Качество обслуживания (QoS) : Политики QoS

Вопросы и ответы по QoS

11 августа 2008 - Перевод, выполненный профессиональным переводчиком
Другие версии: PDF-версия:pdf | Машинный перевод (28 июля 2013) | Английский (4 июня 2009) | Отзыв

Вопросы

Введение
Общие сведения
Классификация и маркировка
Управление формированием очередей и устранение перегрузки
Предотвращение перегрузок; случайное взвешенное предварительное обнаружение (WRED)
Назначение политик и формирование
Качество обслуживания (QoS); технология Frame Relay (ретрансляция кадров)
Качество обслуживания (QoS); технология ATM (Over Asynchronous Transfer Mode)
Голосовая связь и качество обслуживания (QoS)
Связанные обсуждения сообщества поддержки Cisco
Дополнительные сведения

Введение

В этом документе содержатся вопросы и ответы о качестве обслуживания (QoS).

Общие сведения

Вопрос. Что такое качество обслуживания (QoS)?

Ответ. QoS обозначает способность сети предоставлять лучшее обслуживание выбранного сетевого трафика с помощью различных основных технологий, включая технологию Frame Relay, технологию ATM, сети Ethernet и 802.1, SONET и сети с IP-маршрутизацией.

QoS – это совокупность технологий, позволяющих приложениям запрашивать и получать предсказуемые уровни обслуживания в том, что касается пропускной способности, изменения латентности (дрожание) и задержки. В частности, функции QoS предоставляют более качественное и более предсказуемое сетевое обслуживание за счет использования следующих методов:

  • поддержка выбранной пропускной способности;
  • улучшение характеристик, связанных с потерями;
  • управление перегрузками в сети и их предотвращение;
  • формирование сетевого трафика;
  • настройка приоритетов трафика в сети.

Группа Internet Engineering Task Force (IETF) определяет две следующие архитектуры QoS:

  • комплексные услуги (IntServ);
  • дифференцированные услуги (DiffServ).

IntServ использует протокол резервирования ресурсов (RSVP) для явной сигнализации о требуемом QoS для трафика приложения между устройствами в сквозном пути через сеть. Если каждое сетевое устройство на маршруте способно поддерживать необходимую пропускную способность, исходящее приложение сможет начать передачу. Запрос комментариев (RFC) 2205 определяет RSVP, а запрос комментариев 1633 определяет IntServ.

Услуги DiffServ в основном ориентированы на объединенное и конфигурируемое QoS. Вместо сигнализации требований QoS приложения DiffServ использует DiffServ Code Point (DSCP) в IP-заголовке для указания требуемых уровней QoS. Благодаря выпуску ПО Cisco IOS® 12.1(5)T для маршрутизаторов Cisco было обеспечено соответствие требованиям DiffServ. Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Что такое перегрузка, задержка и дрожание?

Ответ. Интерфейс испытывает перегрузку, когда ему приходится обрабатывать избыточный объем трафика. Точки перегрузки сети являются наиболее вероятным местом использования механизмов качества обслуживания (QoS). Ниже приведен пример типичных точек перегрузки:

qos_faq1.gif

Перегрузка сети приводит к задержкам. В сети и устройствах сети могут возникать несколько видов задержек, как объясняется в разделе Общие сведения о задержках в сетях для передачи речевых пакетов. Вариации задержки известны как дрожание, см. раздел Общие сведения о дрожании в сетях для передачи речевых пакетов (платформы Cisco IOS). Как задержку, так и дрожание необходимо контролировать и сводить к минимуму для поддержки интерактивного трафика в режиме реального времени.

Вопрос. Что такое MQC?

Ответ. MQC обозначает модульный интерфейс командной строки (CLI) качества обслуживания (QoS). MQC призван упростить настройку QoS на маршрутизаторах и коммутаторах Cisco путем определения общего синтаксиса команды и результируемых характеристик QoS на всех платформах. Эта модель используется вместо предшествующей модели определения уникального синтаксиса для каждой функции QoS и для каждой платформы.

MQC включает в себя три этапа.

  1. Определение класса трафика путем выполнения команды class-map.
  2. Создание политики трафика путем связи класса трафика с одной или более функцией QoS с помощью выполнения команды policy-map.
  3. Подключение политики трафика к интерфейсу, субинтерфейсу или виртуальному каналу (VC) путем выполнения команды service-policy.

Примечание. Функции согласования трафика DiffServ, такие как маркирование и формирование, применяются с помощью синтаксиса MQC.

Дополнительную информацию см. в разделе Модульный интерфейс командной строки качества обслуживания.

Вопрос. Что означает сообщение service-policy is supported only on VIP interfaces with DCEF enabled?

Ответ. На универсальных интерфейсных процессорах (VIP) в Cisco серии 7500 поддерживаются только функции распределенного качества обслуживания (QoS), такие как Cisco IOS 12.1(5)T, 12.1(5)E и 12.0(14)S. При активации распределенной скоростной передачи Cisco (dCEF) автоматически активируется функция распределенного QoS.

