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

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

3.1.3 优先级信任模式

3.1.4 优先级映射过程

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

3.3.3 配置端口优先级

3.4 优先级映射显示和维护

3.5 优先级映射典型配置举例

3.5.1 优先级信任模式和端口优先级配置举例

3.5.2 优先级映射表和重标记配置举例

4 流量监管、流量整形和接口限速

4.1 流量监管、流量整形和接口限速简介

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 接口限速

4.2 配置流量监管

4.3 配置流量整形

4.4 配置接口限速

4.5 流量监管、流量整形和接口限速显示和维护

4.6 流量监管与流量整形典型配置举例

4.6.1 流量监管与流量整形典型配置举例

5 拥塞管理

5.1 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 拥塞管理配置任务简介

5.3 配置队列方式

5.3.1 配置SP队列

5.3.2 配置WRR队列

5.3.3 配置WFQ队列

5.3.4 配置SP+WRR队列

5.3.5 配置SP+WFQ队列

5.4 队列调度策略配置方式

5.4.1 队列调度策略简介

5.4.2 配置队列调度策略

5.4.3 队列调度策略显示和维护

5.4.4 队列调度策略典型配置举例

5.5 配置队列老化时间

5.6 队列显示和维护

6 拥塞避免

6.1 拥塞避免简介

6.1.1 传统的丢包策略

6.1.2 RED与WRED

6.1.3 拥塞通知

6.2 配置WRED表

6.2.1 配置过程

6.2.2 配置举例

6.3 WRED显示和维护

7 流量过滤

7.1 流量过滤简介

7.2 配置流量过滤

7.3 流量过滤配置举例

7.3.1 流量过滤配置举例

8 重标记

8.1 重标记简介

8.2 根据报文颜色进行优先级重标记

8.2.1 报文颜色的标记方式

8.2.2 根据报文颜色进行优先级重标记

8.3 配置重标记

8.4 重标记配置举例

8.4.1 重标记配置举例

8.4.2 重标记qos-local-id配置举例

9 Nest

9.1 Nest简介

9.2 配置Nest

9.3 Nest配置举例

9.3.1 Nest配置举例

10 流量重定向

10.1 流量重定向简介

10.2 配置流量重定向

10.3 流量重定向配置举例

10.3.1 重定向至接口配置举例

11 聚合CAR

11.1 聚合CAR简介

11.2 配置聚合CAR

11.3 聚合CAR显示和维护

11.4 聚合CAR配置举例

11.4.1 组网需求

11.4.2 组网图

11.4.3 配置步骤

12 流量统计

12.1 流量统计简介

12.2 配置流量统计

12.3 流量统计配置举例

12.3.1 流量统计配置举例

13 附录

13.1 附录 A 缺省优先级映射表

13.2 附录 B 各种优先级介绍

13.2.1 IP优先级和DSCP优先级

13.2.2 802.1p优先级

13.2.3 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、接口限速、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。

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，接口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

表2-2 类的匹配规则取值

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2-3 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2-4 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VLAN应用QoS策略：QoS策略对通过同一个VLAN内所有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。

·     基于上线用户应用QoS策略：QoS策略对通过上线用户接收或发送的流量生效。

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）。

在基于端口、基于VLAN和基于全局三种应用QoS策略的方式中，基于端口的方式优先级高于基于VLAN的方式，基于全局的方式优先级最低。即设备对于接收/发送的流量，首先匹配端口上应用的QoS策略中的流分类条件，如果匹配则直接执行端口的QoS策略而不再执行VLAN和全局的策略。

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2-5 在接口上应用策略

2. 基于VLAN应用QoS策略

基于VLAN应用QoS策略可以方便对某个VLAN上的所有流量进行管理。

表2-6 基于VLAN应用的QoS策略

3. 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2-7 基于全局应用QoS策略

4. 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，控制平面上已经应用了预定义的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2-8 应用控制平面策略

5. 基于上线用户应用QoS策略

一个策略可以应用于多个上线用户。上线用户的每个方向（发送和接收两个方向）只能应用一个策略，如果用户想修改某方向上应用的策略，必须先取消原先的配置，然后再配置新的策略。

表2-9 基于上线用户应用QoS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2-10 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13.2  附录 B 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。

