确定 QoS 服务策略的 bandwidth 和 priority 命令

简介

本文档介绍如何在模块化服务质量命令行界面策略映射中应用 和 命令。 bandwidth  priority

先决条件

要求

本文档没有任何特定的要求。

使用的组件

本文档不限于特定的软件和硬件版本。

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您的网络处于活动状态，请确保您了解所有命令的潜在影响。

规则

有关文档规则的详细信息，请参阅 Cisco 技术提示规则。

背景信息

bandwidth 和 priority 命令均定义了可在模块化服务质量命令行界面 (MQC) 策略映射中应用的操作，而且您可以通过 命令将其应用于接口、子接口或虚拟电路(VC)。 service-policy

具体说来，这些命令为匹配流量类标准的数据包提供了带宽保证。然而，这两种命令在带宽保证的实现上存在很大的功能差异。

本技术说明介绍了这些差异，并解释了如何将一种流量类的未使用带宽分配给匹配其他流量类的数据流。

区别汇总

下表列出和命令之间的功 bandwidth 能 priority 差异：

此外， 和 priority 命令可用于实现不同的服务质量 (QoS) 策略目标。 bandwidth  下表列出了这些不同的目标：

即使使用快速接口，多数网络仍然需要强大的 QoS 管理模型，以便有效处理由于速度不匹配或流量模式不同而不可避免地导致的拥塞点和瓶颈。

实际网络的资源有限，且存在资源瓶颈，因此需要 QoS 策略来确保合理分配资源。

配置 bandwidth 命令

《Cisco IOS^® 配置指南》中对 命令的说明如下：“用于指定或修改 bandwidth  ..分配给属于策略映射的类的带宽（单位：kbps）”。

让我们来了解一下这些定义有什么意义。

命令可在拥塞期间提供最小带宽保证。 bandwidth  有三种形式的命令语法，如下表所示：

bandwidth {kbps}

bandwidth percent {value}

bandwidth remaining percent {value}

注意：bandwidth 命令定义了一种行为，即最小带宽保证。并非所有思科路由器平台都使用加权公平排队（ ，WFQ）作为实现此行为的主要算法。 weighted-fair queueing 有关详细信息，请参阅“为什么使用 CBWFQ？”

配置 priority 命令

《Cisco IOS 配置指南》中对 priority 命令的说明如下：“用于为基于类的加权公平排队 (CBWFQ) 流量中的某个流量类预留优先级队列，并为其分配指定的可用带宽，以便在流量策略中根据可用带宽为该流量类指定优先级”。

下面的示例说明了这些定义的含义。

可使用以下命令集创建优先级队列：

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

在出现拥塞时，将保证流量类得到与指定速率相等的带宽。（请记住，仅当接口发生拥塞时才需要带宽保证。) 换言之， 命令可提供最小带宽保证。 priority 

此外， 命令还可实现最大带宽保证。 priority  从内部实现来说，优先级队列使用一种令牌桶，这种令牌桶可以测量流入负载，并保证数据流符合已配置的速率。

只有符合令牌桶的数据流可以保证获得低延迟。仅当链路未出现拥塞时，才会发送所有超额流量；如果链路出现拥塞，则会丢弃这些超额流量。有关详细信息，请参阅“什么是令牌桶？”

内置监察器的作用是确保其他队列能够得到队列调度程序的服务。在原始的思科优先级排队功能中，使用了和命令，调度程序总是优先处理最高优先级队列。 priority-group priority-list

在极端情况下，较低优先级队列很少获得服务，并极度缺乏有效带宽。

命令的真正优势在于，它可以提供严格的出队优先级来限制延迟，这也是它与 命令的主要区别。 priority  bandwidth 

以下是 Cisco IOS 配置指南对此优点的描述：“严格的优先级队列 (PQ) 可在其他队列中的数据包出列之前，优先出列并发送语音等延迟敏感型数据。”

看看这会带来哪些益处。

每个路由器接口都维护着以下两组队列：

从上表中可以看出，服务策略仅适用于第 3 层队列中的数据包。

严格出队是指排队调度程序会优先处理优先级队列，并将其数据包转发到传输环。传输环路是其进入物理媒介之前的最后一站。

在下图中，传输环已配置为容纳 4 个数据包。如果其中三个数据包已经在环路中，则我们最多可以排队到第四个位置，然后等待其他三个位置清空。

因此，低延迟队列 (LLQ) 机制只是将数据包出列，排到传输环上驱动程序级先进先出 (FIFO) 队列的末尾。

使用 命令可将传输环的大小调整为非默认值。 tx-ring-limit 思科建议您在传输语音流量时调整传输环。

对基于交互式事务的延迟敏感型应用来说，流量优先级是非常重要的。为了最大限度降低延迟和抖动，网络设备必须能够在语音数据包到达时立即服务它们，或者换句话说，以严格优先级方式。只有使用严格优先级才能很好地处理语音流量。除非立即将语音数据包出队，否则每一跳都会带来更多延迟。

国际电信联盟 (ITU) 建议使用最大 150 毫秒的单向端到端延迟。如果未在路由器接口立即出列，则一次路由器跳跃可能会在这种延迟预算中占据绝大部分。有关详细信息，请参阅语音质量支持。

