Implementar políticas de qualidade de serviço com ponto de código de serviços diferenciados

Introdução

Este documento descreve como definir os valores do Differentiated Services Code Point (DSCP) nas configurações de Qualidade de Serviço (QoS) em um roteador Cisco.

Pré-requisitos

Requisitos

Você deve estar familiarizado com os campos no cabeçalho IP e no Cisco IOS^®CLI.

Componentes Utilizados

Este documento não se restringe a versões de software e hardware específicas.

As informações neste documento foram criadas a partir de dispositivos em um ambiente de laboratório específico. Todos os dispositivos utilizados neste documento foram iniciados com uma configuração (padrão) inicial. Se a rede estiver ativa, certifique-se de que você entenda o impacto potencial de qualquer comando.

Conventions

Para obter mais informações sobre convenções de documento, consulte as Convenções de dicas técnicas Cisco.

Informações de Apoio

Differentiated Services (DiffServ) é um novo modelo no qual o tráfego é tratado por sistemas intermediários com prioridades relativas com base no campo de tipo de serviço (ToS). Definido no RFC 2474 e no RFC 2475, o padrão DiffServ substitui a especificação original para definir a prioridade de pacote descrita no RFC 791. O DiffServ aumenta o número de níveis de prioridade definíveis quando realoca bits de um pacote IP para marcá-lo como prioridade.

A arquitetura DiffServ define o campo DiffServ (DS), que substitui o campo ToS no IPv4 para tomar decisões de comportamento por salto (PHB) sobre a classificação de pacotes e tráfego conditioning funções, como metering , marking , shaping ,e policing .

Os RFCs não ditam a maneira de implementar PHBs; essa é a responsabilidade do fornecedor. A Cisco implementa queuing  Técnicas que podem basear seu PHB na precedência de IP ou no valor de DSCP no cabeçalho IP de um pacote. Com base no DSCP ou na precedência IP, o tráfego pode ser direcionado para uma classe de serviço específica. Os pacotes dentro de uma classe de serviço são tratados do mesmo modo.

Differentiated Services Code Point

Os seis Most Significant Bits do campo do DiffServ são chamados como o DSCP. Os dois últimos bits atualmente não utilizados (CU) no campo DiffServ não foram definidos na arquitetura do campo DiffServ; eles agora são usados como bits de notificação de congestionamento explícito (ECN). Os roteadores na borda da rede classificam pacotes e identificam-nos por meio do IP precedence ou valor DSCP em uma rede de diffserv. Outros dispositivos de rede no núcleo que apoiam o uso de Diffserv o valor DSCP no cabeçalho IP selecionar um comportamento PHB para o pacote e fornecer o tratamento de QoS apropriado.

Os diagramas nesta seção mostram uma comparação entre o byte ToS definido pelo RFC 791 e o campo do DiffServ.

Byte ToS

P2

P1

P0

T2

T1

T0

CU1

CU0

• IP precedence - três bit (P2 ao P0)

• Atraso, produção e confiança - três bit (T2 ao T0)

• CU (Currently Unused) - dois bits(CU1-CU0)

Campo DiffServ

DS5	DS4	DS3	DS2	DS1	DS0	ECN	ECN

• DSCP - seis bit (DS5-DS0)

• ECN - dois bit

O campo DiffServ padronizado do pacote está marcado com um valor para que o pacote receba um tratamento de encaminhamento específico ou PHB, em cada nó de rede.

A opção DSCP é 000 000. O seletor de classe DSCP é os valores que são inversos - compatível com IP precedence. Ao converter entre precedência de IP e DSCP, faça a correspondência dos três bits mais significativos. Em outras palavras:

IP Prec 5 (101) maps to IP DSCP 101 000

Byte ToS

1

0

1

T2

T1

T0

CU2

CU0

Campo DiffServ

1	0	1	0	0	0	ECN	ECN

O padrão DiffServ utiliza os mesmos bits de precedência (os bits mais significativos - DS5, DS4 e DS3) para a configuração de prioridade, mas esclarece ainda mais as definições, o que fornece maior granularidade através do uso dos próximos três bits no DSCP. O DiffServ reorganiza e rebatiza os níveis de precedência (ainda definidos pelos três Most Significant Bits do DSCP) nestas categorias (os níveis são explicados em maiores detalhes neste original):

Nível de precedência	Descrição
7	Permanece igual (manutenção de atividade na camada de link e no Routing Protocol)
6	Permanece igual (usado em protocolos de IP Routing)
5	EF (Express Forwarding)
4	Classe 4
3	Classe 3
2	Classe 2
1	Classe 1
0	O melhor esforço

Com este sistema, um dispositivo dá a prioridade ao tráfego pela classe primeiramente. Em seguida, ele diferencia e prioriza o tráfego de mesma classe e leva em conta a probabilidade de queda.

