QOS 優(yōu)先級 PHB，EXP，淺解 收藏
這兩天在看QOS內(nèi)容，其中涉及到PHB到EXP的映射，以及EXP到PHB的映射，有點不懂PHB是指哪一段，于是上網(wǎng)查找，結(jié)果找到：PHB是指IP包內(nèi)原TOS字段（現(xiàn)DSCP字段），到PHB的映射關(guān)系，具體見下，而EXP當(dāng)然是指MPLS包內(nèi)的優(yōu)先級，COS指的就是8100VLAN中的PRI字段；但是我組的人又說，我們只處理二層的內(nèi)容，宏定義上的PHB指的是三層的，而我們這里單盤配置中的PHB指的就是宏定義上的COS，如果業(yè)務(wù)是基于端口的，無COS的話，則具體指的就是芯片中的隊列優(yōu)先級～～于是我有點暈了。
將PHB，EXP，COS的相關(guān)內(nèi)容（我認(rèn)為有用的）貼上。
最早，用IPv4中的TOS字段來實現(xiàn)QoS，TOS字段一共8bit，最高bit固定為0，最低3bit代表優(yōu)先級，中間的四個bit分別是DTRC，分別表示延遲、吞吐量、可靠興和花費，路由器在實施QoS時只檢查優(yōu)先級字段，其余bit均不做檢查。
隨后，RFC2474對IPv4的TOS字段進行了重新定義即DSCP：最高2bit保留，最高2bit表示CSCP(是一類DSCP)。DSCP一共64個代碼空間，其中XXXXX0是標(biāo)準(zhǔn)操作，其余代碼點未開放使用。
PHB(Per-hop Behavior)，是路由器作用于數(shù)據(jù)流的行為。四種標(biāo)準(zhǔn)的PHB如下:
類選擇碼 CS，對應(yīng)DSCP為XXX000
加速轉(zhuǎn)發(fā) EF
確保轉(zhuǎn)發(fā) AF，分為AF1、AF2、AF3和AF4
盡力而為 BE
DSCP和PHB的映射關(guān)系(由運營商自己指定？)
BE DSCP=000000
EF DSCP=101110
AF1 DSCP=001XXX
AF2 DSCP=010XXX
AF3 DSCP=011XXX
AF4 DSCP=111XXX
IPv4優(yōu)先級和DSCP以及PHB的對應(yīng)關(guān)系
IP優(yōu)先級 DSCP PHB
0 000000 BE
1 001000 AF1
2 010000 AF2
3 011000 AF3
4 100000 AF4
5 101000 EF
6 110000 EF
7 111000 EF
QoS使用的字段：
MPLS中的EXP字段、VLAN中的COS(PRI)字段和IP中的DSCP字段或優(yōu)先級字段
1. 分類和標(biāo)記
Qos分類是一種標(biāo)識流量并將流量歸類為不同類別的Qos處理過程或機制。
常見的流量標(biāo)識符：
1、 入接口
2、 ISL或者802.1p幀中的Cos值
3、 源IP地址或目的IP地址
4、 IP包頭中的IP優(yōu)先級或DSCP值
5、 MPLS頭中的MPLS EXP值
6、 應(yīng)用類型
常見的二層標(biāo)記
Cos（位于ISL或802.1p幀）、EXP(位于MPLS頭，介于二層與三層之間)、DE(位于幀中繼頭)以及CLP(位于ATM信元頭)
常見的三層標(biāo)記
IP優(yōu)先級或DSCP(位于IP頭)
1.1二層Qos：802.1Q/P以太幀中的Cos
以太網(wǎng)802.1Q/P幀
前導(dǎo)碼 SFD DA SA 802.1Q/P 類型 數(shù)據(jù) FCS
802.1Q/P字段格式
TPID 0X8100 16比特
PRI 3比特
CFI 1比特
VLAN ID 12比特
長度為4字節(jié)的802.1Q幀頭字段插在源MAC地址之后，其中有一個用于中繼功能的VLAN ID字段，還有一個被稱為Cos(802.1p)的3比特用戶優(yōu)先級字段（PRI），Cos用于Qos機制，可以提供8種可選值。如下表
Cos(比特) Cos(十進制) IETF RFC791 應(yīng)用
000 0 Routine(常規(guī)) 盡力而為數(shù)據(jù)
001 1 Priority(優(yōu)先) 中等優(yōu)先級數(shù)據(jù)
010 2 Immediate(緊要) 高優(yōu)先級數(shù)據(jù)
011 3 Flash(快速) 呼叫信令
100 4 Flash-Override(最快速) 視頻會議
101 5 Critical(關(guān)鍵) 語音荷載
110 6 Internet(網(wǎng)絡(luò)互連) 保留
111 7 Network(網(wǎng)絡(luò)) 保留
1.2二層Qos：DE和CLP
幀中繼幀
標(biāo)志
幀中繼頭
信息
FCS
標(biāo)志
幀中繼頭
DLCI
C/R
EA
DLCI
FECN
BECN
DE
EA
