Программное обеспечение Cisco IOS и NX-OS : Программное обеспечение Cisco IOS версии 12.2 T

Классифицирование сигнализации VoIP и медиаданных с помощью параметра DSCP для функции QoS

23 марта 2008 - Перевод, выполненный профессиональным переводчиком
Другие версии: PDF-версия:pdf | Английский (22 июля 2002) | Отзыв

Содержание

Классифицирование сигнализации VoIP и медиаданных с помощью параметра DSCP для функции QoS

Обзор функции

О дифференцированном обслуживании

Преимущества

Ограничения

Дополнительная документация

Поддерживаемые платформы

Поддерживаемые стандарты, базы данных MIB и документы RFC

Предварительные условия

Задачи настройки

Настройка параметра DSCP протокола IP

Проверка настройки параметра DSCP протокола IP

Для проверки правильности настройки параметра DSCP протокола IP введите команду show running-config в привилегированном режиме EXEC, чтобы вывести на экран настройки команды для маршрутизатора.

Примеры конфигурации

Справочник по командам

ip qos dscp

Глоссарий


Классифицирование сигнализации VoIP и медиаданных с помощью параметра DSCP для функции QoS


История функции

Версия
Изменение

12.2(2)XB

Команда включена впервые.

12.2(2)T

Функция встроена в программное обеспечение Cisco IOS версии 12.2(2)T.


В данном документе описывается функция «Классифицирование сигнализации VoIP и медиаданных с помощью параметра DSCP для функции QoS» в программном обеспечении Cisco IOS версии 12.2(2)T. Документ состоит из следующих разделов:

Обзор функции

Поддерживаемые платформы

Поддерживаемые стандарты, базы данных MIB и документы RFC

Предварительные условия

Задачи настройки

Примеры конфигурации

Справочник по командам

Глоссарий

Обзор функции

Команда ip precedence в режиме настройки адресуемой точки вызова исходно предназначалась для установки приоритетов трафика H.323, для которого обычно используется более высокий приоритет, чем для трафика данных IP. Тем не менее, у конечного пользователя не было средств настройки приоритетов H.245, H.225 и пакетов сигнализации SIP, что приводило к задержке в случае осуществления вызова по перегруженной сети.

Для обеспечения более тонкой настройки приоритетов на смену команде ip precedence пришла команда ip qos dscp. Если определенному типу потока трафика задается ненулевое значение, оно сохраняется в точке кодирования дифференцированного обслуживания (Differentiated Services Code Point, DSCP), прежде чем шлюз посылает пакет из своего интерфейса сети WAN.

О дифференцированном обслуживании

Дифференцированное обслуживание (Differentiated Services, DiffServ) представляет собой набор возможностей функции качества обслуживания (Quality of Service, QoS), обеспечиваемых между конечными узлами. Функция QoS между конечными узлами — это способность сети предоставлять обслуживание, необходимое определенному сетевому трафику, по всей протяженности сети. Программное обеспечение QoS Cisco IOS поддерживает три типа моделей обслуживания: наилучшее возможное обслуживание, интегрированное обслуживание (Integrated Services, IntServ) и дифференцированное обслуживание.

Дифференцированное обслуживание — это модель с несколькими типами обслуживания, удовлетворяющими различным требованиям функции QoS. В случае дифференцированного обслуживания сеть пытается обеспечить определенный вид обслуживания на основании значения QoS, содержащегося в каждом пакете. Значение QoS может указываться различными способами, например, с помощью 6-битового параметра DSCP в IP-пакетах или исходном и целевом адресах. Сеть использует значение QoS для классифицирования, маркировки, формирования и регулирования трафика, а также для интеллектуальной организации очереди.

Дифференцированное обслуживание используется в нескольких ответственных приложениях и для обеспечения QoS между конечными узлами. Обычно дифференцированное обслуживание подходит для агрегированных потоков, поскольку оно выполняет довольно грубый анализ потока.

