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09-ACL和QoS配置指导

04-帧中继QoS配置

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04-帧中继QoS配置


1 帧中继QoS

1.1  帧中继QoS简介

1.1.1  概述

在帧中继接口上,可以使用通用的QoS服务为用户提供接口上的流量监管、流量整形、拥塞管理、拥塞避免等服务。除此之外,帧中继网络还拥有自己的QoS服务机制,包括帧中继流量整形、帧中继流量监管、帧中继拥塞管理、帧中继DE(Discard Eligibility)规则列表、帧中继队列管理等。

与通用的QoS相比,帧中继QoS能够在接口的每条虚电路上提供QoS服务,而通用QoS只能在整个接口上提供QoS服务,因此帧中继QoS能够为用户提供更灵活的服务。

图1-1 帧中继QoS应用示意图

 

说明

帧中继相关知识的介绍请参见“二层技术-广域网接入”中的“帧中继”。

 

下面列出了帧中继QoS的一些重要参数:

·     CIR ALLOW(Committed Information Rate ALLOW,允许的承诺信息速率):帧中继虚电路正常情况下可以提供的传送速率。网络不拥塞时,可以保证用户以此速率传送数据。

·     CIR(Committed Information Rate,,承诺信息速率):帧中继虚电路可以提供的最小传送速率。即使网络拥塞,也可以保证用户以此速率传送数据。

·     CBS(Committed Burst Size,承诺突发尺寸):帧中继虚电路承诺在Tc时间内传送的流量。在网络拥塞时,帧中继网络保证这部分流量可以成功地传送。

·     EBS(Excess Burst Size,超出突发尺寸):在Tc时间内,帧中继虚电路可以超过承诺突发尺寸的最大值。在网络拥塞时,这部分流量将被首先丢弃。因此,帧中继网络不保证这部分流量能被成功地传送。

1.1.2  帧中继流量整形

1. 作用

FRTS(Frame Relay Traffic Shaping,帧中继流量整形)能够限制从某一虚电路发出的报文流量和突发报文流量,使这类报文能够以比较均匀的速度向外发送。

图1-2所示,如果Router B以128kbps的速率向Router A发送报文,而Router A的接口速率最大只能达到64kbps,这时就会在帧中继网络与Router A的连接处产生瓶颈,从而发生拥塞,导致数据无法正常传送。如果在Router B的出接口Serial2/0/1应用帧中继流量整形,可以使它以相对比较均匀的速率64kbps发送报文,从而避免网络拥塞的发生。即使网络发生拥塞,Router B仍能够以32kbps的速率发送报文。

图1-2 帧中继流量整形示意图

 

帧中继流量整形应用在设备的出接口,它可以向用户提供CIR ALLOW、CIR、CBS、EBS等参数。帧中继虚电路能够以CIR ALLOW的速率发送报文。帧中继流量整形还允许虚电路在突发情况下以超过CIR ALLOW的速率发送报文。

2. 工作原理

帧中继流量整形是用令牌桶算法实现的,根据实际的算法原理对协议中相关参数的含义进行了相应的修改。令牌桶原理如图1-3所示。

图1-3 令牌桶原理

 

令牌桶原理是:需要进行流量控制的报文在发送前进入令牌桶中进行处理。如果令牌桶中有足够的令牌可以用来发送报文,则允许报文通过,即报文被正常发送。如果令牌桶中的令牌数不满足报文发送条件,则报文会放入帧中继类队列(在帧中继流量整形中,帧中继类队列即为FRTS队列),等令牌桶中有足够的令牌再从帧中继类队列中取报文发送。这样,就可以对某类报文的流量进行控制。令牌的单位为bit。

协议规定的相关参数和实际帧中继流量整形原理参数的对应关系如下:

·     CBS与EBS的和为令牌桶的大小;

·     CIR ALLOW为每秒向令牌桶中添加的令牌数。

帧中继流量整形为了提高效率,提出了动态Tc的概念。Tc参数的大小可根据每次发送的报文大小进行动态调节,Tc=size of packet/CIR ALLOW。即无论待发送报文大小为多少(小于1500字节),设备都会在当前计算出的Tc时间内,将所需要的全部令牌分发给当前报文。

例如,发送一个800字节的报文,假设CIR ALLOW为64000bps,则向令牌桶中添加发送该报文令牌需要的时间为Tc=6400/64000=0.1s=100ms,即100ms之内令牌桶中添加了6400bits的令牌,该报文发送成功。