·     dot1p-dp：802.1p优先级到丢弃优先级映射表；

·     dot1p-exp：802.1p优先级到EXP优先级映射表；

l     dot1p-lp：802.1p优先级到本地优先级映射表；

l     dscp-dot1p：DSCP到802.1p优先级映射表，仅对IP报文生效；

l     dscp-dp：DSCP到丢弃优先级映射表，仅对IP报文生效；

·     dscp-dscp：DSCP到DSCP映射表，仅对IP报文生效；

·     exp-dot1p：EXP优先级到802.1p优先级映射表；

·     exp-dp：EXP优先级到丢弃优先级映射表。

通常情况下，设备可以通过查找缺省优先级映射表（13.1  附录 A 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。

3.1.3  优先级信任模式

通常情况下，报文可能会携带有多种优先级，设备在进行优先级映射时，需要首先确定采用哪种优先级作为参考，再通过优先级映射表映射出调度优先级。优先级信任模式就是用来指定设备进行优先级映射时作为参考的优先级。

本系列交换机支持以下几种优先级信任模式：

l     信任802.1p优先级：设备将根据报文携带的802.1p优先级查找映射表进行优先级映射。

表3-1 信任802.1p优先级的映射结果（优先级映射表处于缺省状态）

l     信任DSCP优先级：设备将根据报文携带的DSCP优先级查找映射表进行优先级映射。

表3-2 信任DSCP优先级的映射结果（优先级映射表处于缺省状态）

l     不信任报文优先级：设备将使用接收报文的端口的端口优先级作为报文的802.1p优先级，并通过映射表进行优先级映射。

表3-3 不信任报文优先级的映射结果（优先级映射表处于缺省状态）

3.1.4  优先级映射过程

对于接收到的以太网报文，交换机根据优先级信任模式和报文的802.1Q标签状态，将采用不同的方式为其标记调度优先级。如图3-1所示：

图3-1 以太网报文优先级映射过程

对于接收到的MPLS报文，交换机根据优先级信任模式和报文的EXP优先级状态，将采用不同的方式为其标记调度优先级。如图3-2所示：

图3-2 MPLS报文优先级映射过程

3.2  优先级映射配置任务简介

修改优先级映射的方式有三种：配置优先级映射表、配置优先级信任模式和配置端口优先级。

表3-4 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

表3-5 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。

·     none：不信任任何优先级，使用端口优先级作为报文的802.1p优先级进行优先级映射。

表3-6 配置优先级信任模式

3.3.3  配置端口优先级

按照接收端口的端口优先级，设备通过一一映射为报文分配相应的优先级。

表3-7 配置端口优先级

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3-8 优先级映射显示和维护

3.5  优先级映射典型配置举例

3.5.1  优先级信任模式和端口优先级配置举例

1. 组网需求

Device A和Device B通过Device C实现互连。网络环境描述如下：

·     Device A通过端口Ten-GigabitEthernet1/0/1接入Device C；

·     Device B通过端口Ten-GigabitEthernet1/0/2接入Device C。

要求通过配置实现如下需求：如果Device C在接口Ten-GigabitEthernet1/0/3的出方向发生拥塞，则优先处理Device A发出的报文（优先让Device A访问Server）。

2. 组网图

图3-3 优先级信任模式和端口优先级配置组网图

3. 配置步骤

# 在接口Ten-GigabitEthernet1/0/1和Ten-GigabitEthernet1/0/2上分别配置端口优先级，Ten-GigabitEthernet1/0/1上配置的端口优先级值要高于Ten-GigabitEthernet1/0/2上配置的端口优先级值。

<DeviceC> system-view

[DeviceC] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[DeviceC-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos priority 3

[DeviceC-Ten-GigabitEthernet1/0/1] quit

[DeviceC] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/2

[DeviceC-Ten-GigabitEthernet1/0/2] qos priority 1

[DeviceC-Ten-GigabitEthernet1/0/2] quit

3.5.2  优先级映射表和重标记配置举例

1. 组网需求

公司企业网通过Device实现各部门之间的互连。网络环境描述如下：

l     市场部门通过端口Ten-GigabitEthernet1/0/1接入Device，标记市场部门发出的报文的802.1p优先级为3；

l     研发部门通过端口Ten-GigabitEthernet1/0/2接入Device，标记研发部门发出的报文的802.1p优先级为4；

l     管理部门通过端口Ten-GigabitEthernet1/0/3接入Device，标记管理部门发出的报文的802.1p优先级为5。

实现如下需求：

访问公共服务器的时候，研发部门 > 管理部门 > 市场部门。

l     通过优先级映射将研发部门发出的报文放入出队列6中，优先进行处理；

l     通过优先级映射将管理部门发出的报文放入出队列4中，次优先进行处理；

l     通过优先级映射将市场部门发出的报文放入出队列2中，最后进行处理。

访问Internet的时候，管理部门 > 市场部门 > 研发部门。

l     重标记管理部门发出的报文本地优先级为6，优先进行处理；

l     重标记市场部门发出的报文的本地优先级为4，次优先进行处理；

l     重标记研发部门发出的报文的本地优先级为2，最后进行处理。

2. 组网图

图3-4 优先级映射表和重标记配置组网图

3. 配置步骤

(1)     配置端口的端口优先级

# 配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/1的端口优先级为3。

<Device> system-view

[Device] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[Device-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos priority 3

