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1、QoS在PTN中的应用,目 录,QoS概述 QoS技术 ATM QoS QoS在PTN中的应用,目 录,QoS概述 QoS技术 ATM QoS QoS在PTN中的应用,QoS,有效控制网络资源及其使用避免并管理网络拥塞减少报文的丢失率调控网络的流量为特定用户或特定业务提供专业宽带支撑网络上的实时业务,QoS(Quality of Service)是指网络的一种能力，即在跨越多种底层网络技术(MP、FR、ATM、Ethernet、SDH、MPLS等)的网络上，为特定的业务提供其所需要的服务，在丢包率，延迟，抖动和宽带方面获得可预期的网络服务水平QoS的目标：,丢包,Internet,这,是,张,
2、三,啊,这,是,三,啊,讲话方，.,对方听到的，.,延时,Internet,A,A,发送的第一个bit,接收的最后一个bit,端到端延时,处理,处理,处理,处理,网络传输延时,抖动,Internet,1,3,发送方,2,1,3,2,接收方,D3,D2,D1,D3=D2=D1,应用场景带宽限制,Internet,IP,我要100M,我要30M,我要2M,10M,QoS 三种模型,Best-Effort 模型尽可能的投递分组业务，不区分业务类别 IntServ模型业务通过信令向网络申请特定的QoS服务，网络在流量参数描述的范围内，预留资源以承诺满足该请求 DiffServ模型当网络出现拥塞时，根据
3、业务的不同服务等级约定，有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞问题,Best-Effort 服务模型,传统的IP网络只提供单一的服务类型尽力而为的服务，在这种服务方式下：所有经过网络传输的分组具有相同的优先级IP网络会尽一切可能将分组正确完整的送到目的地不保证分组在传输中不发生丢失，损坏，重复，失序及错误等现象不对分组传输介质相关的传输特性做出任何承诺,IntServ 模型,Integrated Service(简称INSERV模型)使用RSVP作为信令协议为每个流预留资源为每个流维护一个转发的状态,RSVP基本原理,我要预留2Mbps带宽,OK！,我要预留2Mbps带宽,我要预留2Mbps带宽
4、,我要预留2Mbps带宽,OK！,OK！,OK！,开始通信,DiffServ模型,Differentiated service(区分服务模型，简称DiffServ)对流量进行分类和标记不同类型的流量提供不同的服务,根据SLA制定TCA流量分类和标记流量监管,根据SLA制定TCA流量分类和标记流量监管,根据标记 执行PHB,根据标记 执行PHB,SLA和TCA,SLA:Service Level Agreement服务等级协定客户和服务提供商之间签订的关客户业务流量在服务提供商网络中传递时所应获得的待遇去掉商业条款的SLA简称SLSTCA:(Traffic Conditioning Agreem
5、ent),流量调整协定客户与服务商之间签订的关于业务分类准则以及业务模型及其相应的处理协定去掉商业条款的TCA称为TCS:(Traffic Conditioning Specification),举例：SLA,目 录,QoS概述 QoS技术 ATM QoS QoS在PTN中的应用,目 录,2.QoS技术 2.1分类和标记2.2监管和整形2.3拥塞管理2.4拥塞避免,流量分类和标记,流量分类和标记是部署QoS的基础可以根据ACL和报文长度对流量进行分类可以使用DSCP,IP Precedence,802.1P的标识，MPLS EXP对流量进行标识,IP报文分类和标记,IP Precedence
6、和TOS,R,IP Precedence,TOS,最大可靠性,最小开销,最大吞吐量,最小延时,000Routine001Priority010Immediate011Flash100Flash Override101Critical110InternetWork Control111Network Control,IP报文分类和标记,DSCP:DiffServ Code Point一个DSCP之对应一个BA一个BA被指定一个PHB一个PHB被一组QoS机制实现,R,DSCP（RFC 2474）,Ethernet报文分类和标记,DMAC,SMAC,802.1QTag,Data,FCS,6 byt
