PTN QOS介绍.ppt

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1、PTN QOS介绍,Page 2,内容介绍,第1章 QoS简介第2章 QoS服务模型第3章 QoS的技术要点第4章 PTN QoS 特性,Page 3,为什么要有QoSIP网络的传输问题,IP网络的传输行为有如下特征：网络轻负载，网络的服务质量比较好网络重负载，导致两种结果：包延时，包丢失,2.IP packet is dropped,Page 4,丢包,Page 5,带宽限制,Internet,IP,我要100M,我要30M,我要2M,10M,Page 6,引言QoS是什么？能做什么？,Quality of Service QoS简单的说，此功能是用来保证服务质量，在丢包率、延迟、抖动和带宽

2、等方面获得可预期的服务水平即：如果运营商承诺了IP电话通信时延较低，则无论在网络忙和闲时都要保证做到这一点如果不对报文进行区分，所有的报文都混在一起，尽力传送，则无法保证上面的要求QoS的两个核心任务是 流分类将不同的报文区分开；队列调度保证某些承诺的业务在网络忙时也进行较快的传送QoS在实现上，首先将需要VIP处理的报文分出来，然后让其走“绿色通道”，“绿色通道”在网络忙时也能得到优先处理,Page 7,QOS处理流程,流量控制（Pause帧）,前期避免拥塞的策略,流分类,根据Pri，Tos，Exp进行流分类,流量限制,采用Car进行流量评估,对报文进行丢弃，降低优先级等,拥塞管理,将报文放

3、入在优先级队列或WFQ队列中(police),拥塞避免,根据队列状态进行有选择性的丢包来避免网络的拥塞(wred),流量整形,是一种主动调整流量输出速率的措施(shaping),Page 8,内容介绍,第1章 QoS简介第2章 QoS服务模型第3章 QoS的技术要点第4章 PTN QoS特性,Page 9,第2章 QOS服务模型 2.1 Best-Effort Service2.2 Integrated Service2.3 Differentiated Service2.4 MPLS QoS,内容介绍,Page 10,QoS服务模型(Best-Effort Service),Best-Eff

4、ort是一个单一的服务模型,也是最简单的服务模型.应用程序可以在任何时候,发出任意数量的报文,而且不需要事先获得批准,也不需要通知网络.Best-Effort服务,网络尽最大的可能性来发送报文,但对时延、可靠性等性能不提供任何保证.Best-Effort服务是现在Internet的缺省服务模型,它适用于绝大多数网络应用,如FTP、EMAIL等.技术使用:它通过先入先出(FIFO)队列来实现.,Page 11,IntServ模型,技术使用:RSVP(资源预留协议).,Page 12,RSVP原理图,我要预留2Mbps带宽,OK！,我要预留2Mbps带宽,我要预留2Mbps带宽,我要预留2Mbps

5、带宽,OK！,OK！,OK！,开始通信,RSVP 存在的问题要求端到端所有设备支持这一协议网络单元为每个应用保存状态信息,可扩展性差不适合在大型网络中应用周期性同相邻单元交换状态信息,协议报文开销大,Page 13,DiffServ 模型,目的：当网络出现拥塞时,根据不同的服务等级要求,有差别地进行流量控制和转发来解决拥塞.方法：采用相对优先权机制,有区别地控制不同信息流的分组聚类和转发行为,从而在保证服务质量和解决拥塞之间取得一个良好的折衷.原理：(1)业务在进入DS(DiffServ)网络时,基于优先级(DSCP(DiffServ CodePoint)或Pri或Exp)进行业务流聚合,会聚

6、成一个行为集合(BA,Behavior Aggregate).(2)PHB：per-hop behavior.DS节点对特定的行为集合(BA)使用的转发行为,DS节点通过判别分组头中的DSCP或Pri或Exp来执行PHB.PHB有三种类型：.EF(Expedited Forwarding):快速转发.AF(Assured Forwarding):确保转发，分为四个类.BE(Best Effort):尽力传送,Page 14,Diff-Serv基本概念介绍,Page 15,PHB服务级别与服务质量,Page 16,IP QoS:在IP网络上，为了提供差分服务，主要是利用IP报文头部的DSCP域来

