网络规划与设计第9讲.ppt

1、4.2 QoS设计设计 园区网中，除传统的Web、E-Mail、FTP等数据业务，还可能承载着语音电话、电视会议、视频监控、生产调度等业务，这些业务有一个共同特点，即对带宽、延迟、延迟抖动等传输性能有着不同的需求。视频监控、电视会议需要高带宽、低延迟抖动;语音业务虽然不一定要求高带宽，但对时延抖动非常敏感，要求在拥塞发生时能优先传输;生产调度、控制系统等业务对带宽要求低但对时延和可靠性要求很高。QoS（Quality of Service，服务质量）是网络的一种服务质量保证机制。对于无时间限制的网络应用业务，比如Web应用、E-mail等，并不需要QoS。对于关键应用、实时应用和多媒体应用来说

2、，QoS就十分必要。因为当网络过载或拥塞时，QoS 能确保重要业务的数据包不被延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。4.2.1 QoS技术技术 采用适宜的QoS技术满足不同网络应用业务对网络提出的不同传输服务要求，是QoS设计的目标。通常QoS品质的度量指标如下：（1）带宽：表示分配给业务流的传输速率。通常通过流量监管（CAR）、流量整形（GTS）实现带宽调度。（2）时延(Latency)：表示业务流穿过网络时需要的平均时间。一般通过队列调度保证业务的时延需求。（3）时延抖动(Jitter)：表示业务流穿过网络的时间的变化，可通过拥塞避免等技术防止流量抖动。（4）丢包率（Drop Ratio）：

3、在网络中传输数据包时丢弃数据包的最高比率。数据包丢失一般是由网络拥塞引起的。可通过丢包算法来调整丢包率。4.2.1 QoS技术技术 为满足不同网络应用对带宽、时延、抖动、丢包率等传输性能的要求，不同的QoS技术在本质上都是采取分级/分类、标记、识别、排队、队列调度、丢包策略等技术来实现的。IEEE 802.1P 802.1P是IEEE 802.1Q(VLAN标签技术）标准的扩充协议，它们协同工作。IEEE 802.1Q标准定义了为以太帧添加的VLAN标签。VLAN标签有两部分：VLAN ID（12比特）和优先级（3比特）。但IEEE 802.1Q没有定义和使用优先级字段，而802.1P中定义了

4、该字段。802.1P中定义的优先级有8种。IEEE 802.1P使得第二层交换机能够提供流量优先级和动态组播过滤服务。标记了优先级的数据包会在园区网中的交换机、路由器中通过排队和调度机制得到相应的处理。尽管应由网络管理员决定实际的优先级，但IEEE仍作了建议：最高优先级7，应用于关键性网络流量，如路由选择信息协议（RIP）和开放最短路径优先（OSPF）协议的路由表更新。优先级6和5，主要用于时延敏感（delay-sensitive）应用程序，如交互式视频和语音。优先级4到1，主要用于受控负载（controlled-load）应用程序，如流式多媒体（streaming multimedia）和关

5、键性业务流量（business-critical traffic）。优先级0，是缺省值，并在没有设置其它优先级值的情况下自动启用。RSVP资源预留协议资源预留协议 资源预留协议RSVP是一种预留资源的信令协议（不携带用户数据的网络内部控制协议）。RSVP 是非路由协议,属于传输层协议。RSVP有以下特点。RSVP 可以在点对点传播和点对多点组播的网络通信应用中实行预留资源的申请,它可以动态调节资源的分配；RSVP 比较简单,它只为单向的数据流提供资源申请；RSVP 是面向接受端的,由数据流的接受端进行资源（带宽、队列等）申请并负责维护该数据流所申请的资源；RSVP 支持IPv4 和IPv6。Q

