智能HQoS设计
设计概述
终端无线化已成为趋势,支持随时随地无线接入已成为大中型园区网络的基本要求。但是随着无线用户大量增加和无线终端业务质量敏感性增加,现有园区网络QoS技术能力无法保障无线用户高质量体验,尤其如下两个场景问题是最迫切的:
- 网络管理员无法按照用户维度进行应用差异化保障,普通用户流量挤占VIP用户流量导致无法保障VIP用户的绝对优先体验。
- 传统QoS技术只支持全局应用流量调度模型,也就是全网只能配置一种流量QoS策略,无法根据用户或者用户分类进行差异化的应用调度策略配置。
为了解决如上两个场景问题,华为推出了智能HQoS方案,它是一种基于SDN控制器、可编程芯片的多级调度能力和应用识别技术的场景化QoS方案。通过部署智能HQoS方案,网络管理员可使用如下功能进行园区网络QoS设计部署:
- 通过iMaster NCE-Campus定义VIP用户。
- 通过iMaster NCE-Campus定义园区网络中私有应用。
- 通过iMaster NCE-Campus定义不同的应用调度模板。
- 通过iMaster NCE-Campus向不同类别的用户授权不同的应用调度模板。
管理员部署智能HQoS方案,需要完成VIP用户及应用规划、自定义应用、应用调度模板三部分设计工作。
VIP用户及应用规划
针对VIP用户设计,园区网络管理员需要完成如下工作:
- 识别需要优先保障的用户终端,并在iMaster NCE-Campus录入VIP用户信息,终端的VIP属性通过认证授权流程自动同步给网络设备。
- 分析VIP用户的业务流量,识别出关键业务和非关键业务,根据丢包、时延、抖动等指标对关键业务流量进行分类。
下面是VIP用户规划的设计案例,供园区网络管理员设计参考:
VIP用户 |
关键业务分类 |
典型应用或协议 |
丢包质量容忍度 |
时延质量容忍度 |
抖动质量容忍度 |
带宽(Mbps,是否突发) |
---|---|---|---|---|---|---|
VIP1 |
VoIP |
即时通讯应用APP1,APP2 |
非常低 |
非常低 |
非常低 |
2,无突发 |
Internet_Conferencing |
在线视频会议应用APP3,APP4 |
中低 |
非常低 |
低 |
10,有突发 |
|
VIP2 |
Remote_Desktop |
远程桌面应用APP5 |
中低 |
非常低 |
低 |
20,有突发 |
Database |
数据库应用APP6,APP7 |
低 |
中高 |
允许 |
1,无突发 |
本案例定义两个VIP用户分别为VIP1、VIP2,同时分析VIP用户的关键应用的指标,包括丢包、时延、抖动、带宽需求。如何进行流量分类,请参考“流量分类设计”章节。
上述表格中用户和应用只是参考样例,只是用于展示规划设计的方法和逻辑,相关的指标数据不能作为实际部署建议。
自定义应用设计
完成VIP用户的规划和业务流量梳理后,下一步工作需要进行应用定义规则设计,园区网络中的应用分为两类:
- 预定义应用,在华为智能应用控制SAC(Smart Application Control)库中已定义的应用,对于这类应用网络设备可通过SAC能力自动进行识别。管理员只需从SAC应用库选择相关应用并添加到应用调度模板中,当应用调度策略下发到网络设备后,网络设备通过SAC功能进行应用识别。华为SAC特征库请参见https://isecurity.huawei.com/sec/web/freesignature.do。
- 自定义应用,是SAC库中不存在的应用,智能HQoS支持使用URL、服务IP地址+端口两种方式进行自定义应用,设计逻辑可参考如下表格:
应用名 |
描述 |
类型(URL/IP) |
协议 |
端口 |
---|---|---|---|---|
APP1 |
视频直播 |
172.16.33.22 |
UDP |
6666 |
APP2 |
数据库访问 |
https://database.company.com |
- |
- |
推荐使用这两种方式进行应用自定义,管理员在iMaster NCE-Campus完成自定义应用后,就可以将相关自定义应用添加到应用调度模板中。
在使用智能HQoS方案时,仅独立WAC支持SAC方式应用识别,交换机不支持SAC方式应用识别。
应用调度模板设计
完成VIP用户的应用识别设计后,下一步需要进行应用调度模板设计。智能HQoS为VIP用户授权差异化的应用调度模板来实现差异化的流量调度策略,进而达到保障VIP用户关键业务流量的目标。完成应用调度模板设计,网络管理员需完成如下工作:
- 根据“VIP用户及应用规划”章节分析结果定义关键业务的优先级,典型建议可参考“典型调度策略建议”。
- 易突发的应用建议配置整形带宽,如某视频应用平均带宽不到10Mbps,峰值带宽达到100Mbps,整形带宽可配置10Mbps。
- 通过iMaster NCE-Campus定义应用调度模板,最多可定义支持31个,配置逻辑参考如下表格。
- 普通用户不支持调度模板定义,只能按照网络设备的默认配置去调度,网络管理员无需任何配置。
应用列表 |
优先级(数值越大越优先) |
突发流量的整形带宽(Mbps) |
---|---|---|
其他应用 |
1 |
无 |
非关键业务APP6 |
2 |
无 |
非关键业务APP5 |
3 |
无 |
自定义应用APP4 |
4 |
20 |
视频会议应用APP3 |
5 |
10 |
自定义应用APP2 |
6 |
无 |
即时通讯应用APP1 |
7 |
无 |
如上表格中,VIP1、VIP3、VIP5三个用户的业务流量模型相似,管理员为这三个VIP用户定义相同的调度模板。待所有VIP用户的应用调度模板设计完成后,管理员在控制器为VIP用户授权指定的应用调度模板,调度策略会自动下发网络设备。
设计考虑点
- 无线网络中的AP需配置成隧道转发模式,流量需集中从WAC转发。
- 推荐园区组网架构
组网拓扑
用户网关
用户认证点
WAC
无线独立组网
WAC
AirEngine 9700-M
AirEngine 9700-M
有线无线融合组网
核心层 S12700E
核心层 S12700E
S12700E随板WAC
- S12700E需配备“LST7Y40SX6H0-40端口25GE以太网光接口板”线卡才能支持HQoS能力,VIP用户终端可配置数量跟线卡数量有关,VIP用户终端最大可配置16000/线卡,其中无线终端最大可配置12000/线卡。
- AirEngine 9700-M作为无线用户终端网关时,VIP用户终端最大可配置1800个。
- 虚拟化集中式网关组网下,S12700E作为Border作为随板WAC和有线无线终端网关,只支持无线终端HQoS,不支持有线终端HQoS。
- 核心交换机作为用户网关时,网络管理员需在出口防火墙开启应用识别能力和优先级重标记,同时打开核心交换机上行端口的“trust dscp”功能。
- 为了避免VIP用户间过度竞争,不宜规划过多VIP用户,建议VIP用户数量占比不超过10%。
- 通过iMaster NCE-Campus,网络管理员最多可配置31个应用调度模板。
- WAC需通过iMaster NCE-Campus跳转到web网管进行应用调度模板配置。