PTN業(yè)務(wù)QoS產(chǎn)品介紹

PTN業(yè)務(wù)QoS介紹前言QoS〔QualityofService,效勞質(zhì)量)就是指網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中，允許用戶(hù)業(yè)務(wù)在丟包率、延遲、抖動(dòng)和帶寬等方面獲得可預(yù)期的效勞水平。本課程介紹了QoS的根本技術(shù)原理以及是怎么實(shí)現(xiàn)的。目錄QoS根本概念QoS的應(yīng)用QoS的根本概念報(bào)文分類(lèi)和著色網(wǎng)絡(luò)擁塞管理網(wǎng)絡(luò)擁塞防止流量監(jiān)管和流量整形QoS〔QualityofService〕技術(shù)，顧名思義就是對(duì)各種效勞提供傳輸質(zhì)量保證的技術(shù)。任何能夠?qū)鬏斮|(zhì)量進(jìn)行保證的技術(shù)我們都可以稱(chēng)之為QoS技術(shù)。QoS旨在針對(duì)各種應(yīng)用的不同需求，為其提供不同的效勞質(zhì)量，例如：提供專(zhuān)用帶寬、減少報(bào)文喪失率、降低報(bào)文傳送時(shí)延及時(shí)延抖動(dòng)等。為實(shí)現(xiàn)上述目的，QoS提供了下述功能：應(yīng)用場(chǎng)景－帶寬限制InternetIP我要100M我要30M我要2M10MQoS三種模型Best-Effort模型：是目前Internet的缺省效勞模型，主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)是先進(jìn)先出隊(duì)列(FIFO)IntServ模型：業(yè)務(wù)通過(guò)信令向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)?zhí)囟ǖ腝oS效勞，網(wǎng)絡(luò)在流量參數(shù)描述的范圍內(nèi)，預(yù)留資源以承諾滿(mǎn)足該請(qǐng)求DiffServ模型：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時(shí)，根據(jù)業(yè)務(wù)的不同效勞等級(jí)約定，有差異地進(jìn)行流量控制和轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)解決擁塞問(wèn)題Best-Effort模型Best-Effort是單一的效勞模型，也是最簡(jiǎn)單的效勞模型。應(yīng)用程序可任意發(fā)送任意報(bào)文，不需要事先得到批準(zhǔn)或通知網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)盡最大可能發(fā)送這些報(bào)文，但對(duì)時(shí)延，可靠性等性能不提供任何保障Best-Effortservice是目前Internet的缺省效勞模型，主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)是先進(jìn)先出隊(duì)列(FIFO)IntServ模型為應(yīng)用提供可控制的、端到端的效勞網(wǎng)絡(luò)單元支持QoS的控制機(jī)制應(yīng)用程序向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)?zhí)囟ǖ腝oS效勞信令協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中部署QoS請(qǐng)求RSVP是主要使用的信令協(xié)議RSVP原理我要預(yù)留2Mbps帶寬OK！我要預(yù)留2Mbps帶寬我要預(yù)留2Mbps帶寬我要預(yù)留2Mbps帶寬OK！OK！OK！開(kāi)始通信RSVP的問(wèn)題要求端到端所有設(shè)備支持這一協(xié)議網(wǎng)絡(luò)單元為每個(gè)應(yīng)用保存狀態(tài)信息，可擴(kuò)展性差周期性同相鄰單元交換狀態(tài)信息，協(xié)議報(bào)文開(kāi)銷(xiāo)大不適合在大型網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用DiffServ模型DiffServ域〔又稱(chēng)DS域〕由一組提供相同效勞策略，實(shí)現(xiàn)相同PHB〔Per-HopBehavior〕的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)〔DS節(jié)點(diǎn)〕組成。DS節(jié)點(diǎn)可分為DS邊緣節(jié)點(diǎn)和DS內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。