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

3.3.3 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

4 流量监管

4.1 流量监管简介

4.1.1 流量评估与令牌桶

4.1.2 流量监管

4.2 配置流量监管

4.2.1 QoS策略配置方式

4.2.2 非QoS策略配置方式

4.3 流量监管显示和维护

5 流量过滤

5.1 流量过滤简介

5.2 配置流量过滤

5.3 流量过滤配置举例

5.3.1 流量过滤配置举例

6 重标记

6.1 重标记简介

6.2 配置重标记

6.3 重标记配置举例

6.3.1 重标记配置举例

7 附录

7.1 附录 A 缩略语表

7.2 附录 B 缺省优先级映射表

7.3 附录 C 各种优先级介绍

7.3.1 IP优先级和DSCP优先级

7.3.2 802.1p优先级

7.3.3 802.11e优先级

1 QoS简介

设备各款型对于QoS特性支持情况有所不同，详细差异信息如下：

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。

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。

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）。

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、RIP、SSH等。

表2-4 在接口上应用策略

2. 基于上线用户应用QoS策略

设备各款型对于本节所描述的特性支持情况有所不同，详细差异信息如下：

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2-5 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。

表2-6 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7.3  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。设备调度优先级仅支持本地优先级（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。

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（7.2  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

常用的方式有两种：配置优先级信任模式、配置端口优先级。

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。

如果没有配置优先级信任模式，并且配置了端口优先级值，则表明设备不信任所接收报文的优先级，而是使用端口优先级，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

缺省情况下，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

3.3.3  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3-5 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3-6 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AC实现互连。网络环境描述如下：

·     Device A通过端口GigabitEthernet1/0/1接入AC，向AC发送IP优先级值为3的报文；

·     Device B通过端口GigabitEthernet1/0/2接入AC，向AC发送IP优先级值为1的报文。

要求通过配置实现如下需求：如果AC在接口GigabitEthernet1/0/3的出方向发生拥塞，则优先让Device A访问Server。

2. 组网图

表3-7 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GigabitEthernet1/0/1和GigabitEthernet1/0/2上分别配置端口优先级，GigabitEthernet1/0/1上配置的端口优先级值要高于GigabitEthernet1/0/2上配置的端口优先级值。

<AC> system-view

[AC] interface gigabitethernet 1/0/1

[AC-GigabitEthernet1/0/1] qos priority 3

[AC-GigabitEthernet1/0/1] quit

[AC] interface gigabitethernet 1/0/2

[AC-GigabitEthernet1/0/2] qos priority 1

[AC-GigabitEthernet1/0/2] quit

4 流量监管

4.1  流量监管简介

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，流量监管可以配置单速率单桶双色算法。

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。

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。

4.2  配置流量监管

流量监管的配置有两种方式：QoS策略配置方式和非QoS策略配置方式。

4.2.1  QoS策略配置方式

表4-1 配置流量监管（QoS策略配置方式）

4.2.2  非QoS策略配置方式

设备各款型对于本节所描述的特性支持情况有所不同，详细差异信息如下：

使用User Profile之后，可以基于用户进行流量监管，只要用户上线，认证服务器会自动下发相应的User Profile（配置了CAR策略），当用户下线，系统会自动取消相应的配置，不需要再进行手工调整。

表4-2 基于上线用户的流量监管配置

4.3  流量监管显示和维护

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的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

表4-3 流量监管显示和维护

5 流量过滤

5.1  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。

5.2  配置流量过滤

表5-1 配置流量过滤

5.3  流量过滤配置举例

5.3.1  流量过滤配置举例

1. 组网需求

Client通过AP接入AC，通过配置流量过滤功能，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5-1 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。