Интерфейсы, не являющиеся интерфейсами универсального интерфейсного процессора (VIP), также известные как унаследованные интерфейсные процессоры (IP), поддерживают основные функции QoS, активированные на процессоре маршрутизации (RSP). Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Сколько классов поддерживает политика качества обслуживания (QoS)?

Ответ. В версиях Cisco IOS ниже 12.2 можно было задать максимум 256 классов и до 256 классов внутри каждой политики, если одни и те же классы использовались в разных политиках. При наличии двух политик общее количество классов из обеих политик не должно превышать 256. Если в состав политики входит алгоритм взвешенной справедливой организации очередей на основе классов (CBWFQ) (что означает наличие инструкции о пропускной способности [или приоритете] в любом из классов), общее количество поддерживаемых классов равно 64.

В версиях Cisco IOS 12.2(12),12.2(12)T и 12.2(12)S данное ограничение в 256 глобальных карт классов было изменено; теперь существует возможность настроить до 1024 глобальных карт классов и использовать 256 карт классов внутри одной и той же карты политики.

Вопрос. Как выполняются обновления маршрутизации и поддерживается активность протокола точка-точка (PPP) / высокоуровневого управления каналом передачи данных (HDLC), когда применяется политика обслуживания?

Ответ. Маршрутизаторы Cisco IOS используют следующие два механизма для назначения приоритетов управляющим пакетам.

  • IP precedence (приоритетность IP)
  • pak_priority

Оба механизма разработаны для того, чтобы управляющие пакеты не отбрасывались маршрутизатором или системой организации очередей (либо отбрасывались в последнюю очередь) при перегрузке исходящего интерфейса. Дополнительные сведения см. в документе Основные сведения об обновлении маршрутизации и управляющих пакетах, которые ставятся в очередь на интерфейсе с приоритетом политики службы QoS.

Классификация и маркировка

Вопрос. Что такое предварительная классификация качества обслуживания (QoS)?

Ответ. Предварительная классификация QoS позволяет согласовывать и классифицировать содержимое первоначального заголовка IP при туннельной инкапсуляции и/или шифровании пакетов. Данная функция не описывает процесс копирования первоначального значения байта типа обслуживания (ToS) из первоначального заголовка пакета в туннельный заголовок. Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Какие поля заголовка пакета могут быть помечены? Какие значения доступны?

Ответ. Функция маркировки на основе класса позволяет устанавливать или помечать уровень 2, уровень 3 или заголовок многопротокольной коммутации по меткам (MPLS) пакетов. Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Можно ли задать приоритет трафика на основе URL?

Ответ. Да. Средство распознавания приложения по сетевым параметрам (NBAR) позволяет классифицировать пакеты по соответствию полей на уровне приложения. До введения NBAR наиболее точным средством классификации были номера портов протокола управления передачей уровня 4 (TCP) и протокола датаграмм пользователя (UDP). Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Какие платформы и версии ПО Cisco IOS поддерживают средство распознавания приложения по сетевым параметрам (NBAR)?

Ответ. Поддержка NBAR представлена в следующих версиях программного обеспечения Cisco IOS.

Платформа Минимальная версия программного обеспечения Cisco IOS
7200 12.1(5)T
7100 12.1(5)T
3660 12.1(5)T
3640 12.1(5)T
3620 12.1(5)T
2600 12.1(5)T
1700 12.2(2)T

Примечание. Чтобы использовать NBAR, необходимо активировать функцию Cisco Express Forwarding (CEF).

Распределенная функция NBAR (DNBAR) доступна на следующих платформах.

Платформа Минимальная версия программного обеспечения Cisco IOS
7500 12.2(4)T, 12.1(6)E
FlexWAN 12.1(6)E

Примечание. NBAR не поддерживается на интерфейсах VLAN платы многоуровневой коммутации (MSFC) Catalyst 6000, в серии продуктов Cisco 12000 или на модуле переключения маршрутов (RSM) для серии Catalyst 5000. Если определенная платформа из вышеперечисленных не используется, свяжитесь с представителем службы технической поддержки Cisco.

Управление формированием очередей и устранение перегрузки

Вопрос. Какова цель формирования очередей?

Ответ. Механизм постановки в очередь разработан для компенсации временных перегрузок интерфейса сетевого устройства путем хранения пакетов, которые невозможно обработать в момент получения, в буферах до появления необходимой пропускной способности. Маршрутизаторы Cisco IOS поддерживают несколько методов формирования очереди, которые способны удовлетворить особые требования к пропускной способности, дрожанию и задержке различных приложений.

В большинстве интерфейсов механизмом по умолчанию является метод "первым прибыл, первым обслужен" (FIFO). Некоторые типы трафика имеют более высокие требования к задержке/дрожанию. Таким образом, необходимо настроить один из следующих альтернативных механизмов формирования очереди, или же данный механизм должен активироваться по умолчанию.