DS邊緣節(jié)點(diǎn)需要對(duì)進(jìn)入DS域的流量進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)流量標(biāo)記不同的PHB效勞等級(jí)。內(nèi)部DS節(jié)點(diǎn)那么基于PHB效勞等級(jí)進(jìn)行流量控制。QoS的主要技術(shù)分類(lèi)標(biāo)記技術(shù)：DSCP、IP優(yōu)先級(jí)、802.1P、EXP擁塞管理機(jī)制：FIFO、PQ、WFQ、CBWFQ擁塞防止機(jī)制：尾丟棄、RED、WRED擁塞調(diào)節(jié)機(jī)制：策略、整形、LR報(bào)文分類(lèi)及標(biāo)記報(bào)文分類(lèi)及標(biāo)記是QoS執(zhí)行效勞的根底，分為簡(jiǎn)單流分類(lèi)和復(fù)雜流分類(lèi)報(bào)文分類(lèi)使用技術(shù)：ACL和IP優(yōu)先級(jí)根據(jù)分類(lèi)結(jié)果交給其它模塊處理或打標(biāo)記〔著色〕供核心網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)使用ACL,IP優(yōu)先級(jí)流量監(jiān)管drop令牌桶流分類(lèi)CAR(CommittedAccessRate):約定訪問(wèn)速率令牌桶算法對(duì)流量進(jìn)行控制整形〔shaping〕使業(yè)務(wù)流輸出的速率符合業(yè)務(wù)模型的規(guī)定丟棄〔dropping〕根據(jù)特定規(guī)那么丟棄分組打標(biāo)記〔marking〕設(shè)置報(bào)文的DS域〔或IP優(yōu)先級(jí)〕流量監(jiān)管例如沒(méi)有流量監(jiān)管

有流量監(jiān)管bpsTimebpsTimeRateLimitRateLimit流量整形隊(duì)列流分類(lèi)令牌桶256Kbps128KbpsFR128KbpsGTS(GenericTrafficShaping):解決鏈路兩邊的接口速率不匹配對(duì)報(bào)文的流量進(jìn)行限制,對(duì)超出流量約定的報(bào)文進(jìn)行緩沖流量整形可能會(huì)增加延遲令牌流量整形例如沒(méi)有流量整形使用流量整形bpsTimebpsTimeRateLimitRateLimit物理接口總速率限制LR(LineRate):在一個(gè)物理接口上，限制接口發(fā)送報(bào)文〔包括緊急報(bào)文〕的總速率LR采用了令牌桶進(jìn)行流量控制,所有經(jīng)由接口發(fā)送的報(bào)文首先要經(jīng)過(guò)LR的令牌桶進(jìn)行處理利用QoS豐富的隊(duì)列來(lái)緩存報(bào)文流分類(lèi)令牌桶256Kbps128KbpsQoS隊(duì)列擁塞管理網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，保證不同優(yōu)先級(jí)的報(bào)文得到不同的QoS待遇，包括時(shí)延、帶寬等。將不同優(yōu)先級(jí)的報(bào)文入不同的隊(duì)列，不同隊(duì)列將得到不同的調(diào)度優(yōu)先級(jí)、概率或帶寬保證算法：FIFO〔FirstInFirstOut〕PQ〔PriorityQueue〕CQ〔CustomQueue〕WFQ〔WeightedFairQueuing〕輸出隊(duì)列流分類(lèi)先進(jìn)先出隊(duì)列FIFO(FirstInFirstOut):算法簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)發(fā)的速度快所有報(bào)文統(tǒng)一對(duì)待，先進(jìn)先出，沒(méi)有任何區(qū)別分Internet的默認(rèn)效勞模式－Best-Effort采用的隊(duì)列策略轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包優(yōu)先隊(duì)列PQ(Priorityqueuing):優(yōu)先隊(duì)列，可以保障高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的效勞質(zhì)量PQ分為四個(gè)隊(duì)列：High，Medium，Normal，Low較高的優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列優(yōu)先調(diào)度drop流分類(lèi)MediumNormalHighLow定制隊(duì)列CQ(Customqueuing):定制隊(duì)列，用戶(hù)可配置隊(duì)列占用的帶寬比例關(guān)系CQ共分為17個(gè)隊(duì)列:0號(hào)隊(duì)列為系統(tǒng)隊(duì)列，優(yōu)先調(diào)度;1-16為用戶(hù)隊(duì)列，輪詢(xún)調(diào)度各隊(duì)列在統(tǒng)計(jì)規(guī)率上滿(mǎn)足用戶(hù)配置的帶寬比例drop流分類(lèi)…Queue0Queue1Queue2Queue16…加權(quán)公平隊(duì)列WFQ(Weightedfairqueuing):加權(quán)公平隊(duì)列，保證相同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)間公平，不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)間加權(quán)最大隊(duì)列數(shù)目可配置(2-256)權(quán)值依賴(lài)于IP報(bào)文頭中攜帶的IP優(yōu)先級(jí)drop流分類(lèi)…Queue1Queue1Queue2QueueN…N=16,32…2048,4096擁塞防止傳統(tǒng)的尾丟包在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)對(duì)報(bào)文全部丟棄，并不加以區(qū)分TCP慢啟動(dòng)導(dǎo)致全局同步化進(jìn)行擁塞防止，在網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有發(fā)生擁塞以前根據(jù)隊(duì)列狀態(tài)進(jìn)行有選擇性的丟包算法：TD、RED、WRED時(shí)間t帶寬利用率擁塞防止WRED(WeightedRandomEarlyDetection):加權(quán)隨機(jī)早期檢測(cè)采用隨機(jī)丟棄的策略，防止了尾部丟棄的方式而引起TCP全局同步根據(jù)當(dāng)前隊(duì)列的深度來(lái)預(yù)測(cè)擁塞的情況根據(jù)優(yōu)先級(jí)定義不同的丟棄策略，定義上限閾值和下限閾值相同的優(yōu)先級(jí)不同的隊(duì)列，隊(duì)列長(zhǎng)度越長(zhǎng)丟棄概率越高drop流分類(lèi)…Queue1Queue1Queue2QueueN…N=16,32…2048,4096下限閥值上限閥值目錄QoS根本概念QoS的應(yīng)用PTN產(chǎn)品中QoS的根本概念在配置PTN的QoS策略之前，需要掌握QoS的根本概念以及PTN設(shè)備支持的QoS策略。DiffServDiffServ作為一種實(shí)現(xiàn)端到端的QoS控制模型，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。HQoSPTN設(shè)備作為邊緣DS節(jié)點(diǎn)應(yīng)用時(shí)，支持層次化的QoS〔HQoS，HierarchicalQoS〕控制。HQoSPTN設(shè)備作為邊緣DS節(jié)點(diǎn)提供了多層次的QoS作用點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了HQoS控制功能。與傳統(tǒng)的QoS相比，PTN設(shè)備提供的HQoS具有以下優(yōu)點(diǎn)：多級(jí)的調(diào)度機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了基于端口、業(yè)務(wù)、PW或QinQ的調(diào)度，更加細(xì)化了QoS的控制粒度。多級(jí)的流量控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了基于端口、業(yè)務(wù)、PW或QinQ鏈路的流量控制，更全面地控制業(yè)務(wù)的QoS質(zhì)量?？膳渲肳FQ、WRED策略，提高QoS控制的靈活性。PTN產(chǎn)品中QoS的應(yīng)用QoS的應(yīng)用包括QoS配置流程、基于Tunnel的QoS控制，基于端口、業(yè)務(wù)、PW、QinQ等多種QoS策略的應(yīng)用。1.Tunnel的QoS

PTN設(shè)備支持基于Tunnel的QoS控制，對(duì)Tunnel帶寬進(jìn)行限制。PTN設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)的入口/出口處支持PWE3功能，將不同的業(yè)務(wù)分別適配到不同的PW上，再將PW承載到Tunnel中傳送。一個(gè)Tunnel中可以承載多條去往同一目的地的PW。PTN設(shè)備支持對(duì)Tunnel的帶寬進(jìn)行控制。承載在Tunnel中的PW總帶寬不能超過(guò)該Tunnel允許的帶寬。PTN產(chǎn)品中QoS的應(yīng)用〔續(xù)〕2.QoS策略PTN設(shè)備支持配置QoS策略包括:業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)與PHB轉(zhuǎn)發(fā)