目  录

1 QoS简介

1.1 概述

1.2 QoS服务模型简介

1.2.1 Best-Effort服务模型

1.2.2 IntServ服务模型

1.2.3 DiffServ服务模型

1.3 QoS技术综述

1.3.1 QoS技术在网络中的位置

1.3.2 QoS技术在设备中的处理顺序

2 QoS配置方式

2.1 配置方式介绍

2.1.1 非QoS策略配置方式

2.1.2 QoS策略配置方式

2.2 QoS策略配置方式的步骤

2.2.1 定义类

2.2.2 定义流行为

2.2.3 定义策略

2.2.4 应用策略

2.2.5 QoS策略显示和维护

3 优先级映射

3.1 优先级映射简介

3.1.1 优先级介绍

3.1.2 优先级映射表

3.2 优先级映射配置任务简介

3.3 配置优先级映射

3.3.1 配置优先级映射表

3.3.2 配置优先级信任模式

3.4 优先级映射显示和维护

4 流量监管、流量整形和限速

4.1 流量监管、流量整形和限速简介

4.1.1 流量评估与令牌桶

4.1.2 流量监管

4.1.3 流量整形

4.1.4 限速

4.2 配置流量监管

4.3 配置流量整形

4.4 配置限速

4.4.1 配置接口限速

4.4.2 配置PW限速

4.5 流量监管、流量整形和限速显示和维护

4.6 流量监管典型配置举例

4.6.1 流量监管典型配置举例

5 硬件实现拥塞管理

5.1 硬件实现拥塞管理简介

5.1.1 拥塞的产生、影响和对策

5.1.2 拥塞管理策略

5.2 硬件实现拥塞管理配置任务简介

5.3 单独的队列配置方式

5.3.1 配置SP队列

5.3.2 配置WRR队列

5.3.3 配置WFQ队列

5.4 硬件实现拥塞管理的显示和维护

6 流量过滤

6.1 流量过滤简介

6.2 配置流量过滤

6.3 流量过滤配置举例

6.3.1 流量过滤配置举例

7 重标记

7.1 重标记简介

7.2 配置重标记

7.3 重标记配置举例

7.3.1 重标记配置举例

8 Nest

8.1 Nest简介

8.2 配置Nest

8.3 Nest配置举例

8.3.1 Nest配置举例

9 全局CAR

9.1 全局CAR简介

9.1.1 聚合CAR

9.2 配置聚合CAR

9.3 全局CAR显示和维护

10 附录

10.1 附录 A 缩略语表

10.2 附录 B 缺省优先级映射表

10.3 附录 C 各种优先级介绍

10.3.1 IP优先级和DSCP优先级

10.3.2 802.1p优先级

10.3.3 EXP优先级

1 QoS简介

1.1  概述

QoS即服务质量。对于网络业务，影响服务质量的因素包括传输的带宽、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。

1.2  QoS服务模型简介

通常QoS提供以下三种服务模型：

·     Best-Effort service（尽力而为服务模型）

·     Integrated service（综合服务模型，简称IntServ）

·     Differentiated service（区分服务模型，简称DiffServ）

1.2.1  Best-Effort服务模型

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。

1.2.2  IntServ服务模型

IntServ是一个综合服务模型，它可以满足多种QoS需求。该模型使用RSVP协议，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。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，IntServ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。IntServ模型可扩展性很差，难以在Internet核心网络实施。

1.2.3  DiffServ服务模型

DiffServ是一个多服务模型，它可以满足不同的QoS需求。与IntServ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DiffServ服务模型。

1.3  QoS技术综述

QoS技术包括流分类、流量监管、流量整形、限速、拥塞管理、拥塞避免等。下面对常用的技术进行简单地介绍。

1.3.1  QoS技术在网络中的位置

图1-1 常用QoS技术在网络中的位置

如图1-1所示，流分类、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：

·     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。

·     流量监管：对进入或流出设备的特定流量进行监管，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。

·     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，通常作用在接口出方向。

·     拥塞管理：当拥塞发生时制定一个资源的调度策略，决定报文转发的处理次序，通常作用在接口出方向。

·     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，通过调整队列长度来解除网络的过载，通常作用在接口出方向。

1.3.2  QoS技术在设备中的处理顺序

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)     通过各种动作对特定的业务进行处理。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。

