目  录

1 QoS配置

1.1 概述

1.1.1 QoS简介

1.1.2 拥塞

1.1.3 CBQ队列

1.1.4 QoS策略

1.1.5 QoS策略的应用

1.2 QoS配置

1.2.1 在无线服务上应用策略

1.3 注意事项

2 无线服务质量配置

2.1 无线服务质量简介

2.1.1 常见术语

2.1.2 WMM协议概述

2.2 配置无线服务质量

2.2.1 开启无线服务质量

2.2.2 SVP映射队列设置

2.2.3 CAC准入控制策略设置

2.2.4 射频EDCA设置

2.2.5 用户EDCA设置

2.2.6 显示射频信息

2.2.7 显示客户端信息

2.2.8 配置限速

2.3 无线服务质量配置举例

2.3.1 CAC服务典型配置举例

2.3.2 SVP服务典型配置举例

1 QoS配置

1.1  概述

1.1.1  QoS简介

QoS（Quality of Service，服务质量）是各种存在服务供需关系的场合中普遍存在的概念，它评估服务方满足客户服务需求的能力。评估通常不是精确的评分，而是注重分析在什么条件下服务是好的，在什么情况下还存在着不足，以便有针对性地做出改进。

在Internet中，QoS所评估的就是网络转发分组的服务能力。由于网络提供的服务是多样的，因此对QoS的评估可以基于不同方面。通常所说的QoS，是对分组转发过程中为延迟、抖动、丢包率等核心需求提供支持的服务能力的评估。

1. 传统的分组转发业务

传统的IP网络无区别地对待所有的报文，设备处理报文采用的策略是FIFO（First In First Out，先入先出），它依照报文到达时间的先后顺序分配转发所需要的资源。所有报文共享网络和设备的资源，至于得到资源的多少完全取决于报文到达的时机。这种服务策略称作Best-Effort，它尽最大的努力将报文送到目的地，但对分组转发的延迟、抖动、丢包率和可靠性等需求不提供任何承诺和保证。

传统的Best-Effort服务策略只适用于对带宽、延迟不敏感的WWW、文件传输、e-mail等业务。

2. 新业务引发的新需求

随着计算机网络的高速发展，越来越多的网络接入Internet。Internet无论从规模、覆盖范围和用户数量上都拓展得非常快。越来越多的用户使用Internet作为数据传输的平台，开展各种应用。

除了传统的WWW、e-mail、FTP应用外，用户还尝试在Internet上拓展新业务，比如远程教学、远程医疗、可视电话、电视会议、视频点播等。企业用户也希望通过VPN技术，将分布在各地的分支机构连接起来，开展一些事务性应用：比如访问公司的数据库或通过Telnet管理远程设备。

这些新业务有一个共同特点，即对带宽、延迟、抖动等传输性能有着特殊的需求。比如电视会议、视频点播需要高带宽、低延迟和低抖动的保证。事务处理、Telnet等关键任务虽然不一定要求高带宽，但非常注重低延迟，在拥塞发生时要求优先获得处理。

新业务的不断涌现对IP网络的服务能力提出了更高的要求，用户已不再满足于能够简单地将报文送达目的地，而是还希望在转发过程中得到更好的服务，诸如支持为用户提供专用带宽、减少报文的丢失率、管理和避免网络拥塞、调控网络的流量、设置报文的优先级。所有这些，都要求网络应当具备更为完善的服务能力。

