QoS工具和数据包头

有关QoS概念,技术和功能的文献很多。因此,本文的目的不是要深入重申每种工具的工作方式,而是要简要概述可用的关键工具并展示这些工具如何相互影响。

本节将向您介绍可用于实现网络中最佳QoS设计目标的工具组合。本文还介绍了数据包头中的QoS字段,并说明了如何简化数据类别。

QoS工具

通常,QoS工具分为以下几类:

分类和标记工具

分析会话或流,以确定它们所属的流量类别,并因此确定应对流中的数据包进行何种处理。一旦确定,就对数据包进行标记,以使分析仅发生有限次数,通常发生在网络的入口边缘。 数据包可能会穿越几个不同的网络到达其目标端点,因此,重新分类和重新标记在进入新网络后的交接点相当普遍。

管制,整形和降级工具

网络资源的某些部分分配了不同类别的流量(可以用绝对或相对百分比形式表示)。当流量超过可用网络资源时,可以选择性地丢弃,延迟或重新标记某些流量以避免拥塞。 监视会话以确保不使用超出分配的空间,如果使用过多的流量,则会丢弃(管制)流量,放慢速度(调整形状)或重新标记(减价)以使其符合标准。

拥塞管理或调度工具

当流量超过可用的网络资源时,流量将排队等待资源的可用性。除非有“保证的”资源可以毫不延迟地传输流量,否则对延迟(排队)反应不好的流量类别在采用AC技术的情况下会表现得更好,而AC技术会努力将流量保持在网络之外。

特定链路工具

一些链接类型需要特殊的处理和工具,例如分段和交错技术。某些链路还具有不可超过的合同带宽协议(低于物理速度),并且如果流量突发超过这些限制,则会对其进行整形(或减慢)以使其符合协议。

下图说明了QoS工具集和将功能应用于流量流的典型顺序。

QoS工具集


包头

双方 的IPv4 和 IPv6的 具有空间划出包头中的各种标记。这些位用于承载QoS分类工具分配的数据包标记,以确保网络的其余部分为数据包提供适当的优先级和数据包丢失行为。

IPv4数据包携带8位服务类型(ToS)字节,而IPv6标头包含8位业务类别字段。这两个字段的前3位是IPP位,总共提供了八种可能的服务等级。这些前3位与后3位组合在一起统称为DSCP位。这6位最多提供64种可能的服务类别。

除了第3层数据包标记外,在第2层帧级别上还有以下标记字段:

  • 以太网802.1p CoS位
  • MAC桥802.1D用户优先级位
  • 多协议标签交换实验值(MPLS EXP)
  • 虚拟局域网(VLAN)标识
  • 符合帧中继丢弃标准(FR DE)
  • 异步传输模式信元丢失优先级(ATM CLP)值

这些字段在第3章“分类和标记”中有更详细的介绍。下图说明了IPv4和IPv6数据包头。


标准化与一致性

在1990年代后期,当QoS功能首次可用时,它们在配置和操作上都发生了很大变化。早期为提高一致性而做出的努力是以思科制定的一系列基准的形式进行的。随着时间的流逝,IETF的RFC套件已经发展为足够全面,足以指导供应商的设备和网络组件之间功能的一致操作。

RFC的主要贡献是流量类别的表征以及如何识别和处理这些类别:RFC为流量类别指定了行为。

这些随着时间的推移而发展,现在主要的通信类别通常由RFC 4594标识 ,包括下图中第一列所示的类别。

但是,QoS功能的实现和配置是特定于供应商的。由于QoS基准工作,Cisco平台在一致性方面取得了长足的进步,并且Cisco继续努力使QoS功能的配置在不同的产品线和软件套件中尽可能地保持一致。

Qos简化流量模型

由于RFC 4594中确定的12类流量对于许多网络实现的实际情况而言过于精细,因此可以将12类模型简化为8或4类模型,如上图所示。

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