1、基于CISCO路由器的QOS

1、QOS模型

創(chuàng)新互聯(lián)公司于2013年創(chuàng)立，是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司，擁有項(xiàng)目成都網(wǎng)站制作、成都做網(wǎng)站網(wǎng)站策劃，項(xiàng)目實(shí)施與項(xiàng)目整合能力。我們以讓每一個(gè)夢想脫穎而出為使命，1280元蓬安做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為蓬安各地企業(yè)和個(gè)人服務(wù),聯(lián)系電話:028-86922220

盡力而為服務(wù)模型（Best-effort）

集成服務(wù)模型（Integrated Services）

差分服務(wù)模型（Differentiated Services）

2、差分服務(wù)模型結(jié)構(gòu)

3、分類與標(biāo)記

標(biāo)記可以使用IP包頭中TOS的高三位（IP優(yōu)先級(jí)）或高六位（DSCP）做標(biāo)記。

在R1上將ICMP流量的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為2，將HTTP流量的DSCP值設(shè)置為AF22,其他沒匹配到的流量優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1，在ISP上查看標(biāo)記是否生效。

ISP配置如下：

ip http server

access-list 100 permit ip any any dscp af22

access-list 100 permit ip any any precedence 1

access-list 100 permit ip any any precedence 2

interface FastEthernet2/0

service-policy input MARK

R1配置如下：

access-list 110 permit icmp any any

access-list 120 permit tcp any any eq www

class-map match-all ICMP

match access-group 110

class-map match-all WWW

match access-group 120

policy-map MARK

class ICMP

set precedence 2

class WWW

set dscp af22

class class-default

set precedence 1

interface FastEthernet2/0

service-policy input MARK

TEST上的測試命令

ping 33.1.1.1

telnet 33.1.1.1 80

查看命令

show ip access-lists

show class-map

show policy-map

show policy-map interface s0/1

4、隊(duì)列技術(shù)(擁塞管理)

隊(duì)列技術(shù)應(yīng)用于接口的出方向，一個(gè)接口只能使用一種隊(duì)列技術(shù)。

路由器的接口上有一個(gè)軟件隊(duì)列和一個(gè)硬件隊(duì)列。數(shù)據(jù)包先進(jìn)入軟隊(duì)列，然后使用隊(duì)列技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度進(jìn)入硬件隊(duì)列，硬件隊(duì)列始終采用先進(jìn)先出的方式發(fā)送數(shù)據(jù)包。

常用的隊(duì)列技術(shù)：FIFO、PQ、CQ、WFQ、LLQ都是CLI工具，而CBWFQ是MQC工具。

先進(jìn)先出隊(duì)列（FIFO）

優(yōu)先級(jí)隊(duì)列（PQ）

自定義隊(duì)里（CQ）

加權(quán)公平隊(duì)列（WFQ）

低延時(shí)隊(duì)列（LLQ）

實(shí)時(shí)傳輸隊(duì)列（RTP PQ）：

基于類加權(quán)公平隊(duì)列（CBWFQ）

隊(duì)列技術(shù)三大組件：分類組件、插入丟棄組件、調(diào)度組件

先進(jìn)先出隊(duì)列（FIFO）

默認(rèn)時(shí)：當(dāng)接口的速度大于2.048Mbps是，路由器采用FIFO進(jìn)行調(diào)度。

優(yōu)先級(jí)隊(duì)列（PQ）

隊(duì)列數(shù)：高、中、普通、低共4個(gè)隊(duì)列

分類：根據(jù)事先分類放入不同隊(duì)列

插入丟棄：可以設(shè)置隊(duì)列長度，隊(duì)列滿后，數(shù)據(jù)包將被尾丟棄

調(diào)度：按照高、中、普通、低的順序調(diào)度，只用高優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列為空才會(huì)調(diào)度中優(yōu)先級(jí)，依次類推。

優(yōu)點(diǎn)：保證高優(yōu)先數(shù)據(jù)包優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)

缺點(diǎn)：高優(yōu)先隊(duì)列不為空，低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列永遠(yuǎn)得不到轉(zhuǎn)發(fā)