1.1.2  拥塞

传统网络所面临的服务质量问题，主要是由网络拥塞引起的。所谓拥塞，是指由于供给资源的相对不足而造成分组转发速率下降、引入额外的延迟的一种现象。

1. 拥塞的产生

在Internet分组交换的复杂环境下，拥塞极为常见。以下图中的两种情况为例：

图1-1 流量拥塞示意图

(1)        分组流从高速链路进入设备，由低速链路转发出去。

(2)        分组流从相同速率的多个端口同时进入网络设备，由一个相同速率的端口转发出去。

如果流量以线速到达，那么就会出现资源的瓶颈而导致拥塞。

不仅仅是链路带宽的瓶颈会导致拥塞，任何用以正常转发处理的资源的不足，如可分配的处理器时间、缓冲区、内存资源的不足，都会造成拥塞。此外，在某个时间内对所到达的流量控制不力，使之超出了可分配的网络资源，也是引发网络拥塞的一个因素。

2. 拥塞的影响

拥塞有可能会引发一系列的负面影响：

l              拥塞增加了报文传输的延迟和抖动，过高的延迟会引起报文重传。

l              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。

l              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。

可见，拥塞使流量不能及时获得资源，是造成服务性能下降的源头。然而在分组交换以及多用户业务并存的复杂环境下，拥塞又是常见的，因此必须慎重加以对待。

3. 对策

增加网络带宽是解决资源不足的一个直接途径，然而它并不能解决所有导致网络拥塞的问题。

解决网络拥塞问题的一个更有效的办法是在网络中增加流量控制和资源分配的功能，为有不同服务需求的业务提供有区别的服务，正确地分配和使用资源。在进行资源分配和流量控制的过程中，尽可能地控制好那些可能引发网络拥塞的直接或间接因素，减少拥塞发生的概率；在拥塞发生时，依据业务的性质及其需求特性权衡资源的分配，将拥塞对QoS的影响减到最小。

1.1.3  CBQ队列

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。每种队列算法都是用以解决特定的网络流量问题，并对带宽资源的分配、延迟、抖动等有着十分重要的影响。

CBQ（Class Based Queuing，基于类的队列）为每个用户定义的类分配一个单独的FIFO（First In First Out，先入先出）预留队列，用来缓冲同一类的数据。在网络拥塞时，CBQ对报文根据用户定义的类规则进行匹配，并使其进入相应的队列，在入队列之前必须进行拥塞避免机制（尾部丢弃或WRED（Weighted Random Early Detection，加权随机早期检测）和带宽限制的检查。在报文出队列时，加权公平调度每个类对应的队列中的报文。

CBQ提供一个紧急队列，紧急报文入该队列，该队列采用FIFO调度，没有带宽限制。这样，如果CBQ加权公平对待所有类的队列，语音报文这类对延迟敏感的数据流就可能得不到及时发送。为此将PQ（Priority Queuing，优先队列）特性引入CBQ，称其为LLQ（Low Latency Queuing，低延迟队列），为语音报文这样的对延迟敏感的数据流提供严格优先发送服务。

LLQ将严格优先队列机制与CBQ结合起来使用，用户在定义类时可以指定其享受严格优先服务，这样的类称作优先类。所有优先类的报文将进入同一个优先队列，在入队列之前需对各类报文进行带宽限制的检查。报文出队列时，将首先发送优先队列中的报文，直到发送完后才发送其他类对应的队列的报文。在发送其他队列报文时将仍然按照加权公平的方式调度。

为了不让其他队列中的报文延迟时间过长，在使用LLQ时将会为每个优先类指定可用最大带宽，该带宽值用于拥塞发生时监管流量。 如果拥塞未发生，优先类允许使用超过分配的带宽。如果拥塞发生，优先类超过分配带宽的数据包将被丢弃。LLQ还可以指定Burst-size。

系统在为报文匹配规则时，规则如下：

l              先匹配优先类，然后再匹配其他类；

l              对多个优先类，按照配置顺序逐一匹配；

l              对其他类，也是按照配置顺序逐一匹配；

l              对类中多个规则，按照配置顺序逐一匹配。

1.1.4  QoS策略

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，方便的进行QoS配置。

1. 类

类是用来识别流的。

类的要素包括：类的名称和类的规则。

用户可以定义一系列的规则，来对报文进行分类。同时用户可以指定规则之间的关系：and和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一个规则，设备就认为报文属于这个类。