  • Взвешенная справедливая организация очередей (WFQ)
  • Взвешенная справедливая организация очередей на основе классов (CBWFQ)
  • Организация очереди с низкой задержкой (LLQ), которая фактически является CBWFQ с очередью по приоритету (PQ) (которая называется PQCBWFQ)
  • Формирование очереди по приоритетам (PQ)
  • Настраиваемое формирование очереди (CQ)

Как правило, формирование очереди происходит только на исходящих интерфейсах. Маршрутизатор помещает в очередь пакеты, которые передаются из интерфейса. Можно контролировать входящий трафик с помощью политик, но, как правило, входящий трафик невозможно формировать в очереди (исключением является буферизация стороны получателя на маршрутизаторе Cisco серии 7500 с помощью распределенной технологии Cisco Express Forwarding (dCEF)) для отправки пакетов с входящего на исходящий интерфейс; для получения дополнительных сведения см. раздел Общие сведения о VIP CPU, работающих на 99% и буферизации стороны получателя. На высокопроизводительных распределенных платформах, таких как Cisco серии 7500 и 12000, входной интерфейс может использовать собственные буферы пакетов для хранения дополнительного трафика, переданного в перегруженный выходной интерфейс, следуя решению входного интерфейса о коммутации. В некоторых случаях, обычно если входной интерфейс обеспечивает работу более медленного выходного интерфейса, во входном интерфейсе возможно увеличение числа пропущенных ошибок по причине переполнения памяти пакетов. Избыточная перегруженность может привести к отбрасыванию исходящих пакетов в очереди. Отбрасывание пакетов во входной очереди в большинстве случаев происходит по разным причинам. Дополнительные сведения об устранении неполадок, связанных с отбрасыванием, см. в следующем документе:

Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Как работают механизмы взвешенной справедливой организации очередей (WFQ) и взвешенной справедливой организации очередей на основе классов (CBWFQ)?

Ответ. Принцип равноправной организации очередей заключается в равномерном распределении полосы пропускания интерфейса между активными вызовами и IP-потоками. Эта функция классифицирует пакеты во вспомогательные очереди, которые определяются с помощью идентификационного номера сообщения с использованием хеш-алгоритма, основанного на нескольких полях IP-заголовка и длине пакета. Вес рассчитывается следующим образом:

  • W=K/(precedence +1)

K= 4096 на Cisco IOS 12.0(4)T и более ранних версиях, а также 32384 на 12.0(5)T и более поздних версиях.

Чем меньше вес, тем выше приоритет и общее пользование полосой пропускания. Учитывается не только вес, но и длина пакета.

CBWFQ позволяет определить класс трафика и назначить ему гарантированную минимальную полосу пропускания. Алгоритмом этого механизма является WFQ, что объясняет название. Для настройки CBWFQ следует указать определенные классы в инструкциях карт классов. Затем назначается политика каждому классу в карте политики. Данная карта политик будет привязана к интерфейсу. Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Если класс в алгоритме взвешенной справедливой организации очередей на основе классов (CBWFQ) не использует свою полосу пропускания, могут ли другие классы использовать эту полосу пропускания?

Ответ. Да. Несмотря на то, что гарантии пропускной способности, обеспеченные командами bandwidth и priority, определены такими словами, как "резервный" и "выделенная полоса пропускания", в действительности ни одна команда не выполняет резервирования в истинном значении этого слова. Следовательно, если класс трафика не использует свою полосу пропускания, то любая свободная полоса пропускания разделяется между другими классами.

В системе формирования очередей используется класс приоритетов, для которого это правило не выполняется. Как уже упоминалось, абонентская нагрузка для класса приоритета измеряется ограничителем скорости трафика. Во время перегрузок приоритетный класс не может использовать дополнительную полосу пропускания. Дополнительные сведения см. в разделе Сравнение команд пропускной способности и приоритета политики службы QoS.

Вопрос. Поддерживается ли взвешенная справедливая организация очередей на основе классов (CBWFQ) на субинтерфейсах?

Ответ. Логические интерфейсы операционной системы Cisco IOS в действительности не поддерживают состояние перегрузки и не поддерживают прямое применение политики обслуживания, которая использует метод постановки в очередь. Вместо этого сначала необходимо применить формирование трафика к субинтерфейсу, используя формирование общего трафика (GTS) или механизм формирования трафика на основе классов. Для получения дополнительных сведений см. раздел Применение функций QoS на субинтерфейсах Ethernet.

Вопрос. Каковы различия между командами priority (приоритета) и bandwidth (полосы пропускания) в карте политики?

Ответ. Команды priority и bandwidth отличаются как в том, что касается функциональности, так и в том, что касается обычно поддерживаемых приложений. Данные различия суммированы в следующей таблице.

Функция Команда bandwidth Команда priority
Минимальная гарантированная полоса пропускания Да Да
Максимальная гарантированная полоса пропускания Нет Да
Встроенный ограничитель скорости Нет Да
Обеспечивает небольшую задержку Нет Да

Дополнительные сведения см. в разделе Сравнение команд пропускной способности и приоритета политики службы QoS.

Вопрос. Как рассчитывается предельный размер очереди на FlexWAN и универсальных интерфейсных процессорах (VIP)?

Ответ. При условии достаточного объема SRAM на VIP или FlexWAN максимальный размер очереди рассчитывается на основе максимальной задержки в 500 мс и среднего размера пакета 250 байт. Ниже приведен пример класса с одной полосой пропускания, равной одному Мбит/с:

Предел очереди = 1000000 / (250 x 8 x 2) = 250

С сокращением объема свободной памяти пакетов и ростом числа виртуальных каналов (VC) назначаемые пределы очередей уменьшаются.