O padrão diffserv não especifica uma definição precisa “ponto baixo,” “media da probabilidade de queda,” e da “elevação”. Nem todos os dispositivos reconhecem as configurações DiffServ (DS2 e DS1); e mesmo quando essas configurações são reconhecidas, elas não disparam necessariamente a mesma ação de encaminhamento PHB em cada nó de rede. Cada nó executa sua própria resposta baseada em como é configurado.

Assegurado Forwarding

O RFC 2597 define o forwarding (AF) PHB e o descreve como um meio para um domínio DS de provedor oferecer diferentes níveis de forwarding  Garantias para pacotes IP recebidos de um domínio DS cliente. O Assegurado Forwarding  O PHB garante uma certa quantidade de largura de banda para uma classe AF e permite acesso a largura de banda extra, se disponível. Há quatro classes AF, AF1x com AF4x. Em cada classe, há três probabilidades de queda. Contingentes em uma determinada política de rede, os pacotes podem ser selecionados para um PHB com base no throughput, atraso, instabilidade, perda ou pela prioridade de acesso aos serviços de rede.

As classes 1 4 são referidas como classes AF. Esta tabela ilustra o código DSCP que especifica a classe AF com a probabilidade. Os bits DS5, DS4 e DS3 definem a classe; os bits DS2 e DS1 especificam a probabilidade de queda; o bit DS0 é sempre zero.

Soltar	Classe 1	Classe 2	Classe 3	Classe 4
Baixa	001010 AF11 DSCP 10	010010 AF21 DSCP 18	011010 AF31 DSCP 26	100010 AF41 DSCP 34
Médio	001100 AF12 DSCP 12	010100 AF 22 DSCP 20	011100 AF32 DSCP 28	100100 AF42 DSCP 36
Alto	001110 AF13 DSCP 14	010110 AF23 DSCP 22	011110 DSCP 30 AF33	100110 AF43 DSCP 38

Agilizado Forwarding

O RFC 2598 define o PHB de Encaminhamento Expedido (EF): "O PHB EF pode ser usado para criar uma perda baixa, baixa latência, baixa instabilidade, largura de banda garantida, serviço de ponta a ponta através de domínios DS (Diffserv). Tal serviço aparece para os endpoints como uma conexão ponto-a-ponto ou uma "linha alugada virtual". Esse serviço também foi descrito como serviço Premium. O ponto de código 101110 é recomendado para o EF PHB, que corresponde a um valor DSCP de 46.

Além disso, os mecanismos do fornecedor específico precisam de ser configurados para executar estes PHB. Refira ao RFC 2598 para obter mais informações sobre de EF PHB.

Usar o campo DSCP

Há três maneiras de você utilizar o campo DSCP:

• Classificador—Selecione um pacote com base no conteúdo de algumas partes do cabeçalho do pacote e aplique o PHB com base na característica de serviço definida pelo valor DSCP.

• Marcador—Definir o campo DSCP baseado no perfil de tráfego.

• Metering —Verificar a conformidade com o perfil de tráfego com uma função de modelador ou dropper.

O software Cisco IOS considera os bits de precedência do campo ToS se houver tráfego enfileirado no Enfileiramento Moderado Ponderado (WFQ - Weighted Fair Queuing), Detecção Antecipada Aleatória Ponderada (WRED - Weighted Random Early Detection) ou Rodízio Ponderado (WRR - Weighted Round Robin). Os bits de precedência não são considerados quando são configurados Roteamento de Política, Filas de Prioridade (PQ), Filas Personalizadas (CQ) ou Classe Baseada em Weighted Fair Queuing (CBWFQ). Para obter mais informações, consulte Class Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ).

Classificação de pacote

A classificação de pacotes envolve o uso de um descritor de tráfego para categorizar um pacote dentro de um grupo específico e tornar o pacote acessível para o QoS que gerencia na rede. Ao usar a classificação de pacotes, você pode particionar o tráfego de rede em vários níveis de prioridade ou em uma classe de serviço (CoS).

Você pode usar as ACLs (listas de acesso) ou o comando match no CLI QoS modular para fazer a correspondência com valores de DSCP. O Cisco IOS Software Release 12.1(5)T introduziu a capacidade de selecionar um valor de DSCP no comando match.

Router1(config)#access-list 101 permit ip any any ?
dscp       Match packets with given dscp value 
fragments  Check non-initial fragments 
log        Log matches against this entry 
log-input  Log matches against this entry, including input interface 
precedence Match packets with given precedence value 
time-range Specify a time-range 
tos        Match packets with given TOS value

Quando você especifica o valor do dscp IP no comando class map, você obtém estes:

