تنفيذ سياسات جودة الخدمة باستخدام نقطة رمز الخدمات المتمايزة

المقدمة

يصف هذا المستند كيفية تعيين قيم نقطة رمز الخدمات المميزة (DSCP) في تكوينات جودة الخدمة (QoS) على أحد موجّهات Cisco.

المتطلبات الأساسية

المتطلبات

يجب أن تكون على دراية بالحقول الموجودة في رأس IP و Cisco IOS^®CLI.

المكونات المستخدمة

لا يقتصر هذا المستند على إصدارات برامج ومكونات مادية معينة.

تم إنشاء المعلومات الواردة في هذا المستند من الأجهزة الموجودة في بيئة معملية خاصة. بدأت جميع الأجهزة المُستخدمة في هذا المستند بتكوين ممسوح (افتراضي). إذا كانت شبكتك قيد التشغيل، فتأكد من فهمك للتأثير المحتمل لأي أمر.

الاصطلاحات

للحصول على مزيد من المعلومات حول اصطلاحات المستندات، ارجع إلى اصطلاحات تلميحات Cisco التقنية.

معلومات أساسية

الخدمات المميزة (DiffServ) هو نموذج جديد يتم فيه معالجة حركة المرور بواسطة أنظمة متوسطة ذات أولويات نسبية استنادا إلى حقل نوع الخدمات (ToS). يحل معيار DiffServ، المحدد في RFC 2474 و RFC 2475، محل المواصفات الأصلية لتحديد أولوية الحزمة الموضحة في RFC 791. يزيد DiffServ عدد مستويات الأولوية القابلة للتحديد عند إعادة تخصيص وحدات بت من حزمة IP لوضع علامة عليها كأولوية.

تحدد بنية DiffServ حقل DiffServ (DS)، والذي يحل محل حقل ToS في IPv4 لاتخاذ قرارات سلوك كل خطوة (PHB) حول تصنيف الحزمة conditioning ووظائف حركة المرور، مثل metering ، marking shaping ، و policing .

لا تملي وحدات النسخ الاحتياطي للأشرطة طريقة تنفيذ إجراءات التحقق من الهوية (PHBs)، فهذه مسؤولية المورد. تقوم Cisco بتنفيذ queuing  التقنيات التي يمكن أن تستند إلى PHB الخاصة بها على أسبقية IP أو قيمة DSCP في رأس IP للحزمة. استنادا إلى أسبقية DSCP أو IP، يمكن وضع حركة مرور البيانات في فئة خدمة معينة. يتم التعامل مع الحزم الموجودة ضمن فئة الخدمة بنفس الطريقة.

نقطة كود الخدمات المميزة

تسمى وحدات بت الست الأكثر أهمية من حقل DiffServ باسم DSCP. لم يتم تحديد آخر وحدتي بت (CU) غير مستخدمتين حاليا في حقل DiffServ ضمن بنية حقل DiffServ، ويتم الآن إستخدام هاتين وحدتي بت إعلام الازدحام الصريح (ECN). تقوم الموجهات الموجودة على حافة الشبكة بتصنيف الحزم وتعليمها إما بقيمة IP أو DSCP في شبكة DiffServ. تستخدم أجهزة الشبكة الأخرى الموجودة في المركز التي تدعم DiffServ قيمة DSCP في رأس IP لتحديد سلوك PHB للحزمة وتوفير المعالجة المناسبة لجودة الخدمة.

تعرض الرسومات البيانية الموجودة في هذا القسم مقارنة بين بايت ToS المحدد بواسطة حقل RFC 791 و DiffServ.

تو إس بايت

P2

P1

P0

T2

T1

T0

CU1

CU0

• أسبقية IP—ثلاث وحدات بت (P2 إلى P0)

• التأخير وسعة المعالجة والموثوقية - ثلاث وحدات بت (من T2 إلى T0)

• CU (غير المستخدم حاليا) - وحدتا بت (CU1-CU0)

حقل Diffserv

DS5	DS4	DS3	DS2	DS1	DS0	ECN	ECN

• DSCP - ست وحدات بت (DS5-DS0)

• ECN - بت

يتم وضع علامة على حقل DiffServ الموحد للحزمة بقيمة حتى تتلقى الحزمة معالجة إعادة توجيه معينة أو PHB، في كل عقدة شبكة.

