網絡系統建設與運維Internet設計之初，是為了解決電話交換網絡依賴中心結點的問題，即網絡應當能夠自動適應拓撲結構的變化，當拓撲變更時（比如部分線路遭到破壞），網絡能夠自動重新計算到達目的端的最優路徑，并不需要雙方事先建立可靠的連接，這也可以理解為：Internet提供的是一種“盡力投遞”的服務，本身就是無法保證數據傳輸成功的，或者說服務質量是沒有保證的，隨著Internet用戶的爆炸式增長和各種網上業務的廣泛普及，這種情況變得越來越難以接受，人們迫切需要一種在Internet上保證（或者改善）服務質量的流量控制機制，這即是QoS，本項目介紹QoS的基本概念、工作原理和配置過程。深入篇項目11服務質量（Qos）一、學習目標1、了解Qos基本概念與實現原理；2、掌握Qos基本配置。二、網絡拓撲圖深入篇項目11服務質量（Qos）三、環境與設備要求1、按下列清單準備好網絡設備，并依圖示搭建網絡拓撲圖；2、為計算機和相關接口配置IP地址；3、在R1和R2上部署OSPF路由，全網宣告；4、在R1上部署基于DSCP的流量分類，在R2上部署流量監管。深入篇項目11服務質量（Qos）設備型號數量路由器AR32602計算機PC2設備連接端口IP地址R1G0/0/0PC154/24R1G0/0/1PC254/24R1G0/0/2R2G0/0/0/24R2G0/0/0R1G0/0/2/24R1LOOPBACK1--1/32R2LOOPBACK0--/32四、認知與配置過程首先配置所有路由器和計算機的接口IP地址，全網部署OSPF路由，實現全網互通（略）。1、定義ACL匹配特定流量深入篇項目11服務質量（Qos）[R1]acl2000[R1-acl-basic-2000]rulepermitsource55[R1]acl2001[R1-acl-basic-2001]rulepermitsource552、定義流量策略2.1定義針對ACL2000的流量策略深入篇項目11服務質量（Qos）[R1]trafficclassifiertc1[R1-classifier-tc1]if-matchacl2000[R1]trafficbehaviortb1[R1-behavior-tb1]remarkdscp5[R1]trafficpolicytp1[R1-trafficpolicy-tp1]classifiertc1behaviortb1[R1]intg0/0/0[R1-GigabitEthernet0/0/0]traffic-policytp1inbound2.2定義針對ACL2001的流量策略深入篇項目11服務質量（Qos）[R1]trafficclassifiertc2[R1-classifier-tc1]if-matchacl2001[R1]trafficbehaviortb2[R1-behavior-tb1]remarkdscp4[R1]trafficpolicytp2[R1-trafficpolicy-tp1]classifiertc2behaviortb2[R1]intg0/0/1[R1-GigabitEthernet0/0/1]traffic-policytp2inbound3、驗證dscp配置是否生效3.1在PC1上ping，并在AR2的G0/0/0口上抓包可以看到從發往的IP包中，DSCP字段被修改為5，這與我們的流量策略配置是一致的。深入篇項目11服務質量（Qos）3.2在PC2上ping，并在AR2的G0/0/0口上抓包可以看到從發往的IP包中，DSCP字段被修改為4，這與我們的流量策略配置是一致的。深入篇項目11服務質量（Qos）4、在AR2上配置流量監管上述命令將dscp標記為5的流量限速為4M。深入篇項目11服務質量（Qos）[R2]trafficclassifiertc1[R2-classifier-tc1]if-matchdscp5[R2-classifier-tc1]q[R2]trafficbehaviortb1[R2-behavior-tb1]carcir4000 //單位Kbps[R2-behavior-tb1]q[R2]trafficpolicytp1[R2-trafficpolicy-tp1]classifiertc1behaviortb1[R2-trafficpolicy-tp1]q[R2]intg0/0/0[R2-GigabitEthernet0/0/0]traffic-policytp1inbound五、測試并驗證結果流量標記部分，我們在實驗過程中已經進行了驗證。流量監控部分，在eNSP模擬器中無法模擬，必須在現網中才能驗證。深入篇項目11服務質量（Qos）六、項目小結與知識拓展1、當網絡發生擁塞的時候，所有的數據流都有可能被丟棄；為滿足用戶對不同應用不同服務質量的要求，需要網絡能根據用戶的要求分配和調度資源，對不同的數據流提供不同的服務，對實時性強且重要的數據報文優先處理；對于實時性不強的普通數據報文，提供較低的處理優先級，網絡擁塞時甚至可以丟棄。QoS（QualityofService，服務質量）在帶寬有限的情況下，使用一個“有保證”的策略對網絡流量進行管理，實現不同流量可以獲得不同的優先服務。影響QoS的主要因素如下表所示。深入篇項目11服務質量（Qos）流量類型帶寬延遲抖動可靠性語音低高高低視頻高高高低FTP低低低高E-mail低低低高2、QoS服務模型主要有三種：Best-Effort（盡力而為服務模型）：是現在Internet的缺省服務模型，通過先入先出（FIFO）隊列來實現，不區分服務類型。IntegratedServicesModel（綜合服務模型）：是一種最為復雜的服務模型，它需要用到RSVP（ResourceReservationProtocol）協議。該服務模型在發送報文前，需要向網絡申請特定的服務，在Internet骨干網上無法得到廣泛應用。DiffServModel（區分服務模型）：將網絡中的流量分成多個類，然后為每個類定義相應的處理行為，使其擁有不同的優先轉發、丟包率、時延等，是目前應用最廣的服務模型。深入篇項目11服務質量（Qos）3、DS服務模型依賴于報文分類的實現，常用的分類依據包括：VLAN幀中的優先級字段；MPLS幀中的EXP字段；IP報文中的TOS字段，如下圖所示：深入篇項目11服務質量（Qos）最常用的分類方法是根據TOS字段對報文進行進行分類，然而TOS字段只有3個bit，最多只能將報文分成8類，這在實際部署網絡時是遠遠不夠的。RFC2474中對IPv4報文頭的ToS字段進行了重新定義，稱為DSCP（DifferentiatedServicesCodePoint）字段，DSCP將TOS擴展到了6bit，最多可以將報文分成64類。需要注意的是，QoS管理一般屬于網絡管理員的行為，用戶的業務終端一般是不會對DSCP進行標記的，因此我們需要一個復雜流分類方法。深入篇項目11服務質量（Qos）4、復雜流分類是指根據五元組（源地址、目的地址、源端口號、目的端口號、協議號碼）等報文信息對報文進行精細的分類（一般的分類依據都局限在封裝報文的頭部信息，使用報文內容作為分類的標準比較少見）。復雜流分類一般應用于網絡的邊緣位置，報文進入邊緣節點時，網絡管理者可以靈活配置分類規則，一般通過ACL來實現，比如本項目中的ACL2000和ACL2001。5、流量監管，TP（TrafficPolicing）是指對接收或發送的流量進行限速控制，為網絡提供基本的QoS功能。TP的典型應用是監督進入網絡的流量的規格，把它限制在一個合理的范圍之內，并對超出部分的流量進行“懲罰”（丟棄）。TP通常使用承諾訪問速率CAR（CommittedAccessRate）來實現。深入篇項目11服務質量（Qos）6、流量整形，TS（TrafficShaping）是指限制流出網絡的某一連