В приведенном примере PA-A3 установлен на плату FlexWAN для серии Cisco 7600 и поддерживает несколько подчиненных интерфейсов с PVC на 2 МБ. Служебная политика применяется к каждому VC.

class-map match-any XETRA-CLASS 
  match access-group 104 
class-map match-any SNA-CLASS 
  match access-group 101 
  match access-group 102 
  match access-group 103 
policy-map POLICY-2048Kbps 
  class XETRA-CLASS 
    bandwidth 320 
  class SNA-CLASS 
    bandwidth 512 

interface ATM6/0/0 
 no ip address 
 no atm sonet ilmi-keepalive 
 no ATM ilmi-keepalive 
! 
interface ATM6/0/0.11 point-to-point 
 mtu 1578 
 bandwidth 2048 
 ip address 22.161.104.101 255.255.255.252 
 pvc ABCD 
  class-vc 2048Kbps-PVC 
  service-policy out POLICY-2048Kbps

Интерфейс режима асинхронной передачи (ATM) получает ограничение очереди для всего интерфейса. Функция ограничения (limit) распространяется на все доступные буферы, все физические интерфейсы FlexWAN и значение максимальной задержки очереди, разрешенной для интерфейса. Каждый PVC получает часть предельной нормы интерфейса в зависимости от средней скорости передачи ячеек (SCR) или минимальной скорости передачи ячеек PVC (MCR). Каждый класс получает часть предельной нормы PVC в зависимости от распределения его полосы пропускания.

Ниже приведены выходные данные команды show policy-map interface, полученные из сети FlexWAN c 3687 глобальными буферами. Задайте команду show buffer, чтобы просмотреть это значение. Каждому каналу PVC в 2 Мбит/с выделяется 50 пакетов на основе пропускной способности PVC, равной 2 Мбит/с (2047/149760 x 3687 = 50). Каждому классу назначена порция из 50 пакетов, как видно из следующих выходных данных:

service-policy output: POLICY-2048Kbps
    class-map: XETRA-CLASS (match-any) 
      687569 packets, 835743045 bytes 
      5 minute offered rate 48000 bps, drop rate 6000 BPS 
      match: access-group 104 
        687569 packets, 835743045 bytes 
        5 minute rate 48000 BPS 
      queue size 0, queue limit 7 
      packets output 687668, packet drops 22 
      tail/random drops 22, no buffer drops 0, other drops 0 
      bandwidth: kbps 320, weight 15 
 
    class-map: SNA-CLASS (match-any) 
      2719163 packets, 469699994 bytes 
      5 minute offered rate 14000 BPS, drop rate 0 BPS 
      match: access-group 101 
        1572388 packets, 229528571 bytes 
        5 minute rate 14000 BPS 
      match: access-group 102 
        1146056 packets, 239926212 bytes 
        5 minute rate 0 BPS 
      match: access-group 103 
        718 packets, 245211 bytes 
        5 minute rate 0 BPS 
      queue size 0, queue limit 12 
      packets output 2719227, packet drops 0 
      tail/random drops 0, no buffer drops 0, other drops 0 
      bandwidth: kbps 512, weight 25 
      queue-limit 100 
 
    class-map: class-default (match-any) 
      6526152 packets, 1302263701 bytes 
      5 minute offered rate 44000 BPS, drop rate 0 BPS 
      match: any 
        6526152 packets, 1302263701 bytes 
        5 minute rate 44000 BPS 
      queue size 0, queue limit 29 
      packets output 6526840, packet drops 259 
      tail/random drops 259, no buffer drops 0, other drops 0

Если в потоках трафика используются большие размеры пакетов, выходные данные команды интерфейса show policy-map могут сообщить об увеличивающемся значении для поля no buffer drops, так как буферы могут закончиться до момента достижения предела очереди. В данном случае попытайтесь вручную настроить ограничение очередей в неприоритетных классах до меньших значений. Дополнительные сведения см. в разделе Общие сведения о пределе очереди с классом обслуживания "IP к ATM".

Вопрос. Как проверить значение предела очереди?

Ответ. На нераспределенных платформах значение предела очереди по умолчанию равно 64 пакетам. Следующий пример выходных данных был получен на маршрутизаторе Cisco серии 3600:

november# show policy-map interface s0      
   Serial0
	 
   Service-policy output: policy1 

     Class-map: class1 (match-all) 
       0 packets, 0 bytes 
       5 minute offered rate 0 BPS, drop rate 0 BPS 
       Match: ip precedence 5 
       Weighted Fair Queueing 
         Output Queue: Conversation 265 
         Bandwidth 30 (kbps) Max Threshold 64 (packets) 
         !--- Максимальным пороговым значением является предел очереди. 

         (pkts matched/bytes matched) 0/0 
         (depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0 

      Class-map: class2 (match-all) 
        0 packets, 0 bytes 
        5 minute offered rate 0 BPS, drop rate 0 BPS 
        Match: ip precedence 2 
        Match: ip precedence 3 
        Weighted Fair Queueing 
          Output Queue: Conversation 266 
          Bandwidth 24 (kbps) Max Threshold 64 (packets) 
          (pkts matched/bytes matched) 0/0 
          (depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0 

       Class-map: class-default (match-any) 
         0 packets, 0 bytes 
         5 minute offered rate 0 BPS, drop rate 0 BPS 
         Match: any

Вопрос. Можно ли включить равномерное формирование очередей внутри класса?