7、进行标记各个路由器根据DSCP域来决定报文的转发行为，包括资源的分配、队列调度、拥塞的控制以及链路层选择等方面 MPLS QoS:在IP网络中，为了提供差分服务，需要使用MPLS封装头中的信息来进行标记MPLS封装头中可用来标记的信息有标签和EXP,MPLS QoS vs.IP QoS,Page 17,内容介绍,第1章 QoS简介第2章 QoS服务模型第3章 QoS的技术要点第4章 HQoS特性介绍,Page 18,QoS的技术要点,流分类(Classifier)：依据一定的匹配规则识别出对象流分类是有区别地实施服务的前提,流量监管(Car)：对进入路由器的特定流量的规格进行监管当流量超出规格

8、时，可以采取限制或惩罚措施，以保护运营商的商业利益和网络资源不受损害,流量整形(Shaping)：一种主动调整流的输出速率的流控措施，通常是为了使流量适配下游设备可供给的网络资源，避免不必要的报文丢弃和拥塞,拥塞管理(Police)：网络拥塞时必须采取的解决资源竞争的措施通常是通过队列调度技术将报文放入队列中缓存，并采取某种调度算法安排报文的转发次序每一种队列调度技术都用来解决特定的问题，都会对网络性能产生特定的影响,拥塞避免(Wred)：过度的拥塞会对网络资源造成损害拥塞避免监督网络资源的使用情况，当发现拥塞有加剧的趋势时采取主动丢弃报文的策略，通过调整流量来解除网络的过载,Page 19,

9、流分类,流分类就是将数据流量划分为多个优先级或者多个服务类，以便对不同的流制定不同的服务策略流分类方法简述VLAN PRI:3 bits，可分为8类；IP优先级：TOS（Type of Service）域中前3 bits，可分为8类；IP包头DSCP（Differentiated Services Codepoint）：TOS域中前6 bits，可分为64类；MPLS网络：MPLS报文中的EXP域3bits，可分为8类；Label域6 bits，可分为64类；使用ACL进行的复杂流分类，可以根据源/目的MAC地址、源/目的IP地址、协议ID、TCP/UDP源/目的端口号；,Page 20,VL

10、AN PRI（COS）,802.1q定义的PRI bits作为VLAN的COS标记,标准以太网帧,IEEE802.1Q,Page 21,IP优先级&DSCP,IPv4包头中：IP Precence 3 bitsIPv4包头中：DSCP 6 bits,Page 22,MPLS Label&EXP,MPLS头部信息中的EXP：3 bitsMPLS头部信息中Lable：20 bits,Page 23,ACL流分类,ACL（Access Control List）访问控制列表在QoS中用于复杂流分类；理论上可以根据数据包中任何信息进行流分类和识别；常用的分类依据有：源/目的IP地址源/目的MAC地址T

11、CP/UDP端口号（可以区分不同的应用）,Page 24,实例：3G基站流量类型PHB,Page 25,队列调度机制简介,什么是队列调度？队列调度机制就是拥塞管理机制在出接口发生拥塞时，通过适当的队列调度机制，可以优先保证某种类型的报文得到优先发送的权利；例如：电影院买票的时候，大家排成几队顺序买票，排在前面的先拿到票；有时突然冲出一个人跑到队伍的最前面拿出证件马上就拿到了票，这类人属于特权阶级需要优先处理，后面的人只能等这类人买完票才能继续排队买票；有哪些队列调度机制？FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、LLQ、IP RTP,Page 26,FIFO（先进，先出）,FIFO（First