注意：对于这两个命令，kbps值必须考虑第2层开销。换句话说，如果对某个流量类给出了保证，则这种保证必须考虑第 2 层吞吐量。

哪些等级的数据流可以使用额外的带宽？

尽管已使用“预留”和“预留带宽”等词语来描述 和 命令提供的带宽保证，但这两个命令都没有实现真正的带宽预留。 bandwidth  priority  换言之，如果某个流量类未使用为其配置的带宽，则未用带宽将由其他流量类共用。

如果是优先级类，排队系统将强行对此规则实施一种重要例外。如前所述，优先级类的负载由流量监管器进行计量。 在出现拥塞时，优先级类不能使用任何额外的带宽。

下表描述了带宽类和优先级类何时可以使用额外的带宽：

注意：这些 LLQ 规定存在一种例外情况，即思科 7200 路由器和其他非路由/交换处理器 (RSP) 平台上的帧中继。这些平台上的帧中继 LLQ 的最初实现不允许优先级类在非拥塞期间时超出已配置的速率。Cisco IOS 软件版本 12.2 取消了此例外，并确保仅在出现拥塞时才会丢弃不符合规定的数据包。此外，小于 FRF.12 分片大小的数据包不再通过分片过程发送，从而降低了 CPU 使用率。

从前面的讨论中可以看出，由于优先级类在拥塞情况下会受到限制，因此系统不会为其分配带宽类中的任何剩余带宽。因此，剩余带宽将由所有带宽类和默认类共享。

未用带宽分配

本部分说明排队系统如何分配所有剩余带宽。以下是基于类的加权公平排队功能概述如何描述分配机制：

“如果存在可用的额外带宽，则将根据已配置给各个流量类的带宽按比例分配额外的带宽。如果未分配完所有带宽，则剩余带宽将根据已配置给各个流量类的带宽按比例分配到各个流量类中。”

请查看两个示例。

在第一个示例中，policy-map foo 保证将 30% 的带宽分配给 bar 类，并将 60% 的带宽分配给 baz 类。

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

如果您将此策略应用于 1 MBPS 链路，则意味着保证给 bar 类分配 300 kbps，保证给 baz 类分配 600 kbps。重要的是，还有 100 kbps 留给默认类。

如果默认类不需要它，则未使用的 100 kbps 将可供 bar 类和 baz 类使用。

如果两个流量类都需要带宽，则它们将根据已配置的速率按比例共享此带宽。在此配置中，带宽比例为 30:60（即 1:2）。

下一个示例配置包含三个策略映射：bar、baz 和 poli。在 bar 策略映射和 baz 策略映射中，带宽按百分比形式指定。

但是，在 poli 策略映射中，带宽按 kbps 的形式指定。

请记住，在创建策略映射之前，类映射必须已创建完毕。

 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

注意：在 Cisco IOS 版本 12.2(T) 中引入了 bandwidth remaining percent 命令。

使用策略命令设置最大值

如果带宽或优先级类在无拥塞期间不得超过为其分配的带宽，则可以结合使用 命令与 命令。 priority police 

此配置将施加一个始终作用于流量类的最大速率。根据策略目标，可在此配置中选择配置 语句。 police 

了解可用带宽值

本部分介绍排队系统如何派生可用带宽值，如 或命令的输出所示。 show interfaceshow queueing

我们创建以下名为 leslie 的策略映射：

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)

然后，创建一个 ATM 永久虚电路 (PVC)，将其分配到非实时可变比特率 ATM 服务类别，并配置 6 Mbps 的持续信元速率。然后，我们使用 命令将策略映射应用到了 PVC。 service-policy output leslie

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 该命令显示可用带宽1500 kb/s。

7200-16#show queue interface atm 4/0.10 
  Interface ATM4/0.10 VC 0/101 
  queue 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

让我们来看一下此值是如何得到的：

1. 6 Mbps 是持续信元速率 (SCR)。 默认情况下，75% 的带宽是可预留的：

   0.75 * 6000000 = 4500000
   

2. 3000 kbps 是语音和数据类已使用的速率：

   4500000 - 3000000 = 1500000 bps
   

3. 可用带宽是 1500000 bps。

默认 75% 的最大可预留带宽值旨在为开销流量（例如路由协议更新和第二层 Keepalive）留下充足的带宽。

这个值还涵盖了匹配的且定义为流量类或默认类的数据包的第 2 层开销。现在，您可以使用 命令增加 ATM PVC 上的最大可预留带宽值。 max-reserved-bandwidth

有关支持的 Cisco IOS 版本和更多背景信息，请参阅了解在 ATM PVC 上使用 max-reserved-bandwidth 命令。

在帧中继 PVC 上， 和 命令按以下方式之一计算可用带宽总量： bandwidth priority

• 如果未配置最低可接受的承诺信息速率 (minCIR)，则将 CIR 除以 2。

• 如果配置了 minCIR，则在计算中使用此 minCIR。之前速率的全部带宽可分配给 bandwidth 类和 priority 类。

因此，帧中继 PVC 不支持 命令，但必须确保配置的带宽足以涵盖第 2 层开销。 max-reserved-bandwidth 有关详细信息，请参阅在帧中继 PVC 上配置 CBWFQ。

相关信息

• 思科技术支持和下载