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

2 优先级映射

2.1 优先级映射简介

2.1.1 优先级介绍

2.1.2 优先级映射表

2.1.3 优先级映射配置方式

2.1.4 优先级映射过程

2.2 优先级映射配置任务简介

2.3 配置优先级映射表

2.4 配置优先级信任模式

2.5 配置端口优先级

2.6 优先级映射显示和维护

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 配置基于CAR列表的流量监管

3.2.2 配置基于ACL的流量监管

3.2.3 配置适配所有流的流量监管

3.2.4 配置基于上线用户的流量监管

3.3 流量监管显示和维护

4 全局CAR

4.1 全局CAR简介

4.1.1 聚合CAR

4.2 配置聚合CAR（非MQC方式）

4.3 全局CAR显示和维护

5 附录

5.1 附录 A 缩略语表

5.2 附录 B 缺省优先级映射表

5.2.1 优先级映射表

5.3 附录 C 各种优先级介绍

5.3.1 IP优先级和DSCP优先级

5.3.2 802.1p优先级

5.3.3 802.11e优先级

5.3.4 EXP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  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。

图1-2 各QoS技术在同一网络设备中的处理顺序

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2 优先级映射

2.1  优先级映射简介

优先级映射可以将报文携带的优先级字段映射成指定优先级字段值，设备根据映射后的优先级字段，为报文提供有差别的QoS服务，从而为全面有效的控制报文的转发调度等级提供依据。

2.1.1  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“5.3  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。

·     用户优先级（UP）：设备对于进入的流量，会自动获取报文的优先级作为后续转发调度的参数，这种报文优先级称为用户优先级。对于不同类型的报文，用户优先级所代表的优先级字段不同。对于二层报文，用户优先级取自802.1p优先级；对于三层报文，用户优先级取自IP优先级；对于MPLS报文，用户优先级取自EXP。

2.1.2  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（5.2  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。

2.1.3  优先级映射配置方式

优先级映射配置方式包括：优先级信任模式方式、端口优先级方式。

1. 优先级信任模式方式

配置端口的优先级信任模式后，设备将信任报文自身携带的优先级。通过优先级映射表，使用所信任的报文携带优先级进行优先级映射，根据映射关系完成对报文优先级的修改，以及实现报文在设备内部的调度。

2. 端口优先级方式

未配置端口的优先级信任模式时，设备会将端口优先级作为报文自身的优先级。通过优先级映射表，对报文进行映射。用户可以配置端口优先级，通过优先级映射，使不同端口收到的报文进入对应的队列，以此实现对不同端口收到报文的差异化调度。

2.1.4  优先级映射过程

对于接收到的以太网报文，根据优先级信任模式和报文的802.1Q标签状态，设备将采用不同的方式为其标记调度优先级。如图2-1所示：

图2-1 以太网报文优先级映射过程

2.2  优先级映射配置任务简介

优先级映射配置任务如下：

(1)     （可选）配置优先级映射表

(2)     配置优先级映射方式。

¡     配置优先级信任模式

¡     配置端口优先级

2.3  配置优先级映射表

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入指定的优先级映射表视图。

qos map-table { dot11e-lp | dot1p-lp | dscp-lp | lp-dot11e | lp-dot1p | lp-dscp }

(3)     配置指定优先级映射表的映射关系。

import import-value-list export export-value

缺省情况下，优先级映射表的映射关系请参见“5.2  附录 B 缺省优先级映射表”。

多次执行本命令，最后一次执行的命令生效。

2.4  配置优先级信任模式

1. 功能简介

配置优先级信任模式后，设备将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。

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。

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)     配置优先级信任模式。

qos trust {  dot1p | dscp  } [ override ]

缺省情况下，设备未配置优先级信任模式。

设备不信任报文携带的优先级，会使用端口优先级作为报文的802.1p优先级进行优先级映射。

override参数表示通过优先级映射表取得的优先级将覆盖报文本身的优先级。

(4)     退回系统视图。

quit

2.5  配置端口优先级

1. 功能简介

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。

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)     配置端口优先级。

qos priority priority-value

缺省情况下，端口优先级为0。

2.6  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2-1 优先级映射显示和维护

3 流量监管

3.1  流量监管简介

为了使有限的网络资源能够更好地发挥效用，更好地为更多用户提供服务，就必须对流量加以限制。流量监管、流量整形和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。

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

流量监管就是对流量进行控制，通过监督本节点中的流量速率，对超出规格部分的流量进行“惩罚”，使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50%以上的网络带宽。如果发现流量超出规格，则丢弃超规格部分的流量。