Router(config)#class-map match-all VOIP 
 1751-uut1(config-cmap)#match ip dscp ? 
   <0-63>   Differentiated services codepoint value 
   af11     Match packets with AF11 dscp (001010) 
   af12     Match packets with AF12 dscp (001100) 
   af13     Match packets with AF13 dscp (001110) 
   af21     Match packets with AF21 dscp (010010) 
   af22     Match packets with AF22 dscp (010100) 
   af23     Match packets with AF23 dscp (010110) 
   af31     Match packets with AF31 dscp (011010) 
   af32     Match packets with AF32 dscp (011100) 
   af33     Match packets with AF33 dscp (011110) 
   af41     Match packets with AF41 dscp (100010) 
   af42     Match packets with AF42 dscp (100100) 
   af43     Match packets with AF43 dscp (100110) 
   cs1      Match packets with CS1(precedence 1) dscp (001000) 
   cs2      Match packets with CS2(precedence 2) dscp (010000) 
   cs3      Match packets with CS3(precedence 3) dscp (011000) 
   cs4      Match packets with CS4(precedence 4) dscp (100000) 
   cs5      Match packets with CS5(precedence 5) dscp (101000) 
   cs6      Match packets with CS6(precedence 6) dscp (110000) 
   cs7      Match packets with CS7(precedence 7) dscp (111000) 
   default  Match packets with default dscp (000000) 
   ef       Match packets with EF dscp (101110) 
 Router1(config-cmap)#match ip dscp af31 

Marking

O DSCP pode ser ajustado a um valor desejado na borda da rede a fim de fazê-la fácil para que os dispositivos centrais classifiquem o pacote segundo as indicações da seção da classificação de pacote de informação e forneçam um nível apropriado do serviço. Pacote baseado em classe Marking pode ser usado para definir o valor de DSCP como mostrado aqui:

policy-map pack-multimedia-5M 

!--- Creates a policy map named pack-multimedia-5M.

  class management 
  
!--- Specifies the policy to be created for the !--- traffic classified by class management.

    bandwidth 50 
    set ip dscp 8 
    
!--- Sets the DSCP value of the packets matching !--- class management to 8.

  class C1 
    priority 1248 
    set ip dscp 40 
  class voice-signalling 
    bandwidth 120 
    set ip dscp 24

Usar taxa de acesso consolidada ou vigilância baseada em classe

Taxa de acesso consolidada e baseada em classe Policing são mecanismos de regulação de tráfego, usados para regular o fluxo de tráfego para estar em conformidade com os parâmetros de serviço acordados. Esses mecanismos, juntamente com o DSCP, podem ser usados para fornecer diferentes níveis de serviço que não estejam e estejam em conformidade com o tráfego quando ele modifica adequadamente o valor do DSCP, como mostrado nesta seção.

Consulte Configuring Tráfego Policing  e Comparando a Vigilância Baseada em Classe e a Taxa de Acesso Comprometida para obter mais informações.

interface Serial1/0.1 point-to-point 
 bandwidth 5000 
 ip address 192.168.126.134 255.255.255.252 
rate-limit output access-group 150 8000 1500 2000 conform-action 
  set-dscp-transmit 10 exceed-action set-dscp-transmit 20 

!--- For traffic matching access list 150, sets the DSCP value of conforming traffic !--– to 10 and that of non-conforming traffic to 20.

rate-limit output access-group 152 8000 1500 2000 conform-action 
  set-dscp-transmit 15 exceed-action set-dscp-transmit 25 
rate-limit output access-group 154 8000 1500 2000 conform-action 
  set-dscp-transmit 18 exceed-action set-dscp-transmit 28 
frame-relay interface-dlci 17 
class shaper-multimedia-5M

WRED compatível com DSCP

O Weighted Random Early Detection (WRED), rejeita seletivamente o tráfego de prioridade mais baixa quando a relação começa a ficar congestionada. O WRED pode fornecer características de desempenho diferenciadas para CoS diferente. Este serviço diferenciado pode estar na base do DSCP, como mostrado aqui:

class C2 
 bandwidth 1750 
 random-detect dscp-based 
    
!--- Enable dscp-based WRED as drop policy.

 random-detect exponential-weighting-constant 7 
    
!--- Specifies the exponential weight factor for the !--- average queue size calculation for the queue.
  
 random-detect dscp 16 48 145 10 
    
!--- Specifies the minimum and maximum queue thresholds !--- for each DSCP value.

 random-detect dscp 32 145 435 10

Consulte a seção WRED compatível com DiffServ de Congestion Avoidance Overview para obter mais informações.

Problemas conhecidos do Cisco IOS Software versão de desenvolvimento 12.2

O acesso a ferramentas e informações de Bug está disponível apenas para clientes registrados da Cisco.

Você pode procurar esses bugs com a Bug Search Tool.

• ID de bug Cisco CSCdt63295 — Se você não conseguir definir o byte ToS com o novo DSCP marking nos peers de discagem (definidos como 0) no Cisco IOS Software Release 12.2.2T, os pacotes não podem ser marcados e podem permanecer com um ToS definido como 0.

• ID de bug Cisco CSCdt74738 — O suporte ao comando set ip dscp no roteador Cisco 7200 e plataformas de extremidade inferior para pacotes multicast deve estar disponível a partir do Cisco IOS Software Release 12.2(3.6) e posteriores.

Informações Relacionadas

• Software Cisco IOS: soluções de rede para provedores de serviços
• Suporte Técnico - Cisco Systems
• QoS: Congestion Avoidance Configuration Guide (Guia de configuração para evitar congestionamento)