QoS 서비스 정책의 대역폭 및 우선순위 명령 비교

소개

bandwidth 및 priority 명령은 둘 다 모듈형 MQC(Quality of Service Command-Line Interface) 정책 맵 내에서 적용할 수 있는 작업을 정의합니다. 이 작업은 service-policy 명령을 통해 인터페이스, 하위 인터페이스 또는 VC(Virtual Circuit)에 적용됩니다.특히 이러한 명령은 트래픽 클래스의 기준과 일치하는 패킷에 대한 대역폭 보장을 제공합니다.그러나 두 명령은 이러한 보증에서 중요한 기능 차이를 갖습니다.이 기술 노트에서는 이러한 차이점에 대해 설명하고 클래스의 사용되지 않는 대역폭이 다른 클래스와 일치하는 플로우에 배포되는 방법에 대해 설명합니다.

사전 요구 사항

요구 사항

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사용되는 구성 요소

이 문서는 특정 소프트웨어 및 하드웨어 버전으로 한정되지 않습니다.

이 문서의 정보는 특정 랩 환경의 디바이스를 토대로 작성되었습니다.이 문서에 사용된 모든 디바이스는 초기화된(기본) 컨피그레이션으로 시작되었습니다.현재 네트워크가 작동 중인 경우, 모든 명령어의 잠재적인 영향을 미리 숙지하시기 바랍니다.

표기 규칙

문서 규칙에 대한 자세한 내용은 Cisco 기술 팁 표기 규칙을 참조하십시오.

차이점 요약

이 표에는 대역폭과 우선순위 명령 간의 기능 차이가 나열되어 있습니다.

또한 bandwidth 및 priority 명령은 다양한 QoS(Quality of Service) 정책 목표를 충족하도록 설계되었습니다.이 테이블에는 다음과 같은 서로 다른 목표가 나열됩니다.

고속 인터페이스도 있지만 대부분의 네트워크에는 속도 불일치 또는 다양한 트래픽 패턴으로 인해 불가피하게 발생하는 혼잡 지점 및 병목 현상을 효과적으로 처리하기 위한 강력한 QoS 관리 모델이 필요합니다.실제 네트워크는 리소스와 리소스 병목 현상이 제한적이며 적절한 리소스 할당을 보장하기 위해 QoS 정책이 필요합니다.

bandwidth 명령 구성

Cisco IOS^® 컨피그레이션 가이드에서는 bandwidth 명령을 "kbps로 클래스에 할당할 대역폭의 양"으로 설명합니다...정책 맵에 속하는 클래스에 할당된 대역폭을 지정하거나 수정합니다."

이러한 정의가 무엇을 의미하는지 보십시오.

bandwidth 명령은 혼잡 시 최소 대역폭 보장을 제공합니다.다음 표에 설명된 대로 명령 구문의 세 가지 형식이 있습니다.

bandwidth {kbps}

bandwidth percent {value}

bandwidth remaining percent {value}

참고: bandwidth 명령은 최소 대역폭 보증인 동작을 정의합니다.모든 Cisco 라우터 플랫폼이 WFQ(Weighted-Fair Queuing)를 이 동작을 구현하는 기본 알고리즘으로 사용하는 것은 아닙니다.자세한 내용은 CBWFQ를 사용해야 하는 이유?를 참조하십시오.

priority 명령 구성

Cisco IOS Configuration Guides는 priority 명령을 "CBWFQ 트래픽에 대해 사용 가능한 대역폭이 지정된 우선순위 대기열이 있는 우선 순위 대기열...트래픽 정책 내에서 사용 가능한 대역폭의 양을 기준으로 트래픽 클래스에 우선 순위를 지정합니다."라고 설명합니다. 아래에서는 이러한 정의가 의미하는 바를 설명합니다.

다음과 같은 명령 집합으로 우선순위 대기열을 생성합니다.

Router(config)# policy-map policy-name
 
Router(config-pmap)# class class-name
 
Router(config-pmap-c)# priority kpbs [bytes]

혼잡 조건 중에 트래픽 클래스는 지정된 속도와 동일한 대역폭을 보장합니다.(인터페이스가 혼잡할 경우 대역폭 보장은 단지 문제가 됩니다.) 즉, priority 명령은 최소 대역폭 보장을 제공합니다.