2 QoS配置方式

2.1  配置方式介绍

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。

2.1.1  非QoS策略配置方式

非QoS策略配置方式是指不通过QoS策略来进行配置。例如，限速功能可以通过直接在接口上配置来实现。

2.1.2  QoS策略配置方式

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。

1. 类

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。

2. 流行为

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。

3. 策略

策略用来将指定的类和流行为绑定起来，对符合分类条件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。

2.2  QoS策略配置方式的步骤

如图2-1所示：

图2-1 QoS策略配置方式的步骤

2.2.1  定义类

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

2.2.2  定义流行为

定义流行为首先需要创建一个流行为名称，然后可以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

2.2.3  定义策略

在策略视图下为类指定对应的流行为。以某种匹配规则将流区分为不同的类，再结合不同的流行为就能很灵活的实现各种QoS功能。

表2-3 定义策略

2.2.4  应用策略

QoS策略支持以下应用方式：

·     基于接口应用QoS策略：QoS策略对通过接口接收或发送的流量生效。

·     基于全局应用QoS策略：QoS策略对所有流量生效。

·     基于控制平面应用QoS策略：QoS策略对通过控制平面接收的流量生效。

·     基于管理口控制平面应用QoS策略：QoS策略对通过管理口接收的流量生效。

QoS策略应用后，用户仍然可以修改QoS策略中的流分类规则和流行为，以及二者的对应关系。当流分类规则中匹配的是ACL时，允许删除或修改该ACL（包括向该ACL中添加、删除和修改规则）。

1. 基于接口应用QoS策略

一个策略可以应用于多个接口。接口的每个方向（出和入两个方向）只能应用一个策略。

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。本地协议报文是设备内部发起的某些报文，它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，即便在接口的出方向应用了QoS策略，本地协议报文也不会受到QoS策略的限制，从而降低了因配置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下：链路维护报文、IS-IS、OSPF、RIP、BGP、LDP、RSVP、SSH等。

表2-4 在接口上应用策略

2. 基于全局应用QoS策略

基于全局应用QoS策略可以方便对设备上的所有流量进行管理。

表2-5 基于全局应用QoS策略

3. 基于控制平面应用QoS策略

设备上存在数据平面和控制平面：

·     数据平面（Data Plane）：是指对报文进行收发、交换的处理单元，它的主要工作是转发报文。在设备上，与之相对应的核心物理实体就是各种专用转发芯片，它们有极高的处理速度和很强的数据吞吐能力。

·     控制平面（Control Plane）：是指运行大部分路由交换协议进程的处理单元，它的主要工作是进行协议报文的解析和协议的计算。在设备上，与之相对应的核心物理实体就是CPU，它具备灵活的报文处理能力，但数据吞吐能力有限。

数据平面接收到无法识别或处理的报文会送到控制平面进行进一步处理。如果上送控制平面的报文速率超过了控制平面的处理能力，那么上送控制平面的报文会得不到正确转发或及时处理，从而影响协议的正常运行。

为了解决此问题，用户可以把QoS策略应用在控制平面上，通过对上送控制平面的报文进行过滤、限速等QoS处理，达到保护控制平面正常报文的收发、维护控制平面正常处理状态的目的。

缺省情况下，某些设备会在控制平面上应用预定义的QoS策略，并默认生效。预定义的QoS策略中通过协议类型或者协议组类型来标识各种上送控制平面的报文类型，用户也可以在流分类视图下通过if-match命令引用这些协议类型或者协议组类型来进行报文分类，然后根据需要为这些报文重新配置流行为。系统预定义的QoS策略信息可以通过display qos policy control-plane pre-defined命令查看。

表2-6 应用控制平面策略

4. 基于管理口控制平面应用QoS策略

管理口控制平面仅针对管理口上送给控制平面的报文。

如果管理口上送给控制平面的报文速率超过其处理能力，报文会得不到正确转发或及时处理，从而影响协议的正常运行。

为了解决此问题，用户可以把QoS策略应用在管理口控制平面上，通过对管理口上送给控制平面的报文进行QoS限速处理，达到保护管理口正常报文的收发、维护管理口正常处理状态的目的。

缺省情况下，会在管理口上应用预定义的QoS限速策略，并默认生效。预定义的QoS策略中通过协议类型或者协议组类型来标识各种上送管理口的报文类型，用户也可以在流分类视图下通过if-match命令引用这些协议类型或者协议组类型来进行报文分类，然后根据需要为这些报文重新配置流行为。系统预定义的QoS策略信息可以通过display qos policy control-plane management pre-defined命令查看。

表2-7 应用管理口控制平面策略

2.2.5  QoS策略显示和维护

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。

在用户视图下执行reset命令可以清除QoS策略的统计信息。

表2-8 QoS策略显示和维护

3 优先级映射

3.1  优先级映射简介

报文在进入设备以后，设备会根据映射规则分配或修改报文的各种优先级的值，为队列调度和拥塞控制服务。

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，就可以获得决定报文调度能力的各种优先级字段，从而为全面有效的控制报文的转发调度等级提供依据。

3.1.1  优先级介绍

优先级用于标识报文传输的优先程度，可以分为两类：报文携带优先级和设备调度优先级。

报文携带优先级包括：802.1p优先级、DSCP优先级、IP优先级、EXP优先级等。这些优先级都是根据公认的标准和协议生成，体现了报文自身的优先等级。相关介绍请参见10.3  附录 C 各种优先级介绍。