[Device-Ten-GigabitEthernet1/0/1] quit

# 配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/2的端口优先级为4。

[Device] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/2

[Device-Ten-GigabitEthernet1/0/2] qos priority 4

[Device-Ten-GigabitEthernet1/0/2] quit

# 配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/3的端口优先级为5。

[Device] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/3

[Device-Ten-GigabitEthernet1/0/3] qos priority 5

[Device-Ten-GigabitEthernet1/0/3] quit

(2)     配置优先级映射表

# 配置802.1p优先级到本地优先级映射表，将802.1p优先级3、4、5对应的本地优先级配置为2、6、4。保证访问服务器的优先级为研发部门（6）>管理部门（4）>市场部门（2）。

[Device] qos map-table dot1p-lp

[Device-maptbl-dot1p-lp] import 3 export 2

[Device-maptbl-dot1p-lp] import 4 export 6

[Device-maptbl-dot1p-lp] import 5 export 4

[Device-maptbl-dot1p-lp] quit

(3)     配置重标记

将管理、市场、研发部门发出的HTTP报文的802.1p优先级分别重标记为4、5、3，使其能根据前面配置的映射表分别映射到本地优先级6、4、2。

# 创建ACL 3000，用来匹配HTTP报文。

[Device] acl number 3000

[Device-acl-adv-3000] rule permit tcp destination-port eq 80

[Device-acl-adv-3000] quit

# 创建流分类，匹配ACL 3000。

[Device] traffic classifier http

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

[Device-classifier-http] quit

# 配置管理部门的重标记策略并应用到Ten-GigabitEthernet1/0/3端口的入方向。

[Device] traffic behavior admin

[Device-behavior-admin] remark dot1p 4

[Device-behavior-admin] quit

[Device] qos policy admin

[Device-qospolicy-admin] classifier http behavior admin

[Device-qospolicy-admin] quit

[Device] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/3

[Device-Ten-GigabitEthernet1/0/3] qos apply policy admin inbound

# 配置市场部门的重标记策略并应用到Ten-GigabitEthernet1/0/1端口的入方向。

[Device] traffic behavior market

[Device-behavior-market] remark dot1p 5

[Device-behavior-market] quit

[Device] qos policy market

[Device-qospolicy-market] classifier http behavior market

[Device-qospolicy-market] quit

[Device] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

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

# 配置研发部门的重标记策略并应用到Ten-GigabitEthernet1/0/2端口的入方向。

[Device] traffic behavior rd

[Device-behavior-rd] remark dot1p 3

[Device-behavior-rd] quit

[Device] qos policy rd

[Device-qospolicy-rd] classifier http behavior rd

[Device-qospolicy-rd] quit

[Device] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/2

[Device-Ten-GigabitEthernet1/0/2] qos apply policy rd inbound

4 流量监管、流量整形和接口限速

4.1  流量监管、流量整形和接口限速简介

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、流量整形和接口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。可进行重标记的优先级包括：802.1p优先级、DSCP优先级和本地优先级。

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Device A向Device B发送报文。Device B要对Device 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Device 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Device 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Device B的报文将都符合Device B的流量规定。

4.1.4  接口限速

利用接口限速可以在一个物理接口上限制接收或发送报文（包括紧急报文）的总速率。

接口限速也是采用令牌桶进行流量控制。如果在设备的某个接口上配置了接口限速，所有经由该接口发送的报文首先要经过接口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，就可以对通过该物理接口的报文流量进行控制。

图4-4 接口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，物理接口限速能够限制在物理接口上通过的所有报文。当用户只要求对所有报文限速时，使用物理接口限速比较简单。

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

本系列交换机的流量整形为基于队列的流量整形，即针对某一个队列的数据包设置整形参数。

表4-2 基于队列的流量整形配置

4.4  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 接口限速配置过程

4.5  流量监管、流量整形和接口限速显示和维护

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4-4 流量监管、流量整形和接口限速显示和维护

4.6  流量监管与流量整形典型配置举例

4.6.1  流量监管与流量整形典型配置举例

1. 配置需求

·     设备Device A通过端口Ten-GigabitEthernet1/0/3和设备Device B的端口Ten-GigabitEthernet1/0/1互连