图3-1 流量监管示意图

流量监管还可以对所监管流量进行差异化处理，依据不同的评估结果，实施不同的监管动作。这些动作包括转发、丢弃、重新标记优先级再转发。

3.2  配置流量监管

3.2.1  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 | mpls-exp mpls-exp-value | 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。

（绝对值配置方式）

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 ] *

（百分比配置方式）

qos car { inbound | outbound } carl carl-index percent cir cir-percent [ cbs cbs-time [ ebs ebs-time ] ] [ green action | red action | yellow action ] *

qos car { inbound | outbound } carl carl-index percent cir cir-percent [ cbs cbs-time ] pir pir-percent [ ebs ebs-time ] [ green action | red action | yellow action ] *

缺省情况下，接口上未应用CAR策略。

3.2.2  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。

（绝对值配置方式）

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 ] *

（百分比配置方式）

qos car { inbound | outbound } acl [ ipv6 ] acl-number percent cir cir-percent [ cbs cbs-time [ ebs ebs-time ] ] [ green action | red action | yellow action ] *

qos car { inbound | outbound } acl [ ipv6 ] acl-number percent cir cir-percent [ cbs cbs-time ] pir pir-percent [ ebs ebs-time ] [ green action | red action | yellow action ] *

缺省情况下，接口上未应用CAR策略。

3.2.3  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。

（绝对值配置方式）

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 ] *

（百分比配置方式）

qos car { inbound | outbound } any percent cir cir-percent [ cbs cbs-time [ ebs ebs-time ] ] [ green action | red action | yellow action ] *

qos car { inbound | outbound } any percent cir cir-percent [ cbs cbs-time ] pir pir-percent [ ebs ebs-time ] [ green action | red action | yellow action ] *

缺省情况下，接口上没有应用CAR策略。

3.2.4  配置基于上线用户的流量监管

1. 功能简介

用户通过身份认证后，认证服务器会将与用户账户绑定的User Profile名称下发给设备，设备可以通过User Profile视图下配置CAR策略来对上线用户进行流量监管：当用户数据流量符合承诺速率时，允许数据包通过；用户数据流量不符合承诺速率时，丢弃数据包，只要用户上线，认证服务器会自动下发相应的User Profile，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。

2. 配置步骤

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     进入User Profile视图。

user-profile profile-name

(3)     在User Profile下应用CAR策略。

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

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

缺省情况下，在User Profile下没有应用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的运行情况，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 全局CAR

4.1  全局CAR简介

全局CAR是在全局创建的一种策略，所有应用该策略的数据流将共同接受全局CAR的监管。全局CAR分为聚合CAR和分层CAR。

4.1.1  聚合CAR

聚合CAR是指能够对多个业务流使用同一个CAR进行流量监管，即如果多个端口应用同一聚合CAR，则这多个端口的流量之和必须在此聚合CAR设定的流量监管范围之内。

4.2  配置聚合CAR（非MQC方式）

(1)     进入系统视图。

system-view

(2)     配置聚合CAR。

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

qos car car-name aggregative 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，未配置聚合CAR。

(3)     进入接口视图。

interface interface-type interface-number

(4)     在接口上应用聚合CAR。

qos car { inbound | outbound } { any | acl [ ipv6 ] acl-number } name car-name

缺省情况下，未在接口上应用聚合CAR。

4.3  全局CAR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全局CAR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命令可以清除全局CAR统计信息。

表4-1 全局CAR显示和维护

5 附录

5.1  附录 A 缩略语表

表5-1 附录 A 缩略语表

5.2  附录 B 缺省优先级映射表

5.2.1  优先级映射表

表5-2 dot1p-lp缺省映射关系

表5-3 dot11e-lp缺省映射关系

表5-4 dscp-lp缺省映射关系

表5-5 lp-dot1p、lp-dot11e、lp-dscp缺省映射关系

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5.3  附录 C 各种优先级介绍

5.3.1  IP优先级和DSCP优先级

图5-1 ToS和DS域

如图5-1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5-6 IP优先级说明

表5-7 DSCP优先级说明

5.3.2  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5-2 带有802.1Q标签头的以太网帧

如图5-2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5-3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5-3 802.1Q标签头

表5-8 802.1p优先级说明

5.3.3  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5-4 802.11e的帧结构

5.3.4  EXP优先级

EXP优先级位于MPLS标签内，用于标记MPLS QoS。

图5-5 MPLS标签的封装结构

在图5-5中，Exp字段就是EXP优先级，长度为3比特，取值范围为0～7。