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03-QoS配置
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目 录
l 不同型号产品的特性功能支持情况略有不同，详细请参见“特性差异化列表”部分的介绍。
l 设备支持的接口类型和编号与设备的实际情况相关，本手册涉及以太网接口的配置举例统一使用Eth口举例说明。实际使用中请根据具体设备的接口类型和编号进行配置。
l 本手册中所述的AP和Fat AP如无特殊情况说明，可以指代一般意义下的无线网桥和无线Mesh设备。
QoS（Quality of Service）即服务质量。对于网络业务，服务质量包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。在网络中可以通过保证传输的带宽、降低传送的时延、降低数据的丢包率以及时延抖动等措施来提高服务质量。
网络资源总是有限的，只要存在抢夺网络资源的情况，就会出现服务质量的要求。服务质量是相对网络业务而言的，在保证某类业务的服务质量的同时，可能就是在损害其它业务的服务质量。例如，在网络总带宽固定的情况下，如果某类业务占用的带宽越多，那么其他业务能使用的带宽就越少，可能会影响其他业务的使用。因此，网络管理者需要根据各种业务的特点来对网络资源进行合理的规划和分配，从而使网络资源得到高效利用。
下面从QoS服务模型出发，对目前使用最多、最成熟的一些QoS技术逐一进行描述。在特定的环境下合理地使用这些技术，可以有效地提高服务质量。
通常QoS提供以下三种服务模型：
l Best-Effort service（尽力而为服务模型）
l Integrated service（综合服务模型，简称Int-Serv）
l Differentiated service（区分服务模型，简称Diff-Serv）
Best-Effort是一个单一的服务模型，也是最简单的服务模型。对Best-Effort服务模型，网络尽最大的可能性来发送报文。但对时延、可靠性等性能不提供任何保证。
Best-Effort服务模型是网络的缺省服务模型，通过FIFO队列来实现。它适用于绝大多数网络应用，如FTP、E-Mail等。
Int-Serv是一个综合服务模型，它可以满足多种QoS需求。该模型使用资源预留协议（RSVP），RSVP运行在从源端到目的端的每个设备上，可以监视每个流，以防止其消耗资源过多（比其请求、预留和预先购买）。这种体系能够明确区分并保证每一个业务流的服务质量，为网络提供最细粒度化的服务质量区分。
但是，Inter-Serv模型对设备的要求很高，当网络中的数据流数量很大时，设备的存储和处理能力会遇到很大的压力。Inter-Serv模型可扩展性很差，难以在Internet核心网络实施。
Diff-Serv是一个多服务模型，它可以满足不同的QoS需求。与Int-Serv不同，它不需要通知网络为每个业务预留资源。区分服务实现简单，扩展性较好。
本文提到的技术都是基于Diff-Serv服务模型。
QoS技术包括流分类、流量监管、流量整形、接口限速、拥塞管理、拥塞避免等。下面对常用的技术简单进行一下介绍。
图1-1 常用QoS技术在网络中的位置
如图1-1所示，流量监管、流量整形、拥塞管理和拥塞避免主要完成如下功能：
l 流分类：采用一定的规则识别符合某类特征的报文，它是对网络业务进行区分服务的前提和基础。
l 流量监管：对进入或流出设备的特定流量的规格进行监管。当流量超出规格时，可以采取限制或惩罚措施，以保护网络资源不受损害。可以作用在接口入方向和出方向。
l 流量整形：一种主动调整流的输出速率的流量控制措施，用来使流量适配下游设备可供给的网络资源，避免不必要的报文丢弃和拥塞，通常作用在接口出方向。
l 拥塞管理：就是当拥塞发生时如何制定一个资源的调度策略，以决定报文转发的处理次序，通常作用在接口出方向。
l 拥塞避免：监督网络资源的使用情况，当发现拥塞有加剧的趋势时采取主动丢弃报文的策略，通过调整流量来解除网络的过载，通常作用在接口出方向。
图1-2 各QoS技术在同一网络设备中的处理顺序
图1-2简要描述了各种QoS技术在网络设备中的处理顺序。
(1) 首先通过流分类对各种业务进行识别和区分，它是后续各种动作的基础；
(2) 通过各种动作对特性的业务进行处理。这些动作需要和流分类关联起来才有意义。具体采取何种动作，与所处的阶段以及网络当前的负载状况有关。例如，当报文进入网络时进行流量监管；流出节点之前进行流量整形；拥塞时对队列进行拥塞管理；拥塞加剧时采取拥塞避免措施等。
QoS的配置方式分为QoS策略配置方式和非QoS策略配置方式两种。
有些QoS功能只能使用其中一种方式来配置，有些使用两种方式都可以进行配置。在实际应用中，两种配置方式也可以结合起来使用。
非QoS策略配置方式是指不通过QoS策略来进行配置。例如，端口限速功能可以通过直接在接口上配置来实现。
QoS策略配置方式是指通过配置QoS策略来实现QoS功能。
QoS策略包含了三个要素：类、流行为、策略。用户可以通过QoS策略将指定的类和流行为绑定起来，灵活地进行QoS配置。
