QOS的队列及拥塞管理教学内容
QoS培训--3-4 拥塞管理与拥塞避免
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CQ：Custom Queuing
CQ
0
1
10％
2
10％
3
5％
调度
4
10％
一共17个队列
16
20％
round robin，每次从 一个队列取定制的字 节数目(队列0为高优 先级)
CQ（custom Queuing）可以支持17个队列，队列0用于系统队列，队列0和其
他队列之间是SP的关系，只有队列0排空以后才能为其他队列提供服务，队
学完本课程后，您应该能：
理解拥塞管理与拥塞避免的原理。 掌握拥塞管理与拥塞避免的方法。
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目录
拥塞管理 拥塞避免
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拥塞与拥塞管理
流量从高速端口流向低速端口会在低速端口上产生拥塞，如图A； 流量从多个端口流向同一个端口会在汇聚端口上产生拥塞，如图B 拥塞管理是指网络在发生拥塞时，如何进行管理和控制。处理的 方法是使用队列调度技术。将所有要从一个接口发出的报文进入 多个队列，按照各个队列的优先级进行处理。通过适当的队列调 度机制，可以优先保证某种类型的报文的QoS 参数，例如带宽、 时延、抖动等。
拥塞管理与拥塞避免
前言
当网络中间歇性的出现拥塞，时延敏感业务要求得到比非时延敏感业务更 高质量的QoS服务时，需要进行拥塞管理。拥塞避免是指通过监视网络资 源（如队列或内存缓冲区）的使用情况，在拥塞发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解除网络过载的一种流量控制机制。
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培训目标
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PQ：Priority Queuing
需由此接口 发送的报文
分类
队列 high
medium nomorl
迈普技术支持培训学员手册-QOS原理及配置
QOS原理及配置学员手册课程纲要迈普公司成立于１９９３年，是一家专业从事数据通信设备研究、生产、销售、维护的高新技术企业。
公司目前拥有路由器、交换机、ＩＰ电话设备、网络安全设备、综合接入设备等５大产品线。
本次课程通过理论和实机演示结合的方法，介绍ＱＯＳ问题的产生、解决模型，并通过实际演示练习让学员对常用的几种ＱＯＳ技术的使用环境、参数调试方式有一个初步的了解。
课程目的：１、让学员了解ＱＯＳ问题的产生，以及解决ＱＯＳ问题的服务模型。
２、让学员了解常用的几种ＱＯＳ技术的基本原理。
３、通过练习让学员熟悉队列技术、流量监管、流量整形的基本应用配置、调试方法。
课程内容１、ＱＯＳ技术概念２、ＱＯＳ服务模型３、拥塞问题４、常用队列技术原理及配置５、流量监管６、流量整形关于讲师•ÉÈ*第一单元QOS技术概念ＱＯＳ的含义是，是一系列技术的集合。
第二单元QOS服务模型Ｑ０Ｓ的３种服务模型，分别是：、、。
Ｂｅｓｔ－Ｅｆｆｏｒｔｓｅｒｖｉｃｅ是目前Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的模型，主要实现技术是。
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｅｒｖｉｃｅ的主要实现技术是。
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄｓｅｒｖｉｃｅ的主要实现技术有和。
第三单元拥塞问题拥塞产生的原因有和。
拥塞避免技术主要包括：、、。
拥塞管理的概念是，主要采用的技术为。
常用的队列技术有，，，，。
第四单元常用队列技术原理及配置ＦＩＦＯ基本工作原理：ＦＩＦＯ是路由器的队列。
ＰＱ分为４个队列，分别是、、、。
ＰＱ基本工作原理：ＰＱ配置调试心得：ＣＱ分为个队列，队列的两个重要参数是和。
ＣＱ基本工作原理：ＣＱ配置调试心得：ＦＱ的基本工作原理：ＣＢＷＦＱ基本工作原理：ＬＬＱ的概念是，与ＣＢＷＦＱ其他队列的关系是。
ＣＢＷＦＱ／ＬＬＱ配置调试心得：第五单元流量监管ＣＡＲ的概念是：，是通过技术实现的。
ＣＡＲ作用于队列机制之。
ＣＡＲ基本工作原理：ＣＡＲ配置调试心得：第六单元流量整形ＧＴＳ的概念是：，是通过技术实现的。
QoS教程详解
14
优先级与队列的映射
COS值的范围0-7，每个值对应一个输出队列 优先级与队列的映射
COS
队列 4 4 3 3 2 2 1 1
15
7
6 5 4 3 2 1 0
1:low queue 2:normal queue 3:medium queue 4:high queue
高低优先调度
重要业务要求在拥塞发生时优先获得服务以减小响应延迟 在队列调度时，根据高低优先队列之间的轮循比值来转发报
设为16 1.配置一个与TCP端口30000上的数据包匹配的访问列表
access-list 100 permit tcp any any eq 30000
2.使用类别映射表配置一个通信流配置文件 class-map TCP-PORT-30k match access-group 100 exit
26
27
任务五：配置所有的出站队列，将COS值设为4 6 和7的通信流 加入队列3中，CoS值5的通信流加入到队列4中
1.同时配置多个接口 int range fa1/1 – 24 2.接口上配置适合的CoS映射关系 wrr-queue cos-map 4 5 wrr-queue cos-map 3 4 6 7 exit
high
按规定的速度向桶中存放令牌
medium
分类
继续发送
须由此接口 发送的数据流
normal
令牌桶 丢弃
low
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拥塞管理和队列调度
流 分 类
high medium normal 输出队列 low
队列机制
高低优先级队列
严格优先级队列 加权轮循队列 最大时延加权轮循队列
局域网组建方法中的网络QoS配置与管理
