《分组传送技术》分组传送技术理论基础 任务六

分/组/传/送/技/术项目一理论基础讲师XXX、XXX任务六：QoS技术01任务描述:QoS（QualityofService，服务质量）指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力,是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如Web应用，或E-mail设置等。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时，QoS能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。02学习目标：1.了解QoS基本概念。2.掌握QoSb部署。3.掌握HQoS应用QOS概述任务六：Qos技术传统的IP网络数据业务尽力传送（BestEffort）无服务质量当前的IP网络多种业务共存多等级客户共存不同服务质量传统IP网络承载数据业务当前IP网络承载多种业务VOIPVPNERPQOS概述任务六：Qos技术RTAPC1RTCPC22M数据流BWmax=min(100M,2M,10M,1000M)=2M10M1000M100M网络带宽（Bandwidth）QOS概述任务六：Qos技术RTAPC1RTBRTCPC2Delay=(S1+P1+Q1+T1)+(S2+P2+Q2+T2)+(S3+P3+Q3)发送时延S1处理时延P1排队时延Q1数据流发送时延S2处理时延P2排对时延Q2发送时延S3处理时延P3排队时延Q3传播时延T1传播时延T2网络时延（Delay）QOS概述任务六：Qos技术RTAPC1RTBRTCPC2Jitter=abs(T1-T2)数据包一数据包二时延T1时延T21212抖动（Jitter）QOS概述任务六：Qos技术100M10M4FIFOQueue1234DropQueueLength=3丢包----可靠性下降，实时业务感知度下降网络丢包（PacketLoss）QOS概述任务六：Qos技术

资源有限

用户数量急剧增长

高带宽需求业务出现

容量与用户数量增长不成比例网络拥塞QOS概述任务六：Qos技术QOS：QualityofService（服务质量）：是指IP网络的一种能力，即在跨越多种底层网络技术（FR、ATM、Ethernet、SDH、MPLS等）的IP网络上,满足其在丢包率、延迟、抖动和带宽等方面的要求，为特定的业务提供其所需要的服务。QOS的作用有效分配和控制网络资源；避免并管理网络拥塞；为不同的业务提供不同的服务；进行端到端的服务保证。QOS概述任务六：Qos技术尽力而为模型：

Best-Effortservice网络尽最大可能发送报文。简单，是Internet的默认服务模型。不提供任何服务保证。综合服务模型：

Integratedservice节点发送数据前，通过RSVP申请资源，确保网络能够满足数据流的特定服务要求。提供严格的QOS保证。协议数据多，网络设备需维护大量状态信息，可扩展性差。区分服务模型：

Differentiatedservice业务流被划分为不同的差分服务类，网络设备根据业务流所属的差分服务类来执行相应的QOS策略。实现简单，扩展性好。难于提供基于流的端到端质量保证，不同运营商的DiffServ网络之间互通存在困难。1.1QOS服务模型任务六：Qos技术QOS概述1.2区分服务模型Diff-Serv区分服务模型网络结构Diff-Serv功能的网络节点称为DS节点，DS域（DSDomain）

由一组采用相同的服务提供策略和实现了相同PHB（Per-HopBehavior）集合的相连DS节点组成Diff-Serv功能的网络节点称为DS节点DS边界节点用于将DS域和非DS域连接在一起。DS内部节点

用于在同一个DS域中连接DS边界节点和其他内部节点。任务六：Qos技术QOS概述1.2区分服务模型ToS（TypeofService）字段VersionLengthLenIDOffsetTTLProtoFCSIP-SAIP-DADataToS

1Byte07123456IPv4报文头RFC1349IPPrecedenceToS目前未用ToS字段包含3bits的优先级（Precedence）、Dbit、Tbit、Rbit和Cbit，ToS字段的最高位bit必须为0。Dbit代表延迟（Delay）Tbit代表吞吐量（Throughput）Rbit代表可靠性（Reliability）Cbit代表花费（Cost）。任务六：Qos技术QOS概述1.2区分服务模型ToS（TypeofService）字段VersionLengthLenIDOffsetTTLProtoFCSIP-SAIP-DADataToS

1Byte7123456IPv4报文头07123456DSCP目前未用RFC2474IETFDiffServ工作组将IP报文头ToS字节的6比特重新定义为DSCP（差分业务编码点），ToS字节改名为DS字节任务六：Qos技术QOS概述1.2区分服务模型单中继段行为PHB

