实现的模型|下一代计算机网络技术

2023-10-18 理论教育版权反馈

【摘要】：在具体实现中，为了达到最好的效率，需要对任务进行分工。实现基于CoS的差分服务结构需要4个步骤如下：入口的带宽限制在边缘路由器7500和6509上实现，同时完成入口traffic的Classification。图6.13实现QoS/CoS结构图要将traffic分为两类，需要在边缘路由器上进行配置，即7500路由器和6509MFC路由器引擎。

在具体实现中，为了达到最好的效率，需要对任务进行分工。因为，QoS是一个需要消耗很多处理器资源的应用，所以这一任务分配在边缘和核心路由器上运行，以减少对单独路由器的压力。

这种实现结构中，接入路由器为较低速、高接入端口密度的路由器，如75、72系列路由器，核心路由器为高速、低端口密度的路由器，如GSR系列，以此达到效率和可扩充性的均衡。

实现基于CoS的差分服务结构需要4个步骤如下：

（1）入口的带宽限制在边缘路由器7500和6509上实现，同时完成入口traffic的Classification。边缘设备完成大部分processor-intensive任务，针对不同的用户策略进行分类。

（2）边缘设备也需要城带宽管理的工作，采用CAR。

（3）核心路由器GSR完成CoS的管理工作，进行有差别的服务质量保证。

（4）出口设备，像入口设备一样，完成带宽限制工作。入口、出口设备对带宽的限制保护了网络免于拥塞，使得网络具有很高的可扩展性。

在MAN上实现QoS/CoS的推荐结构，如图6.13所示。

1.配置CAR

在城域网的本期工程中，推荐建立两类服务：

（1）Committed（IP Precendence 4）。

（2）Best Effort（IP Precendence 0）。

尽管可以通过IP Precendence定义6种不同的服务，但是推荐在初期使用较为简单的政策，将traffic分为两类。随着用户的增加以及新的业务的推出，增加新的服务类别，以满足不同的用户。

pagenumber_ebook=250,pagenumber_book=243

图6.13　实现QoS/CoS结构图

要将traffic分为两类，需要在边缘路由器上进行配置，即7500路由器和6509MFC路由器引擎。对于本期城域网，应需要对连接用户的每一个sub-interface和VLAN Interface配置带宽限制策略。

一个对用户的带宽限制的具体的实现示例如下：

（1）1ubit/s的带宽是承诺服务的。

（2）超出的带宽，直到10ubit/s的部分，这部分是可以被网络接受的。但是，对这部分的traffic只能提供尽力服务。

（3）超出lOMbit/s带宽部分的traffic将被丢弃。

对带宽的限制在7500的sub-interface或6509的VLAN Interface上配置，示例如下：

Interface GigabitEthernet 8/0/0.103

ip address 123.123.6.1 255.255.255.252

rate-limit input 10000000 625000 1250000 conform-action continue exceed-action drop

rate-limit input 1000000 62500 125000 conform-action set-prec-transmit 4 exceed-action set-pre-transmit 0

rate-limit output 10000000 625000 1250000 conform-action transmit exceed-action drop

CAR采用了一个令牌桶的算法进行流量整形，其原理如图6.14所示。

当数据流出时，token从桶中相应流出。Token以恒定速率补充到桶中，这个速率就是承诺的带宽。桶中可以有的最多token数目就是一般突发数据长度。当数据到达时，如果桶中的token数目不够数据的长度，这时，Extended突发容量就起作用了。（burst capability可以通过设置extended burst value大于normal burst value来达到）。

Extended突发可以让突发的数据借用一些token，这样可以以一种类似RED的方式丢弃packet，而不是直接丢弃掉。

在端口上配置的策略作用于traffic，可能的动作包括如下：

Transmit：发送出去这些包。(www.chuimin.cn)

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图6.14　流量整形原理示意图

Set precendence andTransimt：设置IP包头中ToS域的值，以对traffic进行分类。这种分类分为2种，color和recolor，后者指对traffic进行重新分类。