Ответ. Cisco серии 7500 с распределенным качеством обслуживания (QoS) поддерживают равномерную организацию очередей по классам. Другие платформы, включая Cisco серии 7200 и Cisco серии 2600/3600, поддерживают алгоритм взвешенной справедливой организации очередей (WFQ) в классе по умолчанию; во всех классах полосы пропускания используется метод First In First Out (FIFO).

Вопрос. Какие команды можно использовать для контроля формирования очередей?

Ответ. Для контроля формирования очередей используются следующие команды:

Вопрос. RSVP можно использовать в сочетании с алгоритмом взвешенной справедливой организации очередей на основе классов (CBWFQ). При одновременной настройке для интерфейса протокола резервирования ресурсов (RSVP) и CBWFQ, работают ли RSVP и CBWFQ независимо друг от друга, демонстрируя характеристики, свойственные им при работе в одиночном режиме? RSVP функционирует так, как если бы функция CBWFQ не была настроена в том, что касается доступности полосы пропускания, оценки и распределения.

Ответ. При использовании RSVP и CB-WFQ с версией ПО Cisco IOS 12.1(5)T (и более поздней) маршрутизатор может действовать таким образом, чтобы потоки RSVP и классы CBWFQ разделяли доступную пропускную способность канала на интерфейсе или PVC без превышения лимита подписки.

Программное обеспечение IOS версии 12.2(1)T (и более поздних версий) позволяет RSVP управлять разрешениями на подключение с помощью собственного пула "ip rsvp bandwidth", в то время как CBWFQ управляет классификацией, контролем и планированием пакетов RSVP. Это допускает маркировку пакетов отправителем, а также различные способы маркировки не-RSVP пакетов.

См. раздел Усовершенствование масштабируемости RSVP для получения дополнительных сведений.

Предотвращение перегрузок; случайное взвешенное предварительное обнаружение (WRED)

Вопрос. Можно ли активизировать случайное взвешенное предварительное обнаружение (WRED) и очередь с низкой задержкой (LLQ) или взвешенную справедливую организацию очередей на основе классов (CBWRQ) одновременно?

Ответ. Да. Очередность задает порядок, в котором пакеты покидают очередь. Это означает, что задается механизм планирования пакетов. Данная функция также может использоваться для обеспечения равноправного назначения полосы пропускания и гарантий минимальной полосы пропускания. Напротив, в запросе на комментарий (RFC) 2475 отбрасывание пакетов определяется как "процесс исключения пакетов на базе заданных правил". Механизм отбрасывания по умолчанию представляет собой отбрасывание "с хвоста", когда интерфейс отбрасывает пакеты, если очередь заполнена. Альтернативным механизмом отбрасывания является случайное раннее обнаружение (RED) и механизм WRED Cisco, который начинает случайное отбрасывание пакетов перед переполнением очереди и поддерживает постоянную среднюю глубину очереди. Механизм очередности WRED использует IP-приоритет пакетов для принятия дифференцированного решения об отбрасывании пакета. Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Как осуществлять мониторинг случайного взвешенного предварительного обнаружения (WRED) и как убедиться, что WRED действительно работает?

Ответ. WRED контролирует среднюю глубину очереди и начинает отбрасывать пакеты, когда вычисляемое значение превосходит минимальное пороговое значение. Введите команду show policy-map interface и проконтролируйте значение средней глубины очереди, как показано в следующем примере:

Router# show policy interface s2/1 

  Serial2/1 
  output : p1 
   Class c1 
    Weighted Fair Queueing 
        Output Queue: Conversation 265 
          Bandwidth 20 (%) 
          (pkts matched/bytes matched) 168174/41370804 
          (pkts discards/bytes discards/tail drops) 20438/5027748/0 
          mean queue depth: 39 

     Dscp     Random drop       Tail drop        Minimum   Maximum     Mark 
     (Prec)    pkts/bytes        pkts/bytes      threshold threshold probability 
       0(0)    2362/581052        1996/491016        20        40       1/10 
       1          0/0                0/0             22        40       1/10 
       2          0/0                0/0             24        40       1/10 
       [output omitted]

Назначение политик и формирование

Вопрос. В чем состоит различие между назначением политик и формированием?

Ответ. Главное различие показано на следующей схеме. В процессе формирования трафика избыточные пакеты помещаются в очередь и планируются для последующей передачи. Результатом процесса формирования трафика является более ровная выходная скорость передачи пакетов. В противоположность этому функция управления трафиком передает пакеты импульсов. Когда скорость трафика достигает установленного максимального значения, избыточный трафик отбрасывается (или переразмечается). Результат скорости вывода отображается в виде пилообразной линии с гребнями и впадинами.

qos_faq2.gif

Дополнительные сведения см. в документе Обзор назначения политик и формирования трафика.

Вопрос. Что такое алгоритм token bucket (контейнера маркеров) и как он работает?