局域网组建方法中的网络QoS配置与管理在局域网的组建和管理中，网络QoS（Quality of Service，服务质量）的配置和管理起着至关重要的作用。
通过合理配置和管理网络QoS，可以提高局域网的性能，保证数据传输的稳定性和可靠性。
本文将介绍局域网中网络QoS配置与管理的方法和技巧。
一、网络QoS的概念和作用网络QoS是指在网络传输过程中，根据不同的应用和服务类型，对网络资源进行合理调度和分配，以保证特定应用或服务的性能要求得到满足的一种技术手段。
网络QoS的配置和管理能够有效地提高数据传输的效率和质量，降低网络延迟和拥塞情况的发生，从而提升用户的网络体验。
二、网络QoS配置与管理的方法1. 流量分类和标记：在局域网中，不同的应用和服务对网络的需求是不同的。
通过对流量进行分类和标记，可以根据不同的应用类型和特点进行针对性的配置和调整。
常见的流量分类标记技术有DSCP （Differentiated Services Code Point）、IP Precedence等。
2. 带宽管理和分配：合理的带宽管理和分配是网络QoS的关键。
根据不同的应用需求和用户数量，对局域网的带宽进行合理的划分，确保重要应用和服务能够获得足够的带宽资源，避免因为网络拥塞引起的性能下降。
3. 建立优先级队列：设置优先级队列可以保证高优先级流量在网络传输中获得更高的优先级，从而提高其传输速率和稳定性。
通过合理设置队列的优先级和权重，可以保证关键应用的网络性能，确保其正常运行。
4. 流量整形和控制：通过流量整形和控制技术，可以对流量进行限制和调整，防止网络资源被某一应用或服务长时间占用。
合理设置流量整形和控制策略，可以有效地平衡不同应用间的带宽利用率，提高网络的整体性能。
5. 建立QoS策略：根据局域网的具体需求和应用场景，制定合适的QoS策略。
QoS策略需要根据网络现状和用户需求来确定，可以结合流量统计和监控数据，根据实际情况进行动态调整和优化。
Qos培训
培训内容介绍Q o s概述Q o s服务模型拥塞管理拥塞避免流量整形和速率约定Q o s配置命令内容介绍Q o s概述Q o s服务模型拥塞管理拥塞避免流量整形和速率约定Q o s配置命令Qos概述--什么是QosQ o S，Q u a l i t y o f S e r v i c e，服务质量是指允许用户在吞吐量、延迟抖动、延迟，丢包率等方面获得可预期的服务水平的一系列技术的集合Qos概述--为什么引入Qos当前的I n t e r n e t状况是：报文的带宽、延迟、延迟抖动、丢包率不能预期。
传统IP网络中，所有的报文都无区别的对待。
人们对I n t e r n e t的期望是：报文的带宽、延迟、延迟抖动、丢包率能得到一定的保证，既能满足V o I P，V P N，电子商务等的要求，又能满足向e m a il这样对时间延迟不敏感的应用的需求。
在梦想和现实之间的便是：为I n t e r n e t提供支持Q o S的能力Qos概述--Qos的功能支持为用户提供专用带宽减少报文的丢失率避免和管理网络拥塞流量整形设置报文的优先级内容介绍Q o s概述Q o s服务模型拥塞管理拥塞避免流量整形和速率约定Q o s配置命令Qos服务模型服务模型，是指一组端到端的Q o s功能B e s t-E f f o r t s e r v i c eI n t e g r a t e d s e r v i c e(I n t s e r v)D i f f e r e n t i a t e d s e r v i c e(D i f f s e r v)D iffS e r v-A w a r e T r a f f i cE n g i n e e r i n g(D S-T E)Best-Effort serviceB e s t-E f f o r t是单一的服务模型，也是最简单的服务模型。
应用程序可任意发送任意报文，不需要事先得到批准或通知网络网络尽最大可能发送这些报文，但对时延，可靠性等性能不提供任何保障B e s t-E f f o r t s e r v i c e是目前I n t e r n e t的缺省服务模型，主要实现技术是先进先出队列Integrated serviceI n t e g r a t e d s e r v i c e是一个综合服务模型，它可以满足多种Q o s需求这种服务模型在发送报文前，需要向网络申请特定服务。
网络设计 Qos原理及配置PPT课件
IntServ模型
为应用提供可控制的、端到端的服务 网络单元支持QoS的控制机制 应用程序向网络申请特定的QoS服务 信令协议在网络中部署QoS请求 RSVP是主要使用的信令协议
5
RSVP原理
我要预留 2Mbps带宽
OK！
OK！
OK！
我要预留 2Mbps带宽
OK！
开始通信
6
RSVP的问题
12
CAR 配置命令
定义规则 qos carl carl-index { precedence precedence-value | mac mac-address }
在接口上应用CAR策略或ACL qos car { inbound | outbound } { any | acl acl-number | carl carl-index } cir committed-information-rate cbs committedburst-size ebs excess-burst-size green action red action
. 基于DS域 . 基于其他特征 - 流量调整 . 测量 . 标记 . 丢弃 . 整形
不同DS区域可有不同的PHB，以实现不同的服务提供策略，它们之间通过 SLA与TCA协调提供跨区域服务： . SLA：服务等级协定，关于业务流在网络中传递时所应当获得的待遇。 . TCA：流量调整协定，关于业务分类准则、业务模型及相应处理的协定。
课程内容
QoS 的基本概念 报文的分类和标记 流量监管及整形 拥塞管理及避免 QoS调试
1
QoS的基本概念
QoS: Quality of Service（服务质量）是指网络通信过程中， 允许用户业务在丢包率、延迟、抖动和带宽等方面获得可预期 的服务水平
qos详细
Quality of Service (QoS)第一部分 Qos的定义拥塞产生的原因：∙以太网络速度不匹配：当速度不同的网络设备进行通信的时候，就可能导致网络的拥塞。