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

要求在设备Device A上对端口Ten-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102400kbps，流量小于102400kbps时可以正常发送，流量超过102400kbps时则将违规报文的DSCP优先级设置为0后进行发送；

·     来自Host A的报文流量约束为25600kbps，流量小于25600kbps时可以正常发送，流量超过25600kbps时则丢弃违规报文；

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

·     Device B的Ten-GigabitEthernet1/0/1端口接收报文的总流量限制为204800kbps，如果超过流量限制则将违规报文丢弃；

·     经由Device B的Ten-GigabitEthernet1/0/2端口进入Internet的HTTP报文流量限制为102400kbps，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Device A：

# 配置ACL2001和2002，分别匹配来源于Server和Host A的报文流。

<DeviceA> system-view

[DeviceA] acl number 2001

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

[DeviceA-acl-basic-2001] quit

[DeviceA] acl number 2002

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

[DeviceA-acl-basic-2002] quit

# 创建流分类server，匹配规则为ACL 2001；创建流分类host，匹配规则为ACL 2002。

[DeviceA] traffic classifier server

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

[DeviceA-classifier-server] quit

[DeviceA] traffic classifier host

[DeviceA-classifier-host] if-match acl 2002

[DeviceA-classifier-host] quit

# 创建流行为server，动作为流量监管，cir为102400kbps，对超出限制的报文（红色报文）将其DSCP优先级设置为0后发送。

[DeviceA] traffic behavior server

[DeviceA-behavior-server] car cir 102400 red remark-dscp-pass 0

[DeviceA-behavior-server] quit

# 创建流行为host，动作为流量监管，cir为25600kbps，由于默认对红色报文的处理方式就是丢弃，因此无需配置。

[DeviceA] traffic behavior host

[DeviceA-behavior-host] car cir 25600

[DeviceA-behavior-host] quit

# 创建QoS策略，命名为car，将流分类server和流行为server进行关联；将流分类host和流行为host进行关联。

[DeviceA] qos policy car

[DeviceA-qospolicy-car] classifier server behavior server

[DeviceA-qospolicy-car] classifier host behavior host

[DeviceA-qospolicy-car] quit

# 将QoS策略car应用到端口Ten-GigabitEthernet1/0/1的入方向上。

[DeviceA] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[DeviceA-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos apply policy car inbound

(2)     配置设备Device B：

# 配置高级ACL3001，匹配HTTP报文。

<DeviceB> system-view

[DeviceB] acl number 3001

[DeviceB-acl-adv-3001] rule permit tcp destination-port eq 80

[DeviceB-acl-adv-3001] quit

# 创建流分类http，匹配ACL 3001。

[DeviceB] traffic classifier http

[DeviceB-classifier-http] if-match acl 3001

[DeviceB-classifier-http] quit

# 创建流分类class，匹配所有报文。

[DeviceB] traffic classifier class

[DeviceB-classifier-class] if-match any

[DeviceB-classifier-class] quit

# 创建流行为car_inbound，动作为流量监管，cir为204800kbps，由于默认对红色报文的处理方式就是丢弃，因此无需配置。

[DeviceB] traffic behavior car_inbound

[DeviceB-behavior-car_inbound] car cir 204800

[DeviceB-behavior-car_inbound] quit

# 创建流行为car_outbound，动作为流量监管，cir为102400kbps。

[DeviceB] traffic behavior car_outbound

[DeviceB-behavior-car_outbound] car cir 102400

[DeviceB-behavior-car_outbound] quit

# 创建QoS策略，命名为car_inbound，将流分类class和流行为car_inbound进行关联。

[DeviceB] qos policy car_inbound

[DeviceB-qospolicy-car_inbound] classifier class behavior car_inbound

[DeviceB-qospolicy-car_inbound] quit

# 创建QoS策略，命名为car_outbound，将流分类http和流行为car_outbound进行关联。

[DeviceB] qos policy car_outbound

[DeviceB-qospolicy-car_outbound] classifier http behavior car_outbound

[DeviceB-qospolicy-car_outbound] quit

# 将QoS策略car_inbound应用到端口Ten-GigabitEthernet1/0/1的入方向上。

[DeviceB] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[DeviceB-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos apply policy car_inbound inbound