类的要素包括：类的名称和类的规则。
用户可以通过命令定义一系列的规则来对报文进行分类。同时用户可以指定规则之间的关系：and或者or。
l and：报文只有匹配了所有的规则，设备才认为报文属于这个类。
l or：报文只要匹配了类中的任何一个规则，设备就认为报文属于这个类。
流行为用来定义针对报文所做的QoS动作。
流行为的要素包括：流行为的名称和流行为中定义的动作。
用户可以通过命令在一个流行为中定义多个动作。
策略用来将指定的类和流行为绑定起来，对分类后的报文执行流行为中定义的动作。
策略的要素包括：策略名称、绑定在一起的类和流行为的名称。
用户可以在一个策略中定义多个类与流行为的绑定关系。
如图2-1所示：
图2-1 QoS策略配置方式的步骤
定义类首先要创建一个类名称，然后在此类视图下配置其匹配规则。
表2-1 定义类
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
定义类并进入类映射视图 |
traffic classifier tcl-name [ operator { and | or } ] |
必选 缺省为and，即类视图下各匹配规则之间的关系为逻辑与 |
|
定义匹配数据包的规则 |
if-match match-criteria |
必选 |
定义流行为首先需要创建一个流行为名称，然后在此流行为视图下根据需要配置相应的流行为。每个流行为由一组QoS动作组成。
表2-2 定义流行为
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
定义一个流行为并进入流行为视图 |
traffic behavior behavior-name |
必选 |
|
配置流量监管动作 |
car cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size [ ebs excess-burst-size ] ] [ pir peak-information-rate ] [ red action ] |
可选 用户根据需要配置相应的流行为 |
|
配置流量过滤动作 |
filter { deny | permit } |
可选 deny表示丢弃数据包；permit表示允许数据包通过 |
|
配置标记报文的本地优先级 |
remark local-precedence local-precedence |
可选 |
|
配置标记报文的802.1p优先级 |
remark dot1p 8021p |
可选 |
|
显示流行为信息 |
display traffic behavior user-defined [ behavior-name ] |
可选 display命令可以在任意视图下执行 |
QoS策略支持以下基于接口应用QoS策略。基于接口应用Qos策略是指QoS策略对接口接收或者发送的流量生效。
一个策略可以应用于多个接口。接口的每个方向（出/入两个方向）只能应用一个策略。
表2-3 在接口上应用QoS策略
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
定义策略并进入策略视图 |
qos policy policy-name |
必选 |
|
在策略中为类指定采用的流行为 |
classifier tcl-name behavior behavior-name |
必选 |
|
进入接口视图 |
interface interface-type interface-number |
进入接口视图后，下面进行的配置只在当前接口生效 |
|
在接口上应用关联的策略 |
qos apply policy policy-name { inbound | outbound } |
必选 |
如果QoS策略应用在接口的出方向，则QoS策略对本地协议报文不起作用。（本地协议报文的含义及其作用如下：某些内部发起的报文是维持设备正常运行的重要协议报文，为了确保这些报文能够被不受影响的发送出去，遂将其定义为本地协议报文，使得QoS不对其进行处理，降低了因配置QoS而误将这些报文丢弃或进行其他处理的风险。一些常见的本地协议报文如链路维护报文等。）
在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示QoS策略的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
表2-4 QoS策略显示和维护
|
操作 |
命令 |
|
显示配置的类信息 |
display traffic classifier user-defined [ tcl-name ] |
|
显示配置的流行为信息 |
display traffic behavior user-defined [ behavior-name ] |
|
显示指定策略或所有策略中指定类或所有类及与类关联的行为的配置信息 |
display qos policy user-defined [ policy-name [ classifier tcl-name ] ] |