Ответ. Сам по себе алгоритм token bucket не использует политик отбрасывания или приоритетности. Ниже представлен пример работы token bucket.

  • Маркеры помещаются в контейнер с определенной частотой.
  • Каждый маркер является разрешением для источника отправлять определенное количество битов.
  • Чтобы отправить пакет, регулятор трафика должен быть способен удалить из участка памяти число маркеров, равное размеру пакета.
  • Если на участке памяти недостаточно маркеров для отправки пакета, пакет либо ждет, пока на участке не накопится достаточно маркеров (в случае формирователя), либо пакет отбрасывается или понижается (в случае ограничителя скорости).
  • Контейнер имеет определенную вместимость. После того как контейнер заполнится, поступающие в него новые маркеры будут отбрасываться и окажутся недоступны для будущих пакетов. Таким образом, в любой момент самый большой пакет сигналов, который источник может послать в сеть, приблизительно пропорционален размеру контейнера. Контейнер маркеров предполагает блочную отправку, при этом ограничивая ее скорость.

Вопрос. Что означает согласованный пакет (BC) и избыточный пакет (Be), и каким образом необходимо выбирать эти значения при работе с ограничителем трафика, например при применении политики ограничения на базе классов?

Ответ. Ограничитель скорости трафика не накапливает избыточные пакеты в буфере с последующей их передачей, как в случае формирователя. Взамен ограничитель поддерживает простую политику с отправкой или без отправки, не используя буферизацию. Во время перегрузок, поскольку невозможно выполнить буферизацию, наилучшим действием является менее агрессивное отбрасывание пакетов за счет правильной настройки расширенного пакета. Таким образом, важно понимать, что ограничитель использует значения обычного и расширенного пакетов для обеспечения настроенной согласованной скорости передачи (CIR).

Параметры пакета свободно моделируются в общем правиле буферизации для маршрутизаторов. В соответствии с этим правилом рекомендуется выполнять буферизацию равной скорости передачи битов во время передачи и подтверждения приема для размещения невыполненных окон протокола управления передачей (TCP) всех соединений во время перегрузки.

В нижеприведенной таблице описывается назначение и рекомендуемая формула для значений обычного и расширенного пакетов сигналов:

Параметр пакета сигнала Назначение Рекомендуемая формула
обычный пакет сигналов
  • Применяет стандартный контейнер маркеров.
  • Устанавливает максимальный размер контейнера маркеров (также маркеры могут быть заимствованы, если Be больше BC).
  • Определяет, насколько большим может быть контейнер маркеров до момента отбрасывания поступивших новых маркеров, которые становятся недоступными для будущих пакетов, если контейнер маркеров полностью заполнится.
CIR [BPS] * 
(1 byte)/(8 bits) * 
1.5 seconds

Примечание. 1,5 секунды является типичным времен прохождения сигнала в прямом и обратном направлениях.

расширенный пакет импульсов
  • Внедряет алгоритм контейнера маркеров с расширенной возможностью пакетирования.
  • Отключается путем установки BC = Be.
  • Когда значение BC равно значению Be, регулятор трафика не может заимствовать маркеры и просто отбрасывает пакет, если недоступно достаточное количество маркеров.
2 * normal burst

Не все платформы используют или поддерживают одинаковый диапазон значений для ограничителя скорости. Сведения о поддерживаемых значениях для определенных платформ см. в следующем документе:

Вопрос. Каким образом согласованная скорость доступа (CAR) или назначение политики на базе классов определяют соответствие или превышение пакета согласованной скорости передачи данных (CIR)? Маршрутизатор отбрасывает пакеты и сообщает о превышенной скорости, несмотря на то, что согласованная скорость ниже настроенной CIR.

Ответ. Ограничитель трафика использует обычное и расширенное значения размера пакета для обеспечения настроенного значения CIR. Установка достаточно больших значений пакетной передачи необходимо для высокой производительности. Если длины пакетов слишком малы, достигнутая скорость может быть намного ниже настроенной скорости. Сильные временные всплески трафика могут оказывать существенное неблагоприятное воздействие на пропускную способность трафика TCP. При работе с CAR введите команду show interface rate-limit, чтобы контролировать текущий пакет импульсов и определить близость отображаемого значения граничному значению (BC) и расширенному граничному значению (Be).

rate-limit 256000 7500 7500 conform-action continue exceed-action drop 
rate-limit 512000 7500 7500 conform-action continue exceed-action drop 

router# show interfaces virtual-access 26 rate-limit 
    Virtual-Access26 Cable Customers 
      Input 
        matches: all traffic 
          params:  256000 BPS, 7500 limit, 7500 extended limit 
          conformed 2248 packets, 257557 bytes; action: continue 
          exceeded 35 packets, 22392 bytes; action: drop 
          last packet: 156ms ago, current burst: 0 bytes 
          last cleared 00:02:49 ago, conformed 12000 BPS, exceeded 1000 BPS 
      Output 
        matches: all traffic 
          params:  512000 BPS, 7500 limit, 7500 extended limit 
          conformed 3338 packets, 4115194 bytes; action: continue 
          exceeded 565 packets, 797648 bytes; action: drop 
          last packet: 188ms ago, current burst: 7392 bytes 
          last cleared 00:02:49 ago, conformed 194000 BPS, exceeded 37000 BPS

Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Качество обслуживания (QoS); технология Frame Relay (ретрансляция кадров)

Вопрос. Какие значения необходимо выбрать для согласованной скорости передачи (CIR), согласованного пакета импульсов(BC), избыточного пакета импульсов (Be) и минимальной согласованной скорости передачи (MinCIR)?

