浅谈QOS服务访问质量

随着网络的发展，互联网流量迅速增长，网络产生拥塞，延时增长，有时还会形成丢包，致使业务质量降低。当网络出现拥塞时，如何保证重要数据的带宽和实时性数据可以快速转发呢？

• QOS应用需求
  1.QOS概述
  随着网络的高速发展，接入网络的用户愈来愈多，网络提供的服务也愈来愈多。网络普及，业务多样化，使得网络流量迅速增大，致使网络带宽不能知足网络的需求，这时就出现了网络拥塞现象。
  因为网络拥塞致使报文产生不能预期的传达，延迟抖动，丢包等现象，将形成业务质量的降低甚至不可以使用。为了应对网络拥塞，最直接的方式就是扩大网络带宽，可是因为技术或经济等方面的限制，有时不能经过增长带宽的方法来解决，这时就须要一种技术可以在有限的带宽上保证报文的带宽以避免延迟，丢包，这种技术就是QOS技术。
  2.网络拥塞
  1）网络拥塞的产生
  数据从高速端口进入设备，从低速端口转发出去。
  流量汇聚，流量由多个端口进入设备，从一个端口转发出去，而且进入设备端口的速率之和大于转发接口的速率。
  
  2）网络拥塞的影响
  当网络出现拥塞时，可能对网络形成如下一些影响
  报文传输延迟，延迟抖动和丢包率增长
  因为太高的延迟和丢包致使报文重传，增长网络负担。
  因为网络拥塞，报文重传致使网络的有效吞吐量下降。
  3）网络拥塞的解决方法
  在没法提升网络带宽的状况下，解决网络拥塞有效的方法是合理利用网络带宽，在网络发生拥塞时，根据业务的性质和须要使用QOS技术合理分配现有带宽，下降网络拥塞的影响。
• QOS服务模型
  QOS在网络中的服务模型一共分为三种
  1）Best-effort service：尽力而为的服务模型
  模式工做模型，先到先转发，后到后转发不区分优先级
  2）Integrated service：综合服务模型，简称Intserv
  须要提早将带宽资源进行保留，配置复杂灵活性差，带宽用完后不能归还预留资源
  3）Differentiated service：区分服务模型，简称Diffserv
  不须要预留带宽资源，可以针对源目标协议IP地址端口号进行识别，自动设置数据包的优先级，优先级高的到设备优先转发。
• QOS操做模型
  QOS涉及四大组件，分别是分类和标记，×××和监管，拥塞避免，拥塞管理。
  
  
  1.分类和标记
  QOS是一个总体的设计框架，不局限于一台设备，整个网络中设备相互配合，最终达到流量优化的目的，QOS的核心是保证重要的流量优先经过网络设备，默认状况下，网络设备对任何报文都一视同仁，为了可让任何设备均可以识别重要的流量，在网络的边界，也就是任何进入网络的流量都应该根据重要程度被分类，并打上不一样的标记，后续设备基于这些标记来识别哪些流量是相对比较重要的。
  分类
  流分类是进行区别服务的基础，流分类可使用报文的优先级来识别不一样优先级特征的流量，也可使用源地址，目的地址，MAC地址，协议或端口等信息来识别不一样流量，流分类彻底由网络管理人员定义，不一样的网络，流量重要性也不一样，例如，对于小型公司而言，HTTP流量多是比较重要的，而对于大型公司而言，语音流量才是比较重要的，重要是相对而言的，任何流量都应该经过网络，QOS只是优先保证重要的流量，流分类必须与某种流量控制或带宽分配的动做关联起来才有意义。流分类通常经过ACL区分不一样的流量，尤为是扩展ACL，基本上能够定义大部分流量，以下命令定义了网络中全部的HTTP流量
  R1（config）#access-list 101 permit tcp any any eq 80
  标记
  在QOS技术的diffserv服务模型中，对于IP报文中的DS字段使用DSCP做为QOS优先级描述
  
  DS字段一共八位，在Diffserv中使用DS的前八位，即DS0~DS5定义了0~63共64个优先级。QOS也可使用DS字段中的IP优先级，使用DS的前三位IP，优先级共八个等级，其中0表示正常流量，遵循尽力发生原则。
  默认状况下在实际的网络通讯中，若是不作任何设置，正常的数据优先级都是0，而像RIP或OSPF报文，默认的优先级是6.
  1）定义匹配类
  经过class map来定义匹配的流量，至关于一个加强型的 ACL。首先，定义class map来匹配一种流量或协议
  
  其中，class-map-name为建立的class map的名称，match-all表示匹配class-map定义的全部条件，是默认配置，match-any表示至少匹配class-map定义的一个条件
  2）定义流量控制策略
  经过policy map调用class map，而后分别为每个class map配置策略
  首先，定义policy map并调用class map，命令以下
  
  而后，在调用的class map中配置策略，配置的策略包括标记流量，流量×××，CAR等，使用set命令标记流量的优先级，命令以下
  
  3）在接口上应用策略
  
  4）查看配置
  可使用show policy-map[policy-map-name]命令查看策略配置，
  使用show policy-map interface[interface-type interface-number]命令查看端口策略应用和流量信息。
• ×××和监管
  为了不网络拥塞的出现，能够对流量进行控制，经过采用必定策略控制流量的大小，以减小网络拥塞的出现，主要的流量管理技术是×××和监管。
  为了更好地利用网络资源，避免大量用户产生突发流量致使网络拥塞，须要对网络中的用户进行限速，当端口接收到某一流量超出限额时，就须要采起必定的措施（下降优先级或丢弃）。例如，限制每一个用户的带宽，当用户产生突发流量时采起丢弃的措施，这样能够避免因为过多的突发流量致使的网络拥塞。
  在对流量进行监控时通常能够设定三个参数，承诺平均速率，突发量，额外突发量。
  承诺平均速率：容许流量经过的平均速率
  突发量：容许突发产生流量的大小，设置的大小必须大于最大报文长度。
  额外突发量：表示流量超出突发量后还能够转发的流量的大小。
  1）流量策略
  转发：对于合规流量和违规流量均可以设置策略为转发
  丢弃：对于合规流量和违规流量均可以设置策略为丢弃
  标记：标记报文的优先级，例如，将合规流量报文的IP优先级设定为5，而将违规流量报文的IP优先级设定为0。
  进入下一级流量策略：流量策略能够多级处理，能够将流量提交给下一级流量策略来进行控制
  2）×××与监管
  流量×××是一种调节输出速率的措施，流量×××使用缓冲区使流量均匀地进行转发。流量进入设备进行分类，不须要进行×××的流量直接经过设备转发，须要进行×××的流量根据配置分为合规流量和违规流量，当流量速率超过设定时，设备将多余的流量缓存到GTS队列，而后按照配置的CIR，将报文均匀地转发出去，以保证网络流量平稳。
  
  
  CIR表示速率，Bc和Be表示大小
  不一样的设备和技术手册规定的Bc和Be数值的配置可能不一样，通常推荐使用以下公式：Bc=2 X RTT X CIR/8其中，RTT表示流量往返的时间，可使用ping命令测试，Be流量通常等于Bc。
• 拥塞管理拥塞管理技术FIFP：先进先出队列默认网络使用PQ：优先级队列传输优先级高的后传优先级低的数据CQ：定制队列须要管理配置ACL抓取指定的流量WFQ加权公平队列根据源目标IP地址区分流量，根据访问量平均分配CBWFQ：基于类的加权公平队列管理员指定特定的流量优先传输，只能应用在out方向