Определение поля DS

Дифференцирование обслуживание определяет замещающее поле заголовка под названием DS (Differentiated Services). Поле DS заменило существующие определения октета типа обслуживания (type of service, ToS) IPv4 (RFC 791) и октета класса трафика IPv6. Шесть битов поля DS используются в качестве параметра DSCP для выбора поведения при переходе (Per Hop Behavior, PHB) на каждом интерфейсе. Неиспользуемое в текущее время (currently unused, CU) 2-битовое поле зарезервировано для явного уведомления о перегрузке (explicit congestion notification, ECN). При определении поведения PHB, применяемого к получаемому пакету DS-совместимые интерфейсы игнорируют значение битов поля CU.

Поведение при переходе

RFC 2475 определяет поведение PHB как наблюдаемое снаружи поведение при пересылке, применяемое на DiffServ-совместимом узле к совокупности поведения (Behavior Aggregate, BA) обслуживания DiffServ.

Благодаря способности системы помечать пакеты в соответствии со значением параметра DSCP, совокупности пакетов с одним и тем же значением параметра DSCP, переданные в определенном направлении, можно группировать в совокупность BA. Одной совокупности BA могут принадлежать пакеты от различных источников или приложений.

Другими словами, поведение PHB описывает планирование, организацию в очередь, регулирование пакетов или поведение узла при формировании трафика пакетов в случае любого данного пакета, принадлежащего совокупности BA, которое задается соглашением об уровне обслуживания (service level agreement, SLA) или картой политик.

В следующих разделах описываются четыре возможных стандартных поведения PHB:

PHB по умолчанию (согласно RFC 2474).

PHB селектора класса (согласно RFC 2474).

PHB гарантированной пересылки (Assured Forwarding, AFny) (согласно RFC 2597).

PHB срочной пересылки (Expedited Forwarding, EF) (согласно RFC 2598).

PHB по умолчанию

Поведение PHB по умолчанию по сути определяет, что пакет, помеченный значением параметра DSCP 000000 (рекомендованным), получает традиционное наилучшее возможное обслуживание от DS-совместимого узла (т.е., узла сети, который соответствует всем основным требованиям обслуживания DiffServ). Кроме того, если пакет прибывает на DS-совместимый узел, и значение параметра DSCP не соответствует какому-либо другому поведению PHB, то пакету ставится в соответствие поведение PHB по умолчанию.

PHB селектора класса

Чтобы сохранить совместимость со всеми предыдущими схемами приоритетов IP, используемыми в настоящее время в сети, для обслуживания DiffServ было определено значение параметра DSCP в виде xxx000, где x — либо 0, либо 1. Эти значения параметра DSCP называются точками кодирования селектора класса (Class-Selector Code Point). (Значение параметра DSCP для пакета с PHB по умолчанию 000000 также называется точкой кодирования селектора класса.)

Значение PHB, связанное с точкой кодирования селектора класса, и есть PHB селектора класса. Эти PHB селектора класса сохраняют большую часть поведения пересылки узлов, реализующих классифицирование и пересылку на основе приоритетов IP.

Например, пакеты со значением параметра DSCP 110000 (эквивалентным значению 110 приоритетов IP) имеют приоритет в обработке для пересылки (повременное планирование, организация очереди и т.д.) по сравнению с пакетами, значение параметра DSCP которых равно 100000 (эквивалентно значению 100 приоритетов IP). Поведение PHB селектора класса обеспечивают DS-совместимым узлам сосуществование с узлами, использующими приоритеты IP.

PHB гарантированной пересылки

Поведение PHB гарантированной пересылки практически равносильно обслуживанию с регулированием нагрузки (Controlled Load Service), имеющемуся в модели интегрированного обслуживания. Поведение AFny PHB определяет метод, посредством которого совокупности BA могут получать различные гарантии пересылки.

Например, сетевой трафик можно разделить на следующие классы:

Золотой: трафику этой категории выделяется 50 процентов имеющейся полосы пропускания.

Серебряный: трафику этой категории выделяется 30 процентов имеющейся полосы пропускания.

Бронзовый: трафику этой категории выделяется 20 процентов имеющейся полосы пропускания.

Далее, поведение AFny PHB определяет четыре класса AF: AF1, AF2, AF3 и AF4. Каждому классу назначается определенная часть буферного пространства и полосы пропускания интерфейса согласно соглашению SLA с поставщиком услуг или карте политики.

