCP和系统的DSCP to CoS映射, 为每一类流量选择一个合适的接口出站队列(每接口自动有四个出站队列)

    o 调度服务(Scheduling services):

    可以调整四个队列基于WRR队列设定的weights 和 thresholds使用接口带宽.

    也可以配置一个加速队列(expedite queue), 优先于其他三个队列被服务和转发.

    在千兆接口,可以实施 tail drop或WRED拥赛避免技术.

    在百兆接口, 只能实施 tail drop技术.
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  • QOS相关基础知识总结

    2020-07-09 12:23:28
    QOS基本概念 三种令牌桶模式区别和应用场景 由前文描述可以看出,三种令牌桶模式之间既区别也演进关系,具体见下表。 基于上述三种令牌桶模式之间区别,其功能和使用场景也有所不同,具体见下表。 参数...

    QOS基本概念

    在这里插入图片描述

    三种令牌桶模式的区别和应用场景

    由前文描述可以看出,三种令牌桶模式之间既有区别也有演进关系,具体见下表。
    在这里插入图片描述
    基于上述三种令牌桶模式之间的区别,其功能和使用场景也有所不同,具体见下表。
    在这里插入图片描述

    参数设置有讲究

    在令牌桶算法中,CIR的值越大,即令牌产生的速率越大,报文可以获取的令牌就越多,流向网络的流量也就越大。因此,CIR的值是控制流入网络中流量多少的关键。CBS也是一个重要参数。CBS的值越大,C桶中可以积累令牌的数目也越多,允许通过的报文尺寸就越大。
    由于设备进行的是逐包转发,CBS的值不应该小于当前网络上允许传输的报文的最大长度。
    例如,在单速单桶模式下,假设要把流量限定在10Mbit/s,而CBS值太小(如设置成1000byte)。如果某个时间段内流量的报文,每个报文大小都大于1000byte,那么这些报文全都被丢弃。这段时间内,没有报文被转发,报文的转发速率为0,导致网络资源被浪费,业务也出现异常。
    那是不是CBS的值越大就越好呢?显然不是。CBS值太大,会失去限速的意义。例如,假设要把流量限定在10Mbit/s,CBS设置成7200Mbyte。某个时刻,令牌桶中的令牌已满,如果接下来1小时内流量的报文,其报文长度不一,但共计7200Mbyte,这些报文都能获得令牌并被转发,那么这段时间内的报文速率为16Mbit/s(7200M * 8 / 3600)而不是10Mbit/s,即没有实现限速。
    同理,对于双速双桶模式,PIR和PBS的值也应设置在合理范围内。
    说明:目前华为以太网交换机只支持单速单桶和双速双桶模式。
    简单来说,带宽参数的设置取决于实际业务的限速需要。原则上,令牌桶容量需要大于等于网络中可能出现的最大的报的长度和业务流量的正常突发量。对于华为的以太网交换机,我们有总结的经验性公式:
    这个比较关建,我们的设备也是这么设置的,CBS大小限制。
    l 带宽 ≤ 100Mbit/s时,令牌桶容量CBS(Bytes) = 带宽(kbit/s) * 1000(s)/8
    l 带宽 > 100Mbit/s时,令牌桶容量CBS(Bytes) = 100000(kbit/s) * 1000 (s)/8
    另外,华为的以太网交换机,不同系列的单板支持的CAR粒度不同。在进行流量监管和限速时,
    l 如果配置的CIR、PIR是最小粒度的整数倍,则按照配置的速率进行监管和限速。
    l 如果配置的CIR、PIR不是最小粒度的整数倍,则按照最小粒度的整数倍进行流量监管和限速。
    例如,设备上的监管和限速粒度为64kbit/s,如果CIR值 ≤ 64kbit/s,按照64kbit/s处理;如果128kbit/s < CIR值 ≤ 192kbit/s,按照192kbit/s处理。