PHB是网络节点对报文调度、丢包、监管和整形的处理DS节点根据DSCP的值选择相应的PHBPHB只定义了一些外部可见的转发行为，没有指定特定的实现方式IETFDiffServ工作组目前定义了四种PHBDefaultPHB---缺省Class-SelectorPHB----类型选择码EF---加速转发AF---确保转发任务六：Qos技术QOS概述1.2区分服务模型DefaultPHBDSCP为“000000”；代表当前Internet尽力而为的服务BE（Best-Effort），Class-SelectorPHB，DSCP为“XXX000”，X为0或1；代表的服务等级与在现有网络中使用的IPPrecedence保持相同，当X为全0时，就是DefaultPHBExpeditedForwardingPHB，DSCP为“101110”；代表DiffServ网络中最高的服务质量，在有带宽确保的情况下，发包速度大于收包速度，适用于VOIP、虚拟租用线等实时业务；可通过优先队列、低时延队列或RTP实时队列等多种队列机制来实现AssuredForwardingPHB代表带宽有保证、时延可控的服务，适用于视频业务、VPN业务等任务六：Qos技术QOS概述1.2区分服务模型服务等级低丢弃优先级，j=1中丢弃优先级，j=2高丢弃优先级，j=3AF（i=4）100010100100100110AF（i=3）011010011100011110AF（i=2）010010010100010110AF（i=1）001010001100001110如果j=1，报文颜色被标记为绿色；如果j=2，报文颜色被标记为黄色；如果j=3，报文颜色被标记为红色。属于同一类AF的分组前三位相同。具体来讲，AF_1j的前三位是001，AF_2j的前三位是010，AF_3j的前三位是011，AF_4j的前三位是100。第3、4位用来表示丢弃优先级，有三个有效值，分别为01、10、11。数值越大，丢弃优先级越高。AFPHB定义了4个服务等级任务六：Qos技术QOS概述1.3MPLS网络中的DiffServ流量处理EXPfieldRFC3032中定义了MPLS报文头部格式，其中3bits的EXP字段可以表示流量类别。EXP的取值从0到7。默认情况下，EXP与IPv4报文中优先级一一对应任务六：Qos技术QOS概述1.3MPLS网络中的DiffServ流量处理QoS流量在MPLS域上的处理在入口设备上的处理：在MPLS域的入口设备（即IngressLER）上要通过CAR等技术对用户数据流进行限制，确保数据流符合MPLS域带宽约定，同时根据策略将IP报文标记为不同的优先级。MPLS域内的设备的处理：在MPLS域内的设备（即LSR）在进行MPLS标签转发时，根据接收到的报文的标签中的EXP字段所携带的信息实施各种队列调度，从而保证高优先级的报文获得更好的服务。在出口路由器设备上的处理:在MPLS域的出口设备（即EgressLER）需要将EXP字段映像回IP报文的DSCP字段，标准的映射是DSCP的前3位（即CSCP）取EXP的值，而后3位取0。任务六：Qos技术2.QOS部署2.1L2VPN场景QOS部署报文调度转发过程1、上行PE节点信任客户侧报文携带优先级。上行PE节点信任继承COS优先级上行PE节点信任继承DSCP优先级。任务六：Qos技术2.QOS部署2.1L2VPN场景QOS部署报文调度转发过程2、上行PE节点自定义转发优先级。任务六：Qos技术2.QOS部署2.1L2VPN场景QOS部署报文调度转发过程3、P节点继承或修改EXP优先级任务六：Qos技术2.QOS部署2.1L2VPN场景QOS部署下行PE节点自定义转发优先级管道模式下，下行PE节点按照EXP优先级转发调度，转发报文的优先级不变，保持为客户层初始值短管道模式下，下行PE节点按照客户侧报文优先级COS转发调度，转发报文优先级不变，保持为客户层初始值。统一模式下，下行PE节点按照EXP优先级转发调度，但修改报文原始优先级，将报文COS值替换为EXP值后转发出去任务六：Qos技术2.QOS部署2.2L3VPN场景QOS部署上行PE1节点信任DSCP值，P节点默认或修改EXP，下行PE2节点设置为管道模式任务六：Qos技术2.QOS部署2.3L2VPN和L3VPN桥接场景QOS部署PE2为桥接点。以CE1至CE2方向的业务转发为例，上行PE节点设置DS域，P节点默认或修改EXP，下行PE节点设置统一模式。任务六：Qos技术2.QOS部署2.4IP+L3VPN场景QOS部署PE1和PE2之间采用IP转发，PE2和PE3之间配置L3VPN业务。以CE1至CE2方向的业务转发为例，上行PE1/PE2节点设置DS域，P2节点默认EXP，下行PE3节点设置为管道模式。任务六：Qos技术3.HQOS应用3.1传统的QoS存在的问题无法对隧道或伪线的总带宽做到端到端的控制；

无法保证各隧道之间或伪线之间带宽独享；

无法保证隧道承载的业务或伪线承载的业务的端到端的QoS。HQoS是层级化QoS的简称，主要解决了端到端的传统QoS指标问题。QoS指标主要体现在带宽、抖动、时延、丢包率等几个重要指标上。任务六：Qos技术3.HQO