指定不符合任何類型的數(shù)據(jù)包將進(jìn)入的隊(duì)列（默認(rèn)normal）

priority-list 1 default high

根據(jù)數(shù)據(jù)包的入口分類并將其放入到某個(gè)隊(duì)列

priority-list 1 interface serial 0/0 high

根據(jù)數(shù)據(jù)包的協(xié)議類型分類并將其放入到某個(gè)隊(duì)列

priority-list 1 protocol ip high tcp telnet

指定各隊(duì)列的大小

priority-list 1 queue-limit 10 10 10 10

在接口上應(yīng)用隊(duì)列

priority-group 1

=================================================================

priority-list 1 interface FastEthernet2/0 high

priority-list 1 protocol ip normal tcp www

priority-list 1 default low

priority-list 1 queue-limit 10 20 30 40

interface Serial0/1

priority-group 1

查看接口上的隊(duì)列

show int s0/1

查看隊(duì)列配置

show queueing priority

測試隊(duì)列是否生效

debug priority

show queueing interface s0/1

自定義隊(duì)列（CQ）

隊(duì)列數(shù)：CQ有17個(gè)隊(duì)列，其中隊(duì)列0為優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。只有隊(duì)列0為空，才為其他隊(duì)列服務(wù)。

分類：根據(jù)事先分類放入不同隊(duì)列

插入丟棄：可以設(shè)置隊(duì)列長度，隊(duì)列滿后，數(shù)據(jù)包將被尾丟棄

調(diào)度：為第1個(gè)隊(duì)列轉(zhuǎn)發(fā)一定字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù)包后，就轉(zhuǎn)為為第2個(gè)隊(duì)列轉(zhuǎn)發(fā)，依次輪詢

優(yōu)點(diǎn)：保證每個(gè)隊(duì)列都有被服務(wù)的機(jī)會(huì)

指定不符合任何類型的數(shù)據(jù)包將進(jìn)入的隊(duì)列（默認(rèn)隊(duì)列1）

queue-list 1 default 1

根據(jù)數(shù)據(jù)包的入口分類并將其放入到某個(gè)隊(duì)列

queue-list 1 interface serial 0/0 1

根據(jù)數(shù)據(jù)包的協(xié)議類型分類并將其放入到某個(gè)隊(duì)列

queue-list 1 protocol ip 1 tcp telnet

指定每次輪詢時(shí)各隊(duì)列被轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包字節(jié)數(shù)

queue-list 1 queue 1 byte-count 100

指定各隊(duì)列的大小

queue-list 1 queue 1 limit 100

指定優(yōu)先級(jí)隊(duì)列（例如此時(shí)為2，則隊(duì)列0和1都是優(yōu)先級(jí)隊(duì)列）

queue-list 1 lowest-custom 2

在接口上應(yīng)用隊(duì)列

custom-queue-list 1

=================================================================

queue-list 1 interface FastEthernet2/0 2

queue-list 1 protocol ip 3 tcp www

queue-list 1 queue 1 byte-count 100 limit 100

queue-list 1 queue 2 byte-count 200 limit 200

queue-list 1 queue 3 byte-count 300 limit 300

queue-list 1 lowest-custom 4

interface Serial0/1

custom-queue-list 1

查看接口上的隊(duì)列

show int s0/1

查看隊(duì)列配置

show queueing custom

測試隊(duì)列是否生效

debug custom-queue

show queueing interface s0/1

加權(quán)公平隊(duì)列（WFQ）

默認(rèn)時(shí)：當(dāng)接口的速度小于2.048Mbps時(shí)，路由器采用WFQ進(jìn)行調(diào)度。

分類：具有相同協(xié)議類型，源IP，目的IP，源端口，目的端口，TOS值的數(shù)據(jù)包看成一個(gè)流，同一個(gè)流的數(shù)據(jù)包將放到一個(gè)隊(duì)列中。

插入丟棄：隊(duì)列滿后，數(shù)據(jù)包將執(zhí)行WFQ丟棄，丟棄最差完成時(shí)間的數(shù)據(jù)包

調(diào)度：先調(diào)度最快能轉(zhuǎn)發(fā)完畢的數(shù)據(jù)包，包的大小采用虛擬包大小（虛擬包大小=實(shí)際包大小/(IP優(yōu)先級(jí)+1)）

優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)先級(jí)越高、包越小的數(shù)據(jù)包優(yōu)先得到轉(zhuǎn)發(fā)

WFQ丟棄機(jī)制：（丟棄最差完成時(shí)間的數(shù)據(jù)包）

HQO(Hold Queue Out Limit):整個(gè)WFQ系統(tǒng)所能存放的最大數(shù)據(jù)包數(shù)量，這個(gè)值為各隊(duì)列之和。