    2、HQOS调度相关

    参考博客:
    https://blog.csdn.net/liu5257/article/details/78354193
    https://www.cnblogs.com/ricksteves/p/9684857.html
    在这里插入图片描述
    2、PHB服务等级
    在这里插入图片描述
    PHB共有8个细分级别,按优先级从高到低依次为CS7、CS6、EF、AF4、AF3、AF2、AF1、BE。
    //这里AF优先级有些场家的顺序是不一致的,我们实现是AF1 > AF2 >AF3>AF4.
    CS7和CS6,默认用于协议报文,如企业内部各个交换机之间的STP报文、LLDP报文、LACP报文等。如果这些报文无法接收会引起协议中断。
    EF用于承载VoIP语音的流量,或者企业内部视频会议的数据流,因为语音业务的报文要求低延迟、低抖动、低丢包率,其重要程度仅次于协议报文。
    AF4用来承载语音的信令流量,即VoIP业务的协议报文。
    AF3可以用作远端设备的Telnet、FTP等服务。这些业务对带宽要求适当,但是对网络时延、抖动都非常敏感,同时要求完全可靠的传输,不能出现丢包。
    AF2可以用来承载企业内部IPTV的直播流量,可以保证在线视频业务的流畅性。直播业务的实时性强,需要有连续性和大吞吐量的保证,但是允许小规模的丢包。
    AF1用作企业内部普通数据流业务,例如E-Mail。普通数据对实时性和抖动等因素要求都不高,只要保证不丢包的传达即可。
    BE用于尽力而为的服务,用作不紧急、不重要、不需要负责的业务,如HTTP网页浏览业务。

    3、带内加速和带外加速理解

    1、带内加速
      假如用户带宽是100M,需要对QQ视频业务进行带内加速,比如QQ视频业务需要带宽80M,那么其他业务的代码只能有20M。
      通过SP优先级调度来实现保证视频业务的80M带宽,其他业务20M带宽大小。
     使用PQ+CAR来实现。
    

    2、带外加速
    假如用户带宽是100M,需要对QQ视频业务进行带外加速,比如QQ视频业务需要带宽80M,需要额外的80M带宽给QQ视频业务使用。其他业务的代码只能有100M。
    DAA + car 来实现。
    cass 1 QQ behavior:80M
    class 2 baidu behavior 20M
    class 3 all behavior :100M ,不使用用户带宽,额外带宽来保证业务。

    4、报文优先级相关

    1、IP报文:
    IP header 有一个8-bit的TOS(服务类型)优先级区域,它通常被分为precedence部分(IP优先级)和TOS部分,最后一位作保留;它的具体定义如下:
    在这里插入图片描述
    由于对区分服务类型的多样化的要求,在之后的RFC文档中对这个区域进行了重新的分配,命名为DSCP:也就是IP包头的区分服务标记域。DSCP优先级是把整个8位的前6位重新定义了一下,称为DSCP优先级;
    下图有点问题CU应该是占bit6和bit7的。
    在这里插入图片描述
    2、8021P就是VLAN报文优先级
    数据帧里有4个字节的802。1q标签头,包含2字节的标签和2字节的控制信息,在控制信息(vlan tag的TCI区域)的前3位,就定义为802.1p优先级。它指明帧的优先级。一共有8 种优先级,主要用于当交换机阻塞时,优先发送优先级高的数据包。
    在这里插入图片描述
    3、MPLS报文
    在这里插入图片描述
    参考链接:
    https://forum.huawei.com/enterprise/zh/forum.php?mod=viewthread&tid=279033

    https://forum.huawei.com/enterprise/ru/thread-425777-1-1.html

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  • QinQ 等技术提供透明隔离的交换网络 (6)了解网络安全的基本知识 (7)了解 Eudemon 系列防火墙的技术原理和功能特征 (8)理解 IP QoS 模型和差分服务(DiffServ)模型及数据分类的基本原则和标志、流量控制和整形、拥塞...
  • WIFI系列协议--802.11e--QoS增强

    千次阅读 2020-06-28 22:08:01
    WIFI系列协议--802.11e--QoS增强1....一种逻辑功能,决定什么时候允许在基本服务集(BSS)内运行站(STA)通过无线介质(WM)发送和可能能够接收协议数据单元(PDUs)。BSS内协调函数可以一个混合协调函数(HC