# 将QoS策略car_outbound应用到端口Ten-GigabitEthernet1/0/2的出方向上。

[DeviceB] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/2

[DeviceB-Ten-GigabitEthernet1/0/2] qos apply policy car_outbound outbound

5 拥塞管理

5.1  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。

本系列交换机支持以下几种队列方式。

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。

本系列交换机可以根据每次轮询调度的字节数或者报文个数来体现某个队列的调度权重，即使用字节数或报文个数作为调度单位。

以使用字节数为调度单位的WRR队列为例，如一个10Gbps的端口，配置它的WRR队列的加权值为5、5、3、3、1、1、1、1（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500Mbps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。

本系列交换机支持分组WRR队列，用户可以根据需要将输出队列划分到WRR调度组1（group 1）和WRR调度组2（group 2）中。在设备进行队列调度时，WRR组内部的队列之间按用户配置的权重进行轮询调度，而两个WRR组之间使用1:1的权重进行轮询调度。

3. WFQ队列

图5-4 WFQ队列

WFQ和WRR队列调度算法类似两者差异如下：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。

本系列交换机支持分组WFQ队列，用户可以根据需要将输出队列划分到WFQ调度组1（group 1）和WFQ调度组2（group 2）中。在设备进行队列调度时，WRR组内部的队列之间按用户配置的权重进行轮询调度，而两个WRR组之间使用1:1的权重进行轮询调度。

4. SP+WRR队列

用户可以根据需要配置端口上的部分队列使用SP队列调度，部分队列使用WRR队列调度，通过将端口上的队列分别加入SP调度组和WRR调度组（即group 1和group 2），实现SP+WRR的调度功能。在队列调度时，系统会优先保证SP调度组内的队列调度，当SP调度组内的队列中没有报文发送时，才会调度WRR调度组内的队列。

SP调度组内各个队列执行严格优先级调度方式，WRR调度组内各个队列执行加权轮询调度方式，而两个WRR调度组之间按1:1的权重进行轮询调度。

5. SP+WFQ队列

SP+WFQ队列与SP+WRR队列的配置方式基本相同，即将部分队列加入SP调度组，另外的队列加入WFQ调度组（即group 1和group 2）。在使用SP+WFQ队列时，首先调度每个WFQ组的队列中满足最小保证带宽的流量，两个组的输出数据按1:1的权重进行轮询调度；然后按SP方式对SP组中的队列进行调度；最后再对两个WFQ组中各队列的数据按权重进行调度，两个组的输出数据按1:1的权重进行轮询调度。

5.2  拥塞管理配置任务简介

表5-1 拥塞管理配置任务简介

5.3  配置队列方式

5.3.1  配置SP队列

1. 配置过程

表5-2 SP队列配置过程

2. 配置举例

(1)     组网需求

配置Ten-GigabitEthernet1/0/1采用SP队列。

(2)     配置步骤

# 进入系统视图

<Sysname> system-view

# 配置Ten-GigabitEthernet1/0/1的SP队列。

[Sysname] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos sp

5.3.2  配置WRR队列

1. 配置过程

表5-3 WRR队列配置过程

2. 配置举例

(1)     组网需求

l     配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/1的队列为WRR队列，使用报文个数为调度权重。

l     配置队列0、1、2、3属于WRR分组1，权重分别为1、2、4、6；队列4、5、6、7属于WRR分组2，权重分别为1、2、4、6。

(2)     配置步骤

# 进入系统视图。

<Sysname> system-view

# 配置端口Ten-GigabitEthernet 1/0/1使用WRR队列调度算法。

[Sysname] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr weight

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 0 group 1 weight 1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 1 group 1 weight 2

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 2 group 1 weight 4

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 3 group 1 weight 6

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 4 group 2 weight 1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 5 group 2 weight 2

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 6 group 2 weight 4

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 7 group 2 weight 6

5.3.3  配置WFQ队列

1. 配置过程

表5-4 WFQ队列配置过程

2. 配置举例

(1)     组网需求

·     配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/1上的队列为WFQ队列，使用字节数作为调度单位。

·     队列1、3、4、5、6属于WFQ调度组1，调度权重值分别为2、5、10、10、10。

·     队列0、2、7属于WFQ调度组2，调度权重值分别为1、2、4。

·     为各队列配置最小保证带宽为100Mbps。

(2)     配置步骤

# 进入系统视图。

<Sysname> system-view

# 配置Ten-GigabitEthernet1/0/1的WFQ队列。

[Sysname] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq byte-count

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 1 group 1 byte-count 2

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 3 group 1 byte-count 5

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 4 group 1 byte-count 10

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 5 group 1 byte-count 10

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 6 group 1 byte-count 10

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 0 group 2 byte-count 1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 2 group 2 byte-count 2