例如，吉比特以太网上的服务器将数据发送给10M以太网上的服务器的时候，由于交换机的缓冲空间限制，可能导致10M以太网上的服务器出战接口发生拥塞。
∙多对一交换：当采用多对一的方式聚集交换机时，就可能导致网络的拥塞。
例如，多台接入层交换机连接到同一台分布层交换机的时候，这些接入层交换机的交换矩阵的的带宽总和通常超过了分布层交换机的交换机矩阵的能力∙聚集：当多台以太网设备通过一台以太网连接进行通信或与单台网络设备/服务器通信的时候，就可能导致网络的拥塞∙异常行为：网络设备的硬件/软件故障可能导致广播风暴或其它类型的网络风暴，进而使多个接口发生拥塞。
软件故障包括计算机蠕虫和病毒，导致数据包风暴，进而拥塞企业或ISP的网络。
以上情况下都有可能会导致数据包在传输的过程中丢失或延迟。
拥塞不是唯一影响网络可用性和稳定性的因素，即使在有足够带宽的多层交换网络中，也存在延迟(Delay)、抖动(Jitter)和丢包(packet less)，对于一些对延迟很敏感的应用(如语音)就需要有服务质量保障（Qos）。
Qos的定义Qos可从多个不同途径来定义，将所有这些定以结合在一起将会得到所有定义中最好的一个。
从技术角度而言，Qos是网络中管理数据流的可用带宽、延迟、抖动以及分组丢弃的技术集合。
所有的Qos机制的目的就是影响这4个特征中的至少一个，某些情况下甚至是全部。
1．可用的带宽带宽本身的定义是在特定的网络介质或者协议中额定的吞吐量。
带宽的本身缺乏的吞吐量，当多个流量在一个受限的带宽上传送的过程时，就会产生对带宽的竞争来抢占发送自己的数据。
带宽的使用最大的带宽：从主机到服务器所经过的所有链路带宽中最小的带宽值如：(10M、256K、512K、100M)中最小的带宽256K，作为最大的带宽可用的带宽：最大的带宽/流量的个数当服务器发送一个大文件（如视频），为了保证文件的流畅型就必须保证一个大的可用的带宽来支持。
QOS原理及其应用教材
IP QoS 的引入（续）
解决这个问题的一个途径是增加网络的带宽，但带宽的增加毕 竟有限，而且代价昂贵，它只能从一定程度上缓解这个问题。
保证服务质量的另一个途径是：
执行队列机制进行拥塞管理：如FIFO、PQ、CQ、WFQ、 CBWFQ
执行随机早期检测进行拥塞避免
执行通过流量整形进行流量平滑
执行约定访问速度进行流量限制
的
流量整形
流量整形（shaping）是一种主动调整流 量输出速率的措施。一个典型的应用是 基于下游网络结点的car的指标控制流量 的输出
流量整形和流量监管的主要区别
1、流量整形对流量监管中需要丢弃的 包进行缓存－－通常放入缓冲区或队列 如放入wfq队列。
2、整形可能增加延时，而监管几乎不 引入额外的延时
RFC1122 RFC1349
B Z
Ip type os service RFC791
标准的PHB
PHB：DS节点对待定的行为集合（behabior aggregate）使用的转发行为
DS节点通过判别分组头中的DS域来执行PHB。 PHB的种类：
默认：即best effort，DS节点应为这种PHB预 留最小带宽，默认PHB对应的DS编码 <000000>. 类别选择：主要用于与过去的IP头的 percedence处理兼容，DS编码<xxx000>.
high queue middle queue
发送的分组
normal queue
分类
bottom queue
调度 发送队列
队列机制（续）－－cq队列
CQ用户可配置队列间占用的带宽比例关系
vlanid （12bit）
DIFFSERV的业务分类和调整
QOS各种队列详解(FIFO,FQ,CBWFQ,PQ)
QOS各种队列详解(FIFO,FQ,CBWFQ,PQ) 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。
每种队列算法都是用以解决特定的网络流量问题，并对带宽资源的分配、延迟、抖动等有着十分重要的影响。
这里介绍几种常用的队列调度机制。
1. FIFO（先入先出队列，First In First Out Queuing）图9 先入先出队列示意图如上图所示，FIFO按照时间到达的先后决定分组的转发次序。
用户的业务流在某个设备能够获得的资源取决于分组的到达时机及当时的负载情况。
Best-Effort报文转发方式采用的就是FIFO的排队策略。
如果设备的每个端口只有一个基于FIFO的输入或输出队列，那么恶性的应用可能会占用所有的网络资源，严重影响关键业务数据的传送。
每个队列内部报文的发送（次序）关系缺省是FIFO。
2. PQ（优先队列，Priority Queuing）图10 优先队列示意图PQ队列是针对关键业务应用设计的。
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。
PQ可以根据网络协议（比如IP，IPX）、数据流入接口、报文长短、源地址/目的地址等灵活地指定优先次序。
优先队列将报文分成4类，分别为高优先队列（top）、中优先队列（middle）、正常优先队列（normal）和低优先队列（bottom），它们的优先级依次降低。
缺省情况下，数据流进入normal队列。
在队列调度时，PQ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。
PQ的缺点是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。
第4讲--网络服务质量控制
4.1 QoS的基本概念
QoS需求示例
语音业务QoS需求
视频业务QoS需求
丢包率不超过1% 单向时延不超过150 ～200ms 平均抖动不应超过 30ms 每个呼叫需要21～ 106kb/s的保证优先 带宽
丢包率不应超过2％ 单向时延不应超过1s 平均抖动不应超过1s 带宽需求依赖于视频 流的编码和速率
主要承载数据业务，采用尽力传送（Best Effort）的方式， 服务质量显得无关紧要
当前的IP网络
由一个单纯的数据网络转变为具有商业价值的多业务承载网， IP网络必须为其所承载的每一类业务提供相应的服务质量
4.1 QoS的基本概念
1.为什么需要QoS？