    1.概述

    定义介质访问控制(MAC)程序,以支持具有服务质量(QoS)要求的局域网(LAN)应用程序,包括在IEEE 802.11无线LAN (WLANs)上传输语音、音频和视频。

    2.定义

    定义 说明
    coordination function 一种逻辑功能,决定什么时候允许在基本服务集(BSS)内运行的站(STA)通过无线介质(WM)发送和可能能够接收协议数据单元(PDUs)。BSS内的协调函数可以有一个混合协调函数(HCF),也可以有一个HCF和一个点协调函数(PCF),还可以有一个分布式协调函数(DCF)。服务质量(QoS)基本服务集(QBSS)将有一个DCF和一个HCF。
    access category (AC) 增强分布式信道访问(EDCA)参数的公共集合的标签,这些参数被服务质量(QoS)站(QSTA)用于竞争信道,以便传输具有一定优先级的介质访问控制(MAC)服务数据单元(MSDUs)。
    admission control 一种保证资源约束网络中新流的准入不违反网络对允许流所作的参数化服务承诺的算法。
    aggregated schedule 由服务质量(QoS)接入点(QAP)为一个特定的非接入点(非ap) QoS站(QSTA)将交付和/或轮询调度聚合到一个服务周期(SP)中。
    contention-free period (CFP) 点协调功能(PCF)运行期间的一段时间,当传输权被单独的点协调器(PC)分配给站(STAs)时,允许帧交换发生在基本服务集(BSS)的成员之间,而不争用无线媒体(WM)。
    contention period (CP) 点协调基本服务集中(BSS)的无争用周期(CFP)之外的时间段。在没有点协调器(PC)的BSS中,这相当于BSS的整个操作时间。
    controlled access phase (CAP) 当混合协调器(HC)通过感知通道在点协调功能(PCF)帧间空间(PIFS)持续期间处于空闲状态而获得媒介访问之后,维持对媒介的控制的一段时间。它可以跨越多个连续传输机会(TXOPs),并可以包含轮询的TXOPs。
    delivery-enabled access category (AC) 一种服务质量(QoS)接入点(QAP) AC,其中QAP被允许使用增强型分布式信道访问(EDCA),在由站点(STA)触发的非计划服务周期(SP)中,将通信从AC发送到非接入点(非ap) QoS站点(QSTA)。
    direct link 从一个非接入点(非ap)服务质量站(QSTA)到另一个在相同基础设施QoS基本服务集(QBSS)中运行的非ap QSTA的单向链路,该链路不通过QoS接入点(QAP)。一旦建立了直接链接,两个非ap qsta之间的所有帧将直接交换。
    downlink 从接入点(AP)到一个或多个非AP站(STAs)的单向链路。
    enhanced distributed channel access (EDCA) 服务质量(QoS)站(QSTAs)在QoS基本服务集(QBSS)中使用的具有冲突避免(CSMA/CA)的优先载波感知多址访问机制。这种访问机制也被QoS接入点(QAP)所使用,并与混合协调功能(HCF)控制的信道访问(HCCA)同时运行。
    enhanced distributed channel access function (EDCAF) 服务质量(QoS)站(QSTA)中的一种逻辑功能,它使用增强分布式信道访问(EDCA)来决定何时允许传输队列中具有相关访问类别(AC)的帧通过无线媒体(WM)传输。每AC有一个EDCAF。
    fragmentation 在传输之前,将媒介访问控制(MAC)服务数据单元(MSDU)或MAC管理协议数据单元(MMPDU)划分为一系列较小的MAC协议数据单元(MPDUs)的过程。将一组片段MPDUs重新组合成MSDU或MMPDU的过程称为碎片整理。
    hidden station (STA) 一种STA,其传输不能被第二STA使用载波检测(CS)检测,但其传输干扰从第二STA到第三STA的传输
    hybrid coordination function (HCF) 一种协调功能,它结合并增强基于竞争和无竞争的访问方法的各个方面,以提供服务质量(QoS)站点(QSTAs)的优先级和参数化的QoS访问无线媒体(WM),而继续支持非qstas (nQSTAs)实现最佳工作传输。
    hybrid coordinator (HC) 一种协调器,定义为服务质量(QoS)设施的一部分,实现由混合协调功能(HCF)定义的帧交换序列和媒介访问控制(MAC)服务数据单元(MSDU)处理规则。
    hybrid coordination function (HCF) controlled channel access (HCCA) 由混合协调器(HC)使用的信道访问机制,用于协调服务质量(QoS)站(QSTAs)对下行单播、上行和直接链路传输的无竞争媒体的使用。
    link 在IEEE 802.11介质访问控制(MAC)实体的上下文中,一种物理路径,包含对无线介质(WM)的一次遍历,用于在两个站点(STAs)之间传输MAC服务数据单元(MSDU)。
    non-access point (non-AP) quality of service (QoS) station (QSTA) 支持QoS设施但不是接入点(AP)的站(STA)。非AP QSTA没有混合协调器(HC),它为分发系统服务(DSSs)使用QoS AP (QAP)。
    scheduled service period (SP) 由服务质量(QoS)访问点(QAP)调度的SP。预定的SPs在固定的时间间隔开始。
    service period (SP) 一个或多个下行单播帧被传送到一个服务质量(QoS)站(QSTA)和/或一个或多个传输机会(TXOPs)被授予同一个QSTA的连续时间。可以安排或不安排SPs。对于一个非接入点(非ap) QSTA,在任何时候最多只能有一个SP活动。
    service interval (SI) 连续两个排定服务期间开始的间隔时间。
    traffic category (TC) 一种媒介访问控制(MAC)服务数据单元(MSDUs)的标签,相对于在同一链路上提供的其他MSDUs,它具有不同的用户优先级(UP)。流量类别仅对在MAC数据服务中支持服务质量(QoS)的MAC实体有意义。
    uplink 从非接入点(非AP)站(STA)到接入点(AP)的单向链路。
    user priority (UP) 与媒介访问控制(MAC)服务数据单元(MSDU)相关联的值,指示如何处理MSDU。UP在MAC之上的层中被分配给一个MSDU。