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 7 group 2 byte-count 4

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 0 min 100000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 1 min 100000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 2 min 100000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 3 min 100000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 4 min 100000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 5 min 100000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 6 min 100000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 7 min 100000

5.3.4  配置SP+WRR队列

1. 配置过程

表5-5 SP＋WRR队列配置过程

2. 配置举例

(1)     组网需求

l     配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/1使用SP+WRR队列调度算法，WRR队列使用字节数作为调度单位。

l     配置端口Ten-GigabitEthernet 1/0/1上的4～7队列属于SP调度组。

l     配置端口Ten-GigabitEthernet 1/0/1上的0、1队列属于WRR调度组1，权重分别为1、2；2、3队列属于WRR调度组2，权重分别为1、3。

(2)     配置步骤

# 进入系统视图。

<Sysname> system-view

# 配置端口Ten-GigabitEthernet 1/0/1使用SP+WRR队列调度算法。

[Sysname] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr byte-count

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 4 group sp

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 5 group sp

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 6 group sp

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 7 group sp

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 0 group 1 byte-count 1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 1group 1 byte-count 2

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 2 group 2 byte-count 1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wrr 3 group 2 byte-count 3

5.3.5  配置SP+WFQ队列

1. 配置过程

表5-6 SP＋WFQ队列配置过程

2. 配置举例

(1)     组网需求

l     配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/1使用SP+WFQ队列调度算法，其中WFQ的调度权重为报文个数。

l     配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/1上的4～7队列属于SP调度组。

l     配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/1上的0、1队列属于WFQ调度组1，权重分别为1、2；配置2、3队列属于WFQ调度组2，权重分别为1、3。这四个队列的最小保证带宽值均为128Mbps。

(2)     配置步骤

# 进入系统视图。

<Sysname> system-view

# 配置端口Ten-GigabitEthernet1/0/1使用SP+WFQ队列调度算法。

[Sysname] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq weight

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 4 group sp

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 5 group sp

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 6 group sp

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 7 group sp

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 0 group 1 weight 1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 4 min 128000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 1 group 1 weight 2

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 5 min 128000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 2 group 2 weight 1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 6 min 128000

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos wfq 3 group 2 weight 3

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos bandwidth queue 7 min 128000

5.4  队列调度策略配置方式

5.4.1  队列调度策略简介

队列调度策略配置方式是在一个策略中配置各个队列的调度参数，最后通过在接口应用该策略来实现拥塞管理功能。

队列调度策略中的队列支持三种调度方式：SP、WRR、WFQ。在一个队列调度策略中支持SP和WRR、SP和WFQ的混合配置。混合配置时，调度顺序如下：

·     SP组的优先级高于WRR组和WFQ组。

·     SP组内部的队列按照严格优先级进行调度，且队列号越大优先级越高。

·     两个WRR或WFQ组之间使用1:1的权重进行轮询调度。

·     WRR或WFQ组内部的队列按权重进行轮询调度。

以SP和WRR分组混合配置为例，调度顺序如图5-5所示。

图5-5 SP和WRR混合配置图

·     队列7（即图中的Q7，下同）优先级最高，该队列的报文优先发送。

·     队列6优先级次于队列7，队列7为空时发送本队列的报文。

·     队列0优先级次于队列6，队列6为空时发送本队列的报文。

·     队列3、4、5之间按照权重轮询调度，在队列7、6、0为空时调度WRR分组1。

·     队列1、2之间按照权重轮询调度，在队列7、6、0、5、4、3为空时调度WRR分组2。

5.4.2  配置队列调度策略

配置队列调度策略时，用户首先要创建一个队列调度策略，然后进入队列调度策略视图进行队列调度参数的相关配置，最后将队列调度策略应用到接口。

队列调度策略中队列的调度参数支持动态修改，从而方便修改已经应用到接口上的队列调度策略。

表5-7 配置队列调度策略

5.4.3  队列调度策略显示和维护

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调度策略的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

表5-8 队列调度策略显示和维护

5.4.4  队列调度策略典型配置举例

1. 配置需求

接口Ten-GigabitEthernet1/0/1的队列调度方式如下：

·     队列7优先级最高，该队列报文优先发送。

·     队列4、5、6之间按照权重轮询调度，属于WRR分组1，调度权重分别为1、5、10，在队列7为空时调度WRR分组1。

·     队列0、1、2、3之间按照权重轮询调度，属于WRR分组2，调度权重分别为1、1、10、15，在队列7、6、5、4为空时调度WRR分组2。

2. 配置步骤

# 进入系统视图。

<Sysname> system-view

# 创建队列调度策略qm1。

[Sysname] qos qmprofile qm1

[Sysname-qmprofile-qm1]