|
显示指定接口或所有接口上策略的配置信息和运行情况 |
display qos policy interface [ interface-type interface-number ] [ inbound | outbound ] |
图3-1 ToS和DS域
如图3-1所示，IP报文头的ToS字段有8个bit，其中前3个bit表示的就是IP优先级，取值范围为0～7。RFC 2474中，重新定义了IP报文头部的ToS域，称之为DS（Differentiated Services，差分服务）域，其中DSCP优先级用该域的前6位（0～5位）表示，取值范围为0～63，后2位（6、7位）是保留位。
表3-1 IP优先级说明
|
IP优先级（十进制） |
IP优先级（二进制） |
关键字 |
|
0 |
000 |
routine |
|
1 |
001 |
priority |
|
2 |
010 |
immediate |
|
3 |
011 |
flash |
|
4 |
100 |
flash-override |
|
5 |
101 |
critical |
|
6 |
110 |
internet |
|
7 |
111 |
network |
表3-2 DSCP优先级说明
|
DSCP优先级（十进制） |
DSCP优先级（二进制） |
关键字 |
|
46 |
101110 |
ef |
|
10 |
001010 |
af11 |
|
12 |
001100 |
af12 |
|
14 |
001110 |
af13 |
|
18 |
010010 |
af21 |
|
20 |
010100 |
af22 |
|
22 |
010110 |
af23 |
|
26 |
011010 |
af31 |
|
28 |
011100 |
af32 |
|
30 |
011110 |
af33 |
|
34 |
100010 |
af41 |
|
36 |
100100 |
af42 |
|
38 |
100110 |
af43 |
|
8 |
001000 |
cs1 |
|
16 |
010000 |
cs2 |
|
24 |
011000 |
cs3 |
|
32 |
100000 |
cs4 |
|
40 |
101000 |
cs5 |
|
48 |
110000 |
cs6 |
|
56 |
111000 |
cs7 |
|
0 |
000000 |
be（default） |
802.1p优先级位于二层报文头部，适用于不需要分析三层报头，而需要在二层环境下保证QoS的场合。
图3-2 带有802.1Q标签头的以太网帧
如图3-2所示，4个字节的802.1Q标签头包含了2个字节的TPID（Tag Protocol Identifier，标签协议标识，取值为0x8100）和2个字节的TCI（Tag Control Information，标签控制信息），图3-3显示了802.1Q标签头的详细内容，Priority字段就是802.1p优先级。之所以称此优先级为802.1p优先级，是因为有关这些优先级的应用是在802.1p规范中被详细定义。
图3-3 802.1Q标签头
表3-3 802.1p优先级说明
|
802.1p优先级（十进制） |
802.1p优先级（二进制） |
关键字 |
|
0 |
000 |
best-effort |
|
1 |
001 |
background |
|
2 |
010 |
spare |
|
3 |
011 |
excellent-effort |
|
4 |
100 |
controlled-load |
|
5 |
101 |
video |
|
6 |
110 |
voice |
|
7 |
111 |
network-management |
为了在无线网络中提供QoS服务，802.11e标准被提出。802.11e是802.11协议的MAC层增强协议，和802.11相比，在802.11e的MAC帧头中，增加了2个字节的QoS Control域，其中优先级位为3bit。802.11e优先级取值范围为0～7。
图3-4 802.11e的帧结构
报文在进入设备以后，设备会根据自身情况和相应规则（primap、remark）分配或修改报文进行优先级映射所使用的参数，例如802.11e优先级、802.1p优先级等。
优先级映射功能通过报文所携带的优先级字段来映射其他优先级字段值，就可以获得各种用以决定报文调度能力的各种优先级字段，从而可以全面有效的控制报文的转发调度能力。
设备提供了多张优先级映射表，分别对应相应的优先级映射关系。各个优先级的映射表和缺省取值如下所示。
l dot11e-lp：802.11e优先级到本地优先级映射表；
l dot1p-lp：802.1p优先级到本地优先级映射表；
l dscp-lp：DSCP到本地优先级映射表，仅对IP报文生效；
l lp-dot11e：本地优先级到802.11e优先级映射表；
l lp-dot1p：本地优先级到802.1p优先级映射表；
l lp-dscp：本地优先级到DSCP映射表。