Внутри каждого класса AF можно задать три значения приоритета сброса (dP): 1, 2 и 3. Поведение PHB гарантированной пересылки можно представить в виде, показанном в следующем примере: AFny. В этом примере n обозначает номер класса AF (1, 2 или 3), а y обозначает значение dP (1, 2 или 3) внутри класса AFn.

Если сеть перегружена трафиком, и необходимо отбрасывать пакеты определенного класса AF (например, AF1), то пакеты класса AF1 будут отбрасываться согласно следующему правилу:

dP(AFny) >= dP(AFnz) >= dP(AFnx),

где dP (AFny) — вероятность того, что пакеты класса AFny будут отброшены. Другими словами, y обозначает dP внутри класса AFn.

В следующем примере пакеты класса AF13 будут отброшены перед пакетами класса AF12, которые, в свою очередь, будут отброшены перед пакетами класса AF11:

dP(AF13) >= dP (AF12) >= dP(AF11)

Метод dP присваивает штрафы потокам трафика внутри определенной совокупности BA, которая превышает назначенную полосу пропускания. Средство регулирования трафика может назначить пакетам этих нарушающих нормальную работу потоков более высокий приоритет сброса.

Класс AFx можно обозначить значением параметра DSCP xyzab0, где xyz принимает значения 001, 010, 011 или 100, а ab представляет значение dP.

В таблице 1 перечислены значения параметра DSCP и соответствующие значения dP для каждого класса AF PHB.

Таблица 1. Значения параметра DSCP и соответствующие значения приоритета сброса для каждого класса поведения AF PHB

Приоритет сброса
Класс 1
Класс 2
Класс 3
Класс 4
Низкий приоритет сброса

001010

010010

011010

100010

Средний приоритет сброса

001100

010100

011100

100100

Высокий приоритет сброса

001110

010110

011110

100110


PHB срочной пересылки

Протокол резервирования ресурсов (Resource Reservation Protocol, RSVP), компонент модели интегрированного обслуживания, обеспечивает обслуживание с гарантированной полосой пропускания (Guaranteed Bandwidth Service). Подобное надежное обслуживание требуется для таких приложений как Voice over IP (VoIP), видеоданные, а также программы интерактивной торговли. Поведение EF PHB, основная составляющая обслуживания DiffServ, обеспечивает такое надежное обслуживание посредством обслуживания с гарантированной полосой пропускания, обладающего низкими потерями, небольшими задержками, высокой устойчивостью потока .

Поведение EF можно реализовать с помощью очередности по приоритету (priority queueing, PQ) и ограничения скорости в классе (или совокупности BA). При реализации в DiffServ-сети поведение EF PHB обеспечивает виртуальную выделенную линию или обслуживание высшего качества. Однако для оптимальной эффективности поведения EF PHB необходимо резервировать только для наиболее важных приложений, поскольку в случае перегрузки трафиком весь трафик или большую его часть невозможно обрабатывать с высоким приоритетом.

Поведение EF PHB идеально подходит для таких областей применения, как VoIP, которой требуется небольшая пропускная способность, гарантированная полоса пропускания, небольшие задержки и высокая устойчивость потока.

Преимущества

Данный DS-совместимый интерфейс командной строки обеспечивает средство, с помощью которого на исходном маршрутизаторе можно задавать различные уровни приоритета для полезной голосовой нагрузки трафика и трафика сигнализации.

Ограничения

Для голосовых данных значением параметра DSCP по умолчанию является точка кодирования ef 101110 (RFC 2598), а значением параметра DSCP по умолчанию для сигнализации — точка кодирования af31 011010 (RFC 2597). Для каждого типа потока трафика требуются предпочтительные настройки.

