目  录

1 QoS概述

1.1 QoS服务模型简介

1.1.1 Best-Effort服务模型

1.1.2 IntServ服务模型

1.1.3 DiffServ服务模型

1.2 QoS技术在网络中的位置

1.3 QoS技术在设备中的处理顺序

1.4 QoS配置方式

2 QoS策略

2.1 QoS策略简介

2.2 QoS策略配置任务简介

2.3 定义类

2.4 定义流行为

2.5 定义策略

2.6 配置策略嵌套

2.7 基于接口应用QoS策略

2.8 配置接口流速统计时间

2.9 QoS策略显示和维护

3 流量监管

3.1 流量监管简介

3.1.1 流量评估与令牌桶

3.1.2 流量监管

3.2 配置流量监管

3.2.1 流量监管配置方式介绍

3.2.2 配置流量监管（MQC方式）

3.2.3 配置基于CAR列表的流量监管

3.2.4 配置基于ACL的流量监管

3.2.5 配置适配所有流的流量监管

3.3 流量监管显示和维护

4 流量过滤

4.1 流量过滤简介

4.2 流量过滤配置限制和指导

4.3 配置流量过滤

5 重标记

5.1 重标记简介

5.2 配置重标记

6 附录

6.1 附录 A 缩略语表

6.2 附录 C 各种优先级介绍

6.2.1 IP优先级和DSCP优先级

6.2.2 802.1p优先级

1 QoS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，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。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。

1.1  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）

1.1.1  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。

1.1.2  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。

1.1.3  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。

1.2  QoS技术在网络中的位置

QoS技术包括流分类、流量监管、流量整形、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。

图1-1 常用QoS技术在网络中的位置

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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。

1.3  QoS技术在设备中的处理顺序

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；流出节点之前进行流量整形；拥塞时对队列进行拥塞管理；拥塞加剧时采取拥塞避免措施等。

图1-2 各QoS技术在同一网络设备中的处理顺序

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1.4  QoS配置方式

QoS的配置方式分为MQC方式（模块化QoS配置，Modular QoS Configuration）和非MQC方式。

MQC方式通过QoS策略定义不同类别的流量要采取的动作，并将QoS策略应用到不同的目标位置（例如接口）来实现对业务流量的控制。

非MQC方式则通过直接在目标位置上配置QoS参数来实现对业务流量的控制。例如，在接口上配置限速功能来达到限制接口流量的目的。

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 QoS策略

2.1  QoS策略简介

QoS策略由如下部分组成：

·     类，定义了对报文进行识别的规则。

·     流行为，定义了一组针对类识别后的报文所做的QoS动作。

通过将类和流行为关联起来，QoS策略可对符合分类规则的报文执行流行为中定义的动作。

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策略配置任务简介

QoS策略配置任务如下：

(1)     定义类

(2)     定义流行为

(3)     定义策略

(4)     （可选）配置策略嵌套

(5)     基于接口应用QoS策略

(6)     （可选）配置接口流速统计时间

2.3  定义类

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建类，并进入类视图。

traffic classifier classifier-name [ operator { and | or } ]

(3)     定义匹配数据包的规则。

if-match [ not ] match-criteria

缺省情况下，未定义匹配数据包的规则。

具体规则的介绍，请参见“QoS命令”中的if-match命令。

2.4  定义流行为

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建流行为，并进入流行为视图。

traffic behavior behavior-name

(3)     配置流行为的动作。

缺省情况下，未配置流行为的动作。

流行为动作就是对符合流分类的报文做出相应的QoS动作，例如流量监管、流量过滤、重标记等，具体情况请参见本文相关章节。

2.5  定义策略

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建QoS策略，并进入策略视图。

qos policy policy-name

(3)     为类指定流行为。

classifier classifier-name behavior behavior-name [ insert-before before-classifier-name ]

缺省情况下，未指定类对应的流行为。

2.6  配置策略嵌套

1. 功能简介

QoS策略分为两种：父策略和子策略，其中父策略即为普通的QoS策略。通过在父策略流行为视图下创建一个新的策略，即创建子策略，可以实现策略嵌套功能。

配置策略嵌套后，traffic classifier命令定义的某一类流量，除了执行父策略中定义的流行为外，还会由子策略再次对该类流量进行分类，并执行子策略中定义的流行为。