映射表缺省取值如下所示。
表3-4 dot1p-lp缺省映射关系
|
映射输入索引 |
dot1p-lp映射 |
|
802.1p优先级(dot1p) |
本地优先级(lp) |
|
0 |
2 |
|
1 |
0 |
|
2 |
1 |
|
3 |
3 |
|
4 |
4 |
|
5 |
5 |
|
6 |
6 |
|
7 |
7 |
表3-5 dscp-lp缺省映射关系
|
映射输入索引 |
dscp-lp映射 |
|
dscp |
本地优先级 (lp) |
|
0～7 |
0 |
|
8～15 |
1 |
|
16～23 |
2 |
|
24～31 |
3 |
|
32～39 |
4 |
|
40～47 |
5 |
|
48～55 |
6 |
|
56～63 |
7 |
表3-6 lp-dot1p、lp-dscp缺省映射关系
|
映射输入索引 |
lp-dot1p映射 |
lp-dscp映射 |
|
本地优先级(lp) |
802.1p优先级(dot1p) |
dscp |
|
0 |
1 |
0 |
|
1 |
2 |
8 |
|
2 |
0 |
16 |
|
3 |
3 |
24 |
|
4 |
4 |
32 |
|
5 |
5 |
40 |
|
6 |
6 |
48 |
|
7 |
7 |
56 |
表3-7 端口优先级和本地优先级映射关系
|
端口优先级 |
本地优先级 |
|
0 |
0 |
|
1 |
1 |
|
2 |
2 |
|
3 |
3 |
|
4 |
4 |
|
5 |
5 |
|
6 |
6 |
|
7 |
7 |
dot11e-lp、lp-dot11e映射表的缺省映射关系为：映射输出值等于输入值。
我们常用的方式有两种：配置优先级信任模式和配置端口优先级。
如果配置了优先级信任模式，即表示设备信任当前进来流量的报文优先级，会自动解析报文的优先级或者标志位，然后按照映射表映射到报文的优先级字段。
如果没有配置优先级信任模式，并且配置了端口优先级值，则表明设备不信任所接收报文的优先级字段，而是用端口优先级字段，按照映射表映射到报文的优先级字段。
建议进行各项配置的时候先整体规划网络QoS。
|
配置任务 |
说明 |
详细配置 |
|
配置优先级映射表 |
可选 |
|
|
配置端口优先级信任模式 |
可选 |
|
|
配置端口优先级 |
可选 |
表3-9 优先级映射表配置过程
|
命令 |
说明 |
|
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入指定的优先级映射表视图 |
qos map-table { dot11e-lp | dot1p-lp | dscp-lp | lp-dot11e | lp-dot1p | lp-dscp } |
必选 用户根据需要进入相应的优先级映射表视图 |
|
配置指定优先级映射表参数，定义优先级映射关系 |
import import-value-list export export-value |
必选 新配置的映射项将覆盖原有映射项 |
|
显示优先级映射表配置情况 |
display qos map-table [ dot11e-lp | dot1p-lp | dscp-lp | lp-dot11e | lp-dot1p | lp-dscp ] |
可选 display命令可以在任意视图执行 |
用户可以通过配置实现是否信任报文的优先级。
在配置信任端口上设置的优先级模式时，用户可以选择下列信任模式：
l dot11e：信任报文自带的802.11e优先级，以此优先级进行优先级映射。
l dot1p：信任报文自带的802.1p优先级，以此优先级进行优先级映射。
l dscp：信任IP报文自带的DSCP优先级，以此优先级进行优先级映射。
表3-10 端口优先级信任模式配置过程
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
|
配置端口优先级信任模式 |
qos trust { dot11e | dot1p | dscp } |
必选 |
|
显示端口优先级信任模式 |
display qos trust interface [ interface-type interface-number ] |
可选 display命令可以在任意视图执行 |
按照接收端口的端口优先级，通过一一映射为报文分配相应的优先级。
表3-11 端口优先级配置过程
|
操作 |
命令 |
说明 |
|
进入系统视图 |
system-view |
- |
|
进入接口视图 |
interface interface-type interface-number |
- |
|
配置端口优先级 |
qos priority priority-value |
必选 缺省情况下，端口优先级为0 |
在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后优先级映射的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
表3-12 优先级映射显示和维护