Дополнительная документация

Руководство по настройке решений качества обслуживания Cisco IOS версии 12.2

Справочник по командам решений качества обслуживания Cisco IOS, версия 12.2

Внедрение политик QoS с кодами DSCP

Поддерживаемые платформы

Cisco серии IAD2400

Cisco серии 2600

Cisco серии 3600

Cisco серии 3700

Cisco AS5300

Cisco AS5400

Cisco AS5800

Cisco AS5850

Определение поддерживаемых платформ с помощью инструмента Cisco Feature Navigator

Программное обеспечение Cisco IOS разбито по наборам функций, которые поддерживают определенные платформы. Для получения информации о поддержке платформ для данной функции воспользуйтесь инструментом Cisco Feature Navigator. Когда для функции добавляется поддержка новой платформы, инструмент Cisco Feature Navigator динамически обновляет список поддерживаемых платформ.

Инструмент Cisco Feature Navigator представляет собой веб-приложение, с помощью которого можно определить образы программного обеспечения Cisco IOS, поддерживающие тот или иной набор функций, и функции, поддерживаемые в определенном образе Cisco IOS. Возможен поиск по функциям или версиям. В разделе версий можно сравнить все версии, отобразив как функции, имеющиеся лишь в данной версии, так и все общие функции.

Для доступа к инструменту Cisco Feature Navigator необходимо наличие учетной записи на веб-сайте cisco.com. При утрате данных учетной записи следует отправить пустое электронное письмо по адресу: cco-locksmith@cisco.com. Программа автоматически определит наличие регистрации на веб-сайте cisco.com адреса электронной почты, с которого пришло письмо. При положительном результате проверки на этот адрес высылаются данные учетной записи, а также новый пароль, сгенерированный случайным образом. Опытные пользователи могут создать учетную запись на веб-сайте cisco.com, следуя инструкциям по адресу https://tools.cisco.com/RPF/register/register.do.

Инструмент Cisco Feature Navigator регулярно обновляется при появлении новых основных и технологических версий программного обеспечения Cisco IOS. Текущая информация приведена на главной странице Cisco Feature Navigator по следующему адресу:

http://tools.cisco.com/ITDIT/CFN/jsp/index.jsp

Наличие образов программного обеспечения Cisco IOS

Поддержка тех или иных платформ для конкретных версий программного обеспечения Cisco IOS зависит от наличия образов программного обеспечения для этих платформ. Образы программного обеспечения для некоторых платформ могут откладываться, задерживаться или изменяться без предварительного уведомления. Обновленная информация о поддержке платформ и наличии образов программного обеспечения для каждой версии программного обеспечения Cisco IOS приведена в комментариях к выпуску или, если платформа поддерживается, в инструменте Cisco Feature Navigator.

Поддерживаемые стандарты, базы данных MIB и документы RFC

Стандарты

Нет

Базы административной информации (MIB)

Нет

Для получения списков поддерживаемых баз административной информации Management Information Base, MIB по платформе и версии Cisco IOS и для загрузки модулей MIB перейдите на веб-сайт MIB компании Cisco по следующему адресу:

http://www.cisco.com/public/sw-center/netmgmt/cmtk/mibs.shtml

Документы RFC

RFC 2474, Определение поля дифференцированного обслуживания (поля DS) в заголовках IPv4 и IPv6

RFC 2475, Архитектура для дифференцированного обслуживания

RFC 2597, Группа PHB гарантированной пересылки

RFC 2598, PHB ускоренной пересылки

Предварительные условия

Требуется программное обеспечение Cisco IOS версии 12.2(2)XB или 12.2(2)T, или более поздних версий.

Задачи настройки

В следующих разделах приведены задачи настройки для функции «Классифицирование сигнализации и медиаданных с точкой кодирования дифференцированного обслуживания для QoS». Для каждой задачи списка указано, обязательная она или нет.

Настройка параметра DSCP протокола IP (необязательная)

Проверка настройки параметра DSCP протокола IP (необязательная)

Настройка параметра DSCP протокола IP

Для настройки приоритета параметра DSCP протокола IP воспользуйтесь следующими командами:

 
Команда
Назначение

Шаг 1 

Router(config)# dial-peer voice tag voip

Вход в режим настройки адресуемой точки вызова и указание инкапсуляции голосовых данных VoIP.

Шаг 2 

Router(config-dial-peer)# ip qos dscp [number | set-af | set-cs | default | ef]

[media | signaling]


Указание IP DSCP.