또한 priority 명령은 최대 대역폭 보장을 구현합니다.내부적으로 우선순위 대기열은 제공된 로드를 측정하는 토큰 버킷을 사용하며 트래픽 스트림이 구성된 속도를 따르도록 합니다.토큰 버킷과 일치하는 트래픽만 낮은 레이턴시가 보장됩니다.링크가 혼잡하지 않거나 링크가 혼잡할 경우 삭제된 초과 트래픽은 모두 전송됩니다.자세한 내용은 토큰 버킷이란? 를 참조하십시오.

기본 제공 정책의 목적은 대기열 스케줄러에서 다른 대기열을 서비스하도록 하는 것입니다.priority-group 및 priority-list 명령을 사용하는 원래 Cisco의 우선순위 대기열 처리 기능에서 스케줄러는 항상 가장 높은 우선순위 대기열을 먼저 서비스합니다.극단적인 경우 우선 순위가 낮은 대기열은 거의 서비스되지 않았으며 대역폭이 사실상 부족했습니다.

priority 명령의 실제 이점은 bandwidth 명령과 큰 차이가 레이턴시에 바운드(bound on latency)를 제공하기 위해 엄격한 대기열 제거 우선 순위를 제공하는 방법입니다.Cisco IOS Configuration Guide에서 다음과 같은 이점을 설명합니다."엄격한 PQ(Priority Queue)를 사용하면 다른 대기열의 패킷이 대기열에서 제거되기 전에 음성 같은 지연에 민감한 데이터를 대기열에서 빼고 전송할 수 있습니다." 이것이 무엇을 의미하는지 살펴보겠습니다.

모든 라우터 인터페이스는 다음 두 개의 대기열 세트를 유지 관리합니다.

위 표에서 서비스 정책은 레이어 3 큐의 패킷에만 적용됩니다.

엄격한 대기열 제거 스케줄러는 우선 순위 대기열을 서비스하고 패킷을 먼저 전송 링으로 전달하는 대기열 처리 스케줄러를 의미합니다.전송 링이 물리적 미디어 이전의 마지막 정지입니다.

다음 그림에서 전송 링이 4개의 패킷을 보유하도록 구성되었습니다.세 개의 패킷이 이미 링에 있는 경우, 적어도 네 번째 위치로 대기한 다음 나머지 세 패킷이 비워질 때까지 기다릴 수 있습니다.따라서 LLQ(Low Latency Queueing) 메커니즘은 패킷을 전송 링에서 드라이버 수준의 FIFO(first-in, first-out) 대기열의 끝 부분으로 단순히 대기열에서 빼냅니다.

tx-ring-limit 명령을 사용하여 전송 링의 크기를 기본값이 아닌 값으로 조정합니다.음성 트래픽을 전송할 때 전송 링을 조정하는 것이 좋습니다.Low Latency Queuing Feature Module을 참조하십시오.

트래픽 우선 순위는 지연에 민감한 대화형 트랜잭션 기반 애플리케이션에 특히 중요합니다.지연 및 지터를 최소화하려면 네트워크 디바이스가 도착하는 즉시 음성 패킷을 서비스할 수 있어야 합니다. 즉, 엄격한 우선 순위 방식으로 서비스를 제공할 수 있어야 합니다.엄격한 우선순위에 미치지 않는 것이 음성에 효과적이다.음성 패킷이 즉시 대기열에서 제거되지 않는 한 각 홉에는 더 많은 지연이 발생합니다.

ITU(International Telecommunications Union)는 최대 150ms의 단방향 엔드 투 엔드 지연을 권장합니다.라우터 인터페이스에서 즉시 대기열 제거 작업을 수행하지 않으면 단일 라우터 홉이 이 지연 예산의 대부분을 처리할 수 있습니다.자세한 내용은 음성 품질 기술 팁을 참조하십시오.

참고: 두 명령을 모두 사용할 경우 kbps 값은 레이어 2 오버헤드를 고려해야 합니다.즉, 클래스에 대해 보증하는 경우 레이어 2 처리량에 대한 보증입니다.자세한 내용은 IP에서 ATM CoS 대기열 처리로 계산되는 바이트 수를 참조하십시오.LLQ를 사용해야 하는 이유?