7、es,6 bytes,4 bytes,42-1496 bytes,4 bytes,TPID,CFI,VID,2 bytes,12 Bits,Length/Type,2 bytes,PRI,1 Bit,3 Bits,MPLS报文分类和标记,Label,TTL,S,Exp 3 bits,19,22,23,31,目 录,2.QoS技术 2.1分类和标记2.2监管和整形2.3拥塞管理2.4拥塞避免,流量监管与整形,流量监管监管进入网络中的某一流量的规格，限制它在一个允许的范围内，若某一连接的报文流量过大，就丢弃报文或者重新设置该报文的优先级流量整形与流量监管的作用一样，它主要是对流量监管中需要丢弃的报
8、文进行缓存通常是放入缓存区或者队列中,监管与整形的应用,流量监管,流量整形,ISP,企业网,令牌桶（Token Bucket）,令牌桶用来估计流量是否超过了规定值，已采取相应的措施用令牌桶估计流量有两种方法：简单估计：使用两个参数承诺信息速率CIR(Committed Information Rate)承诺突发尺寸CBS(Committed Burst Size)复杂评估：使用三个参数承诺信息速率CIR(Committed Information Rate)承诺突发尺寸CBS(Committed Burst Size)超出突发尺寸EBS(Excess Burst Size),CAR:Commi
9、tted Access Rate,分类,通过,不需要流量监管的报文,需要流量监管的报文,流量监管示例,drop,令牌桶,流分类,使用CAR对流量进行监管 对流量进行控制整形（shaping）使业务流输出的速率符合业务模型的规定丢弃（dropping）根据特定规则丢弃分组打标记（marking）设置报文的DS域（或IP优先级）,GTS：Generic Traffic Shaping,队列,流分类,256Kbps,128Kbps,FR,128Kbps,GTS(Generic Traffic Shaping)解决链路两边的接口速率不匹配对报文的流量进行限制,对超出流量约定的报文进行缓冲流量整形可能会
10、增加延迟,令牌,物理接口总速率限制,LR(Line Rate):在一个物理接口上，限制接口发送报文（包括紧急报文）的总速率 LR采用了令牌桶进行流量控制,所有经由接口发送的报文首先要经过LR的令牌桶进行处理利用QoS丰富的队列来缓存报文,流分类,256Kbps,128Kbps,QoS队列,目 录,2.QoS技术 2.1分类和标记2.2监管和整形2.3拥塞管理2.4拥塞避免,拥塞管理,网络拥塞时，保证不同优先级的报文得到不同的QoS待遇，包括时延、带宽等。将不同优先级的报文入不同的队列，不同队列将得到不同的调度优先级、概率或带宽保证算法：FIFO（First In First Out）PQ（Pr
11、iority Queue）CQ（Custom Queue）WFQ（Weighted Fair Queuing）,先进先出队列,FIFO(First In First Out):算法简单，转发的速度快所有报文统一对待，先进先出，没有任何区别分Internet 的默认服务模式Best-Effort采用的队列策略,转发数据包,优先队列,PQ(Priority queuing):优先队列，可以保障高优先级队列的服务质量PQ分为四个队列：High，Medium，Normal，Low较高的优先级的队列优先调度,drop,流分类,定制队列,CQ(Custom queuing):定制队列，用户可配置队列占用的
12、带宽比例关系CQ共分为17个队列:0号队列为系统队列，优先调度;1-16为用户队列，轮询调度各队列在统计规率上满足用户配置的带宽比例,drop,流分类,加权公平队列,WFQ(Weighted fair queuing):加权公平队列，保证相同优先级业务间公平，不同优先级业务间加权最大队列数目可配置(16-4096)采用HASH算法尽量将不同权值依赖于IP报文头中携带的IP优先级,drop,流分类,目 录,2.QoS技术 2.1分类和标记2.2监管和整形2.3拥塞管理2.4拥塞避免,拥塞避免机制,当拥塞发生时，网络设备可以：进行尾丢弃WFQ可以采用比较智能的丢弃方式如何避免拥塞发生RED:Ran
13、dom Early Detection,随机早期测试WRED:Weighted Random Early Detection,加权随机早期测试,拥塞避免,TCP全局同步TCP饥饿高延时和高抖动无差别的丢弃,RED:Random Detection,20,40,丢弃下限,丢弃上限,不丢弃,随机丢弃,尾丢弃,丢弃概率,平均队列长度,WRED:Weighted Random Early Detection,20,40,丢弃下限,丢弃上限,尾丢弃,丢弃概率,平均队列长度,30,目 录,QoS概述 QoS技术 ATM QoS QoS在PTN中的应用,ATM的业务类型,ATM层所提供的业务体系有以下几种业
14、务类型：确定速率(CBR)业务非确定速率(UBR)业务实时可变速率(rt-VBR)业务非实时可变速率(nrt-VBR)业务,PTN对ATM业务的QoS的处理,案例：PTN ATM QoS的部署,RNC,PTN,PTN,ATM STMP-1/GE,IMA 1,IMA 2,IMA 3,承载CBR的PW,承载RT-VBR的PW,承载UBR的PW,业务类型和QoS要求,目 录,QoS概述 QoS技术 ATM QoS QoS在PTN中的应用,PTN支持的流分类,简单的流分类IP Precedence,DSCP,MPLS Exp,802.1P复杂的流分类源/目的IP地址，源/目的端口号，协议号,PTN设备
15、的CAR控制,CAR(Committed Access Rate)承诺访问速率CIR承诺信息速率PIR(Peak Information Rate)峰值信息速率,PTN的拥塞管理,尾丢弃(Tail Drop)RED(Random Early Detection)随机早期检测WRED(Weighted Random Early Detection)加权随机检测,PTN的队列调控机制,PQ(Priority Queue)优先级队列WFQ(Weighted Fail Queue)加权公平队列,HQoS,端口,V-UNI,PW/QinQ,Tunnel,端口,网络侧,接入侧,QoS作用点,控制V-UNI
16、Group带宽,应用V-UNIIngress策略,应用V-UNIIngress策略,应用端口策略,应用PW策略,应用QinQ策略,应用PW策略,控制Tunnel策略,应用端口策略,QoS处理,HQoS（续）,cs7,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE,SP,WFQ,SP,cs7,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE,SP,WFQ,SP,cs7,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE,SP,WFQ,SP,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE,SP,WFQ,SP,V-UNIGROUP,cs7,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE
17、,SP,WFQ,SP,cs7,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE,SP,WFQ,SP,cs7,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE,SP,WFQ,SP,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE,SP,WFQ,SP,LSP1,LSP2,cs7,cs6,EF,AF4,AF3,AF2,AF1,BE,SP,VoIp,VOD,BTV,HSI,VoIp,VOD,BTV,HSI,VoIp,VOD,BTV,HSI,VoIp,VOD,BTV,HSI,Fabric,PW1,classifier,User 1,classifier,User 1,classifier,User
18、 1,classifier,User 1,TUNNEL的QoS,PTN设备支持基于TUNNEL的QoS控制，对TUNNEL带宽进行限制PTN设备在网络的入口/出口处支持PWE3功能,将不同的业务分别分配到不同的PW上，再将PW承载到TUNNEL中传送一个TUNNEL可以承载多条去往同一目的地的PW，PTN设备支持对TUNNEL的带宽进行控制，承载在TUNNEL中的PW的总带宽不能超过该TUNNEL允许的带宽,PTN的QoS策略,PTN设备支持配置QoS策略包括：端口策略V-UNI Ingress策略V-UNI Egress策略PW策略QinQ策略ATM策略还有WFQ调度策略，端口WRED策略，以及业务WRED策略,总结,QoS的基本模型即各自的特点常用的QoS技术，如：分类和标识，流量监管，拥塞管理，拥塞避免等PTN产品的支持的QoS,