1.1.3  帧中继流量监管

FRTP(Frame Relay Traffic Policing,帧中继流量监管)可以对每个虚电路上进入网络的流量进行监督,限制流量在一个允许的范围之内。若某条虚电路的报文流量超过了用户设置的范围,设备会采取丢弃报文等措施,以保护网络资源。

图1-4 帧中继流量监管示意图

 

图1-4所示,用户端设备Router A以192kbps的速率向交换端设备Router B发送报文,但设备Router B希望只为设备Router A提供64kbps的带宽。这时就需要在设备Router B的DCE端配置帧中继流量监管。

帧中继流量监管只能应用于设备的DCE接口上,它可以对从DTE端发送来的报文流量进行监视。当报文流量小于CBS时,报文可以正常发送,设备对报文不做处理;当报文流量大于CBS并小于EBS与CBS之和时,报文可以正常发送,但设备将把流量大于CBS的报文的帧中继报文头中的DE标志位置为1;当报文流量大于CBS+EBS时,设备将以CBS+EBS的流量进行发送,对超过CBS+EBS的流量进行丢弃,对于超过CBS的流量,设备将把帧中继报文头中的DE标志位置为1。

1.1.4  帧中继队列管理

除了帧中继虚电路队列之外,帧中继接口也拥有接口队列。帧中继流量整形没有使能的情况下,只有帧中继接口队列起作用,即预先配置的帧中继PVC队列只有在帧中继流量整形使能的情况下才能生效。

虚电路队列和接口队列的关系如图1-5所示。

图1-5 帧中继队列示意图

 

对于SR6600/SR6600-X路由器,目前在帧中继接口上能够使用的队列仅有FIFO(First In First Out Queuing,先进先出队列)。

2. 帧中继拥塞管理

帧中继拥塞管理可以在网络发生拥塞时对帧中继报文进行处理:丢弃DE标志位为1的报文;同时发送拥塞通知至网络上的其他设备,告知其发生了拥塞。

帧中继拥塞管理应用于帧中继交换设备的出接口上。当拥塞没有发生时,对于转发的帧中继报文,设备将正常转发,不作特殊处理。当拥塞发生时,DE标志位为1的报文将会被丢弃;对于转发的正向报文,设备把帧中继报文头的FECN标志位置为1;对于同一虚电路上反方向发送的报文,设备把帧中继报文头的BECN标志位置为1。若在一段时间内没有反方向的报文发送,设备将自动发送BECN标志位为1的报文给主叫DTE。

图1-6 帧中继拥塞管理示意图

 

3. 帧中继DE规则列表

在帧中继网络中,DE标志位为1的报文会在拥塞发生时被优先丢弃。DE规则列表应用于设备的帧中继虚电路上,每个规则列表内包含多条DE规则。虚电路中发送的报文如果符合DE规则列表中的规则,则它的DE标志位将会被置1,这类报文在网络发生拥塞时将会被优先丢弃。

1.2  帧中继QoS的配置

1.2.1  帧中继QoS配置任务简介

表1-1 帧中继QoS配置任务简介

配置任务

说明

详细配置

创建和配置帧中继类

必选

1.2.2 

配置帧中继流量整形

可选

1.2.3 

配置帧中继流量监管

可选

1.2.4 

配置帧中继拥塞管理

可选

1.2.5 

配置帧中继DE规则列表

可选

1.2.6 

配置帧中继队列管理

可选

1.2.7 

配置帧中继分片

可选

1.2.8 

 

1.2.2  创建和配置帧中继类

设备把帧中继虚电路上的QoS服务整合在帧中继类上,提供了一个灵活、完整的帧中继流量控制和质量服务解决方案。在配置帧中继流量整形等QoS服务时,需要先创建一个帧中继类,在这个帧中继类上配置各种QoS参数,然后将帧中继类关联到一个帧中继虚电路上,就相当于将一套QoS服务方案应用到帧中继虚电路上。不同的虚电路可以使用不同的帧中继类,也可以使用同一个帧中继类。

当帧中继虚电路提供QoS服务时,它将按照下面的顺序寻找对应的帧中继类:

·     使用和此帧中继虚电路相关联的帧中继类。

·     使用帧中继虚电路所在帧中继接口的帧中继类。

表1-2 创建和配置帧中继类

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

创建帧中继类并进入帧中继类视图

fr class class-name

必选

缺省情况下,系统没有创建帧中继类

退出帧中继类视图

quit

-

将帧中继类同帧中继接口或虚电路相关联

将帧中继类同帧中继接口相关联

进入帧中继接口视图

interface interface-type interface-number

二者必选其一或全选

缺省情况下,没有帧中继类同帧中继接口或虚电路相关联

将帧中继类同帧中继接口相关联

fr-class class-name

将帧中继类同帧中继虚电路相关联

进入帧中继接口视图

interface interface-type interface-number

进入帧中继虚电路视图

fr dlci dlci-number

将帧中继类同帧中继虚电路相关联

fr-class class-name

说明

使用fr class命令创建帧中继类之后,将进入帧中继类视图,用户可以在此视图下为帧中继流量整形、帧中继流量监管、帧中继拥塞管理、帧中继队列管理等QoS服务配置不同的参数。详细的参数设置请见下面各节里的内容。

 

1.2.3  配置帧中继流量整形

表1-3 配置帧中继流量整形

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入帧中继接口视图

interface interface-type interface-number

-

使能帧中继流量整形功能

fr traffic-shaping

必选

缺省情况下,禁止帧中继流量整形功能

退出帧中继接口视图

quit

-

进入帧中继类视图

fr class class-name

-

配置帧中继虚电路的CBS

cbs [ outbound ] committed-burst-size

可选

缺省情况下,CBS为56000bps

配置帧中继虚电路的EBS

ebs [ outbound ] excess-burst-size

可选

缺省情况下,EBS为0bit

配置帧中继虚电路的CIR ALLOW

cir allow [ outbound ] committed-information-rate

可选

缺省情况下,CIR ALLOW为56000bps

配置帧中继虚电路的CIR

cir committed-information-rate

可选

缺省情况下,CIR为56000bps

使能帧中继流量整形的自适应流量调节功能

traffic-shaping adaptation { becn percentage | interface-congestion number }

可选

缺省情况下,使能对带BECN标志的报文进行自适应流量调节功能,每次调节的比例为25

 

说明

·     帧中继流量整形功能应用于设备帧中继报文的发送接口上。通常情况下,它被应用于帧中继网络的DTE端。

·     命令cbsebscir allow可以设置虚电路上输入和输出(inboundoutbound)两个方向的参数,但对帧中继流量整形只有outbound方向的参数有效。

·     在配置CIR ALLOW和CBS时,CBS之值不应小于CIR ALLOW之值,否则可能会出现大报文无法发送的问题。

 

1.2.4  配置帧中继流量监管

表1-4 配置帧中继流量监管

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入帧中继接口视图

interface interface-type interface-number

-

使能帧中继流量监管功能

fr traffic-policing

必选

缺省情况下,禁止接口的帧中继流量监管功能

退出帧中继接口视图

quit

-

进入帧中继类视图

fr class class-name

-

配置帧中继虚电路的CBS

cbs [ inbound ] committed-burst-size

可选

缺省情况下,CBS为56000bps

配置帧中继虚电路的EBS

ebs [ inbound ] excess-burst-size

可选

缺省情况下,EBS为0bit

配置帧中继虚电路的CIR ALLOW

cir allow [ inbound ] committed-information-rate

可选

缺省情况下,CIR ALLOW为56000bps

 

说明

·     帧中继流量监管功能应用于设备帧中继报文的接收接口上。它只能被应用于帧中继网络的DCE端。

·     命令cbsebscir allow可以设置虚电路上输入和输出(inboundoutbound)两个方向的参数,但对帧中继流量监管只有inbound方向的参数有效。

 

1.2.5  配置帧中继拥塞管理

帧中继拥塞管理包括帧中继接口上的拥塞管理和帧中继虚电路上的拥塞管理两部分。对拥塞门限的设置,也可以采用两种方式:既可以在指定的帧中继类里配置某条虚电路的拥塞门限,也可以在接口视图下配置整个接口的拥塞门限。