초과 대역폭을 사용할 수 있는 트래픽 클래스는 무엇입니까?

bandwidth 및 priority 명령에서 제공하는 대역폭 보장은 "reserved" 및 "bandwidth to be set"과 같은 단어와 함께 설명되었지만, 두 명령 모두 진정한 예약을 구현합니다.즉, 트래픽 클래스가 구성된 대역폭을 사용하지 않는 경우 사용되지 않는 대역폭은 다른 클래스 간에 공유됩니다.

큐잉 시스템은 우선 순위 클래스를 사용하여 이 규칙에 중요한 예외를 적용합니다.위에서 언급한 대로, 우선 순위 클래스의 제공된 부드는 트래픽 폴리서에서 계량합니다.혼잡 상황에서 우선순위 클래스는 초과 대역폭을 사용할 수 없습니다.

이 표에서는 대역폭 클래스와 우선순위 클래스가 초과 대역폭을 사용할 수 있는 시기를 설명합니다.

참고: 이러한 LLQ 지침의 예외 사항은 Cisco 7200 라우터 및 기타 비RSP(Route/Switch Processor) 플랫폼의 Frame Relay입니다.이러한 플랫폼에서 LLQ over Frame Relay를 처음 구현했지만 혼잡이 없는 기간 동안 우선 순위 클래스가 구성된 속도를 초과할 수 없었습니다.Cisco IOS Software Release 12.2는 이 예외를 제거하고 혼잡이 있는 경우에만 일치하지 않는 패킷이 삭제되도록 합니다.또한 FRF.12 조각화 크기보다 작은 패킷은 더 이상 조각화 프로세스를 통해 전송되지 않으므로 CPU 사용률이 줄어듭니다.

위의 논의에서 우선 순위 클래스는 혼잡 조건 중에 폴리싱되므로 대역폭 클래스에서 남은 대역폭이 할당되지 않음을 이해하는 것이 중요합니다.따라서 나머지 대역폭은 모든 대역폭 클래스 및 클래스 기본값에서 공유됩니다.

사용되지 않는 대역폭은 어떻게 할당됩니까?

이 섹션에서는 대기열 시스템이 나머지 대역폭을 배포하는 방법에 대해 설명합니다.다음은 클래스 기반 가중 공정 대기열 처리 기능 개요에서 할당 메커니즘을 설명하는 방법입니다."초과 대역폭을 사용할 수 있는 경우, 초과 대역폭은 구성된 대역폭에 비례하여 트래픽 클래스로 분할됩니다.모든 대역폭이 할당되지 않은 경우 나머지 대역폭은 구성된 대역폭에 따라 클래스 간에 비례적으로 할당됩니다." 두 가지 예를 살펴보겠습니다.

첫 번째 예에서 policy-map foo는 클래스 막대에 대한 대역폭의 30%, 클래스 바즈에 대한 대역폭의 60%를 보장합니다.

policy-map foo 
  class bar 
    bandwidth percent 30 
 class baz 
  bandwidth percent 60

이 정책을 1Mbps 링크에 적용하면 300kbps가 클래스 표시줄에 보장되고 600kbps가 클래스 바즈에 보장됩니다.중요한 것은, 100kbps는 클래스 기본값에서 남습니다.class-default가 필요하지 않으면 사용하지 않는 100kbps를 클래스 바 및 클래스 baz에서 사용할 수 있습니다.두 클래스 모두에 대역폭이 필요한 경우 구성된 속도에 비례하여 공유합니다.이 구성에서는 공유 비율이 30:60 또는 1:2입니다.

다음 샘플 컨피그레이션에는 3가지 정책 맵(bar, baz 및 poli)이 포함되어 있습니다.막대 및 baz라는 정책 맵에서 대역폭은 백분율로 지정됩니다.그러나 poli라는 정책 맵에서 대역폭은 kbps로 지정됩니다.

정책 맵을 만들기 전에 클래스 맵을 이미 만들어야 합니다.

 
 policy-map bar
  class voice
   priority percent 10
  class data
   bandwidth percent 30
  class video
   bandwidth percent 20
 policy-map baz
  class voice
   priority percent 10
  class data
   bandwidth remaining percent 30
  class video
   bandwidth remaining percent 20
 policy-map poli
  class voice
  class data
   bandwidth 30
  class video
   bandwidth 20

참고: bandwidth remaining percent 명령은 Cisco IOS 버전 12.2(T)에서 도입되었습니다. bandwidth 명령에 대한 자세한 설명은 Low Latency Queuing with Priority Percentage Support를 참조하십시오.

police 명령을 사용하여 최대값 설정

대역폭 또는 우선순위 클래스가 혼잡 없는 기간 동안 할당된 대역폭을 초과해서는 안 되는 경우 priority 명령을 police 명령과 결합할 수 있습니다.이 컨피그레이션에서는 클래스에 항상 활성 상태인 최대 속도를 적용합니다.이 컨피그레이션에서 경찰문을 구성하도록 선택하는 것은 정책의 목표에 따라 달라집니다.