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指定的流行为绑定起来。

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。

1.1.5  QoS策略的应用

设备支持基于端口的应用，即QoS策略对端口接收或者发送的流量生效。一个策略可以在多个端口上得到应用。端口的每个方向（出/入两个方向）只能应用一个策略。

1.2  QoS配置

1.2.1  在无线服务上应用策略

在导航栏中选择“QoS > 服务策略”，进入服务策略页面，如图1-2所示。单击“”图标，进入如图1-3所示服务策略的设置页面。

图1-2 服务策略

图1-3 服务策略设置

在端口上应用策略的详细配置如表1-1所示。

表1-1 在无线服务上应用策略的详细配置

1.3  注意事项

对QoS进行配置时，需要注意如下事项：

(1)        配置流行为中的流量监管时，所配置的CBS值与CIR值的比例如果小于100:16，则可能会影响对突发流量的处理效果。

(2)        如果QoS策略在定义流分类规则时引用了ACL，则QoS策略应用在不同接口上的处理过程不同。设备上哪些接口是软件口、哪些接口是硬件口，请以设备的实际情况为准。具体处理过程如下：

l              若QoS策略应用到软件口上，当分类规则中引用的ACL规则的操作为禁止时，则跳出该分类规则，继续进行后续规则的查找。

l              若QoS策略应用到硬件口上，则忽略ACL规则的操作，以流行为中定义的动作为准，报文匹配只使用ACL中的分类域。

(3)        如果QoS策略应用在端口的出方向，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的协议报文，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下：链路维护报文、ISIS、OSPF、RIP、BGP、LDP、RSVP、SSH等。）

(4)        流行为中的队列配置需要注意如下事项：

l              在策略下，缺省类default-class不能与EF所属流行为关联；WFQ所属的流行为只能与缺省类关联。

l              同一个策略下为确保转发和加速转发的类指定的带宽之和必须不大于该策略所应用接口的可用带宽。同一个策略下为确保转发和加速转发的类指定的带宽百分比之和必须不大于100。

l              同一个策略下确保转发和加速转发的类的带宽的配置必须都采用相同的值的类型，比如都采用绝对值形式，或者都采用百分比形式。

2 无线服务质量配置

2.1  无线服务质量简介

802.11网络提供了基于竞争的无线接入服务，但是不同的应用需求对于网络的要求是不同的，而原始的网络不能为不同的应用提供不同质量的接入服务，所以已经不能满足实际应用的需要。

IEEE 802.11e为基于802.11协议的WLAN体系添加了QoS特性，这个协议的标准化时间很长，在这个过程中，Wi-Fi组织为了保证不同WLAN厂商提供QoS的设备之间可以互通，定义了WMM（Wi-Fi Multimedia，Wi-Fi多媒体）标准。WMM标准使WLAN网络具备了提供QoS服务的能力。

2.1.1  常见术语

(1)        WMM

WMM是一种无线QoS协议，用于保证高优先级的报文有优先的发送权利，从而保证语音、视频等应用在无线网络中有更好的质量。

(2)        EDCA

EDCA（Enhanced Distributed Channel Access，增强的分布式信道访问）是WMM定义的一套信道竞争机制，有利于高优先级的报文享有优先发送的权利和更多的带宽。

(3)        AC

AC（Access Category，接入类），WMM按照优先级从高到低的顺序分为AC-VO（语音流）、AC-VI（视频流）、AC-BE（尽力而为流）、AC-BK（背景流）四个优先级队列，保证越高优先级队列中的报文，抢占信道的能力越高。

(4)        CAC

CAC（Connect Admission Control，连接准入控制），限制能使用高优先级队列（AC-VO和AC-VI队列）的客户端个数，从而保证已经使用高优先级队列的客户端能够有足够的带宽保证。