应用对延时、丢包、抖动等参数非常敏感； 在网络中总有一些诸如传输时延、处理延时、CRC错 误之类不可调整的因素存在； 在网络中还存在如缓冲延时、丢包率等和链路有关的 因素存在； 在绝大多数的网络中都存在一定程度的拥塞； 不能总用增加带宽的方式来解决问题； 在这种情况下最好的解决方案就是应用一个“可保证 ”的策略。
4.1 QoS的基本概念
2. QoS的基本测度
抖动
Jitter=abs(T1-T2)
抖动用于衡量网络时延的稳定性，单位为ms。 同一个数据流的不同数据包，在网络中经历的延迟可能不同， 从而产生抖动。 抖动对实时应用的影响较大，如语音、视频等应用，会造成失 真。
4.1 QoS的基本概念
2. QoS的基本测度
网络丢包
网络丢包用于衡量网络的可靠性，单位为pps或者百分比。 网络发生拥塞的情况下，由于所有队列被占满，必然导致部分数据包被丢 弃。 通过拥塞管理技术可以实现区分式服务，保证关键数据流优先转发。
基础局域网的QoS管理
基础局域网的QoS管理在基础局域网中，为了保证网络性能和用户体验，实施QoS （Quality of Service）管理是至关重要的。
QoS管理旨在实现对网络流量的优化和控制，以确保关键应用程序和服务能够稳定运行，并提高整体网络效率。
本文将介绍基础局域网的QoS管理的基本原理、常用技术和实施方法。
1. QoS管理的基本原理QoS管理的基本原理是根据网络流量的特征和优先级进行分类和调度，以保障重要数据的传输和处理优先级高于一般数据。
通过设置不同的服务质量等级（QoS Class），对网络流量进行差异化处理和分配资源。
主要包括带宽管理、流量控制、排队以及优先级标记等策略。
2. 基础局域网的QoS技术2.1 DiffServ（区分服务）DiffServ是一种通过在IP数据包头部添加特殊标记（DSCP）来区分不同服务质量的技术。
通过设置不同的DSCP值，可对数据包进行分类和优先处理。
这种技术适用于基于IP的局域网，能够在网络核心路由器上实施。
2.2 VLAN（虚拟局域网）VLAN技术是通过将物理局域网划分为多个逻辑子网，使得不同子网中的设备可以相互隔离和独立配置。
通过配置VLAN，可以对不同的网络流量进行隔离和控制，从而实现网络性能的保障。
2.3 优先级队列（Priority Queueing）优先级队列是一种基于队列的服务策略，可为不同的数据流设置不同的优先级。
在网络发生拥塞时，优先级高的流量将优先被处理和传输，保证了重要应用的服务质量。
3. 基础局域网的QoS管理实施方法3.1 带宽保障通过配置带宽限制和流量控制策略，保证关键应用的带宽需求得到满足。
可以使用流量控制器等设备，对网络流量进行监测和调整，确保带宽资源的合理分配和使用。
3.2 服务分类和标记根据不同应用的需求，将数据流量进行分类，并进行优先级标记。
可以使用DiffServ等技术，按照不同的服务等级进行标记和分配。
通过标记和分类，可以实现对不同数据流量的优化和调度。
QOSQueue（队列）一
QOSQueue（队列）一一、思科队列技术除了FIFO外，还有： 1、Weight fair queuing（WFQ） 2、Flow-based weighted fair queuing 3、Class-based weighted fair queuing（CBWFQ） 4、Low latency queuing（LLQ） 二、WFQ 1、WFQ在2M以下的链路上（E1）被默认激活，在x.25或compressed ppp上默认为disable。
E3或T3以上的局域网链路或串行链路不支持WFQ 2、WFQ分4种类型：flow-based,distributed,class-based,distributed class-based 3、WFQ配置示例（1）： r1(config-if)# fair-queue {congestion-discard-threshold} //拥塞丢弃门限值，可取1-512，默认为64 4、WFQ配置示例（2）： r2(config)#interface serial 1 r2(config-if)# encapsulation frame-relay r2(config-if)# fair-queue 128 r2(config-if)# bandwidth 56 三、Class-based Weighted Fair Queuing（CBWFQ） 1、接口带宽/类带宽＝weight //类带宽越大，权越小，优先级越高 2、配置示例（1）： step1(config)# class-map xxx step1(config-cmap)# match access-group 101 step1(config-cmap)# match input-interface s0/0 step1(config-cmap)# match protocol tcp step1(config-cmap)# match ip precedence tos step2(config)# policy-map yyy step2(config-pmap)# class xxx step2(config-pmap-c)# bandwidth 64 step2(config-pmap-c)# queue-limit 128 //尾丢弃 step2(config-pmap-c)# random-detect 128 //WRED,随机早期检测 //默认情况下，class class-default 采用 flow-based WFQ step3(config)# interface s0/0 step3(config-if)# service-policy output yyy 3、配置示例（2）： router(config)# access-list 101 permit udp host 10.10.10.10 host 10.10.10.20 range 16382 20000 //定义语音流量 router(config)# access-list 102 permit udp host 10.10.10.10 host 10.10.10.20 range 53000 56000 //定义视频流量 router(config)# class-map class1 router(config-cmap)# match access-group 101 router(config-cmap)# exit