PTN业务QoS介绍

1、Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. PTN业务QoS介绍Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 1前 言lQoS （Quality of Service,服务质量)就是指网络通信过程中，允许用户业务在丢包率、延迟、抖动和带宽等方面获得可预期的服务水平。l本课程介绍了QoS的基本技术原理以及是怎么实现的，结合PTN产品的具体应用场景详细介绍了QoS的配置过程。Copyright 2008 Huawei

2、 Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 2培训目标l学完本课程后，您应该能：p掌握QoS的基本原理p了解QoS的技术实现p了解QoS在PTN产品中的配置步骤p了解QoS在PTN组网中的典型应用Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3目 录l QoS基本概念l QoS的应用l QoS配置与实现l PTN组网中QoS配置示例Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights r

3、eserved. Page 4QoS的基本概念l报文分类和着色报文分类和着色l网络拥塞管理网络拥塞管理l网络拥塞避免网络拥塞避免l流量监管和流量整形流量监管和流量整形 QoS（Quality of Service）技术，顾名思义就是对各种服务提供传输质量保证的技术。任何能够对传输质量进行保证的技术我们都可以称之为QoS技术。QoS旨在针对各种应用的不同需求，为其提供不同的服务质量，例如：提供专用带宽、减少报文丢失率、降低报文传送时延及时延抖动等。为实现上述目的，QoS提供了下述功能 ：Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights

4、 reserved. Page 5应用场景带宽限制IP我要我要100M我要我要30M我要我要2M10MCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 6QoS 三种模型lBest-Effort 模型：是目前Internet的缺省服务模型，主要实现技术是先进先出队列(FIFO)lIntServ模型：业务通过信令向网络申请特定的QoS服务，网络在流量参数描述的范围内，预留资源以承诺满足该请求l DiffServ模型：当网络出现拥塞时，根据业务的不同服务等级约定，有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞问题Co

5、pyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7Best-Effort 模型lBest-Effort是单一的服务模型，也是最简单的服务模型。l应用程序可任意发送任意报文，不需要事先得到批准或通知网络l网络尽最大可能发送这些报文，但对时延，可靠性等性能不提供任何保障lBest-Effort service是目前Internet的缺省服务模型，主要实现技术是先进先出队列(FIFO)Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved

6、. Page 8IntServ 模型l为应用提供可控制的、端到端的服务l 网络单元支持QoS的控制机制l 应用程序向网络申请特定的QoS服务l 信令协议在网络中部署QoS请求l RSVP是主要使用的信令协议Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9RSVP原理我要预留我要预留2Mbps带宽带宽OK！我要预留我要预留2Mbps带宽带宽我要预留我要预留2Mbps带宽带宽我要预留我要预留2Mbps带宽带宽OK！OK！OK！开始通信开始通信Copyright 2008 Huawei Technolog

7、ies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10RSVP的问题l要求端到端所有设备支持这一协议l网络单元为每个应用保存状态信息，可扩展性差l周期性同相邻单元交换状态信息，协议报文开销大l不适合在大型网络中应用Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 11DiffServ模型 DiffServ 域（又称DS 域）由一组提供相同服务策略，实现相同PHB（Per-Hop Behavior）的网络节点（DS 节点）组成。 DS 节点可分为DS 边缘节点和DS 内部节点

8、。DS 边缘节点需要对进入DS 域的流量进行分类，对不同类型的业务流量标记不同的PHB 服务等级。内部DS 节点则基于PHB服务等级进行流量控制。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12QoS的主要技术l分类标记技术：DSCP、IP优先级、 802.1P、EXPl拥塞管理机制：FIFO、PQ、WFQ、CBWFQl拥塞避免机制：尾丢弃、RED、WREDl拥塞调节机制：策略、整形、LRCopyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights

9、 reserved. Page 13报文分类及标记l报文分类及标记是QoS 执行服务的基础，分为简单流分类简单流分类和复杂流分类复杂流分类l报文分类使用技术：ACL和IP优先级 l根据分类结果交给其它模块处理或打标记（着色）供核心网络分类使用ACL , IP优先级优先级Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 14流量监管drop令牌桶令牌桶流流分分类类lCAR (Committed Access Rate):约定访问速率 l令牌桶算法l对流量进行控制p整形（shaping）使业务流输出的速率符

10、合业务模型的规定p丢弃（dropping）根据特定规则丢弃分组p打标记（marking）设置报文的DS域（或IP优先级）Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 15流量监管示例 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 16流量整形队列队列流流分分类类令令牌牌桶桶256Kbps128Kbps128KbpslGTS (Generic Traffic Shaping): 解决链路两边的接口速率不匹配

11、l对报文的流量进行限制,对超出流量约定的报文进行缓冲l流量整形可能会增加延迟令牌令牌Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 17流量整形示例Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 18物理接口总速率限制 lLR (Line Rate): 在一个物理接口上，限制接口发送报文（包括紧急报文）的总速率 lLR采用了令牌桶进行流量控制, 所有经由接口发送的报文首先要经过LR的令牌桶进行处理l利用QoS