Ответ. Функция формирования трафика технологии Frame Relay, которая включается путем выполнения команды frame-relay traffic-shaping, поддерживает несколько настраиваемых параметров. Эти параметры включают в себя frame-relay cir, frame-relay mincir и frame-relay BC. См. следующие документы, чтобы получить дополнительную информацию по выбору данных значений и общую информацию по командам show:

Вопрос. Поддерживается ли приоритетная очередь (PQ) на главном интерфейсе Frame Relay в Cisco IOS 12.1?

Ответ. Интерфейсы Frame Relay поддерживают как интерфейсные механизмы формирования очередей, так и механизмы формирования очередей на основе виртуального канала (VC). Для Cisco IOS 12.0(4)T очередь интерфейса поддерживает режимы FIFO ("первым пришел, первым обслужен") или PIPQ (очередь по приоритетам интерфейса) только при настройке формирования трафика Frame Relay (FRTS). Следовательно, приведенная конфигурация не будет работать после обновления Cisco IOS до 12.1.

interface Serial0/0 
  frame-relay traffic-shaping 
  bandwidth 256 
  no ip address 
  encapsulation frame-relay IETF 
  priority-group 1
 
 ! 
 interface Serial0/0.1 point-to-point 
  bandwidth 128 
  ip address 136.238.91.214 255.255.255.252 
  no ip mroute-cache 
  traffic-shape rate 128000 7936 7936 1000 
  traffic-shape adaptive 32000 
  frame-relay interface-dlci 200 IETF

Если функция FRTS не включена, можно применить альтернативный метод формирования очереди, например, взвешенная справедливая организация очередей на основе классов (CBWFQ), к главному интерфейсу, который выступает в качестве одиночного канала с полосой пропускания. Кроме того, как и в случае Cisco IOS 12.1.1(T), можно активизировать очередь по приоритетам интерфейса (PIPQ) на основе постоянных виртуальных каналов Frame Relay (PVC) на главном интерфейсе Frame Relay. Можно задать для PVC-соединений высокий, средний, нормальный или низкий уровень приоритета и выполнить на основном интерфейсе команду frame-relay interface-queue priority, как показано в следующем примере:

interface Serial3/0 
 description framerelay main interface 
 no ip address 
 encapsulation frame-relay 
 no ip mroute-cache 
 frame-relay traffic-shaping 
 frame-relay interface-queue priority
 
interface Serial3/0.103 point-to-point 
 description frame-relay subinterface 
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.252 
 frame-relay interface-dlci 103 
  class frameclass 

map-class frame-relay frameclass 
 frame-relay adaptive-shaping becn 
 frame-relay cir 60800 
 frame-relay BC 7600 
 frame-relay be 22800 
 frame-relay mincir 8000 
 service-policy output queueingpolicy 
 frame-relay interface-queue priority low

Вопрос. Работает ли формирование трафика Frame Relay (FRTS) с распределенным механизмом переадресации Cisco (dCEF) и взвешенной справедливой организацией очередей на основе классов (dCBWFQ)?

Ответ. Что касается Cisco IOS 12.1(5)T, на VIP в Cisco серии 7500 поддерживаются только функции распределенной версии QoS. Чтобы включить формирование трафика на интерфейсах Frame Relay, используйте формирование распределенного трафика (DTS). Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Качество обслуживания (QoS); технология ATM (Over Asynchronous Transfer Mode)

Вопрос. Где на интерфейсе технологии ATM применяется служебная политика взвешенной справедливой организации очередей на основе классов (CBWFQ) и формирования очередей с малым временем ожидания (LLQ)?

Ответ. На Cisco IOS 12.2 интерфейсы технологии ATM поддерживают служебные политики на трех уровнях или логических интерфейсах: основной интерфейс, субинтерфейс и постоянный виртуальный канал (PVC). Область применения политики относится к той функции обеспечения качества обслуживания (QoS), которая будет задействована. Политики формирования очередей должны применяться на VC, так как интерфейс АТМ контролирует уровень перегрузки на VC и сохраняет очереди для избыточных пакетов на VC. Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Какие байты учитываются протоколом IP при организации очередей класса обслуживания ATM?

Ответ. Команды bandwidth и priority, настроенные в политике обслуживания с целью активизации взвешенной справедливой организации очередей на основе классов (CBWFQ) и формирования очередей с низкой задержкой (LLQ), соответственно используют значение в Кбит/с для подсчета тех же байтов заголовка, что отображаются в виде выходных данных команды show interface. В частности, система обслуживания очередей уровня 3 использует протокол управления логическим каналом / протокол доступа к подсети (LLC/SNAP). Не учитывается следующее:

Вопрос. Сколько виртуальных каналов (VCS) могут одновременно поддерживать политику обслуживания?

