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S1720, S2700, S5700, S6720 V200R011C10 配置指南-QoS

本文档介绍了如何配置QoS功能,主要包括MQC配置、优先级映射配置、流量监管配置、流量整形配置、接口限速配置、拥塞避免配置、拥塞管理配置、报文过滤配置、重定向配置、流量统计配置、基于ACL的简化流策略配置和HQoS配置。
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拥塞避免和拥塞管理概述

拥塞避免和拥塞管理概述

拥塞避免通过指定报文丢弃策略来解除网络过载,拥塞管理通过指定报文调度次序来确保高优先级业务优先被处理。

传统网络所面临的服务质量问题主要由拥塞引起,拥塞是指由于网络资源不足而造成速率下降、引入额外延时的一种现象。拥塞会造成报文的传输时延、吞吐率低及资源的大量耗费。而在IP分组交换及多业务并存的复杂环境下,拥塞又极为常见。

拥塞避免和拥塞管理就是解决网络拥塞的两种流控方式。

拥塞避免

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。

设备支持以下拥塞避免功能:

  • 尾部丢弃

    传统的丢弃策略采用尾部丢弃的方法,同等对待所有报文,不对报文进行服务等级的区分。在拥塞发生时,队列尾部的数据报文将被丢弃,直到拥塞解除。

    这种丢弃策略会引起TCP全局同步现象。所谓TCP全局同步现象,是指当多个队列同时丢弃多个TCP连接报文时,将造成一些TCP连接同时进入拥塞避免和慢启动状态,降低流量以解除拥塞;而后这些TCP连接又会在某个时刻同时出现流量高峰。如此反复,使网络流量忽大忽小,影响链路利用率。

    缺省情况下,接口采用尾部丢弃的丢弃策略。

  • WRED

    加权随机先期检测WRED(Weighted Random Early Detection)基于丢弃参数随机丢弃报文。考虑到高优先级报文的利益并使其被丢弃的概率相对较小,WRED可以为不同业务的报文指定不同的丢弃策略。此外,通过随机丢弃报文,让多个TCP连接不同时降低发送速度,避免了TCP全局同步现象。

    WRED技术为每个队列的长度都设定了阈值上下限,并规定:

    • 当队列的长度小于阈值下限时,不丢弃报文。

    • 当队列的长度大于阈值上限时,丢弃所有新收到的报文。

    • 当队列的长度在阈值下限和阈值上限之间时,开始随机丢弃新收到的报文。方法是为每个新收到的报文赋予一个随机数,并用该随机数与当前队列的丢弃概率比较,如果小于丢弃概率则报文被丢弃。队列越长,报文被丢弃的概率越高。

    说明:

    只有S6720EI、S6720S-EI、S5720HI和S5720EI支持WRED。

拥塞管理

拥塞管理是指在网络间歇性出现拥塞,时延敏感业务要求得到比其它业务更高质量的QoS服务时,通过调整报文的调度次序来满足时延敏感业务高QoS服务的一种流量控制机制。

设备支持以下拥塞管理功能:
  • PQ调度

    优先队列PQ(Priority Queuing)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。

    采用PQ调度方式,将时延敏感业务放入高优先级队列,将其它业务放入低优先级队列,从而确保时延敏感业务被优先调度。

    PQ调度的缺点是:拥塞发生时,如果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得不到调度机会。

  • WRR调度

    WRR(Weighted Round Robin)调度即加权轮询调度。WRR在队列之间进行轮流调度,保证每个队列都得到一定的服务时间。

    以接口有8个输出队列为例,WRR为每个队列配置一个加权值(依次为w7、w6、w5、w4、w3、w2、w1、w0),加权值表示获取资源的比重。举个更具体的例子,一个100M的接口,配置它的WRR算法的加权值为50、50、30、30、10、10、10、10(依次对应w7、w6、w5、w4、w3、w2、w1、w0),这样可以保证最低优先级队列至少获得5M带宽,避免了采用PQ调度时发生拥塞的情况下低优先级队列中的报文长时间得不到服务的缺点。

    WRR还有一个优点:虽然多个队列的调度是轮流进行的,但对每个队列不是固定地分配服务时间片,也就是说如果某个队列为空,马上换到下一个队列进行调度,这样带宽资源可以得到充分的利用。

    WRR调度有两个缺点:

    • WRR调度按照报文个数进行调度,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。

    • 时延敏感业务(如语音)得不到及时调度。

    说明:

    S5720HI不支持WRR调度。

  • WDRR调度

    权重赤字轮询调度WDRR(Weighted Deficit Round Robin)调度实现原理与WRR调度基本相同。

    WDRR调度与WRR调度的区别是:WRR调度是按照报文个数进行调度,而WDRR是按照报文长度进行调度。如果报文长度超过了队列的调度能力,WDRR调度允许出现负权重,以保证长报文也能够得到调度。但下次轮询调度时该队列将不会被调度,直到权重为正,该队列才会参与WDRR调度。

    WDRR调度避免了采用PQ调度时发生拥塞的情况下低优先级队列中的报文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,WDRR调度也具有时延敏感业务(如语音)得不到及时调度的缺点。

    当所有参与WDRR调度的队列的权重相同时,WDRR调度与DRR调度效果相同。

  • WFQ调度

    公平队列FQ(Fair Queue)的目的是尽可能公平地分享网络资源,使所有流的延迟和抖动达到最优,让不同队列获得公平的调度机会。WFQ(Weighted Fair Queue)调度即加权公平队列调度,在FQ的基础上增加了优先权方面的考虑,使高优先权的报文获得优先调度的机会多于低优先权的报文。

    WFQ能够按流的“会话”信息(协议类型、源和目的TCP或UDP端口号、源和目的IP地址、ToS域中的优先级位等)自动进行流分类,并且尽可能多地提供队列,以将每个流均匀地放入不同队列中,从而在总体上均衡各个流的延迟。在出队的时候,WFQ按流的优先级(precedence)来分配每个流应占有出口的带宽。优先级的数值越小,所得的带宽越少。优先级的数值越大,所得的带宽越多。

  • PQ+WRR/PQ+WDRR/PQ+WFQ调度

    PQ调度和WRR/WDRR/WFQ调度各有优缺点。单纯采用PQ调度时,低优先级队列中的报文长期得不到带宽,而单纯采用WRR/WDRR/WFQ调度时低延时需求业务得不到优先调度,PQ+WRR/PQ+WDRR/PQ+WFQ调度方式则将前两种调度方式结合起来,不仅能发挥两种调度的优势,而且能克服两种调度各自的缺点。

    用户可以借助PQ+WRR/PQ+WDRR/PQ+WFQ调度方式,将重要的协议报文和时延敏感业务报文放入采用PQ调度的队列中,并为该队列分配指定带宽;而将其他报文按各自的优先级放入采用WRR/WDRR/WFQ调度的各队列中,按照权值对各队列进行循环调度。

    说明:

    S5720HI不支持PQ+WRR调度。

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更新时间:2019-03-28

文档编号:EDOC1000178152

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