router(config)# class-map class2 router(config-cmap)# match access-group 102 router(config-cmap)# exit router(config)# policy-map policy1 router(config-pmap)# class class1 router(config-pmap-c)# bandwidth 3000 //3M带宽 router(config-pmap-c)# queue-limit 30 //尾丢弃，30个包 router(config-pmap-c)# exit router(config-pmap)# class class2 router(config-pmap-c)# bandwidth 2000 //默认WFQ，64个包 四、LLQ router(config)# policy yyy router(config-pmap)# class xxx router(config-pmap-c)# priority 30 在定义LLQ时，bandwidth,queue-limit,random-detect命令不能同时使用 vying：竞争的 //vie的现在分词 perceive：察觉、看见、知觉 discriminator：鉴别器、辨别者、歧视者 interleave：交错 crest：波峰 through：波谷分类 在有区别地对待和处理网络通信流之前，首先需要对通信流和"标记"或"颜色"进行分类，以保证特殊的数据包能够得到与其它数据包不同（或更好）的对待和处理。
QOS技术原理及配置优质PPT课件
RSVP原理
我要预留
2Mbps带宽
OK！
我要预留
2Mbps带宽
OK！
OK！
开始通信
OK！
报文分类及标记
ACL , IP优先级
• 报文分类及标记是QoS 执行服务的基础
• 报文分类使用技术：ACL和IP优先级
• 根据分类结果交给其它模块处理或打标记（着色）
供核心网络分类使用
流分类
流即业务流（traffic），指所有通过交换机的报文。
的报 文将之标记为其它的802.1p 优先级后再进行转发；
改变DSCP 优先级并转发：比如对评估结果为“符合”或
者
“不符合”的报文，将之标记为其它的DSCP优先级后再进
行转发
流量整形
TS 示意图
端口限速
端口限速（Line Rate）是指基于端口的速率限制，它对
端口接收或发送报文的总速率进行限制
端口限速也是采用令牌桶进行流量控制。如果在设备的
A
网络传输延时
端到端的延时
处理延时
时间t
抖动
Int3
发送
1
2
D2
D3=D2=D1
1
D1
接收
带宽限制
10M
IP
我要2M
QoS技术优点
• 可以限制骨干网上FTP（文件传输）使用的带
宽，也可以给数据库访问以较高优先级
• 对于ISP（互联网服务提供商），其用户可能
传送语音、视频或其他实时业务，QoS使ISP
流分类（traffic classification）是指采用一定的规
则识别符合某类特征的报文，它是有区别地进行
服务的前提和基础。
分类规则：
《QOS网络服务质量》PPT课件
R1#sh ip int s0
Serial0 is administratively down,line protocol is down
Internet protocol processing disabled
R1#sh int s0
Serial0 is administratively down, line protocol is down
整理ppt
2
1. 过滤流量
R2(config)#access-list 101 permit ospf any any R2(config)#access-list 101 permit eigrp any any
R2(config)#access-list 102 permit ip any 192.168.0.1 0.0.0.0 R2(config)#access-list 102 permit ip host 192.168.0.1 any
R2(config)#access-list 103 permit tcp any host 192.168.0.1 eq 23 R2(config)#access-list 103 permit tcp any host 192.168.0.1 eq 21 R2(config)#access-list 103 permit tcp any host 192.168.0.1 eq 20
5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
0 packets put, 52588119 bytes, 0 no buffer
Received 0 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles
Qos领域路由器QOS队列培训胶片
FIFO队列
先进先出队列（First In First Out Queuing, FIFO）
需由此接口 发送的报文
队列 FIFO
说明：
紧急报文 次紧急报文 非紧急报文
出队调度 离开接口的报文
11
FIFO队列
入队机制：按照报文到达时间先后进行入队 出队机制：先入的报文先出队 丢弃策略：尾丢弃
5
拥塞管理技术
➢每个接口都有硬件队列和软件队列 ➢硬件队列始终使用FIFO队列 ➢软件队列根据实际需求可灵活配置
www.h3c.coBiblioteka
6
7
小结
※ 队列生效条件是什么？
✓ 报文到达出接口速率大于接口能发送报文速率
※ 入软件队列条件又是什么？
饿死 了。。。
普通客户
● ● ●
银牌客户
●●● ●●●
金牌客户
●●●
19
PQ队列
入队机制：按照不同特征入相应队列 出队机制：优先级高的队列先出队，当优先级高队列中没
有报文时，优先级低队列中报文才可以出队 丢弃策略：尾丢弃
20
PQ优缺点
PQ的优点：
高优先级队列报文能被优先调度 Top队列延时低
qos pql 1 queue top queue-length 100
qos pql 1 queue middle queue-length 100
qos pql 1 queue normal queue-length 100