12、丰富的队列来缓存报文 流流分分类类令令牌牌桶桶256Kbps128KbpsQoS队列队列Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 19拥塞管理l网络拥塞时，保证不同优先级的报文得到不同的QoS待遇，包括时延、带宽等。l将不同优先级的报文入不同的队列，不同队列将得到不同的调度优先级、概率或带宽保证l算法：pFIFO（ First In First Out ）pPQ（ Priority Queue ）pCQ（ Custom Queue ）pWFQ（ Weighted Fair Queuing ）输出

13、队列输出队列流流分分类类Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 20先进先出队列 lFIFO (First In First Out): 算法简单，转发的速度快l所有报文统一对待，先进先出，没有任何区别分lInternet 的默认服务模式Best-Effort采用的队列策略转发数据包转发数据包Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 21优先队列lPQ (Priority queuing): 优

14、先队列，可以保障高优先级队列的服务质量pPQ分为四个队列：High，Medium， Normal，Lowp较高的优先级的队列优先调度drop流流分分类类Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22定制队列lCQ (Custom queuing): 定制队列，用户可配置队列占用的带宽比例关系pCQ共分为17个队列: 0号队列为系统队列，优先调度; 1-16为用户队列，轮询调度p各队列在统计规率上满足用户配置的带宽比例drop流流分分类类Queue 0Queue 1Queue 2Queue 16C

15、opyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 23加权公平队列 lWFQ (Weighted fair queuing): 加权公平队列，保证相同优先级业务间公平，不同优先级业务间加权p最大队列数目可配置(2-256)p权值依赖于IP报文头中携带的IP优先级drop流流分分类类Queue 1Queue 1Queue 2Queue NN=16,322048,4096Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page

16、 24拥塞避免l传统的尾丢包在网络发生拥塞时对报文全部丢弃，并不加以区分lTCP慢启动导致全局同步化l进行拥塞避免，在网络没有发生拥塞以前根据队列状态进行有选择性的丢包l算法：TD、RED、WRED时间时间 t带宽利用率带宽利用率Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 25拥塞避免l WRED (Weighted Random Early Detection): 加权随机早期检测p采用随机丢弃的策略，避免了尾部丢弃的方式而引起TCP全局同步p根据当前队列的深度来预测拥塞的情况p根据优先级定义不

17、同的丢弃策略，定义上限阈值和下限阈值p相同的优先级不同的队列，队列长度越长丢弃概率越高drop流流分分类类Queue 1Queue 1Queue 2Queue NN=16,322048,4096下限阀值下限阀值 上限阀值上限阀值 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 26目 录l QoS基本概念l QoS的应用l QoS配置与实现l PTN组网中QoS配置示例Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. P

18、age 27PTN产品中QoS的基本概念l 在配置PTN的QoS 策略之前，需要掌握QoS 的基本概念以及PTN 设备支持的QoS 策略。lDiffServ DiffServ 作为一种实现端到端的QoS 控制模型，具有实现简单，易于扩展的特点。lHQoS PTN 设备作为边缘DS 节点应用时，支持层次化的QoS（HQoS，Hierarchical QoS）控制。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 28HQoSPTN 设备作为边缘DS 节点提供了多层次的QoS 作用点，实现了HQoS 控制功

19、能。与传统的QoS 相比，PTN 设备提供的HQoS 具有以下优点：l多级的调度机制，实现了基于端口、业务、PW 或QinQ 的调度，更加细化了QoS的控制粒度。l多级的流量控制机制，实现了基于端口、业务、PW 或QinQ 链路的流量控制，更全面地控制业务的QoS 质量。1.可配置WFQ、WRED 策略，提高QoS 控制的灵活性。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 29PTN产品中QoS的应用lQoS 的应用包括QoS 配置流程、基于Tunnel 的QoS 控制，基于端口、业务、PW、Qi

20、nQ等多种QoS 策略的应用。1. Tunnel 的QoS PTN 设备支持基于Tunnel 的QoS 控制，对Tunnel 带宽进行限制。 PTN 设备在网络的入口/出口处支持PWE3功能，将不同的业务分别适配到不同的PW 上，再将PW 承载到Tunnel 中传送。一个Tunnel 中可以承载多条去往同一目的地的PW。PTN 设备支持对Tunnel 的带宽进行控制。承载在Tunnel 中的PW 总带宽不能超过该Tunnel 允许的带宽。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 30PTN产品中

21、QoS的应用（续） 2. QoS 策略 PTN 设备支持配置QoS 策略包括:l 业务优先级与PHB 转发类型的映射关系l 端口QoS 策略l ATM策略l V-UNI Ingress/Egress 策略l PW（Pseudo Wire）策略l QinQ 策略l WFQ（Weighted Fair Queuing）调度策略l WRED（Weighted Random Early Detection）调度策略此外，PTN 设备提供ATM 业务时，支持通过配置ATM 策略实现对ATM 流量的控制。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All r

22、ights reserved. Page 31目 录l QoS基本概念l QoS的应用l QoS配置与实现l PTN组网中QoS配置示例Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 32DiffServDiffServ域下的QoSQoS配置流程lPTN 设备作为DiffServ 域的边缘节点或内部节点时，其QoS 的配置流程有所不同。当PTN 设备作为DiffServ 域的边缘节点时，其QoS 的配置流程如右图所示。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Lt