Ответ. В этом документе представлены полезные инструкции относительно количества поддерживаемых VCS технологии ATM. Благополучно развернуто примерно от 200 до 300 постоянных виртуальных каналов VBR-nrt (PVCs):

Необходимо также учесть следующее.

  • Используйте исправный мощный процессор. Например, VIP4-80 обеспечивает значительно более высокую производительность по сравнению с VIP2-50.
  • Доступный объем памяти. На NPE-400 для буфера пакетов выделяется до 32 Мбайт (в системе с 256 Мбайтами). Для NPE-200 выделяется до 16 Мб для пакетных буферов в системе с 128 Мб.
  • Была проведена всесторонняя проверка конфигурации с механизмом взвешенного случайного раннего обнаружения WRED на основе VC, обслуживающей одновременно до 200 каналов PVC, работающих в режиме ATM. Объем пакетной памяти на VIP2-50, который можно использовать в очередях виртуальных каналов, ограничен. Например, VIP2-50 с 8-MB SRAM предоставляет 1085 буферов пакетов, в которых поддерживается формирование очереди IP-ATM CoS для каждого VC, лежащее в основе работы WRED. Если 100 ATM PVC были настроены и все VCS испытали избыточную перегрузку одновременно (как может быть симулировано в тестовой среде, в которой используется источник, управляемый потоком, отличным от TCP), то каждый PVC будет иметь около 10 пакетов для буферизации, что может быть недостаточно для исправной работы WRED. Таким образом, в конфигурациях, в которых большое число постоянных виртуальных каналов ATM использует WRED для каждого виртуального канала и которые могут одновременно испытывать перегрузку, настоятельно рекомендуется использовать VIP2-50 с большой SRAM.
  • Чем больше количество настроенных активных PVC, тем ниже должна быть поддерживаемая скорость ячеек (SCR), следовательно, очередь, необходимая WRED для работы на PVC, должна быть короче. Таким образом, как и при использовании профилей WRED по умолчанию для функции Фазы 1 Класса обслуживания (CoS) IP-ATM, настройка нижних порогов отбрасывания WRED при включении WRED для каждого VC на большом количестве низкоскоростных переполненных ATM PVC минимизирует риск нехватки буфера на VIP. Недостаток буфера на VIP не должен приводить к сбоям. В случае недостатка места в буфере VIP функция класса обслуживания Phase 1 "IP в ATM" в течение этого периода будет отбрасывать остаток по принципу FIFO (т. е. использовать политику отбрасывания, которая применялась бы, если классы обслуживания "IP в ATM" не были активированы для этого PVC).
  • Максимальное число поддерживаемых синхронных VCS.

Вопрос. Какое оборудование ATM поддерживает функции IP для ATM CO (класс обслуживания), включая CBWFQ (взвешенная справедливая организация очередей на основе классов) и LLQ (организация очередей с низкой задержкой)?

Ответ. Класс обслуживания "IP в ATM" обращается к ряду параметров, активизированных на основе виртуального канала (VC). Согласно данному определению CoS "IP в ATM" не поддерживается интерфейсным процессором ATM (AIP), PA-A1 или сетевыми процессорами 4500 ATM. Эта аппаратура ATM не поддерживает поканальные очереди виртуальных каналов, как это определяется в PA-A3 и большинстве сетевых модулей (кроме ATM 25). Дополнительные сведения см. в следующем документе:

Голосовая связь и качество обслуживания (QoS)

Вопрос. Как работает фрагментация и чередование каналов (LFI)?

Ответ. Интерактивные трафики, такие как Telnet и VoIP, имеют тенденцию увеличивать задержку обработки в сети больших пакетов, таких как пакеты протокола передачи файлов (FTP), передаваемые по глобальной сети WAN. Задержка пакета для интерактивного трафика значительна, если FTP-пакеты находятся в очереди в более медленных каналах глобальной сети. Для фрагментации крупных пакетов и организации очереди из более мелких (голосовых) пакетов между фрагментами более крупных пакетов (FTP) разработан специальный способ. Маршрутизаторы Cisco IOS поддерживают несколько механизмов фрагментации уровня 2. Дополнительные сведения см. в следующих документах:

Вопрос. Какие инструменты используются для контроля производительности голосовой связи через IP?

Ответ. В настоящее время Cisco предлагает несколько способов контроля качества обслуживания (QoS) в сетях, использующих решения Cisco по передаче голоса по IP-сетям. Данные решения не измеряют качество голоса с помощью механизма измерения качества воспринимаемой речи (PSQM) или одного из новых алгоритмов для измерения качества голоса. Для решения этой задачи доступны инструменты Agilent (HP) и NetIQ. Тем не менее, Cisco предлагает инструменты, обеспечивающие некоторое представление о качестве голосовых данных при измерении задержки, дрожания и потери пакетов. Дополнительные сведения см. в следующем документе:


Связанные обсуждения сообщества поддержки Cisco

В рамках сообщества поддержки Cisco можно задавать и отвечать на вопросы, обмениваться рекомендациями и совместно работать со своими коллегами.


Дополнительные сведения


Document ID: 22833