qos pql 1 queue bottom queue-length 100
✓ 按报文到达时间的先后进行入队 ✓ 先入队的报文先出队 ✓ 尾丢弃
QoS教程详解范文
QoS教程详解范文QoS（Quality of Service）是网络中一种用于控制、管理和提高网络性能的技术。
它可以确保不同应用程序或服务在网络中具有不同的优先级和资源分配，从而保证网络传输的质量和效率。
本文将从QoS的基本概念、实现方式、常见策略以及应用场景等方面进行详细介绍，以帮助读者更好地了解和应用QoS技术。
首先，我们来了解一下QoS的基本概念。
QoS是为了解决网络传输中存在的延迟、丢包、带宽不足等问题而提出的一种技术。
通过合理地分配带宽、设置优先级和调整传输机制等手段，可以提高网络服务的质量和用户体验。
QoS可以在网络中的每个节点或者特定网络设备上实施。
它可以根据不同的应用和业务需求，对网络流量进行分类、调度和控制，从而实现带宽管理、流量控制和拥塞避免等功能。
QoS的实现方式通常包括流量分类、流量调度和流量控制等几个步骤。
首先，流量分类是将网络中的数据包或流量进行分类，将不同类型的流量进行标记和区分。
这可以通过端口号、协议类型、IP地址或者服务类型等参数来实现。
接下来，流量调度是根据分类结果来调度和分配带宽资源，确保高优先级的流量能够优先传输。
最后，流量控制是为了避免网络拥塞或资源过度占用，通过限制或调整流量的传输速率来控制网络的负载和性能。
QoS的常见策略包括带宽控制、优先权调度和拥塞避免等。
带宽控制是为不同的应用程序或服务分配不同的带宽资源，以确保每个应用都能获得足够的带宽进行正常运行。
优先权调度是为不同的流量设置不同的优先级，并按照优先级进行调度和传输。
这样可以确保高优先级的流量在网络中得到更好的传输效果。
拥塞避免是通过监测和识别网络中的拥塞现象，并采取合适的策略来避免和调整网络拥塞，以提高网络的可靠性和性能。
总结起来，QoS是一种重要的网络技术，可以用于控制和管理网络流量，提高网络性能和服务质量。
通过合理地分配带宽、设置优先级和调整传输机制等手段，QoS可以确保不同应用程序或服务在网络中具有不同的优先级和资源分配。
QOS的队列及拥塞管理
Q O S的队列及拥塞管理-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN队列及拥塞管理队列及拥塞管理拥塞管理的中心内容是当拥塞发生时如何制定一个策略，用于决定报文转发的处理次序和丢弃原则，一般采用队列技术。
队列指的是在缓存中对报文进行排序的逻辑。
当流量的速率超过接口带宽或超过为该流量设置的带宽时，报文就以队列的形式暂存在缓存中。
报文离开队列的时间、顺序，以及各个队列之间报文离开的相互关系则由队列调度算法决定。
说明：路由器转发平面的流量管理器TM（Traffic Manager）上有一些高速缓存，用于报文的缓冲和转发，缓存由所有端口共享，各端口竞争使用。
为了避免有的端口长时间抢不到缓存而出现断流，路由器给每个端口分配了一块最小可用缓存，并且分配到端口的各个队列上，保证每个队列均有缓存可用。
当TM收到报文时，将报文放入缓存，网络不拥塞时，报文能被及时转发，不会在缓存中产生堆积。
这种情况下报文在缓存中的时间为μs级，延迟时间可以忽略不计。
当网络拥塞时，报文在缓存中产生堆积，被延迟处理，延迟时间会大幅增加。
延迟时间的大小主要取决于队列的缓存长度以及该队列获得的输出带宽，可以使用如下公式计算时延：队列时延 = 队列缓存长度 / 队列输出带宽华为路由器设备的每个端口上都有8个下行队列，称为CQ（Class Queue）队列，也叫端口队列（Port-queue），分别为BE、AF1、AF2、AF3、AF4、EF、CS6和CS7。
单个队列的报文采用FIFO（First In First Out）原则入队和出队。
图1 报文入队出队方式队列调度算法本文介绍几种常见队列调度算法：先进先出FIFO（First In First Out）严格优先级SP（Strict Priority）轮询RR（Round Robin）加权轮询WRR（Weighted Round Robin）差分轮询DRR（Deficit Round Robin）差分加权轮询DWRR（Deficit Weighted Round Robin）加权公平队列WFQ（Weighted Fair Queuing）FIFOFIFO不对报文进行分类。
QoS的队列和拥塞控制
QoS的队列和拥塞控制一、队列策略队列调度策略是QOS中针对接收报文和发送报文，按一定优先级策略调度入队和发送，从而保障特定内容的报文，按需发送的机制。
它的特点是只在设备内部实现，没有互通性要求，不同厂家的设备可能队列调度策略实现不同，但不存在互通问题。
有四种队列机制：FIFO、PQ、CQ、WFQ1、FIFO是传统的先入先出队列，没有策略。
2、PQPreference Queue，优先级队列。
共四个优先级：High、Medium、Normal、Low。
接口上根据协议类型、报文大小、协议端口号等，划分不同优先级队列，当高优先级队列中有报文时，低优先级队列得不到调度。
所以优先级队列适用于应用简单，对某些应用服务要求很高，而其他业务相对不高的应用。
它的优势是配置简单，绝对保证高优先级应用的带宽；缺点是不能保证高优先级外的服务得到合理带宽，从而不能公平地保证各种应用的服务质量。
3、CQCustomized Queue，用户定制队列。
接口上，根据用户预先的定义，最多可配置16个定制队列，加上1个系统队列，共17个队列。
用户可根据协议类型、报文大小、协议端口号，以及相应的Access List规则，配置各种队列以及分配相应带宽，各个队列按照预先设定的带宽调度发送。
CQ的优点是能保证各种应用能分配到一定的带宽，适用于应用相对简单的场合（如金融等专网），并且调度算法相对简单，路由器转发效率较高；缺点是配置相对复杂，并且网络管理员必须事先知道该网络的详细应用，对于管理员要求较高，对于复杂应用网络，16个优先级似乎不够。
4、WFQWeighted Fair Queue，加权公平队列。
WFQ将分组按照不同的业务流、不同的IP优先级，自动按照HASH算法，划分成不同的队列，在保证高优先级业务的同时，按照配置权重，将带宽公平地分给低优先级别的业务。
Quidway路由器在每个接口上最大支持4096个队列，在此范围之内，网络管理员可以配置队列的数目和相应权值。