幀中繼頭部中的FECN（前向顯示擁塞指示），BECN（后向顯示擁塞指示）和DE（可丟棄）字段就被用于擁塞的指示和丟棄優(yōu)先指示。
幀中繼中的1比特DE字段和ATM信元中的1比特CLP都用來向中間交換機表明該數(shù)據(jù)單元不是候選被丟棄單元（DE或者CLP為0），或者是候選被丟棄單元（DE或者CLP為1）。
1.3二層Qos：MPLS EXP字段
MPLS包就是增加了一個或多個長度為4字節(jié)的MPLS頭的IP包，增加了MPLS頭后的IP包在傳送之前需要被封裝在二層PDU中，因而常常將MPLS頭稱為SHIM（”墊片”）或2.又2分之一層頭。
MPLS頭中的EXP字段用于Qos，其3比特長度也是為了與IP頭中的3比特IP優(yōu)先級字段以及802.1Q頭中的3比特PRI字段相兼容。
DA
SA
類型x8847
Label
Exp
S
TTL
IP包
48比特
48比特
16比特
20比特
3比特
1比特
8比特
默認(rèn)情況下，當(dāng)IP包進入MPLS網(wǎng)絡(luò)時，邊緣路由器會將IP包頭ToS(Type of Service,服務(wù)類型)字節(jié)中最高3位復(fù)制到MPLS頭中的EXP字段中，其中，IP包頭ToS字節(jié)中的最高3位稱為IP優(yōu)先級比特。
除了自動復(fù)制IP優(yōu)先級的數(shù)值之外，MPLS邊緣路由器的網(wǎng)絡(luò)管理員還可以再邊緣路由器上手工將EXP設(shè)定為期望值。
•2. DiffServ模型以及DSCP和PHB
在DiffServ模型的體系架構(gòu)中，建議盡可能地在最靠近源端的位置進行流量分類和流量標(biāo)記。過去一般都使用IP優(yōu)先級比特來標(biāo)記IP包，但目前認(rèn)為標(biāo)記IP包的標(biāo)準(zhǔn)方法就是標(biāo)記IP頭中的DSCP比特。
在DiffServ框架中，需要設(shè)置IP包頭中的DSCP值以選擇PHB（每跳行為）。
PHB就是外部可察覺的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對一組具有相同DSCP值的IP包的轉(zhuǎn)發(fā)行為。具有相同DSCP值的一組數(shù)據(jù)包將從DiffServ節(jié)點處得到相同的PHB，稱為BA（行為聚合）。
2.1 IP優(yōu)先級和DSCP
最初的IP Qos基于RFC791，將IP包頭中的Tos字節(jié)的最高3位稱為IP優(yōu)先級比特，3個IP優(yōu)先級比特可以提供8種配置選擇，類似二層的Cos。
新的IP Qos機制重新將ToS字節(jié)定義為差分服務(wù)，從而提供了更靈活、更強大的Qos能力。DiffServ字段中的最高6位稱為DSCP，余下的2位用于流控制，稱為ECN（顯示擁塞指示）比特。DSCP與IP優(yōu)先級后向兼容。
目前DSCP值的定義中包括以下4類PHB：
1、類別選擇PHB。此時DSCP的最后3位為000，類別選擇PHB提供了與基于Tos的IP優(yōu)先級的后向兼容能力。
非兼容DSCP —- 兼容DSCP 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，雙方配置成僅處理和理解IP優(yōu)先級比特。
兼容DSCP — 不兼容DSCP 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，僅設(shè)置DiffServ字段的高3位，等同于IP優(yōu)先級字段，其余比特均被置0。
2、默認(rèn)PHB。此時Diffserv/DSCP字段的最高3位為000。默認(rèn)PHB用于盡力而為（BE）服務(wù)。
3、AF PHB。此時DSCP字段最高3位為001、010、011、100（分別被稱為AF1、AF2、AF3、AF4）。AF確保轉(zhuǎn)發(fā)
4、EF PHB。此時DSCP字段的最高3位為101（整個DSCP字段為101110，即十進制46）。EF PHB用于提供低時延服務(wù)。EF快速轉(zhuǎn)發(fā)
0
ECN
ECN
類型選擇PHB
-
-
-
0
0
0
默認(rèn)PHB
0
0
0
-
-
0
AF
PHB
0
0
1
-
-
0
0
1
0
-
-
0
0
1
1
-
-
0
1
0
0
-
-
0
EF PHB
1
0
1
1
1
0
EF PHB提供的是低時延服務(wù)，應(yīng)該具有最低的抖動和丟包率，因而必須限制EF的專用帶寬，以免其他服務(wù)得不到可用帶寬。在實際使用EF PHB的過程中要記住以下3點：
1、 關(guān)注最小化時延
2、 能夠提供帶寬保證。
3、 在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時，EF會監(jiān)管帶寬。
