Implementierung von Quality of Service

Einleitung

Dieses Dokument enthält einige grundlegende Richtlinien für die Implementierung von Quality of Service (QoS) in einem Netzwerk, das als Transport für mehrere Anwendungen dient, einschließlich verzögerungsempfindlicher und bandbreitenintensiver Anwendungen. Diese Anwendungen können Geschäftsprozesse optimieren, aber auch die Netzwerkressourcen strapazieren. QoS kann sichere, vorhersehbare, messbare und garantierte Services für diese Anwendungen bereitstellen, indem Verzögerungen, Verzögerungsschwankungen (Jitter), Bandbreite und Paketverluste in einem Netzwerk verwaltet werden.

Welche Anwendungen benötigen QoS?

Bestimmen Sie zunächst, welche Anwendungen geschäftskritisch sind und geschützt werden müssen. Sie müssen möglicherweise alle Anwendungen überprüfen, die im Wettbewerb um Netzwerkressourcen stehen. In diesem Fall können Sie die Datenverkehrsmuster im Netzwerk mithilfe von NetFlow Accounting, Network-based Application Recognition (NBAR) oder QoS Device Manager (QDM) analysieren.

NetFlow Accounting liefert detaillierte Informationen zum Netzwerkverkehr und kann zur Erfassung der Datenverkehrsklassifizierung oder Rangfolge verwendet werden, die mit dem jeweiligen Datenfluss verknüpft ist.

NBAR ist ein Klassifizierungstool, das den Datenverkehr bis zur Anwendungsebene identifizieren kann. Es bietet schnittstellen-, protokoll- und bidirektionale Statistiken für jeden Datenverkehrsfluss, der eine Schnittstelle passiert. NBAR führt auch eine Subport-Klassifizierung durch. die nicht auf Anwendungsports beschränkt ist.

QDM ist eine webbasierte Netzwerkmanagementanwendung, die eine benutzerfreundliche grafische Benutzeroberfläche für die Konfiguration und Überwachung erweiterter IP-basierter QoS-Funktionen in Routern bietet.

Anwendungseigenschaften im Überblick

Es ist wichtig, die Eigenschaften der Anwendungen zu kennen, die geschützt werden müssen. Einige Anwendungen reagieren in der Regel empfindlich auf Latenz oder Paketverlust, während andere Anwendungen als "aggressiv" gelten, da sie Spitzenzeiten verursachen oder eine große Bandbreite belegen. Wenn die Anwendung berstet, stellen Sie fest, ob ein konstanter oder ein kleiner berstet vorliegt. Ist die Paketgröße der Anwendung groß oder klein? Basiert die Anwendung auf TCP oder UDP?

Kenntnis der Netzwerktopologie

Einige Geräte benötigen möglicherweise ein IOS-Upgrade, um die QoS-Funktionen nutzen zu können, die Sie implementieren möchten. Diagramme der Netzwerktopologie, der Router-Konfigurationen und der Softwareversion auf jedem Gerät helfen Ihnen, die Anzahl der Geräte zu schätzen, die ein IOS-Upgrade benötigen. In der Cisco Icon Library finden Sie Symbole, die Ihnen beim Erstellen von Netzwerkdiagrammen helfen können.

• Analysieren Sie die CPU-Auslastung auf jedem Router in Zeiten hoher Auslastung, um zu entscheiden, wie QoS-Funktionen zur Lastverteilung auf die Geräte verteilt werden sollen.

• Klassifizieren Sie geschäftskritische Datenverkehrstypen und die Schnittstellen, die dieser Datenverkehr durchläuft. Legen Sie fest, welche prioritären Gruppen oder Klassen erstellt werden sollen, um die QoS-Ziele für Ihr Netzwerk zu erreichen.

• Bestimmen Sie die maximale Verzögerung, die die kritischsten Anwendungen verarbeiten können, und passen Sie die Burst-Parameter in Datenverkehrsaufbereitungsmodulen (Traffic Shaper oder Policer) an, um diese Verzögerung zu berücksichtigen.

• Finden Sie heraus, welche Tarife auf den einzelnen Schnittstellen unterstützt werden: PVCs oder Subschnittstellen, und konfigurieren Sie die Bandbreite entsprechend.

• Identifizieren Sie langsame Verbindungen, um festzustellen, wo sich die Engpässe im Netzwerk befinden, und entscheiden Sie, wie Sie die Mechanismen für die Verbindungseffizienz an den entsprechenden Schnittstellen anwenden.

• Berechnen Sie den Layer-2- und Layer-3-Overhead für jeden Medientyp, der geschäftskritischen Datenverkehr transportiert. Dies hilft bei der Berechnung der korrekten Bandbreitenmenge, die für jede Klasse benötigt wird.

• Eine weitere wichtige Information besteht darin, ob Sie den Datenverkehr basierend auf Anwendung, IP-Quelle und Ziel oder beidem schützen möchten.