设备调度优先级是指报文在设备内转发时所使用的优先级，只对当前设备自身有效。设备调度优先级包括以下几种：

·     本地优先级（LP）：设备为报文分配的一种具有本地意义的优先级，每个本地优先级对应一个队列，本地优先级值越大的报文，进入的队列优先级越高，从而能够获得优先的调度。

·     丢弃优先级（DP）：在进行报文丢弃时参考的参数，丢弃优先级值越大的报文越被优先丢弃。

3.1.2  优先级映射表

设备提供了多张优先级映射表，分别对应不同的优先级映射关系。

通常情况下，设备可以通过查找缺省优先级映射表（10.2  附录 B 缺省优先级映射表）来为报文分配相应的优先级。如果缺省优先级映射表无法满足用户需求，可以根据实际情况对映射表进行修改。

3.2  优先级映射配置任务简介

如果配置了优先级信任模式，即表示设备信任所接收报文的优先级，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参数。

表3-1 优先级映射配置任务简介

3.3  配置优先级映射

3.3.1  配置优先级映射表

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。

表3-2 优先级映射表

表3-3 配置优先级映射表

3.3.2  配置优先级信任模式

根据报文自身的优先级，查找优先级映射表，为报文分配优先级参数，可以通过配置优先级信任模式的方式来实现。

在配置接口上的优先级模式时，用户可以选择下列信任模式：

·     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。

·     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3-4 配置优先级信任模式

3.4  优先级映射显示和维护

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3-5 优先级映射显示和维护

4 流量监管、流量整形和限速

4.1  流量监管、流量整形和限速简介

如果不限制用户发送的流量，那么大量用户不断突发的数据只会使网络更拥挤。为了使有限的网络资源能够更好地发挥效用，更好地为更多的用户服务，必须对用户的流量加以限制。比如限制每个时间间隔某个流只能得到承诺分配给它的那部分资源，防止由于过分突发所引发的网络拥塞。

流量监管、流量整形和限速可以实现流量的速率限制功能，而要实现此功能就必须对通过设备的流量进行度量。一般采用令牌桶（Token Bucket）对流量进行度量。

4.1.1  流量评估与令牌桶

1. 令牌桶的特点

令牌桶可以看作是一个存放一定数量令牌的容器。系统按设定的速度向桶中放置令牌，当桶中令牌满时，多出的令牌溢出，桶中令牌不再增加。

2. 用令牌桶评估流量

在用令牌桶评估流量规格时，是以令牌桶中的令牌数量是否足够满足报文的转发为依据的。如果桶中存在足够的令牌可以用来转发报文，称流量遵守或符合这个规格，否则称为不符合或超标。

评估流量时令牌桶的参数包括：

·     平均速率：向桶中放置令牌的速率，即允许的流的平均速度。通常配置为CIR。

·     突发尺寸：令牌桶的容量，即每次突发所允许的最大的流量尺寸。通常配置为CBS，突发尺寸必须大于最大报文长度。

每到达一个报文就进行一次评估。每次评估，如果桶中有足够的令牌可供使用，则说明流量控制在允许的范围内，此时要从桶中取走满足报文的转发的令牌；否则说明已经耗费太多令牌，流量超标了。

3. 复杂评估

为了评估更复杂的情况，实施更灵活的调控策略，可以配置两个令牌桶（分别称为C桶和E桶）。以流量监管为例，分为单速率单桶双色算法、单速率双桶三色算法和双速率双桶三色算法。