AF PHB為4中類別提供了4種隊列（AFxy）：AF1y、AF2y、AF3y、AF4y。每種隊列都有一個預(yù)定義的保留帶寬，當(dāng)某個特定隊列上的流量超出了為該隊列預(yù)留的帶寬時，隊列就會產(chǎn)生擁塞并引發(fā)丟包。
DSCP(十進制)=8x+2y
類
別
丟棄概率
低
中
高
類別1
AF11 DSCP 10 (001010)
AF12 DSCP 12 (001100)
AF13 DSCP 14 (001110)
類別2
AF21 DSCP 18 (010010)
AF22 DSCP 20 (010100)
AF23 DSCP 22 (010110)
類別3
AF31 DSCP 26 (011010)
AF32 DSCP 28 (011100)
AF33 DSCP 30 (011110)
類別4
AF41 DSCP 34 (100010)
AF42 DSCP 36 (100100)
AF43 DSCP 38 (100110)
3.Qos服務(wù)類別
1、 標(biāo)識流量類型及其需求
2、 基于所標(biāo)識的需求信息進行流量分類
為一種或幾種類型的流量創(chuàng)建的服務(wù)類別就是一個BA。通常定義為以為下4種
A、關(guān)鍵任務(wù)性 B、事務(wù)型 C、盡力而為型 D、清道夫型
3、 為每種服務(wù)類別定義相應(yīng)的策略
不同標(biāo)記到不同流量類型的映射
Cisco AutoQos
類別
二層Cos或IP優(yōu)先級
DSCP值
十進制
DSCP值
二進制
代碼名
盡力而為
0
0
000000
BE
清道夫
0
8
001000
CS1(類別選擇1)
批量數(shù)據(jù)
1
10
001010
AF11
12
001100
AF12
14
001110
AF13
網(wǎng)絡(luò)管理
2
16
010000
CS2(類別選擇2)
電話信令
3
26
011010
AF31
本地關(guān)鍵
任務(wù)
3
28
011100
AF32
30
011110
AF33
流媒體流量
4
32
100000
CS4(類別選擇4)
交互式
視頻
流量
4
34
100010
AF41
36
100100
AF42
38
100110
AF43
交互式語音荷載流量
5
46
101110
EF
4.信任邊界
影響信任邊界的因素：
1、 被信任設(shè)備必須在網(wǎng)絡(luò)管理員的管理和控制之下，至少要能確信其流量標(biāo)記與網(wǎng)絡(luò)的Qos策略一致。
2、 不同設(shè)備在檢查和設(shè)置/重置不同Qos標(biāo)記方面的能力和特征集是不一樣。
信任邊界通常位置：
1、 端系統(tǒng)
2、 接入層交換機
3、 分布層交換
5.NBAR
NBAR（Network Based Application Recognition，基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用識別）是Cisco IOS提供的一個功能特性，可以完成以下3項工作:
1、 協(xié)議發(fā)現(xiàn)
2、 流量統(tǒng)計匯總
3、 流量分類
NBAR協(xié)議發(fā)現(xiàn)：要想發(fā)現(xiàn)通過某接口的網(wǎng)絡(luò)流量，可以在該接口上應(yīng)用NBAR協(xié)議發(fā)現(xiàn)機制。而且NBAR還可以報告包括輸入/輸出數(shù)據(jù)包總數(shù)和字節(jié)數(shù)以及輸入/輸出比特率等在內(nèi)的流量統(tǒng)計信息。
NBAR PDLM：通過Cisco Sytems提供的PDLM文件加載到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，可以擴展NBAR所能支持的協(xié)議列表，并增強NBAR現(xiàn)有協(xié)議識別能力，加載PDLM不需要重載路由器設(shè)備。
NBAR應(yīng)用支持：NBAR可以發(fā)現(xiàn)并分類使用靜態(tài)端口的應(yīng)用類型以及使用動態(tài)分配端口的應(yīng)用類型。NBAR可以通過深度包檢測進行流量分類，例如，NBAR可以基于URL,MIME類型和RTP凈荷類型進行流量分類。如果要使用NBAR功能，必須首先在該設(shè)備的接口上開啟CEF。
NBAR使用限制
1、 不支持FastEtherChannel邏輯接口
2、 最多同時處理24個URL，主機或MIME類型
3、 只能分析數(shù)據(jù)包的前400字節(jié)
4、 僅支持CEF，不支持其他交換模式
5、 不支持組播包，分段包以及安全HTTP
6、 不能分析和識別發(fā)往運行了NBAR的路由器的流量或從運行了NBAR的路由器發(fā)出的流量。
發(fā)表于 @ 2010年10月29日 11:08:00 | 評論( 0 ) | 編輯| 舉報| 收藏