2. 配置准备

配置策略嵌套时，请先定义子策略。关于定义子策略配置，请参见“2.5  定义策略”。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     定义父策略的类。

a.     创建父策略的类，并进入父策略的类视图。

traffic classifier classifier-name [ operator { and | or } ]

b.     定义父策略匹配数据包的规则。

if-match [ not ] match-criteria

缺省情况下，未定义匹配数据包的规则。

具体规则的配置介绍，请参见QoS命令中的if-match命令。

c.     退回系统视图。

quit

(3)     在父策略流行为中嵌套子策略。

a.     创建父策略流行为，并进入父策略的流行为视图。

traffic behavior behavior-name

b.     指定子策略，配置策略嵌套。

traffic-policy policy-name

c.     退出流行为视图。

quit

(4)     创建父策略，并进入父策略视图。

qos policy policy-name

(5)     在父策略中为类指定采用的流行为。

classifier classifier-name behavior behavior-name

缺省情况下，没有为类指定流行为。

2.7  基于接口应用QoS策略

1. 配置限制和指导

基于接口应用QoS策略时需要注意的是：

·     一个QoS策略可以应用于多个接口，但在接口的每个方向（出和入两个方向）只能应用一个策略。

·     QoS策略应用在出方向时，对设备发出的协议报文不起作用，以确保这些报文在策略误配置时仍然能够正常发出，维持设备的正常运行。常见的本地协议报文如下：链路维护报文、RIP、LDP、SSH等。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     在接口上应用已创建的QoS策略。

qos apply policy policy-name { inbound | outbound }

缺省情况下，未在接口上应用QoS策略。

2.8  配置接口流速统计时间

1. 功能简介

通过配置接口流速统计时间，我们可以统计经过QoS策略流分类后每类报文的发送和丢弃速率。假设流速统计时间为t（t默认为5分钟），则系统将统计最近t时间内每类报文发送和丢弃的平均速率，且每t/5分钟刷新一次统计速率。流速统计的结果可以通过命令display qos policy interface查看。

2. 配置限制和指导

配置接口流速统计时间时需要注意的是：子接口的流速统计时间采用主接口上设置的统计时间。

3. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     配置接口流速统计时间。

qos flow-interval interval

缺省情况下，接口流速统计时间为5分钟。

2.9  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2-1 QoS策略显示和维护

3 流量监管

3.1  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。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。

3.1.1  流量评估与令牌桶

1. 令牌桶

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，可以使用两个令牌桶（分别称为C桶和E桶）对流量进行评估。主要有如下三种算法。

(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。

3.1.2  流量监管

流量监管分为入和出两个方向，为了方便描述，下文以出方向为例。

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3-1 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。

·     改变优先级并进入下一级监管：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入下一级的监管。

·     进入下一级的监管：流量监管可以进行分级，每级关注和监管更具体的目标。

3.2  配置流量监管

3.2.1  流量监管配置方式介绍

可以通过MQC方式和非MQC方式配置流量监管，其中非MQC方式配置流量监管时分为以下几种：

·     基于CAR列表的流量监管配置。

·     基于ACL的流量监管配置。

·     适配所有流的流量监管配置。

如果接口上同时采用了MQC方式和非MQC方式配置了流量监管，那么只有前者会生效。

3.2.2  配置流量监管（MQC方式）

1. 配置限制和指导

设备支持基于接口应用QoS策略配置流量监管。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     定义类。

a.     创建类，并进入类视图。

traffic classifier classifier-name [ operator { and | or } ]

b.     定义匹配数据包的规则。

if-match [ not ] match-criteria

缺省情况下，未定义匹配数据包的规则。

具体规则的介绍，请参见“QoS命令”中的if-match命令。

c.     退回系统视图。

quit

(3)     定义流行为。

a.     创建一个流行为并进入流行为视图。

traffic behavior behavior-name

b.     配置流量监管动作。

car cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size [ ebs excess-burst-size ] ] [ green action | red action | yellow action ] *

car cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size ] pir peak-information-rate [ ebs excess-burst-size ] [ green action | red action | yellow action ] *

缺省情况下，未配置流量监管动作。

c.     退回系统视图。

quit

(4)     定义策略。

a.     创建策略并进入策略视图。

qos policy policy-name

b.     在策略中为类指定采用的流行为。

classifier classifier-name behavior behavior-name

缺省情况下，未指定类对应的流行为。

c.     退回系统视图。

quit

(5)     应用QoS策略。

具体配置请参见“2.7  基于接口应用QoS策略”

缺省情况下，未应用QoS策略。

3.2.3  配置基于CAR列表的流量监管

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     创建CAR列表并配置匹配规则。

qos carl carl-index { dscp dscp-list | mac mac-address | precedence precedence-value | { destination-ip-address | source-ip-address } { range start-ip-address to end-ip-address | subnet ip-address mask-length } [ per-address [ shared-bandwidth ] ] }