(1)     单速率单桶双色算法

·     CIR：表示向C桶中投放令牌的速率，即C桶允许传输或转发报文的平均速率；

·     CBS：表示C桶的容量，即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量。

每次评估时，依据下面的情况，可以分别实施不同的流控策略：

·     如果C桶有足够的令牌，报文被标记为green，即绿色报文；

·     如果C桶令牌不足，报文被标记为red，即红色报文。

(2)     单速率双桶三色算法

·     CIR：表示向C桶中投放令牌的速率，即C桶允许传输或转发报文的平均速率；

·     CBS：表示C桶的容量，即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量；

·     EBS：表示E桶的容量的增量，即E桶瞬间能够通过的超出突发流量，取值不为0。E桶的容量等于CBS与EBS的和。

每次评估时，依据下面的情况，可以分别实施不同的流控策略：

·     如果C桶有足够的令牌，报文被标记为green，即绿色报文；

·     如果C桶令牌不足，但E桶有足够的令牌，报文被标记为yellow，即黄色报文；

·     如果C桶和E桶都没有足够的令牌，报文被标记为red，即红色报文。

(3)     双速率双桶三色算法

·     CIR：表示向C桶中投放令牌的速率，即C桶允许传输或转发报文的平均速率；

·     CBS：表示C桶的容量，即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量；

·     PIR：表示向E桶中投放令牌的速率，即E桶允许传输或转发报文的最大速率；

·     EBS：表示E桶的容量，即E桶瞬间能够通过的超出突发流量。

每次评估时，依据下面的情况，可以分别实施不同的流控策略：

·     如果C桶有足够的令牌，报文被标记为green，即绿色报文；

·     如果C桶令牌不足，但E桶有足够的令牌，报文被标记为yellow，即黄色报文；

·     如果C桶和E桶都没有足够的令牌，报文被标记为red，即红色报文。

4.1.2  流量监管

流量监管就是对流量进行控制，通过监督进入网络的流量速率，对超出部分的流量进行“惩罚”，使进入的流量被限制在一个合理的范围之内，以保护网络资源和运营商的利益。例如可以限制HTTP报文不能占用超过50%的网络带宽。如果发现某个连接的流量超标，流量监管可以选择丢弃报文，或重新配置报文的优先级。

图4-1 TP示意图

流量监管广泛的用于监管进入Internet服务提供商ISP的网络流量。流量监管还包括对所监管流量的流分类服务，并依据不同的评估结果，实施预先设定好的监管动作。这些动作可以是：

·     转发：比如对评估结果为“符合”的报文继续转发。

·     丢弃：比如对评估结果为“不符合”的报文进行丢弃。

·     改变优先级并转发：比如对评估结果为“符合”的报文，将其优先级进行重标记后再进行转发。

·     改变优先级并进入下一级监管：比如对评估结果为“符合”的报文，将其优先级进行重标记后再进入下一级的监管。

·     进入下一级的监管：流量监管可以进行分级，每级关注和监管更具体的目标。

4.1.3  流量整形

流量整形是一种主动调整流量输出速率的措施。一个典型应用是基于下游网络节点的流量监管指标来控制本地流量的输出。

流量整形与流量监管的主要区别在于：

·     流量整形对流量监管中需要丢弃的报文进行缓存——通常是将它们放入缓冲区或队列内，如图4-2所示。当令牌桶有足够的令牌时，再均匀的向外发送这些被缓存的报文。

·     流量整形可能会增加延迟，而流量监管几乎不引入额外的延迟。

图4-2 流量整形示意图

例如，在图4-3所示的应用中，设备Router A向Router B发送报文。Router B要对Router A发送来的报文进行流量监管，对超出规格的流量直接丢弃。

图4-3 流量整形的应用

为了减少报文的无谓丢失，可以在Router A的出口对报文进行流量整形处理。将超出流量整形特性的报文缓存在Router A中。当可以继续发送下一批报文时，流量整形再从缓冲队列中取出报文进行发送。这样，发向Router B的报文将都符合Router B的流量规定。

4.1.4  限速

利用限速可以在一个接口或PW上限制发送报文（包括紧急报文）的总速率。

限速也是采用令牌桶进行流量控制。假如在设备的某个接口上配置了限速，所有经由该接口发送的报文首先要经过限速的令牌桶进行处理。如果令牌桶中有足够的令牌，则报文可以发送；否则，报文将进入QoS队列进行拥塞管理。这样，就可以对该接口的报文流量进行控制。

图4-4 限速处理过程示意图

由于采用了令牌桶控制流量，当令牌桶中存有令牌时，可以允许报文的突发性传输；当令牌桶中没有令牌时，报文必须等到桶中生成了新的令牌后才可以继续发送。这就限制了报文的流量不能大于令牌生成的速度，达到了限制流量，同时允许突发流量通过的目的。

与流量监管相比，限速能够限制所有报文。当用户只要求对所有报文限速时，使用限速比较简单。

4.2  配置流量监管

表4-1 配置流量监管

4.3  配置流量整形

目前，仅支持基于队列的流量整形配置，即为某一个队列的数据包设置流量整形参数。

表4-2 基于队列的流量整形配置

4.4  配置限速

4.4.1  配置接口限速

配置接口限速就是限制接口向外发送数据或者接收数据的速率。

表4-3 配置接口限速

4.4.2  配置PW限速

配置PW限速就是限制PW上向外发送数据或者接收数据的速率。有关PW的相关内容，请参见“MPLS配置指导”中的“MPLS L2VPN”。

表4-4 配置PW限速

4.5  流量监管、流量整形和限速显示和维护

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流量监管、流量整形和接口限速的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

表4-5 流量监管、流量整形和限速显示和维护

4.6  流量监管典型配置举例

4.6.1  流量监管典型配置举例

1. 配置需求

·     设备Router A通过接口GigabitEthernet1/0/3和设备Router B的接口GigabitEthernet1/0/1互连

·     Server、Host A、Host B可经由Router A和Router B访问Internet

·     Server、Host A与Router A的GigabitEthernet1/0/1接口在同一网段

·     Host B与Router A的GigabitEthernet1/0/2接口在同一网段

要求在设备Router A上对接口GigabitEthernet1/0/1接收到的源自Server和Host A的报文流分别实施流量控制如下：

·     来自Server的报文流量约束为400kbps，流量小于400kbps时可以正常发送，流量超过400kbps时则将违规报文的优先级设置为0后进行发送；