يكون DSCP الافتراضي 00000. DSCPs المحدد للفئة هي قيم متوافقة مع أسبقية IP بأثر رجعي. عندما تقوم بالتحويل بين أسبقية IP و DSCP، قم بمطابقة وحدات بت الثلاث الأكثر أهمية. وبعبارة أخرى:

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

تو إس بايت

1

0

1

T2

T1

T0

CU2

CU0

حقل Diffserv

1	0	1	0	0	0	ECN	ECN

يستخدم معيار DiffServ وحدات بت ذات الأسبقية (وحدات بت الأكثر أهمية - DS5 و DS4 و DS3) لإعداد الأولوية، ولكنه يوضح كذلك التعريفات، والتي توفر دقة أكبر من خلال إستخدام وحدات بت الثلاث التالية في بروتوكول DSCP. تقوم DiffServ بإعادة تنظيم مستويات الأولوية وإعادة تسميتها (والتي لا تزال معرفة بواسطة وحدات بت الثلاث الأكثر أهمية من بروتوكول DSCP) إلى هذه الفئات (يتم شرح المستويات بمزيد من التفصيل في هذا المستند):

مستوى الأسبقية	الوصف
7	يبقى نفسه (تبقي طبقة الارتباط وبروتوكول التوجيه قيد التشغيل)
6	يبقى كما هو (يستخدم لبروتوكولات توجيه IP)
5	إعادة التوجيه السريع (EF)
4	الفئة 4
3	الفئة 3
2	الفئة 2
1	الفئة 1
0	بذل قصارى الجهود

مع هذا النظام، يقوم الجهاز بتحديد أولوية حركة المرور حسب الفئة أولا. ثم يميز حركة مرور الطبقة نفسها ويمنحها الأولوية، ويضع في الاعتبار احتمال الإسقاط.

لا يحدد معيار DiffServ تعريفا دقيقا لاحتمال السقوط "منخفض" و"متوسط" و"مرتفع". لا تتعرف جميع الأجهزة على إعدادات DiffServ (DS2 و DS1)، وحتى عند التعرف على هذه الإعدادات، فإنها لا تقوم بالضرورة بتشغيل نفس إجراء إعادة توجيه PHB في كل عقدة شبكة. تقوم كل عقدة بتنفيذ إستجابتها الخاصة استنادا إلى كيفية تكوينها.

مؤكد Forwarding

يحدد RFC 2597 forwarding معرف فئة المورد (AF) المؤكد ويصف هذا المستند بأنه وسيلة لمجال Provider DS لتقديم مستويات مختلفة من forwarding  الضمانات لحزم IP المستلمة من مجال Client DS. تضمن Forwarding  خدمة PHB المضمونة كمية معينة من عرض النطاق لفئة AF وتسمح بالوصول إلى عرض نطاق إضافي، إذا كان ذلك متاحا. هناك أربع فئات من القوات الجوية، AF1x حتى AF4x. وداخل كل فئة، هناك ثلاثة إحتمالات للإفلات. على أساس سياسة شبكة معينة، يمكن تحديد الحزم لمعرف فئة المورد (PHB) استنادا إلى الإنتاجية المطلوبة أو التأخير أو التردد أو الفقد أو أولوية الوصول إلى خدمات الشبكة.

ويشار إلى الفئات من 1 إلى 4 باسم فئات القوات المسلحة. يوضح هذا الجدول رمز DSCP الذي يحدد فئة AF مع الاحتمال. وتعرف وحدات بت DS5 و DS4 و DS3 الفئة، بينما تحدد وحدات بت DS2 و DS1 احتمال الإسقاط، بينما تكون وحدات بت DS0 دائما صفر.

قطرة	الفئة 1	الفئة 2	الفئة 3	الفئة 4
منخفض	001010 AF11 DSCP 10	010010 AF21 DSCP 18	011010 AF31 DSCP 26	100010 AF41 DSCP 34
الوسيطة	001100 AF12 DSCP 12	010100 AF 22 DSCP 20	01100 AF32 DSCP 28	100100 AF42 DSCP 36
عالي	00110 AF13 DSCP 14	010110 AF23 DSCP 22	01110 AF33 DSCP 30	100110 AF43 DSCP 38

سريع Forwarding

يحدد RFC 2598 PHB إعادة التوجيه السريع (EF): يمكن إستخدام EF PHB لإنشاء مجالات تخزين البيانات المهملة، وزمن وصول أقل، وشجرة أقل، وعرض نطاق ترددي مضمون، وخدمة شاملة من خلال DS (DiffServ). وتبدو هذه الخدمة عند نقاط النهاية مثل الاتصال من نقطة إلى نقطة أو "خط مستأجر ظاهري". وقد وصفت هذه الخدمة أيضا بأنها خدمة فائقة. يوصى باستخدام CodePoint 10110 ل EF PHB، والذي يتوافق مع قيمة DSCP التي تبلغ 46.

ومرة أخرى، يلزم تكوين الآليات الخاصة بالمورد لتنفيذ قواعد معلومات التوجيه (PHB) هذه. راجع RFC 2598 للحصول على مزيد من المعلومات حول EF PHB.

إستخدام حقل DSCP

هناك ثلاث طرق يمكنك بها إستخدام حقل DSCP:

• المصنف- حدد حزمة استنادا إلى محتويات بعض أجزاء رأس الحزمة وطبق PHB استنادا إلى خصائص الخدمة المحددة بواسطة قيمة DSCP.

