PTN业务QoS产品介绍

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。Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All

2、rights reserved. Page 2目 录l QoS基本概念l QoS的应用Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3QoS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

3、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 reserved. Page 4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 5QoS 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

4、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Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 6Best-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

5、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. Page 7IntServ 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 8RSVP原理我要预留我要预留2Mbps带宽带宽OK

6、！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 Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9RSVP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 10DiffSe

7、rv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。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 11QoS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、W

8、FQ、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 reserved. Page 12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.

9、Page 13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 14流量监管示例 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reser

10、ved. Page 15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 16流量整形示例Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 17物理接口总速率

11、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 18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

12、：pFIFO（ First In First Out ）pPQ（ Priority Queue ）pCQ（ Custom Queue ）pWFQ（ Weighted Fair Queuing ）输出队列输出队列流流分分类类Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 19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Cop

13、yright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 20优先队列lPQ (Priority queuing): 优先队列，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 21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

14、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 16Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22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 1Q

15、ueue 2Queue NN=16,322048,4096Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 23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 24拥塞避免l WRED (W

16、eighted 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 25目 录l QoS基本概念l

17、 QoS的应用Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 26PTN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.

18、 All rights reserved. Page 27HQoSPTN 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 28PTN产品中QoS的应