1. 配置帧中继接口的拥塞管理策略

设备根据帧中继接口当前的队列长度占接口队列总长度的比例来判断接口是否发生拥塞。如果比例大于用户设置的门限值,则设备认为发生了拥塞,从而对报文进行丢弃等相应处理。

表1-5 配置帧中继接口的拥塞管理策略

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入帧中继接口视图

interface interface-type interface-number

-

使能帧中继接口的拥塞管理功能

fr congestion-threshold { de | ecn } queue-percentage

必选

缺省情况下,禁止帧中继接口的拥塞管理功能

 

2. 配置帧中继虚电路的拥塞管理策略

设备根据帧中继虚电路当前的队列长度占接口队列总长度的比例来判断接口是否发生拥塞。如果比例大于用户设置的门限值,则设备认为发生了拥塞,从而对报文进行丢弃等相应处理。

表1-6 配置帧中继虚电路的拥塞管理策略

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入帧中继类视图

fr class class-name

-

使能帧中继虚电路的拥塞管理功能

congestion-threshold { de | ecn } queue-percentage

必选

缺省情况下,禁止帧中继虚电路的拥塞管理功能

 

说明

·     当帧中继接口使能拥塞管理时,接口的队列类型只能为FIFO或PVC PQ。

·     当帧中继虚电路使能拥塞管理时,虚电路的队列类型只能为FIFO。

·     只有当虚电路所在接口使能了帧中继流量整形功能之后,虚电路的拥塞管理功能才能够起作用。

 

1.2.6  配置帧中继DE规则列表

表1-7 配置帧中继DE规则列表

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

配置DE规则列表

配置基于接口的DE规则列表

fr del list-number inbound-interface interface-type interface-number

二者必选其一

缺省情况下,没有创建DE规则列表

配置基于IP协议的DE规则列表

fr del list-number protocol ip [ acl acl-number | fragments | greater-than bytes | less-than bytes | tcp ports | udp ports ]

进入帧中继接口视图

interface interface-type interface-number

-

将DE规则列表应用到帧中继虚电路上

fr de del list-number dlci dlci-number

必选

缺省情况下,帧中继虚电路上没有应用DE规则列表

 

说明

一台设备最多可以支持10个DE规则列表,在每个DE规则列表内最多可以拥有100条DE规则。

 

1.2.7  配置帧中继虚电路队列

当帧中继接口使能了帧中继流量整形之后,在此接口下的每条虚电路都将拥有一个独立的虚电路队列。

表1-8 配置帧中继虚电路队列

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入帧中继类视图

fr class class-name

-

配置帧中继虚电路的FIFO队列长度

fifo queue-length queue-length

可选

缺省情况下,FIFO队列长度为40

 

说明

·     缺省情况下,帧中继虚电路的队列类型为FIFO。

·     当帧中继接口使能拥塞管理时,接口的队列类型只能为FIFO。

·     当帧中继虚电路使能拥塞管理时,虚电路的队列类型只能为FIFO。

 

1.2.8  配置帧中继分片

设备支持帧中继论坛FRF.12标准的end-to-end分片功能。

在低速帧中继线路上,大数据报文将会造成传输时延的增大。帧中继分片特性可以将大的帧中继报文分割成几个小报文,从而可以保证在低速线路上数据也可以被低延迟的发送。

当语音与数据同传时,大数据报文的发送将长时间占用带宽,会造成语音报文被延时甚至丢弃,影响语音质量。配置帧中继分片的目的是尽量减少语音的延时,保证语音的实时性。配置分片后大的数据报文将被拆分为较小的数据分片,语音报文与拆分后的分片交替发送,保证语音报文及时均匀地得到处理,降低时延。

表1-9 配置帧中继分片

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入帧中继类视图

fr class class-name

-

使能帧中继分片功能

fragment [ fragment-size ]

必选

缺省情况下,禁止帧中继分片功能

 

说明

·     配置完成后,将需要应用分片功能的帧中继虚电路同此帧中继类关联,并使能帧中继流量整形,这时帧中继分片才会生效。

·     MFR接口上不支持FRF.12的分片。如果两边都是MFR接口,且配置了FRF.12分片,此时FRF.12分片不起作用,本端报文会完整发出,对端可以接收,在本端执行ping命令可以得到响应;如果本端是MFR接口,对端是普通帧中继接口(即封装了FR的Serial接口),则本端FRF.12分片不起作用,本端报文会完整发出,而对端的FRF.12分片起作用。

 