(5)        U-APSD

U-APSD（Unscheduled automatic power-save delivery，非调度自动节能发送），是WMM定义的一种新的节能处理方式，可以进一步提升客户端的节能能力。

(6)        SVP

SVP（SpectraLink Voice Priority，Spectralink语音优先级）是Spectralink公司为向语音通话提供QoS保障而设计的语音优先协议。

2.1.2  WMM协议概述

在802.11协议中DCF（Distributed Coordination Function，分布式协调功能）规定了AP和客户端使用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，载波监听/冲突避免）的接入方式。在占用信道发送数据前，AP或客户端会监听信道。当信道空闲时间大于或等于规定的空闲等待时间，AP或客户端在竞争窗口范围内随机选择退避时间进行退避。最先结束退避的设备竞争到信道。在802.11协议中，由于所有设备的空闲等待时间、竞争窗口都相同，所以整个网络设备的信道竞争机会相同。

1. EDCA参数

WMM协议通过对802.11协议的增强，改变了整个网络完全公平的竞争方式，将BSS（Basic Service Set，基本服务集）内的数据报文分为4个AC，高优先级的AC占用信道的机会大于低优先级的AC，从而使不同的AC能获得不同级别的服务。

WMM协议对每个AC定义了一套信道竞争EDCA参数，EDCA参数的含义如下所示。

l              AIFSN（Arbitration Inter Frame Spacing Number，仲裁帧间隙数），在802.11协议中，空闲等待时长（DIFS）为固定值，而WMM针对不同AC可以配置不同的空闲等待时长，AIFSN数值越大，用户的空闲等待时间越长，为图2-1中AIFS时间段；

l              ECWmin（Exponent form of CWmin，最小竞争窗口指数形式）和ECWmax（Exponent form of CWmax，最大竞争窗口指数形式)，决定了平均退避时间值，这两个数值越大，用户的平均退避时间越长，为图2-1中Backoff slots时间段；

l              TXOPLimit（Transmission Opportunity Limit，传输机会限制），用户一次竞争成功后，可占用信道的最大时长。这个数值越大，用户一次能占用信道的时长越大，如果是0，则每次占用信道后只能发送一个报文。

图2-1 WMM对每个AC赋予不同的信道竞争参数

2. CAC准入策略

CAC的基本原理是客户端只有获得AP的批准，才能以高优先级的AC发送数据，否则只能使用低优先级的AC，保证了已经获得批准的客户端能够获得需要的带宽。这里将各种传输报文分为两类：实时业务流（需要CAC控制的流，包括AC-VO和AC-VI）和普通数据流（不需要CAC控制的流，包括AC-BE和AC-BK）。

如果客户端需要使用高优先级的AC，则需要进行请求，AP按照如下介绍的算法，计算是否允许客户端使用，并将结果回应给客户端。

l              基于信道利用率的准入策略：计算1秒内所有已接入的高优先级AC占用信道的时间，以及请求以高优先级接入的AC占用信道的时间，二者相加，如果小于或等于用户配置的最大信道占用时间，则允许该流以请求的优先级接入。否则，拒绝请求。

l              基于用户数量的准入策略：如果高优先级AC中客户端数量加上请求接入的客户端，小于或等于用户配置的该高优先级AC的最大用户数，则允许该流的请求。否则，拒绝请求。如果一个客户端同时接入AC-VO和AC-VI优先级业务流，接入客户端的个数按1计算。

3. U-APSD节能模式

U-APSD是对原有节能模式的改进。客户端在关联时可以指定某些AC具有触发属性，某些AC具有发送属性，以及触发后最多允许发送的数据报文数量。触发和发送属性还可以在通过连接准入控制创建流的时候进行更改。客户端休眠后，发往客户端的属于具有发送属性AC的数据报文将被缓存在发送缓存队列中，客户端需要发送属于具有触发属性AC的报文以获取发送缓存队列中的报文。AP收到触发报文后，按照接入时确定的发送报文数量，发送属于发送队列的报文。没有发送属性的AC仍然使用802.11定义的传统方式存储和传送。