·     来自Host A的报文流量约束为80kbps，流量小于80kbps时可以正常发送，流量超过80kbps时则丢弃违规报文；

对设备Router B的GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2接口收发报文有如下要求：

·     Router B的GigabitEthernet1/0/1接口接收报文的总流量限制为480kbps，如果超过流量限制则将违规报文丢弃；

·     经由Router B的GigabitEthernet1/0/2接口进入Internet的报文流量限制为1000kbps，如果超过流量限制则将违规报文丢弃。

2. 组网图

图4-5 流量监管配置组网图

3. 配置步骤

(1)     配置设备Router A

# 配置ACL规则列表，分别匹配来源于Server和Host A的报文流。

[RouterA] acl number 2001

[RouterA-acl-basic-2001] rule permit source 1.1.1.1 0

[RouterA-acl-basic-2001] quit

[RouterA] acl number 2002

[RouterA-acl-basic-2002] rule permit source 1.1.1.2 0

[RouterA-acl-basic-2002] quit

# 定义类server，匹配ACL 2001。

[RouterA] traffic classifier server

[RouterA-classifier-server] if-match acl 2001

[RouterA-classifier-server] quit

# 定义类host_a，匹配ACL 2002。

[RouterA] traffic classifier host_a

[RouterA-classifier-server] if-match acl 2002

[RouterA-classifier-server] quit

# 定义流行为server，配置流量监管动作。

[RouterA] traffic behavior server

[RouterA-behavior-server] car cir 400 cbs 5120 ebs 0 green pass red remark-dscp-pass 0

[RouterA-behavior-server] quit

# 定义流行为host_a，配置流量监管动作。

[RouterA] traffic behavior host_a

[RouterA-behavior-server] car cir 80 cbs 1024 ebs 0 green pass red discard

[RouterA-behavior-server] quit

# 定义策略1，并为类指定采用的流行为。

[RouterA] qos policy 1

[RouterA-qospolicy-1] classifier server behavior server

[RouterA-qospolicy-1] classifier host_a behavior host_a

[RouterA-qospolicy-1] quit

在GigabitEthernet1/0/1接口上应用QoS策略。

[RouterA] interface gigabitethernet 1/0/1

[RouterA-GigabitEthernet1/0/1] qos apply policy 1 inbound

[RouterA-GigabitEthernet1/0/1] quit

(2)     配置设备Router B

# 配置ACL规则列表，匹配所有报文流。

[RouterB] acl number 2003

[RouterB-acl-basic-2003] rule permit source any

[RouterB-acl-basic-2003] quit

# 定义类in，匹配ACL 2003。

[RouterB] traffic classifier in

[RouterB-classifier-in] if-match acl 2003

[RouterB-classifier-in] quit

# 定义类out，匹配ACL 2003。

[RouterB] traffic classifier out

[RouterB-classifier-out] if-match acl 2003

[RouterB-classifier-out] quit

# 定义流行为in，配置流量监管动作。

[RouterB] traffic behavior in

[RouterB-behavior-in] car cir 480 cbs 5120 ebs 0 green pass red remark-dscp-pass 0