Drop：丢弃数据包。

Continue：继续测试CAR的下一条语句。

Set precendence and continue：设置IP包头的ToS的值，然后继续测试下一条语句。

下面是设置normal burst（NB）和extended burst（EB）值的公式：

NB=rate*time/8

EB=2*NB

这里rate是Committed bandwidth，time一般设为0.5s。

2.配置WRED

在城域网可能发生瓶颈的地方配置WRED，从本期城域网来看，可能发生瓶颈的地方是到163的两个出口处。

RED（随机早期丢弃）是利用TCP窗口机制而采用的拥塞避免技术，通过在拥塞发生前随机丢弃一些包，RED通知数据源，可能要发生拥塞，请降低速率。WRED依据IP precendence来丢弃数据包，以保证优先级高的traffic得到服务保证。WRED—般配置在核心路由器上，而不是接入路由器。

WRED的处理流程如下几点：

（1）计算平均的队列长度。

（2）如果平均队列长度小于域值下限，将到来的包放入队列中。

（3）如果平均队列长度在域值的下限和上限之间，是否丢弃该包取决于这个包的优先级。

（4）如果平均队列长度大于域值的上限，则丢弃该包。

下面是在一条POS链路上的WRED的Sample Configuration：

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虽然可以修改队列度的域值，但Cisco不推荐这么做，因为，缺省的WRED配置是已被证明是高效的了。

3.服务质量

Cisco 7500有一套实施在VIP上的第3层Qos特性（用于最高水平的性能）。它包括分布式给定接入速率（Distributed Committed Access Rate DCAR），分布式加权公平排队（DWFQ），分布式加权随机早期检测（DWRED）和BGP策略传播（BGP Policy Propagation）。

DCAR进行信息包分类和速率限制功能。信息包分类指的是IPv4报头的优先信息段中设3种比特数，或设定一个内部类别ID，根据用户配置的标准（诸如媒体接入控制［MAC］地址。IP地址，协议类型等）区分信息包，速率限制指根据用户自行配置的基于IP报头的标准，限制通过一个接口的平均输入或输出速率（bit/s），包括IP优先比特和内部类别ID。

DCAR用来限制从进出接口的业务中选择出的业务速率或用于设定IP优先比特和或内部类别ID，为后继联网设备或接口进一步QoS作业作准备。DCAR是标准件，可根据业务类型硬件加一个限度，从而实现不同的客户群有不同的业务类型。注意，要使用DCAR必须有分布式CEF。

DWFQ管理接口输出队列，实现每话务流输出排队或基于类型（使用IP优先比特或内部类别ID）的输出排队。对于基于类型的输出排队，加权可分配给输出队列以调整它们的输出带宽的相对份额。

DWFQ既可用来提供每话务流公平排队，这样流量很大的业务流不会占据输出带宽，而忽视低流量的业务流；也可用来提供有加权的每类型排队，这样每一个级别的业务可以配一个输出带宽份额。对于后一种情况，DWFQ是一种标准件，称根据业务类型提供可保证的带宽分配，从而实现不同的客户群有不同的业务类型。注意，要使用DWFQ必须有分布式CEF。

DWRED监控接口输出队列，当超过配行的阂值时，它可随机丢弃信息包。随机丢弃的目的是让一些TCP话路响应信息包的丢失缩减它们的传输窗口，这样整个业务量可以有条理地下降，以保证不会发生拥塞。否则，当输出队列溢满时出现的无条理掉话会造成所有TCP话路同时缩减，之后又同时建，从而使链路的利用率进一步下降，并出现毫无必要的再传输。

DWRED允许每一个业务类型（基于IP优先比特或内部类别ID）拥有自己独立配置的阈值，这样当链路拥塞时，低优先级的业务可以随机首先丢弃。DWRED是一个标准件，可根据业务类型加业务优先级别，从而实现不同的客户群有不同的业务类型。注意，要使用DWRED必须有分布式CEF。

BGP协议传播根据CEF的FIB中承载的类别信息进行信息包分类（IP优先比特或内部类别ID设置）。FIB中的类别信息可以通过给出路由图配置命令和使用各种iBGP属性以许多方式动态地加以设置。因此，BGP协议传播主要是基于1BGP的信息包分类，在多个AS联网的情况下，它大大简化了QoS配置和管理。BGP协议传播与CEF一起提供。

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