Дополнительные ключевые слова и аргументы:

number — значение DSCP. Допустимые значения: от 0 до 63.

set-af — устанавливает в качестве значения параметра DSCP битовую комбинацию для гарантированной пересылки. Рекомендуется значение af31, которое устанавливает в качестве значения параметра DSCP битовую комбинацию 011010 для гарантированной пересылки (af31). Полный перечень допустимых значений см. в разделе «Справочник по командам».

set-cs — устанавливает в качестве значения параметра DSCP точку кодирования селектора класса. Полный перечень допустимых значений см. в разделе «Справочник по командам».

default — устанавливает в качестве значения параметра DSCP битовую комбинацию по умолчанию 000000.

ef — устанавливает в качестве значения параметра DSCP битовую комбинацию срочной пересылки 101110.

media — применяет параметр DSCP к пакетам с полезной нагрузкой в виде медиаданных.

signaling — применяет параметр DSCP к пакетам сигнализации.

Проверка настройки параметра DSCP протокола IP

Для проверки правильности настройки параметра DSCP протокола IP введите команду show running-config в привилегированном режиме EXEC, чтобы вывести на экран настройки команды для маршрутизатора.

Примеры конфигурации

Ниже приведены выходные данные, отображаемые на экране в результате применения команды show running-config .

Router# show running-config

Building configuration...

Current configuration :1494 bytes
!
version 12.2
no service pad
service timestamps debug uptime
service timestamps log uptime
no service password-encryption
!
hostname 
!
no logging buffered
enable password
!
spe 1/0 1/7
 firmware location bootflash:mica-modem-pw.2.7.1.0.bin
!
!
resource-pool disable
!
ip subnet-zero
ip domain-name cisco.com
ip name-server 172.16.0.0 ip name-server 172.16.1.1
!         
!         
!         
!         
!         
!         
!         
!         
fax interface-type modem
mta receive maximum-recipients 0
!         
controller T1 0
 framing sf
 clock source line primary
 linecode ami
!         
controller T1 1
 framing sf
 clock source line secondary 1
 linecode ami
!         
controller T1 2
 framing sf
 linecode ami
!         
controller T1 3
 framing sf
 linecode ami
!         
!         
!         
interface Ethernet0
 ip address 172.16.1.1 255.255.255.192
 no ip route-cache
 no ip mroute-cache
!         
interface FastEthernet0
 no ip address
 no ip route-cache
 no ip mroute-cache
 shutdown 
 duplex auto
 speed auto
!         
interface Async1
 no ip address
 no ip route-cache
 no ip mroute-cache
!         
interface Dialer0
 no ip address
 no ip route-cache
 no ip mroute-cache
!         
interface Dialer2
 no ip address
 no ip route-cache
 no ip mroute-cache
!         
ip classless
ip route 0.0.0.0 172.19.169.65
no ip http server
!         
!         
!         
call rsvp-sync
!         
mgcp      
!         
mgcp profile default
!         
dial-peer voice 1 voip
 ip qos dscp cs1 media
!         
dial-peer voice 2 voip
!         
!         
line con 0
 password #1writer
line 1 48 
 transport output lat pad telnet rlogin udptn v120 lapb-ta
line aux 0
line vty 0 4
 password #
 login    
!         
end

Справочник по командам

В данном разделе описана новая команда ip qos dscp. Все другие команды, используемые с этой функцией, описаны в справочниках команд настройки Cisco IOS версии 12.2.

ip qos dscp

Чтобы задать параметр DSCP для качества обслуживания, воспользуйтесь командой ip qos dscp в режиме настройки адресуемой точки вызова. Чтобы отключить параметр DSCP, добавьте к этой команде аргумент no.

ip qos dscp [number | set-af | set-cs | default | ef] [media | signaling]

no ip qos dscp [number | set-af | set-cs | default | ef] [media | signaling]

Описание синтаксиса

number

(Необязательно) Значение DSCP. Допустимые значения: от 0 до 63.