23、d. All rights reserved. Page 33DiffServDiffServ域下的QoSQoS配置流程（续）l当PTN 设备作为DiffServ 域的内部节点时，其QoS 的配置流程如下图所示。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 34配置QoSQoSlQoS 的配置包括：创建DifferServ 域、创建基于端口以及业务的丢弃策略、创建调度策略，以及应用于各级QoS 作用点的QoS 策略。l 创建DiffServ 域l 创建端口WRED 策略l 创建业务WRED 策略l

24、创建WFQ 调度策略l 创建端口策略l 创建V-UNI Ingress 策略l 创建V-UNI Egress 策略l 创建PW 策略l 创建QinQ 策略A. 创建ATM 策略Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 35 创建DiffServ域l创建Diffserv 域基本过程包括：l 配置Diffserv 域映射关系，包括入、出方向各种类型的用户报文优先级与PHB 服务等级间的映射关系。l配置应用该映射关系的物理端口,即将端口加入域中。Copyright 2008 Huawei Techno

25、logies Co., Ltd. All rights reserved. Page 36创建端口WRED WRED 策略l操作步骤：l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理”。1.选择“端口WRED 策略”选项卡，单击“新建”，弹出“创建端口WRED 丢弃策略 ”对话框。在对话框中配置：策略ID 及名称；绿色、黄色、红色报文的丢弃策略。如丢弃低门限、丢弃高门限，以及丢弃概率。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 37创建业务WRED WRED 策略l操作步骤：

26、l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理”。1.选择“业务WRED 策略”，单击“新建”，弹出“创建业务WRED 丢弃策略”对话框。在对话框中配置：策略ID 及名称；绿色、黄色、红色报文的丢弃策略。如丢弃低门限、丢弃高门限，以及丢弃概率。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 38创建WFQ WFQ 调度策略l操作步骤：l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理WFQ 调度策略。1.单击“新建”，弹出“创建WFQ 调度策略”对话框。在对

27、话框中配置参数：策略ID 和名称；AF 调度权重。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 39创建端口策略l操作步骤：l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理”。1.选择“端口策略”选项卡，单击“新建”，弹出“创建端口策略”对话框。在对话框中配置参数：策略ID 及名称；CoS 参数及报文丢弃参数。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 40创建端口策略（续）l如果

28、需要对接入的流量进行ACL 过滤，单击“新建”。在弹出的“创建流分类”对话框中配置： -流分类ID -ACL 动作 单击“增加”，配置流分类规则，单击“确定”。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 41创建V-UNI Ingress V-UNI Ingress 策略l操作步骤：l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理”。1.选择“V-UNI Ingress 策略”选项卡，单击“新建”，弹出“创建V-UNI Ingress 策略”对话框。在对话框中配置参数：策略I

29、D 及名称；引用的WFQ 调度策略；CoS 参数及报文丢弃参数。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 42创建V-UNI Ingress V-UNI Ingress 策略（续）l操作步骤：l单击“新建”。在弹出的“创建流分类”对话框中配置：l流分类IDlACL 动作l单击“增加”，配置ACL规则。lCAR 参数l染色方式Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 43创建V-UNI Egress

30、 V-UNI Egress 策略l操作步骤：l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理”。1.选择“V-UNI Egress 策略”选项卡，单击“新建”，弹出“创建V-UNI Egress 策略”对话框。在对话框中配置参数：策略ID 及名称；引用的WFQ 调度策略；CoS 参数及报文丢弃参数。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 44创建PW PW 策略l操作步骤：l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理”。1.选择“PW 策略”选项

31、卡，单击“新建”，弹出“创建PW 策略”对话框。在对话框中配置参数：策略ID 及名称；引用的WFQ 调度策略；CoS 参数以及报文丢弃参数。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 45创建QinQ QinQ 策略l操作步骤：l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理”。1.选择“QINQ 策略”选项卡，单击“新建”，弹出“创建QinQ 策略”对话框。在对话框中配置参数：策略ID 及名称；引用的WFQ 调度策略；CoS 参数以及报文丢弃参数。Copyright 200

32、8 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 46创建ATM ATM 策略l操作步骤：l在网元管理器中单击网元，在功能树中选择“配置 QoS 管理 策略管理”。l选择“ATM 策略”选项卡，单击“新建”，弹出“创建ATM 策略”对话框。在对话框中配置参数： 策略ID 及名称。 业务类型。 流量参数。 帧丢弃标志。 UPC/NPC。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 47目 录l QoS基本概念l QoS的应用l QoS配

33、置与实现l PTN组网中QoS配置示例Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 48以太网业务的QoS QoS 配置示例lPTN 设备通过FE 接口将来自某用户的以太网业务（VLAN=20，其中包含了VoIP、IPTV，以及数据三种业务类型）接入到DifferServ 域中，并分别为该用户的不同业务类型提供不同级别的QoS 保证。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 49以太网业务QoS 配置要求Copyright 2008 Huawei Technologies