6、oS部署模型 QoS部署模型规定了多种QoS技术如何组合满足用户网络服务需求，当前主要存在两种部署模型：(1)Int-Serv（集成服务）模型 Int-Serv模型是一个综合服务模型，它的特点是应用程序在发送报文前要先向网络提出申请（通过RSVP实现）。可以提供端到端的QoS投递服务是Int-Serv的最大优点，其最大缺点是可扩展性不好（网络需为每个数据流维护一个软状态，数据流多到一定程度时存储和处理就不够了）。QoS部署模型（2）Diff-Serv模型 Diff-Serv（Differentiated Service，区分服务）模型是一种多服务模型，它通过携带在IP数据报头部的优先级参数（利

7、用原8位TOS、现DS字段中6位）来告知网络节点它的QoS需求。Diff-Serv具有良好的可扩展性，成为园区网（企业网）QoS部署的主流方案。Diff Serv部署模型的业务类型 对于Diff Serv部署模型，RFC4594把业务划分为12种类型：(1)网络控制 (7)呼叫信令 (2)语音业务 (8)事务处理 (3)广播视频 (9)网络管理 (4)桌面会议 (10）Bulk数据 (5)交互视频 （11）背景流量 (6)视频点播 （12）尽力服务Diff Serv部署模型的业务类型对于Diff-Serv模型的上述12种业务，从服务质量要求的角度，又可分为以下四类：（1）实时业务 包括语音业务

8、、呼叫信令、广播视频、交互视频、桌面会议等五类业务，共同特点是要求对于时延要求很高，如果延迟太长的话，就会引起语音、视频质量下降，影响用户最终体验。该类业务总带宽一般不超过45%。（2）带宽保证业务 包括网络控制、视频点播、网络管理、事务处理业务，总带宽约24%。该类业务共同特点是属于企业内部基本业务，需要保证一定带宽，对于时延不是很敏感。（3）尽力服务业务 也称为标准业务，通常DSCP/802.1P标记为0，总体上应当为尽力服务类别分配足够的带宽，建议预留至少25%。（4）背景传输业务 包括BULK数据和背景流量(非业务流量)，该类业务需要拥有适度的限制带宽，阻止其占用整个链路。一般带宽分配

9、5%。RFC4594业务业务分类分类业务说明业务说明流量比例流量比例网络控制网 络 控 制 平 面 业 务，如OSPF/BGP/VRRP/EIGRP等。2%语音业务VoIP业务包括G.711/G.729等语音流10%广播视频广播电视和视频监控业务，特点是丢包敏感，不具备重新发送和流控能力。10%桌面会议桌面多媒体协同应用软件，包括语音和视频的应用，如华为eSpace。10%交互视频室内部署的交互视频应用，具有语音和视频能力。如视频会议、高清视频等13%RFC4594业务业务分类分类业务说明业务说明流量比例流量比例呼叫信令IP语音和视频业务信令流。如SIP、H323、MGCP、VMP等2%事务处

10、理交互式的重要数据业务，如即时消息、ERP、数据库查询10%网络管理网络维护和管理业务。SNMP、SSH、Sys Log2%Bulk数据指非交互式“背景”业务，其特点是不需要等待业务响应，不会影响工作效率。如Email、FTP、文件共享等业务5%背景流量与公司业务无关，多是娱乐性的业务。如BT、eMule、YouTube等非组织性的内容1%尽力服务采用默认优先级0，大多数业务不进行优先级标记25%4.2.2 QoS设计要点设计要点（1）Intserv模型适用于需要绝对QoS保证的业务，或小型园区网；（2）Diff-Serv模型适用于无严格QoS要求的业务，大规模网络或园区网主干。（3）二层交换型网络或园区网接入层可用802.1P实现QoS，但所有二层交换机端口的队列数应该是一致的（例如都是8个队列）（802.1P允许最多8个队列，实际产品也有4/2个队列的）；（4）若选用Int-serv模型，所用第三层网络设备（路由器、L3交换机）都必须运行RSVP协议；（5）园区网各种网络应用的优先级，需网管员根据实际需要确定并配置(可参考RFC4594划分的12种业务类型的优先级)。