• العلامة- قم بتعيين حقل DSCP بناء على ملف تعريف حركة مرور البيانات.

• Metering —التحقق من التوافق مع ملف تعريف حركة المرور باستخدام وظيفة شاغر أو قطارة.

يعتبر برنامج Cisco IOS software وحدات بت ذات أسبقية من حقل ToS إذا كان هناك حركة مرور يتم وضعها في قائمة الانتظار العادلة والمقدرة (WFQ)، أو الكشف المبكر العشوائي المرجح (WRED) أو الترتيب الدوري المرجح (WRR). لا يتم أخذ وحدات بت ذات أسبقية في الاعتبار عند تكوين توجيه النهج أو قوائم الانتظار ذات الأولوية (PQ) أو قوائم الانتظار المخصصة (CQ) أو قوائم الانتظار العادلة والمقدرة (CBWFQ) المستندة إلى الفئة. لمزيد من المعلومات، راجع قوائم الانتظار العادلة والمقدرة المعتمدة على الفئة (CBWFQ).

تصنيف الحزمة

يتضمن تصنيف الحزمة إستخدام واصف حركة مرور لتصنيف حزمة ضمن مجموعة محددة وجعل الحزمة قابلة للوصول إليها لجودة الخدمة التي تقوم بإدارتها في الشبكة. عند إستخدام تصنيف الحزمة، يمكنك تقسيم حركة مرور الشبكة إلى مستويات أولوية متعددة أو فئة خدمة (CoS).

يمكنك إستخدام إما قوائم الوصول (ACL) أو الأمر match في واجهة سطر الأوامر لجودة خدمة الوحدة النمطية للمطابقة على قيم DSCP. قدم برنامج Cisco IOS الإصدار 12.1(5)T القدرة على تحديد قيمة DSCP في الأمر 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

عندما تحدد قيمة ip dscp في الأمر خريطة الفئة ، فلديك ما يلي:

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

يمكن تعيين بروتوكول DSCP على القيمة المطلوبة على حافة الشبكة لتسهيل تصنيف الحزمة من قبل الأجهزة الأساسية كما هو موضح في قسم تصنيف الحزمة وتوفير مستوى مناسب من الخدمة. يمكن Marking إستخدام الحزمة المستندة إلى الفئة لتعيين قيمة DSCP كما هو موضح هنا:

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

إستخدام معدل الوصول الملتزم به أو النهج المستند إلى الفئة

إن معدل الوصول الملتزم به وتلك القائمة على الفئة Policing هي آليات لتنظيم حركة المرور، وتستخدم لتنظيم تدفق حركة المرور لتتوافق مع معلمات الخدمة المتفق عليها. يمكن إستخدام هذه الآليات مع DSCP لتوفير مستويات مختلفة من الخدمة لا تتوافق مع حركة المرور ولا تتوافق معها عندما تقوم بتعديل قيمة DSCP بشكل مناسب، كما هو موضح في هذا القسم.

راجع Configuring حركة المرور Policing  ومقارنة تنظيم البيانات المستند إلى الفئة ومعدل الوصول الملتزم به للحصول على مزيد من المعلومات.

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 متوافق مع DSCP

اكتشاف مبكر عشوائي مقدر (WRED)، يتجاهل حركة المرور الأقل أولوية بشكل انتقائي عند بدء إزدحام الواجهة. يمكن أن يوفر WRED خصائص أداء مختلفة ل CoS مختلفة. يمكن أن تستند هذه الخدمة المميزة إلى بروتوكول DSCP، كما هو موضح هنا:

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

راجع قسم WREDsection المتوافق مع DiffServ من نظرة عامة على تجنب الازدحام للحصول على مزيد من المعلومات.

المشاكل المعروفة في برنامج Cisco IOS Software 12.2، الإصدار trains

لا يتوفر الوصول إلى أدوات ومعلومات الخطأ إلا لعملاء Cisco المسجلين.

يمكنك البحث عن هذه الأخطاء باستخدام أداة البحث عن الأخطاء.

• معرف تصحيح الأخطاء من Cisco CSCdt63295 — إذا فشلت في تعيين بايت ToS باستخدام marking أوامر DSCP الجديدة على أقران الطلب (المعينة على 0) في برنامج Cisco IOS الإصدار 12.2.2T، فلا يمكن تمييز الحزم ويمكن أن تظل مع ToS المعينة على 0.

• معرف تصحيح الأخطاء من Cisco CSCdt74738 — يجب أن يتوفر دعم الأمر set ip dscp على الموجه Cisco 7200 والأنظمة الأساسية الأدنى لحزم البث المتعدد اعتبارا من برنامج Cisco IOS الإصدار 12.2(3.6) والإصدارات الأحدث.

معلومات ذات صلة

• برنامج Cisco IOS: حلول شبكة مزود الخدمة
• الدعم الفني - Cisco Systems
• جودة الخدمة: دليل تكوين تجنب الازدحام