12、 In，First Out Queue）按照报文到达时间的先后决定分组的转发次序，先进的先出，后进的后出，不需要进行流分类和队列调度FIFO关心的只是队列的长度，队列的长度对延迟和丢包率的影响所有报文的处理方式相同，简单、高效、没有附加开销Best-Effort报文传送方式采用的就是FIFO的排队策略,转发数据包,Page 27,PQ（绝对优先级队列）,PQ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,然后发送中优先级，然后是正常优先级和低优先级.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分组将可能一直得不到服务,drop,流分类,Page 28,

13、拥塞避免机制,避免拥塞技术主要用在骨干网络，监控网络通信量负载，并尽力预测和避免公共网络上瓶颈处的拥塞现象发生通过在拥塞发生之前丢弃对应的信息包以达到避免拥塞的目的目前主要采用三种技术：尾丢弃（Tail Drop）随机早期监测(Random Early Detection，RED)加权的早期监测(Weighted Random Early Detection，WRED),Page 29,流量监管和流量整形,流量监管（Committed Access Rate，CAR）流量整形（SHAPING）流量整形（以后简称SHAPING）可以对不规则或不符合预定流量特性的流量进行整形，以利于网络上下游之间

14、的带宽匹配；流量监管与流量整形的主要异同点：SHAPING与CAR一样，均采用了令牌桶技术来控制流量；SHAPING与CAR的主要区别在于：CAR进行报文流量控制时，对不符合流量特性的报文进行丢弃；SHAPING对于不符合流量特性的报文则是进行缓冲，减少了报文的丢弃，同时满足报文的流量特性,Page 30,内容介绍,第1章 QoS简介第2章 QoS服务模型第3章 QoS的技术要点第4章 PTN QoS 特性,PTN产品中QoS的基本概念,在配置PTN的QoS 策略之前，需要掌握QoS 的基本概以及PTN 设备支持的QoS 策略DiffServ DiffServ 作为一种实现端到端的QoS 控制

15、模型，具有实现简单，易于扩展的特点HQoS PTN 设备作为边缘DS 节点应用时，支持层次化的QoS（HQoS，Hierarchical QoS）控制,HQoS,PTN 设备作为边缘DS 节点提供了多层次的QoS 作用点，实现了HQoS 控制功能与传统的QoS 相比，PTN 设备提供的HQoS 具有以下优点：多级的调度机制，实现了基于端口、业务、PW 或QinQ 的调度，更加细化了QoS的控制粒度多级的流量控制机制，实现了基于端口、业务、PW 或QinQ 链路的流量控制，更全面地控制业务的QoS 质量可配置WFQ、WRED 策略，提高QoS 控制的灵活性,PTN产品中QoS的应用,QoS 的应

16、用包括QoS 配置流程、基于Tunnel 的QoS 控制，基于端口、业务、PW、QinQ等多种QoS 策略的应用Tunnel 的QoSPTN 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，将不同的业务分别适配到不同的PW 上，再将PW 承载到Tunnel 中传送一个Tunnel 中可以承载多条去往同一目的地的PWPTN 设备支持对Tunnel 的带宽进行控制承载在Tunnel 中的PW 总带宽不能超过该Tunnel 允许的带宽,PTN产品中QoS的应用（续）,PTN 设备支持配置QoS 策略包括:业务优先级与PHB 转发

17、类型的映射关系 端口QoS 策略 ATM策略 V-UNI Ingress/Egress 策略 PW（Pseudo Wire）策略 QinQ 策略 WFQ（Weighted Fair Queuing）调度策略 WRED（Weighted Random Early Detection）调度策略此外，PTN 设备提供ATM 业务时，支持通过配置ATM 策略实现对ATM 流量的控制,DiffServ域下的QoS配置流程,PTN 设备作为DiffServ 域的边缘节点或内部节点时，其QoS 的配置流程有所不同当PTN 设备作为DiffServ 域的边缘节点时，其QoS 的配置流程如右图所示,DiffServ域下的QoS配置流程（续）,当PTN 设备作为DiffServ 域的内部节点时，其QoS 的配置流程如下图所示,37,谢谢,