Implementeer QoS-beleid met gedifferentieerde servicecode

Inleiding

In dit document wordt beschreven hoe de DSCP-waarden (Differentiated Services Code Point) in QoS-configuraties (Quality of Service) op een Cisco-router moeten worden ingesteld.

Voorwaarden

Vereisten

U moet bekend zijn met de velden in de IP-header en Cisco IOS^® CLI.

Gebruikte componenten

Dit document is niet beperkt tot specifieke software- en hardware-versies.

De informatie in dit document is gebaseerd op de apparaten in een specifieke laboratoriumomgeving. Alle apparaten die in dit document worden beschreven, hadden een opgeschoonde (standaard)configuratie. Als uw netwerk live is, moet u zorgen dat u de potentiële impact van elke opdracht begrijpt.

Conventies

Voor meer informatie over documentconventies raadpleegt u de technische tips van Cisco.

Achtergrondinformatie

Gedifferentieerde services (DiffServ) is een nieuw model waarin verkeer wordt verwerkt door intermediaire systemen met relatieve prioriteiten gebaseerd op het ToS-veld (Type of Service). Gedefinieerd in RFC 2474 en RFC 2475, vervangt de DiffServ-standaard de oorspronkelijke specificatie om pakketprioriteit te definiëren zoals beschreven in RFC 791. DiffServer verhoogt het aantal definieerbare prioriteitsniveaus wanneer het bits van een IP-pakket opnieuw toewijst om het als prioriteit te markeren.

De DiffServ-architectuur definieert het veld DiffServ (DS). Dit vervangt het ToS-veld in IPv4 voor het maken van beslissingen over het per-hop-gedrag (PHB) over pakketclassificatie en verkeersfuncties, zoals meting, markering, shaping en toezicht.

De RFC's bepalen niet de manier om PHB's te implementeren; dit is de verantwoordelijkheid van de leverancier. Cisco implementeert wachtrijtechnieken die hun PHB kunnen baseren op de IP-voorrang of DSCP-waarde in de IP-header van een pakket. Het verkeer kan, gebaseerd op DSCP of IP-voorrang, in een bepaalde serviceklasse worden geplaatst. Pakketten binnen een serviceklasse worden gelijk behandeld.

Differentiated Services Code Point

De zes belangrijkste bits van het DiffServer-veld worden DSCP genoemd. De laatste twee momenteel ongebruikte (CU) bits in het DiffServer-veld zijn niet gedefinieerd in de DiffServer-veldarchitectuur; deze worden nu gebruikt als Expliciete congestiemelding (ECN) bits. De routers aan de edge van het netwerk classificeren pakketten en markeren ze met de IP-voorrang of DSCP-waarde in een DiffServ-netwerk. Andere netwerkapparaten in de kern die DiffServ ondersteunen gebruiken de DSCP-waarde in de IP-header om een PHB voor het pakket te selecteren en de juiste QoS-behandeling te geven.

De diagrammen in deze sectie tonen een vergelijking tussen de ToS-byte gedefinieerd door RFC 791 en het DiffServer-veld.

ToS-byte

• IP-voorrang – drie bits (P2-P0)

• Vertraging, doorvoersnelheid en betrouwbaarheid – drie bits (T2-T0)

• CU (momenteel ongebruikt) – twee bits (CU1-CU0)

DiffServ-veld

• DSCP – zes bits (DS5-DS0)

• ECN – twee bits

Het gestandaardiseerde DiffServ-veld van het pakket krijgt een waarde, zodat het pakket bij elk netwerkknooppunt een bepaalde doorstuurbehandeling of bepaald PHB krijgt.

De standaard DSCP is 000 000. Klasse selector DSCP's zijn waarden die achterwaarts compatibel zijn met IP-voorrang. Wanneer u converteert tussen IP-prioriteit en DSCP, moet u de drie belangrijkste bits matchen. In andere woorden:

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

ToS-byte

DiffServ-veld

De DiffServer-standaard gebruikt dezelfde voorkeursbits (de belangrijkste bits - DS5, DS4 en DS3) voor prioriteitsinstellingen, maar verduidelijkt de definities verder, wat fijnere granulariteit biedt door het gebruik van de volgende drie bits in de DSCP. DiffServ geeft de voorrangsniveaus (nog steeds gedefinieerd door de drie belangrijkste bits van de DSCP) een nieuwe naam en reorganiseert deze in een van de volgende categorieën (de niveaus worden in dit document nader toegelicht):

Met dit systeem geeft een apparaat per klasse voorrang aan verkeer. Vervolgens wordt het verkeer van dezelfde klasse gedifferentieerd en geprioriteerd en wordt rekening gehouden met de valkans.

De DiffServer-standaard geeft geen precieze definitie van de waarschijnlijkheid van een lage, gemiddelde en hoge val. Niet alle apparaten herkennen de DiffServer (DS2 en DS1) instellingen; en zelfs wanneer deze instellingen worden herkend, ze niet noodzakelijkerwijs leiden tot dezelfde PHB doorsturen actie op elk netwerkknooppunt. Elk knooppunt implementeert zijn eigen respons op basis van zijn configuratie.

Assured Forwarding  

RFC 2597 definieert de verzekerde doorgifte (AF) PHB en beschrijft het als een middel voor een DS-domein van een provider om verschillende niveaus van doorstuurgaranties te bieden voor IP-pakketten die zijn ontvangen van een DS-domein van een client. Het PHB van Assured Forwarding wijst een bepaalde hoeveelheid bandbreedte toe aan een AF-klasse en geeft toegang tot extra bandbreedte indien beschikbaar. Er zijn vier AF-klassen, AF1x tot AF4x. Binnen elke klasse zijn er drie afwijsmogelijkheden. Afhankelijk van een bepaald netwerkbeleid kunnen pakketten worden geselecteerd voor een PHB op basis van vereiste doorvoer, vertraging, jitter, verlies of prioriteit van toegang tot netwerkservices.