[RouterB-behavior-in] quit

# 定义流行为out，配置流量监管动作。

[RouterB] traffic behavior out

[RouterB-behavior-out] car cir 1000 cbs 10240 ebs 0 green pass red discard

[RouterB-behavior-out] quit

# 定义策略1，并为类指定采用的流行为。

[RouterB] qos policy 1

[RouterB-qospolicy-1] classifier in behavior in

[RouterB-qospolicy-1] quit

# 定义策略2，并为类指定采用的流行为。

[RouterB] qos policy 2

[RouterB-qospolicy-2] classifier out behavior out

[RouterB-qospolicy-2] quit

# 在GigabitEthernet1/0/1接口上对接收的报文进行流量控制，报文流量不能超过480kbps，如果超过流量限制则将违规报文丢弃。

<RouterB> system-view

[RouterB] interface gigabitethernet 1/0/1

[RouterB-GigabitEthernet1/0/1] qos apply policy 1 inbound

[RouterB-GigabitEthernet1/0/1] quit

# 在GigabitEthernet1/0/2接口上对发送的报文进行流量控制，报文流量不能超过1Mbps，如果超过流量限制则将违规报文丢弃。

[RouterB] interface gigabitethernet 1/0/2

[RouterB-GigabitEthernet1/0/2] qos apply policy 2 outbound

5 硬件实现拥塞管理

5.1  硬件实现拥塞管理简介

5.1.1  拥塞的产生、影响和对策

所谓拥塞，是指当前供给资源相对于正常转发处理需要资源的不足，从而导致服务质量下降的一种现象。

在复杂的Internet分组交换环境下，拥塞极为常见。以下图中的两种情况为例：

图5-1 流量拥塞示意图

拥塞有可能会引发一系列的负面影响：

·     拥塞增加了报文传输的延迟和抖动，可能会引起报文重传，从而导致更多的拥塞产生。

·     拥塞使网络的有效吞吐率降低，造成网络资源的利用率降低。

·     拥塞加剧会耗费大量的网络资源（特别是存储资源），不合理的资源分配甚至可能导致系统陷入资源死锁而崩溃。

在分组交换以及多用户业务并存的复杂环境下，拥塞又是不可避免的，因此必须采用适当的方法来解决拥塞。

拥塞管理的中心内容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。拥塞管理的处理包括队列的创建、报文的分类、将报文送入不同的队列、队列调度等。

5.1.2  拥塞管理策略

对于拥塞管理，一般采用队列技术，使用一个队列算法对流量进行分类，之后用某种优先级别算法将这些流量发送出去。

下面介绍几种常用的队列。

1. SP队列

图5-2 SP队列示意图

SP队列是针对关键业务类型应用设计的。关键业务有一个重要的特点，即在拥塞发生时要求优先获得服务以减小响应的延迟。以图5-2为例，优先队列将端口的8个输出队列分成8类，依次为7、6、5、4、3、2、1、0队列，它们的优先级依次降低。

在队列调度时，SP严格按照优先级从高到低的次序优先发送较高优先级队列中的分组，当较高优先级队列为空时，再发送较低优先级队列中的分组。这样，将关键业务的分组放入较高优先级的队列，将非关键业务的分组放入较低优先级的队列，可以保证关键业务的分组被优先传送，非关键业务的分组在处理关键业务数据的空闲间隙被传送。

SP的缺点是：拥塞发生时，如果较高优先级队列中长时间有分组存在，那么低优先级队列中的报文将一直得不到服务。

2. WRR队列

图5-3 WRR队列示意图

WRR队列在队列之间进行轮流调度，保证每个队列都得到一定的服务时间。以端口有8个输出队列为例，WRR可为每个队列配置一个加权值（依次为w7、w6、w5、w4、w3、w2、w1、w0），加权值表示获取资源的比重。如一个100Mbps的端口，配置它的WRR队列的加权值为50、50、30、30、10、10、10、10（依次对应w7、w6、w5、w4、w3、w2、w1、w0），这样可以保证最低优先级队列至少获得5Mbps的带宽，解决了采用SP调度时低优先级队列中的报文可能长时间得不到服务的问题。

WRR队列还有一个优点是，虽然多个队列的调度是轮询进行的，但对每个队列不是固定地分配服务时间片——如果某个队列为空，那么马上换到下一个队列调度，这样带宽资源可以得到充分的利用。

在分组WRR队列中，可以配置队列加入SP分组和WRR优先级队列组1。调度时先调度SP组，然后调度WRR优先组1。

3. WFQ队列

图5-4 WFQ队列

WFQ和WRR队列调度算法类似。在分组WFQ队列中，也可以配置队列加入SP分组，采用严格优先级调度算法。调度时先调度SP组，然后调度其他WFQ优先组。

两者差异如下：WFQ支持带宽保证，可以保证端口流量拥塞时能够获得的最小队列带宽。

5.2  硬件实现拥塞管理配置任务简介

表5-1 硬件实现拥塞管理配置任务简介

5.3  单独的队列配置方式

5.3.1  配置SP队列

表5-2 SP队列配置过程

5.3.2  配置WRR队列

如果用户配置接口上的一个队列为WRR队列，则当前接口的队列调度模式改变为WRR，接口上未被配置的队列使用缺省WRR调度值和缺省WRR优先级组。

表5-3 WRR队列配置过程

5.3.3  配置WFQ队列

如果用户配置一个队列为WFQ模式，当前接口的队列调度模式将改变为WFQ，接口上未被配置的队列使用缺省WFQ调度值。

表5-4 WFQ队列配置过程

5.4  硬件实现拥塞管理的显示和维护

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队列的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