<AC> system-view

[AC] acl advanced 3000

[AC-acl-ipv4-adv-3000] rule 0 permit tcp source-port neq 21

[AC-acl-ipv4-adv-3000] quit

# 定义类classifier_1，匹配高级ACL 3000。

[AC] traffic classifier classifier_1

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

[AC-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。

[AC] traffic behavior behavior_1

[AC-behavior-behavior_1] filter deny

[AC-behavior-behavior_1] quit

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

[AC] qos policy policy

[AC-qospolicy-policy] classifier classifier_1 behavior behavior_1

[AC-qospolicy-policy] quit

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

[AC] interface gigabitethernet 1/0/1

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

6 重标记

6.1  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。

6.2  配置重标记

表6-1 配置重标记

6.3  重标记配置举例

6.3.1  重标记配置举例

1. 组网需求

公司企业网通过AC实现互连。网络环境描述如下：

·     Client A和Client B通过无线接入网络；

·     数据库服务器、邮件服务器和文件服务器通过端口Switch接入网络。

通过配置重标记功能，AC上实现如下需求：

·     优先处理Client A和Client B访问数据库服务器的报文；

·     其次处理Client A和Client B访问邮件服务器的报文；

·     最后处理Client A和Client B访问文件服务器的报文。

2. 组网图

图6-1 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。

<AC> system-view

[AC] acl advanced 3000

[AC-acl-ipv4-adv-3000] rule permit ip destination 192.168.0.1 0

[AC-acl-ipv4-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。

[AC] acl advanced 3001

[AC-acl-ipv4-adv-3001] rule permit ip destination 192.168.0.2 0

[AC-acl-ipv4-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。

[AC] acl advanced 3002

[AC-acl-ipv4-adv-3002] rule permit ip destination 192.168.0.3 0

[AC-acl-ipv4-adv-3002] quit

# 定义类classifier_dbserver，匹配高级ACL 3000。

[AC] traffic classifier classifier_dbserver

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

[AC-classifier-classifier_dbserver] quit

# 定义类classifier_mserver，匹配高级ACL 3001。

[AC] traffic classifier classifier_mserver

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

[AC-classifier-classifier_mserver] quit

# 定义类classifier_fserver，匹配高级ACL 3002。

[AC] traffic classifier classifier_fserver

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

[AC-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。

[AC] traffic behavior behavior_dbserver

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

[AC-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。

[AC] traffic behavior behavior_mserver

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

[AC-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。

[AC] traffic behavior behavior_fserver

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

[AC-behavior-behavior_fserver] quit

# 定义策略policy_server，为类指定流行为。

[AC] qos policy policy_server

[AC-qospolicy-policy_server] classifier classifier_dbserver behavior behavior_dbserver

[AC-qospolicy-policy_server] classifier classifier_mserver behavior behavior_mserver

[AC-qospolicy-policy_server] classifier classifier_fserver behavior behavior_fserver

[AC-qospolicy-policy_server] quit

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

[AC] interface gigabitethernet 1/0/1

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

[AC-GigabitEthernet1/0/1] quit

7 附录

7.1  附录 A 缩略语表

表7-1 附录 A 缩略语表

7.2  附录 B 缺省优先级映射表

表7-2 dot1p-lp缺省映射关系

表7-3 dot11e-lp缺省映射关系

表7-4 dscp-lp缺省映射关系

表7-5 lp-dot1p、lp-dot11e、lp-dscp缺省映射关系

表7-6 端口优先级和LP映射关系

7.3  附录 C 各种优先级介绍

7.3.1  IP优先级和DSCP优先级

图7-1 ToS和DS域

如图7-1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7-7 IP优先级说明

表7-8 DSCP优先级说明

7.3.2  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7-2 带有802.1Q标签头的以太网帧

如图7-2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7-3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7-3 802.1Q标签头

表7-9 802.1p优先级说明

7.3.3  802.11e优先级

为了在无线网络中提供QoS服务，802.11e标准被提出。802.11e是802.11协议的MAC层增强协议，和802.11相比，在802.11e的MAC帧头中，增加了2个字节的QoS Control域，其中优先级位为3bit。802.11e优先级取值范围为0～7。

图7-4 802.11e的帧结构