Header-Größen für Verknüpfungsebenen

Erstellen von Klassen basierend auf den Kriterien

Sobald Sie (basierend auf den Eigenschaften der Anwendungen) festgelegt haben, welche Anwendungen QoS und die zu verwendenden Klassifizierungskriterien benötigen, können Sie auf Basis dieser Informationen Klassen erstellen.

Erstellen einer Richtlinie zum Markieren jeder Klasse

Erstellen Sie eine Richtlinie, um jede Datenverkehrsklasse mit den entsprechenden Prioritätswerten zu kennzeichnen (verwenden Sie DSCP (Differentiated Services Control Point) oder die IP-Rangfolge). Der Datenverkehr wird markiert, wenn er an der Eingangsschnittstelle beim Router eingeht. Die Markierungen werden verwendet, um den Datenverkehr so zu behandeln, wie er den Router an der Ausgangsschnittstelle verlässt.

Vom Netzwerk-Edge zum Core

Arbeiten Sie vom Router, der dem Datenverkehr am nächsten zum Kern ist. Tragen Sie die Markierung auf die Eingangsschnittstelle des Routers auf. In der Topologie unten ist Router A der naheliegende Ort, um Datenverkehr zu markieren und Richtlinien für Daten anzuwenden, die von Netzwerk A stammen und für Router B bestimmt sind. Der Datenverkehr wird markiert, wenn er an die Ethernet0-Schnittstelle von Router A gelangt, und die QoS-Richtlinie wird auf die Serial0-Schnittstelle von Router A angewendet, wenn dieser den Router verlässt. Wenn die gleiche Richtlinie in beide Richtungen angewendet werden soll (sodass Datenverkehr, der von Netzwerk B stammt und für Netzwerk A bestimmt ist, die gleiche Behandlung erhält), sollte der Datenverkehr, der von Netzwerk B kommt, markiert werden, wenn er in die Ethernet1-Schnittstelle von Router B gelangt, und behandelt werden, wenn er den Router an der Serial1-Schnittstelle verlässt.

Sobald der Datenverkehr auf der Eingangsschnittstelle eines Routers markiert ist, behält er die gleichen Markierungen bei, wie er mehrere Hops durchläuft (es sei denn, er wird erneut markiert). Normalerweise muss der Datenverkehr nur einmal markiert werden. Auf Basis dieser Markierungen können QoS-Richtlinien auf zusätzliche Hops angewendet werden. Sie sollten diese Option nur dann erneut markieren, wenn der Datenverkehr von einer nicht vertrauenswürdigen Domäne eingeht.

Erstellung einer Richtlinie zur Behandlung des Datenverkehrs

Nachdem Sie den Datenverkehr markiert haben, können Sie die Markierungen verwenden, um eine Richtlinie zu erstellen und den Datenverkehr für die übrigen Netzwerksegmente zu klassifizieren. Es wird empfohlen, die Richtlinie einfach zu halten und nicht mehr als vier Klassen zu verwenden.

Implementierung und Test einer QoS-Implementierung in einer Laborumgebung, sofern möglich Stellen Sie es im Live-Netzwerk bereit, nachdem Sie mit den Ergebnissen zufrieden sind.

Anwendung der Richtlinie

Wenden Sie die Richtlinie in die entsprechende Richtung an. Entscheiden Sie, ob die Richtlinie in eine Richtung oder in beide Richtungen angewendet werden muss. Datenverkehr immer so nahe an der Quelle wie möglich markieren und behandeln, wie im Abschnitt Erstellen einer Richtlinie zum Markieren jeder Klasse dieses Dokuments beschrieben.

Wir empfehlen Ihnen, die gleiche Richtlinie in beide Richtungen anzuwenden, um Datenverkehr zu filtern, der von beiden Seiten der Website eingeht und für beide Seiten bestimmt ist. Dies bedeutet, dass Sie für ausgehenden Datenverkehr die gleiche Richtlinie auf die serielle Schnittstelle von RouterA und die serielle Schnittstelle von RouterB anwenden sollten.

Überwachung der Auswirkungen der Richtlinie mithilfe des QoS Policy Manager (QPM)

Nutzen Sie QPM als Komplettsystem für eine zentrale Richtlinienkontrolle und eine automatisierte, zuverlässige Richtlinienbereitstellung.

Allgemeine QoS-Empfehlungen

Im Folgenden finden Sie eine Liste mit QoS-Kategorien sowie einige der gebräuchlicheren QoS-Funktionen, die den einzelnen Kategorien zugeordnet sind.

Zugehörige Informationen

• QoS-Support-Seite
• Support-Seite für IP-Routed-Protokolle
• IP Routing-Support-Seite
• IS-IS-Support-Seite
• Technischer Support – Cisco Systems