广域网设计思路

引言

说起QoS，多数人不会太陌生，但是也未必有很深入的理解。因为，对QoS的理解可以是多层次、多角度的，其技术实现手段也多种多样。本文探讨广域网的QoS基本设计思路，以供参考。

关于QoS的三个基本理解

1．网络QoS技术的本质是什么？

无论采用何种理论模型和技术手段，QoS技术最终是要体现在对业务的带宽资源分配和

发送优先顺序上。由于目前的网络设备还难以直接设计出网络的丢包率、时延和抖动，但是能够精确的分配带宽和对业务报文进行排序发送。所以QoS的设计本质其实是网络

对不同业务在各个途经节点的带宽资源分配和发送顺序的设计。而业务的质量保证却不

仅仅是靠带宽分配和报文发送顺序进行全面保证的，比如还要考虑到链路的线路质量、物理拓扑、路由设计、可靠性设计、负载分担设计、安全性，以及业务终端自身对业务

质量的提升技术，如视频编解码器的算法优化等等因素，这些都会影响到网络业务的服

务质量。

因此，这里所说的网络QoS设计的实质是网络对业务的带宽可控分配，再加上一点儿发

送顺序、丢包和缓冲的细节技术设计（主要针对媒体业务），多数情况下就是业务带宽

的设计。简单的说，就是一组主要的流量控制技术。如果说路由设计负责业务的可达性，QoS设计则主要负责业务的流量调节。

2．网络QoS技术的应用领域在哪里？

只要涉及到带宽分配和对业务服务质量有要求的地方，就会有QoS设计。基于这两点，QoS技术多应用于广域网络和语音、视频等媒体业务系统。而对于带宽资源相对丰富的

园区、数据中心等局域网络，以及非重要数据业务，其QoS设计需求相对较弱，或者比

较简单。

3．网络QoS设计的标准是什么？

网络QoS设计的本质是在带宽资源与业务流量需求之间的矛盾中寻求一种动态的平衡，以达到带宽资源的最大化和业务的高价值利用。因此，网络QoS设计需要考虑到几个重

要指标：网络和业务的QoS设计的全面性、带宽资源的利用效率、重点业务端到端的质

量、不同时刻QoS策略的动态效果、QoS策略及部署的简单性。这些指标在广域网QoS

设计过程中都需要被考虑到。

1.广域网QoS的设计流程和准备工作

广域网QoS设计流程

如图1所示，全面的QoS设计流程包括三个部分：基于现有网络资源的业务带宽宏观规划；针对具体业务和网络设备的QoS技术设计；全网和重点业务的部署监管。当然，针对具体的网络情况，可能不会涉及到所有的设计环节，需要从实际要求出发，设计合适的方案。

图1 QoS设计基本流程

广域业务规划。主要涉及两大方面：一是行政划分（如地域和部门的划分）和相关路由、VPN、拓扑设计；二是重要业务，如视频会议、语音业务、生产业务、办公业务等等。

全面了解这些业务的客观要求及规划是做好QoS设计的前提。

⏹QoS策略制定。在了解广域网业务规划的前提下，针对网络中的带宽瓶颈节点，制定适

合的业务流量分配方案是达成业务流量和质量保证的关键。在某些时候为了满足QoS

设计要求，需要对网络设计作出适当的改进，比如在MPLS VPN网络中，为了区分不同

VPN的流量，有时需要为各VPN设计独立的子接口，以方便在子接口上实施VPN的QoS，解决了物理接口很难区分各VPN的问题。

⏹QoS部署和监管。广域网络规模大、业务种类多，QoS方案的部署以及实施效果监管都将

比较复杂。因此，通过管理平台，结合网络拓扑中设备资源对QoS进行统一部署和监

管将会极大方便部署，同时进行及时有效监管。如H3C的iMC网络管理平台的QoS管

理组件，提供QoS方案的准实时流量和质量监管，可以简化QoS部署过程。

广域网QoS设计准备

图2 QoS部署典型架构

行政业务的带宽需求

客户网络的行政需求会因行业、规模、地域、部门构成等因素有很大差异，其广域组网技术也包括纯IP技术和MPLS VPN，组网形式也多种多样，因此作为广域网带宽分配和业务质量保障的QoS 方案要因势而成。针对不同网络架构和技术的广域网，均有相应的QoS设计特点，后文将详细论述。

媒体业务的业务需求

时延150ms150ms1000ms500ms150ms20%80%抖动10ms10ms100ms30ms30ms50%50%丢包0.05%0.10%0.10%3%1%50%50%净荷带宽3～16M128K～4M128K～8M128K～8M8K、64K————实占带宽 4.2～22M250K～10M250K～11M250K～11M24K、80K————表1 媒体业务对网络质量的要求

业务和网络评估：

•媒体业务：确定客户网络中服务质量要求最高的媒体业务和相应带宽、时延、抖动和丢包要求，整体初步评估网络的可满足性。

•网络瓶颈：根据媒体业务和容量要求，确定网络关键拥塞点。

•准入控制：对网络拥塞点的媒体业务量进行呼叫准入控制，防止媒体业务自身拥塞。

链路和设备评估：

•链路评估：对于低速链路如DSL/E1/Serial，不建议视频和数据业务混合转发，或者要求视频业务等优先级业务实占带宽不能超过总带宽的1/3。对于低速接口

捆绑链路，不建议进行视频业务转发，尤其对高码率视频。

•设备评估：需要重点评估QoS性能和接口Buffer，在后面会有详细介绍。

QoS功能选择：

•业务识别：业务识别的原则是越早越好，以减轻网络设备业务识别负担。最好媒体终端自行标记业务，通常建议在园区网进行业务识别，广域网只需进行优先

级映射并进行队列调度即可。但更为有效的策略是，在广域网的接入路由器或

需要首次做QoS策略的设备上进行业务识别，从而方便本跳和后续设备根据优

先级进行业务识别。

•流量监管：对网络瓶颈点上游入端口进行流量限速，防止非优先级业务冲击导致的网络设备性能下降。

•拥塞避免：根据队列内业务分类和权重进行拥塞时的丢包处理。

•队列调度：根据业务种类和各自带宽需求进行出口带宽评估，确定业务带宽比例和优先级差别。