|
操作 |
命令 |
|
显示指定优先级映射表配置情况 |
display qos map-table [ dot11e-lp | dot1p-lp | dscp-lp | lp-dot11e | lp-dot1p | lp-dscp ] |
|
显示端口优先级信任模式信息 |
display qos trust interface [ interface-type interface-number ] |
l 公司的不同部门，通过同一台AP接入企业网络，同时为不同部门配置独立的无线网络名称，并且根据相关WLAN-BSS接口为各个部门划分为不同VLAN。
l 要求AP根据接口的优先级映射生成报文的本地优先级；
l 映射关系使用AP缺省的映射表。
图3-5 优先级信任模式组网图
(1) 配置Switch
# 创建VLAN2、VLAN3。
<Switch> system-view
[Switch] vlan 2
[Switch-vlan2]port ethernet 1/0/2
[Switch-vlan2]vlan 3
[Switch-vlan3]port ethernet 1/0/3
[Switch-vlan3]quit
[Switch]interface ethernet1/0/1
[Switch－Ethernet1/0/1]port link-type trunk
[Switch－Ethernet1/0/1]port trunk permit vlan all
[Switch－Ethernet1/0/1]quit
[Switch]
(2) 配置AP
# 进入系统视图。
<AP> system-view
# 为两个部门各配置一个无线网络，SSID分别为PART1和PART2，并且分别同接口WLAN-BSS1和WLAN-BSS2绑定。
[AP] wlan service-template 1 clear
[AP-wlan-st-1] ssid PART1
[AP-wlan-st-1] service-template enable
[AP-wlan-st-1]quit
# 创建接口WLAN-BSS1，并配置端口优先级。
[AP] interface wlan-bss 1
[AP-WLAN-BSS1] qos priority 5
[AP-WLAN-BSS1] quit
[AP] interface wlan-radio 1/0/2
[AP-WLAN-Radio1/0/2] service-template 1 interface WLAN-BSS 1
[AP-wlan-st-1] quit
[AP] wlan service-template 2 clear
[AP-wlan-st-2] ssid PART2
[AP-wlan-st-2] service-template enable
[AP-wlan-st-2]quit
# 创建接口WLAN-BSS2，并配置端口优先级。
[AP] interface wlan-bss 2
[AP-WLAN-BSS2] qos priority 7
[AP-WLAN-BSS2] quit
[AP] interface wlan-radio 1/0/2
[AP-WLAN-Radio1/0/2] service-template 2 interface WLAN-BSS 2
[AP-wlan-st-2] quit
# 把WLAN-BSS1和WLAN-BSS2配置到不同VLAN，例如VLAN2和VLAN3。
[AP] vlan 2
[AP-vlan2]quit
[AP] interface WLAN-BSS 1
[AP-WLAN-BSS1] port access vlan 2
[AP-WLAN-BSS1] quit
[AP] vlan 3
[AP-vlan3]quit
[AP] interface WLAN-BSS 2
[AP-WLAN-BSS2]port access vlan 3
[AP-WLAN-BSS2] quit
# 配置Ethernet1/0/1的端口信任模式，并且配置为trunk型端口。
[AP] interface ethernet 1/0/1
[AP-Ethernet1/0/1] qos trust dot1p
[AP-Ethernet1/0/1]port link-type trunk
# 使上述两个VLAN的报文能够以Tagged形式通过该端口。
[AP-Ethernet1/0/1] port trunk permit vlan 1 to 3
[AP-Ethernet1/0/1] quit
在完成上述配置后，分别从接入BSS1和BSS2的两个无线用户向HostA、HostB拷贝文件或通过FTP向HostA、HostB上传文件时，会发现接入BSS2的无线用户的上传速度比接入BSS1的无线用户的上传速度要快。
这里的配置只是提供了对从无线向有线方向流量进行区分，但从有线网络到无线网络没有区分，如果要实现该功能，就需要在交换机相应端口上也做端口优先级相关配置。
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