# 配置队列7为SP队列。

[Sysname-qmprofile-qm1] queue 7 sp

# 配置队列4、5、6属于WRR分组1，权重分别为1、5、10。

[Sysname-qmprofile-qm1] queue 4 wrr group 1 weight 1

[Sysname-qmprofile-qm1] queue 5 wrr group 1 weight 5

[Sysname-qmprofile-qm1] queue 6 wrr group 1 weight 10

# 配置队列0、1、2、3属于WRR分组2，权重分别为1、1、10、15。

[Sysname-qmprofile-qm1] queue 0 wrr group 2 weight 1

[Sysname-qmprofile-qm1] queue 1 wrr group 2 weight 1

[Sysname-qmprofile-qm1] queue 2 wrr group 2 weight 10

[Sysname-qmprofile-qm1] queue 3 wrr group 2 weight 15

[Sysname-qmprofile-qm1] quit

# 把队列调度策略qm1应用到接口Ten-GigabitEthernet1/0/1上。

[Sysname] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/1

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/1] qos apply qmprofile qm1

配置完成后，接口Ten-GigabitEthernet1/0/1按指定方式进行队列调度。

5.5  配置队列老化时间

配置本功能后，当老化时间到达，将丢弃队列中未被转发的报文。

表5-9 配置队列老化时间

5.6  队列显示和维护

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5-10 队列显示和维护

6 拥塞避免

6.1  拥塞避免简介

过度的拥塞会对网络资源造成极大危害，必须采取某种措施加以解除。拥塞避免是一种流量控制机制，它通过监视网络资源（如队列或内存缓冲区）的使用情况，在拥塞产生或有加剧的趋势时主动丢弃报文，通过调整网络的流量来避免网络过载。

设备在丢弃报文时，需要与源端的流量控制动作（比如TCP流量控制）相配合，调整网络的流量到一个合理的负载状态。丢包策略和源端的流量控制相结合，可以使网络的吞吐量和利用效率最大化，并且使报文丢弃和延迟最小化。

6.1.1  传统的丢包策略

传统的丢包策略采用尾部丢弃（Tail-Drop）的方法。当队列的长度达到最大值后，所有新到来的报文都将被丢弃。

这种丢弃策略会引发TCP全局同步现象：当队列同时丢弃多个TCP连接的报文时，将造成多个TCP连接同时进入拥塞避免和慢启动状态以降低并调整流量，而后又会在某个时间同时出现流量高峰。如此反复，使网络流量忽大忽小，网络不停震荡。

6.1.2  RED与WRED

为避免TCP全局同步现象，可使用RED或WRED。

RED和WRED通过随机丢弃报文避免了TCP的全局同步现象，使得当某个TCP连接的报文被丢弃、开始减速发送的时候，其他的TCP连接仍然有较高的发送速度。这样，无论什么时候，总有TCP连接在进行较快的发送，提高了线路带宽的利用率。

在RED类算法中，为每个队列都设定上限和下限，对队列中的报文进行如下处理：

·     当队列的长度小于下限时，不丢弃报文；

·     当队列的长度超过上限时，丢弃所有到来的报文；

·     当队列的长度在上限和下限之间时，设备按用户配置的丢弃概率随机丢弃报文。

直接采用队列的长度和上限、下限比较并进行丢弃，将会对突发性的数据流造成不公正的待遇，不利于数据流的传输。WRED采用平均队列和设置的队列上限、下限比较来确定丢弃的概率。

队列平均长度既反映了队列的变化趋势，又对队列长度的突发变化不敏感，避免了对突发性数据流的不公正待遇。

6.1.3  拥塞通知

WRED采用的丢弃报文的动作虽然缓解了拥塞对网络的影响，但将报文从发送端转发到被丢弃位置之间所消耗的网络资源已经被浪费了。因此，在拥塞发生时，如果能将网络的拥塞状况告知发送端，使其主动降低发送速率或减小报文窗口大小，便可以更高效的利用网络资源。

RFC 2481定义了一种端到端的拥塞通知机制，称为ECN功能。ECN功能利用IP报文头中的DS域来标记报文传输路径上的拥塞状态。支持该功能的终端设备可以通过报文内容判断出传输路径上发生了拥塞，从而调整报文的发送方式，避免拥塞加剧。ECN功能对IP报文头中DS域的最后两个比特位（称为ECN域）进行了如下定义：