4. SVP服务

SVP服务是实现对IP头中Protocol ID为119的SVP报文的处理功能，将其放入指定的AC队列中。由于SVP规定SVP报文不需要进行随机退避，所以当对应AC队列中只有SVP报文时，可以将ECWmin和ECWmax均设置为0。

5. ACK策略

l              协议规定ACK策略有两种：Normal ACK和No ACK。No ACK（No Acknowledgment）策略，是针对通信质量较好，干扰较小的情况下，在无线报文交互过程中，不使用ACK报文进行接收确认的一种策略。No ACK策略能有效提高传输效率，但在不使用ACK确认的情况下，如果通信质量较差，即使接收端没有收到发送包，发送端也不会重发，所以会造成丢包率增大的问题。

l              Normal ACK策略是指对于每个发送的单播报文，接收者在成功接收到发送报文后，都要发送ACK进行确认。

2.2  配置无线服务质量

2.2.1  开启无线服务质量

在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，进入服务质量显示页面。

图2-2 无线服务质量

在列表中找到要进行配置的射频单元，勾选其前面的复选框，单击<确定>按钮完成操作。缺省情况下，无线服务质量处于开启状态。

2.2.2  SVP映射队列设置

在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，进入服务质量显示页面。

图2-3 无线服务质量

在列表中找到要进行配置的射频单元，单击对应的图标，进入如图2-4所示SVP映射队列配置页面。

图2-4 SVP映射队列设置

SVP映射队列的详细配置如表2-1所示。

表2-1 SVP映射队列的详细配置

2.2.3  CAC准入控制策略设置

在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，在列表中找到要进行配置的射频单元，单击对应“操作”列中的图标，进入图2-5CAC准入控制策略配置页面。

图2-5 CAC准入控制策略设置

CAC准入控制策略的详细配置如表2-2所示。

表2-2 CAC准入控制策略的详细配置

2.2.4  射频EDCA设置

在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，在列表中找到要进行配置的射频单元，单击对应“操作”列中的图标，进入服务质量设置的配置页面。在“射频EDCA”列表中找到要进行修改的优先级类型（这里以AC_BK优先级为例），单击对应“操作”列中的图标，进入图2-6所示“射频EDCA”参数设置页面。

图2-6 射频EDCA设置

射频EDCA设置的详细配置如表2-3所示。

表2-3 射频EDCA设置的详细配置

射频EDCA参数的缺省情况请参见表2-4。

表2-4 AP使用的EDCA参数的缺省值

2.2.5  用户EDCA设置

在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，在列表中找到要进行配置的射频单元，单击对应“操作”列中的图标，进入服务质量设置的配置页面。在“用户EDCA”列表中找到要进行修改的优先级类型（这里以AC_BK优先级为例），单击对应“操作”列中的图标，进入表2-6所示“用户EDCA”参数设置页面。

图2-7 用户EDCA设置

用户EDCA设置的详细配置如表2-5所示。

表2-5 用户EDCA设置的详细配置

用户EDCA参数的缺省情况请参见表2-6。

表2-6 用户EDCA参数的缺省值

2.2.6  显示射频信息

在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“射频信息”页签，进入射频信息显示页面。点击指定的射频单元后，可以查看相关的详细信息。

图2-8 显示射频信息

表2-7 射频显示信息描述表

2.2.7  显示客户端信息

在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“客户端信息”页签，进入客户端信息显示页面。点击指定的客户端后，可以查看相关的详细信息。