CDT（Congestive Discard Threshold）：WFQ丟棄機(jī)制的門限值，當(dāng)各隊(duì)列數(shù)據(jù)包數(shù)量之和達(dá)到CDT就開始丟棄數(shù)據(jù)包。

=================================================================

interface Serial0/1

fair-queue 512 64 （指定CDT為512，最大會(huì)話數(shù)為64）

hold-queue 1500 out（指定HQO為1500）

查看接口上的隊(duì)列

show int s0/1

基于類的加權(quán)公平隊(duì)列（CBWFQ）

分類：允許自定義類，把數(shù)據(jù)放入不同隊(duì)列，最多可以定義64個(gè)類，不匹配分類的數(shù)據(jù)放到系統(tǒng)默認(rèn)類class-default中

插入丟棄：可以設(shè)置隊(duì)列長度，隊(duì)列滿后，數(shù)據(jù)包將被尾丟棄

調(diào)度：對(duì)每個(gè)隊(duì)列保留指明帶寬，每個(gè)隊(duì)列默認(rèn)采用FIFO調(diào)度，但也可以結(jié)合WFQ調(diào)度。如何保證帶寬及各隊(duì)列數(shù)據(jù)包如何被調(diào)度到硬件隊(duì)列無從知曉。

優(yōu)點(diǎn)：保證流量的最小帶寬，而不是限制最多帶寬

=================================================================

access-list 1 permit 192.168.1.100

access-list 2 permit 192.168.1.1

class-map match-all 100

match access-group 1

class-map match-all 1

match access-group 2

policy-map MARK

class 100

bandwidth 500

class 1

bandwidth 500

interface Serial0/1

service-policy output MARK

查看命令

show class-map

show policy-map

show policy-map interface s0/1

低延時(shí)隊(duì)列（LLQ）

LLQ配置類似CBWFQ，調(diào)度機(jī)制類似PQ。LLQ通常和CBWFQ一起使用。

=================================================================

class-map match-any CLASS-MAP3

match ip precedence 5

class-map match-all CLASS-MAP2

match protocol telnet

class-map match-any CLASS_MAP1

match protocol http

match protocol ftp

policy-map MY-POLICY

class CLASS_MAP1

bandwidth 512

class CLASS-MAP2

bandwidth 128

queue-limit 128

class CLASS-MAP3

priority 128

interface Serial0/0

bandwidth 1024

service-policy output MY-POLICY

這個(gè)例子中結(jié)合使用了LLQ和CBWFQ。

CLASS-MAP3使用LLQ，保證帶寬為128kbps，優(yōu)先于CLASS-MAP1，CLASS-MAP2轉(zhuǎn)發(fā)

CLASS-MAP1，CLASS-MAP2使用WFQ，保證帶寬分別為512kbps，128kbps。

查看命令

show class-map

show policy-map

show policy-map interface s0/0

RTP優(yōu)先隊(duì)列

RTP優(yōu)先隊(duì)列是一種解決語音服務(wù)質(zhì)量的簡單技術(shù)，期原理就是將承載語音的RTP數(shù)據(jù)包送入優(yōu)先級(jí)隊(duì)列使其得到優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。

RTP識(shí)別語音的UDP數(shù)據(jù)包端口，這些數(shù)據(jù)包通常使用16384~32767的偶數(shù)端口發(fā)送。

RTP優(yōu)先隊(duì)列可以和前面的任何一種隊(duì)列包括FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、LLQ結(jié)合使用，但是它的優(yōu)先級(jí)是最高的。即使RTP和LLQ一起使用，RTP的優(yōu)先級(jí)也比LLQ高。

interface Serial0/0

ip rtp priority 16384 16383 256

16384最低UDP端口號(hào)，16383端口增量，帶寬256kbps

5、擁塞避免

隨機(jī)早期預(yù)檢測（RED）

給隊(duì)列設(shè)定兩個(gè)門限值：最小門限和最大門限，當(dāng)隊(duì)列的平均長度小于最小門限時(shí)，不丟棄數(shù)據(jù)包；

當(dāng)隊(duì)列的平均長度在最小門限和最大門限之間時(shí)，RED開始隨機(jī)丟棄數(shù)據(jù)包；當(dāng)隊(duì)列的平均長度大于最高門限時(shí)，丟棄尾部所有的數(shù)據(jù)包。

加權(quán)隨機(jī)早期預(yù)檢測（WRED）

WRED和RED的原理一樣，但是WRED可以根據(jù)不同的IP優(yōu)先級(jí)或DSCP值，設(shè)定不同的最小門限、最大門限和丟棄概率，從而對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包提供不同的丟棄特性。