가용 대역폭 가치 이해

이 섹션에서는 큐 시스템이 show interface 또는 show queueing 명령의 출력에 표시된 대로 Available Bandwidth 값을 파생시키는 방법에 대해 설명합니다.

이름이 레슬리인 이 정책 맵을 만들었습니다.

7200-16# show policy-map leslie 
  Policy Map leslie 
    Class voice 
      Weighted Fair Queueing 
            Strict Priority 
            Bandwidth 1000 (kbps) Burst 25000 (Bytes) 
    Class data 
      Weighted Fair Queueing 
            Bandwidth 2000 (kbps) Max Threshold 64 (packets)

그런 다음 ATM 영구 가상 회로(PVC)를 생성하여 가변 비트 전송률 비실시간 ATM 서비스 카테고리에 할당하고 일정한 셀 속도를 6Mbps로 구성했습니다.그런 다음 service-policy output leslie 명령을 사용하여 PVC에 policy-map을 적용했습니다.

7200-16(config)# interface atm 4/0.10 point 
7200-16(config-subif)# pvc 0/101 
7200-16(config-if-atm-vc)# vbr-nrt 6000 6000 
7200-16(config-if-atm-vc)# service-policy output leslie

show queueing interface atm 명령은 "Available Bandwidth 1500킬로비트/초"를 표시합니다.

7200-16# show queueing interface atm 4/0.10 
  Interface ATM4/0.10 VC 0/101 
  Queueing strategy: weighted fair 
  Output queue: 0/512/64/0 (size/max total/threshold/drops) 
     Conversations  0/0/128 (active/max active/max total) 
     Reserved Conversations 1/1 (allocated/max allocated) 
     Available Bandwidth 1500 kilobits/sec

이 값이 어떻게 파생되는지 살펴보겠습니다.

1. 6Mbps는 SCR(Continued Cell Rate)입니다. 기본적으로 이 중 75%는 예약 가능합니다.

   0.75 * 6000000 = 4500000
   

2. 3000kbps는 음성 및 데이터 클래스에서 이미 사용 중입니다.

   4500000 - 3000000 = 1500000 bps
   

3. 사용 가능한 대역폭은 1500000bps입니다.

기본 최대 예약 가능 대역폭 값 75%는 라우팅 프로토콜 업데이트 및 레이어 2 keepalive와 같은 오버헤드 트래픽에 충분한 대역폭을 유지하도록 설계되었습니다.또한 정의된 트래픽 클래스 또는 class-default 클래스와 일치하는 패킷에 대한 레이어 2 오버헤드를 다룹니다.이제 max-reserved-bandwidth 명령을 사용하여 ATM PVC에서 예약 가능한 최대 대역폭 값을 늘릴 수 있습니다.지원되는 IOS 릴리스 및 추가 배경 정보는 ATM PVC에서 max-reserved-bandwidth 명령 이해를 참조하십시오.

Frame Relay PVC에서 bandwidth 및 priority 명령은 다음 방법 중 하나로 사용 가능한 대역폭의 총 양을 계산합니다.

• 최소 Acceptable Committed Information Rate(minCIR)가 구성되지 않은 경우 CIR은 2로 나누어집니다.

• minCIR이 구성된 경우 minCIR 설정이 계산에 사용됩니다.위 속도의 전체 대역폭을 대역폭 및 우선순위 클래스에 할당할 수 있습니다.

따라서 max-reserved-bandwidth 명령은 프레임 릴레이 PVC에서 지원되지 않습니다. 구성된 대역폭의 양이 레이어 2 오버헤드를 수용할 만큼 충분한지 확인해야 합니다.자세한 내용은 프레임 릴레이 PVC에서 CBWFQ 구성을 참조하십시오.

관련 정보

• QoS 지원 페이지
• 기술 지원 및 문서 − Cisco Systems