set-af

(Необязательно) Устанавливает в качестве значения DSCP битовую комбинацию для гарантированной пересылки. Допустимые значения:

af11 — битовая комбинация 001010

af12 — битовая комбинация 001100

af13битовая комбинация 001110

af21битовая комбинация 010010

af22битовая комбинация 010100

af23битовая комбинация 010110

af31битовая комбинация 011010

af32битовая комбинация 011100

af33битовая комбинация 011110

af41 — битовая комбинация 100010

af42 — битовая комбинация 100100

af43 — битовая комбинация 100110

set-cs

(Необязательно) Устанавливает в качестве значения DSCP точку кодирования селектора класса. Допустимые значения:

cs1 — точка кодирования 1 (приоритет 1)

cs2 — точка кодирования 2 (приоритет 2)

cs3 — точка кодирования 3 (приоритет 3)

cs4 — точка кодирования 4 (приоритет 4)

cs5 — точка кодирования 5 (приоритет 5)

cs6 — точка кодирования 6 (приоритет 6)

cs7 — точка кодирования 7 (приоритет 7)

default

(Необязательно) Устанавливает в качестве значения DSCP битовую комбинацию по умолчанию 000000.

ef

(Необязательно) Устанавливает в качестве значения параметра DSCP битовую комбинацию срочной пересылки 101110.

media

(Необязательно) Применяет параметр DSCP к пакетам с полезной нагрузкой в виде медиаданных.

signaling

(Необязательно) Применяет параметр DSCP к пакетам сигнализации.


Значение по умолчанию

В качестве значения параметра DSCP установлена битовая комбинация 000000.

Командные режимы

Настройка адресуемой точки вызова

История команды

Версия
Изменение

12.2(2)XB

Команда включена впервые. Заменена командой ip precedence (dial-peer).

12.2(2)T

Команда встроена в программное обеспечение Cisco IOS версии 12.2(2)T.


Рекомендации по использованию

Для настройки приоритетов голосового и сигнального трафика используется команда ip qos dscp.

Рекомендуется использовать следующие значения: ip qos dscp ef media и ip qos dscp af31 signaling.

Примеры:

В следующем примере для параметра DSCP устанавливается значение приоритета 1, и параметр DSCP применяется к пакетам с полезной нагрузкой в виде медиаданных.

dial-peer voice 1 voip
 ip qos dscp cs1 media

Связанные команды

Команда
Описание

call rsvp-sync

Включает синхронизацию между сигнализацией по протоколу RSVP и протоколом голосовой сигнализации.

ip rsvp signalling dscp

Указывает на использование параметра DSCP во всех сообщениях протокола RSVP, отправленных с интерфейса.


Глоссарий

CLI (command-line interface) — интерфейс командной строки. Интерфейс, позволяющий пользователю взаимодействовать с операционной системой путем ввода команд и дополнительных аргументов.

DSCP (differentiated services code point) — точка кодирования дифференцированного обслуживания. 6-битовое значение в пакетах IP или исходном и целевом адресах.

IP — Интернет-протокол Протокол сетевого уровня в стеке TCP/IP, обеспечивающий межсетевую службу без предварительного установления соединения. IP содержит функции для адресации, спецификации типа обслуживания, фрагментирования и сборки, а также защиты. Определен в RFC 791.

QoS (quality of service) — качество обслуживания. Мера производительности для системы передачи, которая отражает качество ее передачи и доступность обслуживания.

ToS (type of service) — тип обслуживания. Указывает на то, какой обработки своих сообщений требует протокол верхнего уровня от протокола нижнего уровня.

VoIP (Voice over IP) — Голос поверх IP. Способность передавать обычную речь в телефонном стиле через Интернет посредством протокола IP, обеспечивая функциональные возможности, надежность и качество голоса обычной телефонной сети. Технология VoIP позволяет маршрутизатору передавать голосовой трафик (например, телефонные звонки и факсимильные сообщения) по IP-сети. В технологии VoIP процессор DSP разбивает речевой сигнал на кадры, которые затем группируются по два и сохраняются в голосовых пакетах. Голосовые пакеты передаются с помощью протокола IP согласно спецификации ITU-T H.323.

WAN (wide-area network) — глобальная сеть. Сеть для обмена данными, которая обслуживает пользователей крупной географической области и зачастую использует передающие устройства, предоставляемые частными компаниями связи. Примеры WAN: Frame Relay, SMDS и X.25.