队列管理和拥塞控制
12.3.1 拥塞控制概述（续）
网络
拥塞控制
• 如上图所示，两个节点通过一条链路直接相连， 源端可能以目的端不能处理的速率发送分组，这 将导致目的端的缓冲区溢出，进而导致分组的丢 失、重传，从而大大地降低了性能。
• 流量控制只与某个发送者和某个接收者之间的点 到点通信有关。
➢拥塞控制
• 拥塞控制确保通信子网能够有效为主机传递分组。
➢ IN分组的丢弃概率根据IN分组平均队列长度QIN和相 应分组丢弃阈值等参数按照RED算法进行计算。
➢ OUT分组则根据根据所有分组平均队列长度QT和相 应分组丢弃阈值等参数按照RED算法进行计算丢弃 概率。
12.3.1 拥塞控制概述
拥塞（congestion）
➢当到达通信子网中某一部分的分组数高于一 定的水平，使得该部分网络来不及处理这些 分组，从而使这部分以至整个网络的性能下 降。这种情况叫做拥塞。
12.3.2 开环控制
许可控制
➢许可控制一般工作在连接级，即许可控制是 相对于每条网络层连接的，被称为连接许可 控 制 （ Connection Admission Control ， CAC）。
➢对 于 数 据 报 网 络 ， 连 接 许 可 控 制 CAC 中 的 “连接”对应的是负载流；许可控制也可以工 作在突发负载级，即相对于某段突发数据。
➢分组丢弃算法可以选择不同的粒度。或者我 们可以采用粗粒度的丢弃策略，减少了需要 维护的状态信息。
12.2.6 主动队列管理（续）
尾部丢弃策略
➢尾部丢弃Internet路由器经常采用的传统策 略。
➢尾部丢弃策略的缺陷： • 尾部丢弃策略只有在队列满时才丢失分组 来发送隐式的拥塞通知，而此时拥塞已经 真正出现了，并且持续了一段时间，因此 无法做到避免拥塞。 • 无法对不同的流进行区别对待而选择那些 最合适的流中的分组 。
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Q O S的队列及拥塞管理队列及拥塞管理队列及拥塞管理拥塞管理的中心内容是当拥塞发生时如何制定一个策略，用于决定报文转发的处理次序和丢弃原则，一般采用队列技术。
队列指的是在缓存中对报文进行排序的逻辑。
当流量的速率超过接口带宽或超过为该流量设置的带宽时，报文就以队列的形式暂存在缓存中。
报文离开队列的时间、顺序，以及各个队列之间报文离开的相互关系则由队列调度算法决定。
说明：路由器转发平面的流量管理器TM（Traffic Manager）上有一些高速缓存，用于报文的缓冲和转发，缓存由所有端口共享，各端口竞争使用。
为了避免有的端口长时间抢不到缓存而出现断流，路由器给每个端口分配了一块最小可用缓存，并且分配到端口的各个队列上，保证每个队列均有缓存可用。
当TM收到报文时，将报文放入缓存，网络不拥塞时，报文能被及时转发，不会在缓存中产生堆积。
这种情况下报文在缓存中的时间为μs级，延迟时间可以忽略不计。
当网络拥塞时，报文在缓存中产生堆积，被延迟处理，延迟时间会大幅增加。
延迟时间的大小主要取决于队列的缓存长度以及该队列获得的输出带宽，可以使用如下公式计算时延：队列时延 = 队列缓存长度 / 队列输出带宽华为路由器设备的每个端口上都有8个下行队列，称为CQ（Class Queue）队列，也叫端口队列（Port-queue），分别为BE、AF1、AF2、AF3、AF4、EF、CS6和CS7。
单个队列的报文采用FIFO（First In First Out）原则入队和出队。
图1 报文入队出队方式队列调度算法本文介绍几种常见队列调度算法：•先进先出FIFO（First In First Out）•严格优先级SP（Strict Priority）•轮询RR（Round Robin）•加权轮询WRR（Weighted Round Robin）•差分轮询DRR（Deficit Round Robin）•差分加权轮询DWRR（Deficit Weighted Round Robin）•加权公平队列WFQ（Weighted Fair Queuing）FIFOFIFO不对报文进行分类。
FIFO按报文到达接口的先后顺序让报文进入队列，在队列的出口让报文按进队的顺序出队，先进的报文将先出队，后进的报文将后出队，如图1。
SPSP（Strict Priority）调度就是严格按照队列优先级的高低顺序进行调度。
只有高优先级队列中的报文全部调度完毕后，低优先级队列才有调度机会。
假设端口有3个采用SP调度算法的队列，分别为高优先（High）队列、中优先（Medium）队列、和低优先（Low）队列，它们的优先级依次降低。
如图2，其中报文编号表示报文到达顺序。
图2 SP调度在报文出队的时候，首先让高优先队列中的报文出队并发送，直到高优先队列中的报文发送完，然后发送中优先队列中的报文，直到发送完，接着是低优先队列。
在调度低优先级队列时，如果高优先级队列又有报文到来，则会优先调度高优先级队列。
这样，较高优先级队列的报文将会得到优先发送，而较低优先级的报文后发送。
SP调度的缺点是：拥塞发生时，如果较高优先级队列中长时间有报文存在，那么低优先级队列中的报文就会由于得不到服务而“饿死”。
RRRR调度采用轮询的方式，对多个队列进行调度。
RR以环形的方式轮询多个队列。
如果轮询的队列不为空，则从该队列取走一个报文；如果该队列为空，则直接跳过该队列，调度器不等待。
图3 RR调度WRR加权轮询WRR（Weighted Round Robin）调度主要解决RR不能设置权重的不足。
在轮询的时候，WRR每个队列享受的调度机会和该队列的权重成比例。
RR调度相当于权值为1的WRR调度。
WRR的实现方法是为每个队列设置一个计数器Count，根据权重进行初始化。
每次轮询到一个队列时，该队列输出一个报文且计数器减一。
当计数器为0时停止调度该队列，但继续调度其他计数器不为0的队列。
当所有队列的计数器都为0时，所有计数器重新根据权重初始化，开始新一轮调度。
在一个循环中，权重大的队列被多次调度。
图4 WRR调度假设某端口有3个队列采用WRR调度，为每个队列配置一个权值，依次为50%、25%、25%，详细的调度过程如下：首先计数器初始化：Count[1]=2，Count[2]=1，Count[3]= 1。