Klasse 1 tot 4 worden AF-klassen genoemd. Deze tabel illustreert de DSCP-code die de AF-klasse met de waarschijnlijkheid opgeeft. Bits DS5, DS4 en DS3 definiëren de klasse; bits DS2 en DS1 specificeren de valkans; bit DS0 is altijd nul.

Expedited Forwarding

RFC 2598 definieert de Expedited Forwarding (EF) PHB: De EF PHB kan worden gebruikt om een low loss, lage latentie, lage jitter, gegarandeerde bandbreedte, end-to-end service te bouwen via DS (Diffserv) domeinen. Een dergelijke service verschijnt voor de eindpunten zoals een point-to-point-verbinding of een virtuele huurlijn. Deze service wordt ook wel Premium-service genoemd. Codepoint 101110 wordt aanbevolen voor de EF-PHB, dit komt overeen met een DSCP-waarde van 46.

Ook in dit geval moeten leverancierspecifieke mechanismen worden geconfigureerd om deze PHB's te implementeren. Raadpleeg RFC 2598 voor meer informatie over het EF-PHB.

Het DSCP-veld gebruiken

U kunt het DSCP-veld op drie manieren gebruiken:

• Classificatie: Selecteer een pakket gebaseerd op de inhoud van bepaalde delen van de pakketheader en pas PHB toe op basis van een servicekenmerk dat is gedefinieerd door de DSCP-waarde.

• Markeren: Stel het DSCP-veld in op basis van het verkeersprofiel.

• Metering —Controleer de naleving van het verkeersprofiel met een functie voor het vormen of laten vallen.

Cisco IOS-software houdt rekening met de voorrang bits van het ToS-veld als er verkeer in de wachtrij staat in Weighted Fair Queuing (WFQ), Weighted Random Early Detection (WRED) of Weighted Round Robin (WRR). De voorrangsbits worden niet in overweging genomen wanneer beleidsroutering, Priority Queuing (PQ), Custom Queuing (CQ) of Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ) zijn geconfigureerd. Voor meer informatie, zie Class Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ).

Pakketclassificatie

Packet classificatie omvat het gebruik van een traffic descriptor om een pakket binnen een specifieke groep te categoriseren en het pakket toegankelijk te maken voor de QoS die in het netwerk beheert. Wanneer u pakketclassificatie gebruikt, kunt u netwerkverkeer partitioneren in meerdere prioriteitsniveaus of een serviceklasse (CoS).

U kunt toegangslijsten (ACL’s) of de opdracht match in de modulaire QoS-opdrachtregelinterface gebruiken om deze op DSCP-waarden te matchen. De Cisco IOS Software Release 12.1(5)T introduceerde de mogelijkheid om een DSCP-waarde te selecteren in de opdracht 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

Wanneer u de waarde ip-dscp opgeeft met de opdracht class map, krijgt u het volgende:

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 

Markering

De DSCP kan worden ingesteld op een gewenste waarde aan de rand van het netwerk om het voor kernapparaten gemakkelijk te maken om het pakket te classificeren zoals weergegeven in het gedeelte Packet Classification en een geschikt serviceniveau te bieden. Klasse-gebaseerde Packet Marking kan worden gebruikt om de DSCP-waarde in te stellen zoals hier wordt weergegeven:

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

Toegewijde toegangstarieven of op klasse gebaseerde politiediensten gebruiken

Committed Access Rate en Class-Based Policing zijn verkeersregelmechanismen die worden gebruikt om de verkeersstroom te reguleren in overeenstemming met de overeengekomen serviceparameters. Deze mechanismen kunnen samen met DSCP worden gebruikt om verschillende serviceniveaus te bieden die niet voldoen aan en voldoen aan het verkeer wanneer de DSCP-waarde op de juiste manier wordt gewijzigd, zoals in dit gedeelte wordt weergegeven.

Raadpleeg Configuring Verkeer Policing  en vergelijking van Class-Based Policing en Committed Access Rate voor meer informatie.

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

DSCP-compliant WRED

Weighted Random Early Detection (WRED) verwerpt verkeer met lagere prioriteit selectief wanneer de interface overbelast raakt. WRED kan gedifferentieerde prestatiekenmerken bieden voor verschillende CoS. Deze gedifferentieerde service kan worden gebaseerd op de DSCP, zoals hieronder wordt getoond:

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

Raadpleeg de sectie DiffServ-compliant WRED van Overzicht van congestievermijding voor meer informatie.

Bekende problemen met de releaseversies van Cisco IOS-software 12.2

Toegang tot hulpprogramma's en informatie voor bugs is alleen beschikbaar voor geregistreerde Cisco-clients.

U kunt deze bugs zoeken met de Bug Search Tool.

• Cisco bug ID CSCdt63295 — Als u de ToS-byte niet instelt met de nieuwe DSCP-markeringsopdrachten op de kiespeers (ingesteld op 0) in Cisco IOS Software Release 12.2.2T, kunnen pakketten niet worden gemarkeerd en kunnen ze blijven met een ToS ingesteld op 0.

• Cisco bug ID CSCdt74738 — Ondersteuning voor de set ip dscp opdracht op de Cisco 7200 router en lagere-end platforms voor de voor multicast pakketten moet beschikbaar zijn vanaf Cisco IOS Software Release 12.2(3.6) en hoger.

Gerelateerde informatie

• Cisco IOS-software: netwerkoplossingen voor serviceproviders
• Technische ondersteuning – Cisco Systems
• QoS: Congestion Avoidance Configuration Guide