图2-9 显示客户端信息

表2-8 客户端显示信息描述表

2.2.8  配置限速

为了保证无线网络中所有客户端都能正常使用网络业务，需要对无线网络中客户端的速率进行限制。基于客户端的速率限制功能有两种模式：

l              动态模式：在同一个AP内，配置的速率值是所有客户端使用的总速率。每个客户端的速率是配置速率值/客户端数量。例如，配置10M速率，有5个用户上线，则每个用户的速率限制为2M。

l              静态模式。由用户静态配置每个客户端的速率，即配置的速率是同一个AP内，每个客户端的最大速率。例如，配置1M速率，则每个上线的客户端的速率限制为1M。接入用户数增加至一定数量时，如果接入用户数所占的带宽之和大于总带宽，那么每个用户的带宽将不能保证获得的指定带宽，但每个用户带宽都相同，上限不超过设定值。

在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“用户限速”页签，单击“新建”按钮，进入图2-10所示用户限速的配置页面。

图2-10 用户限速

用户限速的设置的详细配置如表2-9所示。

表2-9 用户限速的详细配置

2.3  无线服务质量配置举例

2.3.1  CAC服务典型配置举例

1. 组网需求

无线接入点连接以太网，并启用WMM功能。对无线接入点FAT AP的客户端AC-VO和AC-VI启用CAC功能，使用用户数判断策略，允许接入用户数为10。

图2-11 CAC服务组网图

2. 配置步骤

(1)        配置无线服务

相关配置请参见“无线服务模块”，可以完全参照相关举例完成配置。

(2)        配置无线服务质量

# 在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，确认WMM状态处于开启状态。

图2-12 无线服务质量页面

# 在列表中找到要进行配置的射频单元，单击对应“操作”列中的图标，进入服务质量设置的配置页面。在“用户EDCA”列表中找到要进行修改的优先级类型（这里以AC_VO优先级为例），单击对应“操作”列中的图标，进入“用户EDCA”参数设置页面。

图2-13 开启CAC

l              选择CAC功能为“开启”。

l              单击<确定>按钮完成操作。

# 使用相同的方法开启AC_VI的CAC功能。

# 在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，在列表中找到要进行配置的射频单元，单击对应“操作”列中的图标，进入服务质量设置的配置页面。

图2-14 CAC用户数配置页面

l              选中“用户数”前的复选框，输入10。

l              单击<确定>按钮完成操作。

3. 验证配置结果

如果AP上高优先级AC中客户端数量加上请求接入的客户端，小于或等于用户配置的高优先级AC的最大用户数10（本例中为10），则允许用户的请求。否则，拒绝请求。

2.3.2  SVP服务典型配置举例

1. 组网需求

无线接入点连接以太网，并启用WMM功能。无线接入点将SVP报文放到AC-VO队列，并将接入点AC-VO队列的ECWmin和ECWmax参数设置为0。

图2-15 SVP服务配置举例组网图

2. 配置步骤

(1)        配置无线服务

相关配置请参见“无线服务模块”，可以完全参照相关举例完成配置。

(2)        配置无线服务质量

# 在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，确认WMM状态处于开启状态。

图2-16 无线服务质量页面

# 在界面左侧的导航栏中选择“QoS > 无线服务质量”，选择“服务质量设置”页签，在列表中找到要进行配置的射频单元，单击对应“操作”列中的图标，进入服务质量设置的配置页面。

图2-17 配置SVP报文映射

l              选中SVP报文映射前的复选框，选择“AC_VO”选项。

l              单击<确定>按钮完成操作。

# 在列表中找到要进行配置的射频单元，单击对应“操作”列中的图标，进入服务质量设置的配置页面。在“射频EDCA”列表中找到要进行修改的优先级类型（这里以AC_VO优先级为例），单击对应“操作”列中的图标，进入“射频EDCA”参数设置页面。

图2-18 配置射频EDCA

l              在ECWmin和ECWmax输入框中输入数值0。

l              单击<确定>按钮完成操作。

3. 验证配置结果

一个非WMM客户端上线，打入SVP报文，SVP报文会从所配置的AC-VO队列转发。