•第1个轮询：从队列1取出报文1发送，Count[1]=1；从队列2取出报文5发送，Count[2]=0；从队列3取出报文8发送，Count[3]=0。
•第2个轮询：从队列1取出报文2发送，Count[1]=0；由于Count[2]=0，Count[3]=0，队列2和队列3不参与此轮调度。
此时，Count[1]=0，Count[2]=0，Count[3]=0，将计数器重新初始化：Count[1]=2，Count[2]=1，Count[3]= 1。
•第3个轮询：从队列1取出报文3发送，Count[1]=1；从队列2取出报文6发送，Count[2]=0；从队列3取出报文9发送，Count[3]=0。
•第4个轮询：从队列1取出报文4发送，Count[1]=0；由于Count[2]=0，Count[3]=0，队列2和队列3不参与此轮调度。
此时，Count[1]=0，Count[2]=0，Count[3]=0，将计数器重新初始化：Count[1]=2，Count[2]=1，Count[3]= 1。
从统计上看，各队列中的报文流被调度的次数与该队列的权值成正比，权值越大被调度的次数相对越多。
如果该端口为100Mbps，则可以保证最低权重的队列至少获得25Mbps带宽，避免了采用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缺点。
WRR对于空的队列直接跳过，循环调度的周期变短，因此当某个队列流量小的时候，剩余带宽能够被其他队列按照比例占用。
WRR调度有两个缺点：•WRR调度按照报文个数进行调度，因此每个队列没有固定的带宽，同等调度机会下大尺寸报文获得的实际带宽要大于小尺寸报文获得的带宽。
而用户一般关心的是带宽。
当每个队列的平均报文长度相等或已知时，通过配置WRR权重，用户能够获得想要的带宽；但是，当队列的平均报文长度变化时，用户就不能通过配置WRR权重获取想要的带宽。
•低延时需求业务（如语音）得不到及时调度。
DRR差分轮询DRR（Deficit Round Robin）调度实现原理与RR调度基本相同。
DRR与RR的区别是：RR调度是按照报文个数进行调度，而DRR是按照报文长度进行调度。
DRR为每个队列设置一个计数器Deficit，Deficit初始化为一次调度允许的最大字节数，一般为接口MTU。
每次轮询到一个队列时，该队列输出一个报文且计数器Deficit减去报文长度。
如果报文长度超过了队列的调度能力，DRR调度允许Deficit出现负值，以保证长报文也能够得到调度。
但下次轮循调度时该队列将不会被调度。
当计数器为0或负数时停止调度该队列，但继续调度其他计数器为正数的队列。
当所有队列的Deficit都为0或负数时，将所有队列的Deficit计数器加上初始值，开始新一轮调度。
假设某端口MTU=150Bytes，有2个队列Q1和Q2采用DRR调度，Q1队列中有多个200Bytes的长报文，Q2队列中有多个100Bytes的端报文，则调度过程如图5。
图5 DRR调度由上图可以看出，经过第1~6轮DRR调度，Q1队列被调出了3个200Bytes的报文，Q2队列被调出了6个100Bytes的报文。
从长期的统计看，Q1和Q2的实际输出带宽比是1:1，为公平的比例。
DRR调度避免了采用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缺点。
但是，DRR调度不能设置权重，且也具有低延时需求业务（如语音）得不到及时调度的缺点。
DWRR差分加权轮询DWRR（Deficit Weighted Round Robin）调度主要解决DRR不能设置权重的不足。
DRR调度相当于权值为1的DWRR调度。
DWRR为每个队列设置一个计数器Deficit，Deficit初始化为Weight*MTU。
每次轮询到一个队列时，该队列输出一个报文且计数器Deficit减去报文长度。
当计数器为0时停止调度该队列，但继续调度其他计数器不为0的队列。
当所有队列的计数器都为0时，所有计数器的Deficit都加上Weight*MTU，开始新一轮调度。
假设某端口MTU=150Bytes，有2个队列Q1和Q2采用DRR调度，Q1队列中有多个200Bytes的长报文，Q2队列中有多个100Bytes的端报文，Q1和Q2配置权重比为weight1:weight2=2:1。
则DWRR调度过程如图6。
图6 DWRR调度•第一次调度Deficit[1] =weight1* MTU=300，Deficit[2] = weight2* MTU=150，从Q1队列取出200Bytes报文发送，从Q2队列取出100Bytes发送；发送后，Deficit[1] = 100，Deficit[2] =50。
•第二次调度从Q1队列取出200Bytes报文发送，从Q2队列取出100Bytes发送；发送后，Deficit[1] = -100，Deficit[2] =-50。
•第三次调度此时两个队列都为负，因此，Deficit[1] = Deficit[1]+weight1* MTU=-100+2*150=200，Deficit[2] = Deficit[2]+weight2* MTU=-50+1*150=100。
从Q1队列取出200Bytes报文发送，从Q2队列取出100Bytes发送；发送后，Deficit[1] = 0，Deficit[2] = 0。
由上图可以看出，经过第1~3轮DWRR调度，Q1队列被调出了3个200Bytes的报文，Q2队列被调出了3个100Bytes的报文。
从长期的统计看，Q1和Q2的实际输出带宽比是2:1，与权重比相符。
DWRR调度避免了采用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缺点，也避免了各队列报文长度不等或变化较大时，WRR调度不能按配置比例分配带宽资源的缺点。
但是，DWRR调度也具有低延时需求业务（如语音）得不到及时调度的缺点。
WFQ加权公平队列WFQ（Weighted Fair Queuing）调度是按队列权重来分配每个流应占有出口的带宽。
同时，为了使得带宽分配更加“公平”，WFQ以bit为单位进行调度，类似于图7的bit-by-bit调度模型。
图7 Bit-by-bit调度模型Bit-by-bit调度模型可以完全按照权重分配带宽，防止长报文比短报文获得更多带宽，从而减少大小报文共存时的时延抖动。