1.3  帧中继QoS显示和维护

在完成上述配置后,在任意视图下执行display命令显示配置后帧中继QoS的运行情况,通过查看显示信息验证配置的效果。

表1-10 帧中继QoS显示和维护

操作

命令

显示帧中继类与接口(包括属于该接口的DLCI、该接口下的子接口以及子接口下的DLCI)的映射关系

display fr class-map { fr-class class-name | interface interface-type interface-number } [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

查看FR QoS的配置和统计信息

display fr pvc-info [ interface interface-type interface-number ] [ dlci-number ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

查看配置的帧中继交换PVC的信息

display fr switch-table { all | name switch-name  | interface interface-type interface-number } [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

查看接口应用CBQ的信息

display qos policy interface [ interface-type interface-number [ dlci dlci-number | inbound | outbound ] ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

查看帧中继分片信息

display fr fragment-info [ interface interface-type interface-number ] [ dlci-number ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

查看帧中继收发数据统计信息

display fr statistics [ interface interface-type interface-number ] [ | { begin | exclude | include } regular-expression ]

 

1.4  帧中继QoS典型配置举例

1.4.1  帧中继流量整形配置举例

1. 组网需求

·     Router通过接口Serial2/0/1连接至帧中继网络。

·     要求Router设备的平均发送速率为96kbps,最大发送速率为128kbps,最小发送速率为32kbps,Router具备流量自适应调整功能,对带BECN标志的报文进行流量调节,每次调节的比例为20。

2. 组网图

图1-7 帧中继流量整形组网图

 

3. 配置步骤

# 创建帧中继类并配置帧中继流量整形参数。

[Router] fr class 96k

[Router-fr-class-96k] cir allow 96000

[Router-fr-class-96k] cir 32000

[Router-fr-class-96k] cbs 96000

[Router-fr-class-96k] ebs 32000

[Router-fr-class-96k] traffic-shaping adaptation becn 20

[Router-fr-class-96k] quit

# 配置接口Serial2/0/1封装为帧中继,使能帧中继流量整形功能。

[Router] interface serial 2/0/1

[Router-Serial2/0/1] link-protocol fr

[Router-Serial2/0/1] fr traffic-shaping

# 创建帧中继虚电路,将帧中继类同虚电路相关联。

[Router-Serial2/0/1] fr dlci 16

[Router-fr-dlci-Serial2/0/1-16] fr-class 96k

1.4.2  帧中继分片配置举例

1. 组网需求

Router A和Router B通过帧中继网络相连,由于经常有大数据报文在帧中继网络上进行传输,造成传输时延比较大。通过使能帧中继分片功能(FRF.12),将大数据报文分割成小报文,从而保证数据被低延迟的发送。

2. 组网图

图1-8 FRF.12典型组网图

 

3. 配置步骤

(1)     配置Router A

# 创建帧中继类test1,使能报文分片功能,配置分片大小为128字节。

<RouterA> system-view

[RouterA] fr class test1

[RouterA-fr-class-test1] fragment 128

[RouterA-fr-class-test1] quit

# 配置接口Serial2/0/1封装帧中继,并使能帧中继流量整形功能。

[RouterA] interface serial 2/0/1

[RouterA-Serial2/0/1] link-protocol fr

[RouterA-Serial2/0/1] ip address 10.1.1.2 255.0.0.0

[RouterA-Serial2/0/1] fr traffic-shaping

# 创建帧中继虚电路,将帧中继类test1同虚电路相关联。

[RouterA-Serial2/0/1] fr dlci 16

[RouterA-fr-dlci-Serial2/0/1-16] fr-class test1

(2)     配置Router B

# 创建帧中继类test1,使能报文分片功能,配置分片大小为128字节。

<RouterB> system-view

[RouterB] fr class test1

[RouterB-fr-class-test1] fragment 128

[RouterB-fr-class-test1] quit

# 配置接口Serial2/0/1封装帧中继,使能帧中继流量整形功能。

[RouterB] interface serial 2/0/1

[RouterB-Serial2/0/1] link-protocol fr

[RouterB-Serial2/0/1] ip address 10.1.1.1 255.0.0.0

[RouterB-Serial2/0/1] fr traffic-shaping

# 创建帧中继虚电路,将帧中继类test1同虚电路相关联。

[RouterB-Serial2/0/1] fr dlci 16

[RouterB-fr-dlci-Serial2/0/1-16] fr-class test1

 

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