WRED不能和PQ、CQ、WFQ隊(duì)列同時(shí)使用。

配置基于IP Precedence的WRED

random-detect

根據(jù)IP優(yōu)先級(jí)設(shè)置數(shù)據(jù)包的最小門限值、最大門限值、丟棄數(shù)據(jù)包的丟棄概率（該例中概率應(yīng)該為1/10）

random-detect precedence 1 10 20 10

配置基于DSCP的WRED

random-detect dscp-based

根據(jù)DSCP設(shè)置數(shù)據(jù)包的最小門限值、最大門限值、丟棄數(shù)據(jù)包的丟棄概率（該例中概率應(yīng)該為1/10）

random-detect dscp af22 10 20 10

設(shè)置計(jì)算隊(duì)列平均長度的權(quán)重因子（默認(rèn)值為9）

random-detect exponential-weighting-constant 9

查看WRED隊(duì)列配置

show queueing int s0/0

基于流的加權(quán)隨機(jī)早期預(yù)檢測（FB-WRED）

WRED中，只用TCP流會(huì)對(duì)丟包做出反應(yīng)并降低速率；而UDP等非自適應(yīng)流并不會(huì)對(duì)丟包做出反應(yīng)，因此UDP等非自適應(yīng)流在擁塞時(shí)發(fā)送分組的速率將比自適應(yīng)流高得多。

FB-WRED對(duì)WRED除了改進(jìn)，他對(duì)占用隊(duì)列資源多余公平份額的流將得到懲罰。

FB-WRED根據(jù)流和IP優(yōu)先級(jí)（或者DSCP值）把到達(dá)的數(shù)據(jù)包放到不同的隊(duì)列中，并且計(jì)算每個(gè)活動(dòng)流的公平隊(duì)列資源份額（隊(duì)列長度/活動(dòng)流的數(shù)目），

對(duì)于占用隊(duì)列資源多余公平份額的流將得到懲罰。方法是通過降低隊(duì)列的WRED最大門限值來加大分組的丟棄概率。

新的最大門限值=最小門限值+{（最大門限值-最小門限值）/ 2}

配置FB-WRED（必須先配置WRED）

random-detect flow

設(shè)置平均深度因素（即放大因子，默認(rèn)值為4）

random-detect flow average-depth-factor 4

設(shè)置基于流的WRED的數(shù)據(jù)流數(shù)目

random-detect flow count 32

查看WRED隊(duì)列配置

show queueing int s0/0

基于類的加權(quán)隨機(jī)早期預(yù)檢測（CB-WRED）

CB-WRED可以和CBWFQ、Shaping結(jié)合，而不能與FB-WRED、LLQ、Policing結(jié)合。

class-map match-any HTTP-FTP

match protocol http

match protocol ftp

policy-map MY-POLICY

class HTTP-FTP

bandwidth 512

random-detect

random-detect precedence 0 20 30 10

interface Serial0/0

bandwidth 1024

service-policy output MY-POLICY

此例啟用基于優(yōu)先級(jí)的WRED與CBWFQ結(jié)合。

查看命令

show class-map

show policy-map

show policy-map int s0/0

6、流量×××（Shaping）

流量×××的目的是平滑流量，流量×××?xí)殉鲆?guī)定速率的數(shù)據(jù)緩沖起來，不是丟棄，鏈路的平均流量速率較大，但會(huì)造成數(shù)據(jù)的延時(shí)加大或延時(shí)抖動(dòng)。

令牌桶的相關(guān)名詞：

CIR：承諾信息速率，單位bps

PRI：承諾信息速率，單位bps

Bc：正常突發(fā)量的大小，單位為字節(jié)

Be：超額突發(fā)量的大小，單位為字節(jié)

Tc: 時(shí)間間隔

CIR=Bc/Tc

當(dāng)個(gè)令牌桶，桶的大小為Bc+Be;

令牌以CIR的速率添加到令牌桶中；

當(dāng)數(shù)據(jù)包要轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果無法從令牌桶中獲取足夠的令牌，就將數(shù)據(jù)包緩存起來，都有足夠的令牌在發(fā)送。數(shù)據(jù)包發(fā)送的平均速率不超過CIR，但某時(shí)刻可以一超過CIR的速率Bc+Be發(fā)送。