·     比特位6用于标识发送端设备是否支持ECN功能，称为ECT位（ECN-Capable Transport）

·     比特位7用于标识报文在传输路径上是否经历过拥塞，称为CE位（Congestion Experienced）

在设备上开启ECN功能后，拥塞管理功能将按如下方式对报文进行处理：

·     如果队列长度小于下限，不丢弃报文，也不对ECN域进行识别和标记。

·     如果队列长度在上限和下限之间，当设备根据丢弃概率计算出需要丢弃某个报文时，将检查该报文的ECN域。如果ECN域显示该报文由支持ECN的终端发出，设备会将报文的ECT位和CE位都标记为1，然后转发该报文；如果ECN域显示报文传输路径中已经经历过拥塞（即ECT和CE位都为1），则设备直接转发该报文，不对ECN域进行重新标记；如果ECT位和CE位都为0，设备会将该报文丢弃。

·     如果队列长度超过上限，无论报文是否由支持ECN的终端发出，都将会被设备丢弃。

本系列交换机的ECN功能基于队列开启，即可以配置设备对某个队列的报文进行ECN域的识别和标记。

6.2  配置WRED表

本系列交换机支持基于队列的WRED表，即可以为每个队列配置独立的丢弃参数，拥塞时根据报文所在队列进行随机丢弃。

在进行WRED配置时，需要事先确定如下参数：

·     队列上限和下限：当队列平均长度小于下限时，不丢弃报文。当队列平均长度在上限和下限之间时，设备按用户配置的丢弃概率随机丢弃报文。当队列平均长度超过上限时，丢弃所有到来的报文。

·     丢弃优先级：在进行报文丢弃时参考的参数，0对应绿色报文、1对应黄色报文、2对应红色报文，红色报文将被优先丢弃。

·     计算平均队列长度的指数：指数越大，计算平均队列长度时对队列的实时变化越不敏感。计算队列平均长度的公式为：平均队列长度=（以前的平均队列长度×（1-1/2ⁿ））＋（当前队列长度×（1/2ⁿ））。其中n表示指数。

·     丢弃概率：以百分数的形式表示丢弃报文的概率，取值越大，报文被丢弃的机率越大。

6.2.1  配置过程

表6-1 WRED表的配置和应用过程

6.2.2  配置举例

1. 配置需求

接口Ten-GigabitEthernet1/0/2应用WRED策略，当发生报文拥塞时，采用如下丢弃方式：

·     为保证高优先级报文尽量通过，区分不同的队列，队列号越大，丢弃概率越低。为队列0、队列3、队列7三个级别配置不同的丢弃参数。

·     区分不同颜色报文的的丢弃概率，对于队列0，绿色、黄色、红色报文的丢弃概率分别为25%、50%、75%；对于队列3，绿色、黄色、红色报文的丢弃概率分别为5%、10%、25%；对于队列7，绿色、黄色、红色报文的丢弃概率分别为1%、5%、10%。

·     对队列7开启拥塞通知功能。

2. 配置步骤

# 配置基于队列的WRED表，并为不同队列不同丢弃优先级配置丢弃参数。

<Sysname> system-view

[Sysname] qos wred queue table queue-table1

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 0 drop-level 0 low-limit 128 high-limit 512 discard-probability 25

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 0 drop-level 1 low-limit 128 high-limit 512 discard-probability 50

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 0 drop-level 2 low-limit 128 high-limit 512 discard-probability 75

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 3 drop-level 0 low-limit 256 high-limit 640 discard-probability 5

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 3 drop-level 1 low-limit 256 high-limit 640 discard-probability 10

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 3 drop-level 2 low-limit 256 high-limit 640 discard-probability 25

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 7 drop-level 0 low-limit 512 high-limit 1024 discard-probability 1

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 7 drop-level 1 low-limit 512 high-limit 1024 discard-probability 5

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 7 drop-level 2 low-limit 512 high-limit 1024 discard-probability 10

[Sysname-wred-table-queue-table1] queue 7 ecn

[Sysname-wred-table-queue-table1] quit

# 在接口Ten-GigabitEthernet1/0/2上应用基于队列的WRED表。

[Sysname] interface Ten-GigabitEthernet 1/0/2

[Sysname-Ten-GigabitEthernet1/0/2] qos wred apply queue-table1

6.3  WRED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WRED的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

表6-2 WRED显示和维护

7 流量过滤

7.1  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。

7.2  配置流量过滤

表7-1 配置流量过滤