表5-5 硬件实现拥塞管理的显示和维护

6 流量过滤

6.1  流量过滤简介

流量过滤是指对符合流分类的流进行过滤的动作。

例如，可以根据网络的实际情况禁止从某个源IP地址发送的报文通过。

6.2  配置流量过滤

表6-1 配置流量过滤

6.3  流量过滤配置举例

6.3.1  流量过滤配置举例

1. 组网需求

Host通过接口GigabitEthernet1/0/1接入设备Device。

配置流量过滤功能，对接口GigabitEthernet1/0/1接收的源端口号不等于21的TCP报文进行丢弃。

2. 组网图

图6-1 流量过滤配置组网图

3. 配置步骤

# 定义高级ACL 3000，匹配源端口号不等于21的数据流。

<Device> system-view

[Device] acl number 3000

[Device-acl-adv-3000] rule 0 permit tcp source-port neq 21

[Device-acl-adv-3000] quit

# 定义类classifier_1，匹配高级ACL 3000。

[Device] traffic classifier classifier_1

[Device-classifier-classifier_1] if-match acl 3000

[Device-classifier-classifier_1] quit

# 定义流行为behavior_1，动作为流量过滤（deny），对数据包进行丢弃。

[Device] traffic behavior behavior_1

[Device-behavior-behavior_1] filter deny

[Device-behavior-behavior_1] quit

# 定义策略policy，为类classifier_1指定流行为behavior_1。

[Device] qos policy policy

[Device-qospolicy-policy] classifier classifier_1 behavior behavior_1

[Device-qospolicy-policy] quit

# 将策略policy应用到端口GigabitEthernet1/0/1的入方向上。

[Device] interface gigabitethernet 1/0/1

[Device-GigabitEthernet1/0/1] qos apply policy policy inbound

7 重标记

7.1  重标记简介

重标记是将报文的优先级或者标志位进行设置，重新定义报文的优先级等。例如，对于IP报文来说，可以利用重标记对IP报文中的IP优先级或DSCP值进行重新设置，控制IP报文的转发。

重标记动作的配置，可以通过与类关联，将原来报文的优先级或标志位重新进行标记。

重标记可以和优先级映射功能配合使用，具体请参见优先级映射章节。

7.2  配置重标记

表7-1 配置重标记

7.3  重标记配置举例

7.3.1  重标记配置举例

1. 组网需求

公司企业网通过Device实现互连。网络环境描述如下：

·     Host A和Host B通过端口GigabitEthernet1/0/1接入Device；

·     数据库服务器、邮件服务器和文件服务器通过端口GigabitEthernet1/0/2接入Device。

通过配置重标记功能，Device上实现如下需求：

·     优先处理Host A和Host B访问数据库服务器的报文；

·     其次处理Host A和Host B访问邮件服务器的报文；

·     最后处理Host A和Host B访问文件服务器的报文。

2. 组网图

图7-1 重标记配置组网图

3. 配置步骤

# 定义高级ACL 3000，对目的IP地址为192.168.0.1的报文进行分类。

<Device> system-view

[Device] acl number 3000

[Device-acl-adv-3000] rule permit ip destination 192.168.0.1 0

[Device-acl-adv-3000] quit

# 定义高级ACL 3001，对目的IP地址为192.168.0.2的报文进行分类。

[Device] acl number 3001

[Device-acl-adv-3001] rule permit ip destination 192.168.0.2 0

[Device-acl-adv-3001] quit

# 定义高级ACL 3002，对目的IP地址为192.168.0.3的报文进行分类。

[Device] acl number 3002

[Device-acl-adv-3002] rule permit ip destination 192.168.0.3 0

[Device-acl-adv-3002] quit

# 定义类classifier_dbserver，匹配高级ACL 3000。

[Device] traffic classifier classifier_dbserver

[Device-classifier-classifier_dbserver] if-match acl 3000

[Device-classifier-classifier_dbserver] quit

# 定义类classifier_mserver，匹配高级ACL 3001。

[Device] traffic classifier classifier_mserver

[Device-classifier-classifier_mserver] if-match acl 3001

[Device-classifier-classifier_mserver] quit

# 定义类classifier_fserver，匹配高级ACL 3002。

[Device] traffic classifier classifier_fserver

[Device-classifier-classifier_fserver] if-match acl 3002

[Device-classifier-classifier_fserver] quit

# 定义流行为behavior_dbserver，动作为重标记报文的本地优先级为4。

[Device] traffic behavior behavior_dbserver

[Device-behavior-behavior_dbserver] remark local-precedence 4

[Device-behavior-behavior_dbserver] quit

# 定义流行为behavior_mserver，动作为重标记报文的本地优先级为3。

[Device] traffic behavior behavior_mserver

[Device-behavior-behavior_mserver] remark local-precedence 3

[Device-behavior-behavior_mserver] quit

# 定义流行为behavior_fserver，动作为重标记报文的本地优先级为2。

[Device] traffic behavior behavior_fserver

[Device-behavior-behavior_fserver] remark local-precedence 2

[Device-behavior-behavior_fserver] quit

# 定义策略policy_server，为类指定流行为。

[Device] qos policy policy_server

[Device-qospolicy-policy_server] classifier classifier_dbserver behavior behavior_dbserver

[Device-qospolicy-policy_server] classifier classifier_mserver behavior behavior_mserver