GTS通用流量×××實(shí)在軟件隊(duì)列之前又增加一個(gè)隊(duì)列來實(shí)施，這一隊(duì)列采用的是WFQ。GTS可以與FIFO、PQ、CQ、WFQ配合使用。

CLI配置法

interface Serial0/1

traffic-shape rate 8000 1500 1000 1000

MQC配置法

access-list 100 permit icmp any any

class-map match-all ICMP

match access-group 100

policy-map TEST

class ICMP

shape average 8000 1000 1000

interface Serial0/1

service-policy output TEST

查看命令

show traffic-shape

show traffic-shape statistics

7、流量監(jiān)管（Policing）

流量監(jiān)管可以應(yīng)用在接口的出和入兩個(gè)方向上。分為單桶單速雙色、雙桶單速三色、雙桶雙速三色。

流量監(jiān)管的目的是限速，流量監(jiān)管會(huì)把超出規(guī)定速率的丟棄或者標(biāo)記便于后繼的路由器進(jìn)行處理，鏈路的流量速率有較大起伏，整體平均帶寬低，但是不會(huì)造成數(shù)據(jù)包延時(shí)增加。

令牌桶的相關(guān)名詞：

CIR：承諾信息速率，單位bps

PRI：承諾信息速率，單位bps

Bc：正常突發(fā)量的大小，單位為字節(jié)

Be：超額突發(fā)量的大小，單位為字節(jié)

Tc: 時(shí)間間隔

CIR=Bc/Tc

單桶單速雙色

單個(gè)令牌桶，桶的大小為Be，而不是Bc+Be；

令牌以CIR的速率添加到令牌桶中；

當(dāng)數(shù)據(jù)包要轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果可以從令牌桶中獲取足夠的令牌，則成為Conforn，此時(shí)桶內(nèi)的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據(jù)包的大??；如果如法從令牌桶中獲取足夠的令牌，則成為Exceed，此時(shí)桶內(nèi)的令牌數(shù)不變。

CLI配置法

interface Serial0/1

rate-limit output 8000 1500 2000 conform-action transmit exceed-action drop

MQC配置法

access-list 100 permit icmp any any

class-map match-all ICMP

match access-group 100

policy-map TEST

class ICMP

police cir 8000 bc 1500 be 1000

conform-action transmit

exceed-action drop

interface Serial0/1

service-policy input TEST

查看命令

show class-map

show policy-map

show policy-map int s0/0

雙桶單速三色

兩個(gè)令牌桶，TB1的大小為Bc，TB2的大小為Be；

令牌以CIR的速率添加到令牌桶中TB1中，當(dāng)TB1滿后，令牌溢出到TB2中。

當(dāng)數(shù)據(jù)包要轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果可以從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，則成為Conforn，此時(shí)TB1的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據(jù)包的大小，TB2的令牌數(shù)不變；

當(dāng)數(shù)據(jù)包要轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果無法從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，但能從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Exceed，此時(shí)TB1的令牌數(shù)不變，TB2的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據(jù)包的大小；

當(dāng)數(shù)據(jù)包要轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果無法從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，也無法從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Violate，此時(shí)TB1、TB2的令牌數(shù)不變。

access-list 100 permit icmp any any

class-map match-all ICMP

match access-group 100

policy-map TEST

class ICMP

police cir 8000 bc 1500 be 1000

conform-action transmit

exceed-action drop

violate-action drop

interface Serial0/1

service-policy input TEST

查看命令

show class-map

show policy-map

show policy-map int s0/0

雙桶雙速三色

兩個(gè)令牌桶，TB1的大小為Be，TB2的大小為Bc；

令牌以PIR的速率添加到令牌桶中TB1中，以CIR的速率添加到令牌桶中TB2中，PIR>=CIR;

當(dāng)數(shù)據(jù)包要轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果可以從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，也可以從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Conforn，此時(shí)TB1的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據(jù)包的大小，TB2的令牌數(shù)也為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據(jù)包的大??；

當(dāng)數(shù)據(jù)包要轉(zhuǎn)發(fā)出去，如果可以從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，但不能從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Exceed，此時(shí)TB1的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據(jù)包的大小，TB2的令牌數(shù)不變；

access-list 100 permit icmp any any

class-map match-all ICMP

match access-group 100

policy-map TEST

class ICMP

police cir 8000 bc 1500 pir 8000 be 1500

conform-action transmit

exceed-action drop

violate-action drop

interface Serial0/1

service-policy input TEST

查看命令

show class-map

show policy-map

show policy-map int s0/0

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