    3.缩写

    缩写 全称
    AC access category
    ACI access category index
    ACM admission control mandatory
    ACU admission control unit
    ADDBA add Block Acknowledgment
    ADDTS add traffic stream
    AIFS arbitration interframe space
    AIFSN arbitration interframe space number
    APSD automatic power-save delivery
    APSD QSTAs non-AP QoS stations that use automatic power-save delivery
    BA Block Acknowledgment
    BAR Block Acknowledgment request
    CAP controlled access phase
    DELBA delete Block Acknowledgment
    DELTS delete traffic stream
    DLS direct-link setup
    DSCP differentiated services code point
    EDCA enhanced distributed channel access
    EDCAF enhanced distributed channel access function
    EOSP end of service period
    HCCA HCF controlled channel access
    HC hybrid coordinator
    HCF hybrid coordination function
    HEMM HCCA, EDCA mixed mode
    nQAP non-QoS access point
    nQBSS non-QoS basic service set
    nQSTA non-QoS station
    QAP QoS access point
    QBSS QoS basic service set
    QIBSS QoS independent basic service set
    QoS quality of service
    QLRC QoS long retry counter
    QSRC QoS short retry counter
    QSTA QoS station
    S-APSD scheduled automatic power-save delivery
    SI service interval
    SP service period
    TC traffic category
    TCLAS traffic classification
    TID traffic identifier
    TS traffic stream
    TSID traffic stream identifier
    TSPEC traffic specification
    TXOP transmission opportunity
    U-APSD unscheduled automatic power-save delivery
    UP user priority

    4.帧格式

    4.1 Type and Subtype字段

    Type value(b3 b2) Type description Subtype value(b7 b6 b5 b4) Subtype description
    10 Data 1000–1111 QoS DataReserved
    10 Data 1001 QoS Data + CF-Ack
    10 Data 1010 QoS Data + CF-Poll
    10 Data 1011 QoS Data + CF-Ack + CF-Poll
    10 Data 1100 QoS Null (no data)
    10 Data 1110 QoS CF-Poll (no data)
    10 Data 1111 QoS CF-Ack + CF-Poll (no data)

    5.参考协议规范

    IEEE 802.11e-2005

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