[Device-qospolicy-policy_server] classifier classifier_fserver behavior behavior_fserver

[Device-qospolicy-policy_server] quit

# 将策略policy_server应用到端口GigabitEthernet1/0/1上。

[Device] interface gigabitethernet 1/0/1

[Device-GigabitEthernet1/0/1] qos apply policy policy_server inbound

[Device-GigabitEthernet1/0/1] quit

8 Nest

8.1  Nest简介

Nest功能用来为符合流分类的流添加一层VLAN Tag，使携带该VLAN Tag的报文通过对应VLAN。例如，为从用户网络进入运营商网络的VLAN报文添加外层VLAN Tag，使其携带运营商网络分配的VLAN Tag穿越运营商网络。

8.2  配置Nest

表8-1 配置Nest

8.3  Nest配置举例

8.3.1  Nest配置举例

1. 组网需求

·     VPN A中的Site 1和Site 2是某公司的两个分支机构，利用VLAN 5承载业务。由于分处不同地域，这两个分支机构采用了服务提供商（SP）所提供的VPN接入服务，SP将VLAN 100分配给这两个分支机构使用。

·     该公司希望其下属的这两个分支机构可以跨越SP的网络实现互通。

2. 组网图

图8-1 Nest配置组网图

3. 配置步骤

(1)     配置PE 1

# 定义类test的匹配规则为：匹配从GE1/0/1收到的VLAN ID值为5的报文。

<PE1> system-view

[PE1] traffic classifier test

[PE1-classifier-test] if-match service-vlan-id 5

[PE1-classifier-test] quit

# 在流行为test上配置如下动作：添加VLAN ID为100的外层VLAN Tag。

[PE1] traffic behavior test

[PE1-behavior-test] nest top-most vlan 100

[PE1-behavior-test] quit

# 在策略test中为类test指定采用流行为test。

[PE1] qos policy test

[PE1-qospolicy-test] classifier test behavior test

[PE1-qospolicy-test] quit

# 配置下行端口GigabitEthernet1/0/1为Hybrid端口且允许VLAN 100的报文不携带VLAN Tag通过。

[PE1] interface gigabitethernet 1/0/1

[PE1-GigabitEthernet1/0/1] port link-type hybrid

[PE1-GigabitEthernet1/0/1] port hybrid vlan 100 untagged

# 在下行端口GigabitEthernet1/0/1的入方向上应用上行策略test。

[PE1-GigabitEthernet1/0/1] qos apply policy test inbound

[PE1-GigabitEthernet1/0/1] quit

# 配置上行端口GigabitEthernet1/0/2为Trunk端口且允许VLAN 100通过。

[PE1] interface gigabitethernet 1/0/2

[PE1-GigabitEthernet1/0/2] port link-type trunk

[PE1-GigabitEthernet1/0/2] port trunk permit vlan 100

[PE1-GigabitEthernet1/0/2] quit

(2)     配置PE 2

PE 2的配置与PE 1完全一致，这里不再赘述。

9 全局CAR

9.1  全局CAR简介

全局CAR是在全局创建的一种策略，所有应用该策略的数据流将共同接受全局CAR的监管。

目前全局CAR仅支持聚合CAR。

9.1.1  聚合CAR

聚合CAR是指能够对多个业务流使用同一个CAR进行流量监管，即如果多个端口应用同一聚合CAR，则这多个端口的流量之和必须在此聚合CAR设定的流量监管范围之内。

9.2  配置聚合CAR

表9-1 配置聚合CAR

9.3  全局CAR显示和维护

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全局CAR的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以清除全局CAR统计信息。

表9-2 全局CAR显示和维护

10 附录

10.1  附录 A 缩略语表

表10-1 附录 A 缩略语表

10.2  附录 B 缺省优先级映射表

表10-2 dot1p-lp、dot1p-dp缺省映射关系

表10-3 dscp-dp、dscp-dot1p缺省映射关系

10.3  附录 C 各种优先级介绍

10.3.1  IP优先级和DSCP优先级

图10-1 ToS和DS域

如图10-1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10-4 IP优先级说明

表10-5 DSCP优先级说明

10.3.2  802.1p优先级

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10-2 带有802.1Q标签头的以太网帧

如图10-2所示，4个字节的802.1Q标签头包含了2个字节的TPID（Tag Protocol Identifier，标签协议标识符）和2个字节的TCI（Tag Control Information，标签控制信息），TPID取值为0x8100，图10-3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规范中被详细定义的。

图10-3 802.1Q标签头

表10-6 802.1p优先级说明

10.3.3  EXP优先级

EXP优先级位于MPLS标签内，用于标记MPLS QoS。

图10-4 MPLS标签的封装结构

在图10-4中，Exp字段就是EXP优先级，长度为3比特，取值范围为0～7。