(3)     进入接口视图。

interface interface-type interface-number

(4)     在接口上配置基于CAR列表的CAR策略。

qos car { inbound | outbound } carl carl-index cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size [ ebs excess-burst-size ] ] [ green action | red action | yellow action ] *

qos car { inbound | outbound } carl carl-index cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size ] pir peak-information-rate [ ebs excess-burst-size ] [ green action | red action | yellow action ] *

缺省情况下，接口上未应用CAR策略。

3.2.4  配置基于ACL的流量监管

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     在接口上配置基于ACL规则的CAR策略。

qos car { inbound | outbound } acl [ ipv6 ] acl-number cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size [ ebs excess-burst-size ] ] [ green action | red action | yellow action ] *

qos car { inbound | outbound } acl [ ipv6 ] acl-number cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size ] pir peak-information-rate [ ebs excess-burst-size ] [ green action | red action | yellow action ] *

缺省情况下，接口上未应用CAR策略。

3.2.5  配置适配所有流的流量监管

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入接口视图。

interface interface-type interface-number

(3)     在接口应用CAR策略。

qos car { inbound | outbound } any cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size [ ebs excess-burst-size ] ] [ green action | red action | yellow action ] *

qos car { inbound | outbound } any cir committed-information-rate [ cbs committed-burst-size ] pir peak-information-rate [ ebs excess-burst-size ] [ green action | red action | yellow action ] *

缺省情况下，接口上没有应用CAR策略。

3.3  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运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

表3-1 流量监管显示和维护

4 流量过滤

4.1  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。

4.2  流量过滤配置限制和指导

设备支持基于接口应用QoS策略配置流量过滤。

4.3  配置流量过滤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     定义类。

a.     创建一个类，并进入类视图。

traffic classifier classifier-name [ operator { and | or } ]

b.     定义匹配数据包的规则。

if-match [ not ] match-criteria

缺省情况下，未定义匹配数据包的规则。

具体规则的介绍，请参见“QoS命令”中的if-match命令。

c.     退回系统视图。

quit

(3)     定义流行为。

a.     创建一个流行为，并进入流行为视图。

traffic behavior behavior-name

b.     配置流量过滤动作。

filter { deny | permit }

缺省情况下，未配置流量过滤动作。

如果配置了filter deny命令，则在该流行为视图下配置的其他流行为（除流量统计外）都不会生效。

c.     退回系统视图。

quit

(4)     定义策略。

a.     创建策略并进入策略视图。

qos policy policy-name

b.     在策略中为类指定采用的流行为。

classifier classifier-name behavior behavior-name

缺省情况下，未指定类对应的流行为。

c.     退回系统视图。

quit

(5)     应用QoS策略。

具体配置请参见“2.7  基于接口应用QoS策略”

缺省情况下，未应用QoS策略。

(6)     （可选）显示流量过滤的相关配置信息。

display traffic behavior user-defined [ behavior-name ] [ chassis chassis-number slot slot-number ]

5 重标记

5.1  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IP优先级或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。

5.2  配置重标记

1. 配置限制和指导

设备支持基于接口应用QoS策略配置重标记。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     定义类。

a.     创建一个类，并进入类视图。

traffic classifier classifier-name [ operator { and | or } ]

b.     定义匹配数据包的规则。

if-match [ not ] match-criteria

缺省情况下，未定义匹配数据包的规则。

具体规则的介绍，请参见“QoS命令”中的if-match命令。

c.     退回系统视图。

quit

(3)     定义流行为

a.     创建一个流行为，并进入流行为视图。

traffic behavior behavior-name

b.     重新标记报文的动作。

具体重标记动作的介绍，请查看“QoS命令”中的remark命令。

c.     退回系统视图。

quit

(4)     定义策略。

a.     创建一个策略，并进入策略视图。

qos policy policy-name

b.     在策略中为类指定采用的流行为。

classifier classifier-name behavior behavior-name

缺省情况下，未指定类对应的流行为。

c.     退回系统视图。

quit

(5)     应用QoS策略。

具体配置请参见“2.7  基于接口应用QoS策略”

缺省情况下，未应用QoS策略。

(6)     （可选）显示重标记的相关配置信息。

display traffic behavior user-defined [ behavior-name ] [ chassis chassis-number slot slot-number ]

6 附录

6.1  附录 A 缩略语表

表6-1 附录 A 缩略语表

6.2  附录 C 各种优先级介绍

6.2.1  IP优先级和DSCP优先级

图6-1 ToS和DS域

如图6-1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6-2 IP优先级说明

表6-3 DSCP优先级说明

6.2.2  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6-2 带有802.1Q标签头的以太网帧

如图6-2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6-3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6-3 802.1Q标签头

表6-4 802.1p优先级说明