Реализация QoS архитектуры MQC Структура и синтаксис

[siskum]

Настройка и реализация QoS (качество обслуживания) на маршрутизаторе — архитектура Moduler QoS Command (MQC)
Почему это важно? Эта простая статья создана для учащихся, которые хотят настроить, реализовать и протестировать QoS на своих маршрутизаторах. QoS улучшит качество сети, безопасность и надежность. В этой статье используются некоторые ссылки (изображения) из книг и статей, опубликованных Cisco. Названия книг и технических публикаций указаны ниже:
В настоящее время конечные пользователи используют множество различных типов приложений, подключенных к сети LAN/WAN. Поэтому сетевой трафик теперь смешивается с характеристиками этих устройств. Видео- и голосовые устройства, банковские и бизнес-приложения, игровые устройства, а также соответствующие приложения.
Видео- и голосовой трафик потребляют большую часть пропускной способности сети и замедляют сетевой трафик. Хорошими примерами этого являются видеоконференции, прямые трансляции видео и пассивное видео. С другой стороны, высокий спрос на использование беспроводной сетевой связи растет и расширяется с каждым днем в предприятиях, оборонной сфере, логистике, транспорте, здравоохранении, прогнозировании погоды и многих других секторах.
Скорость сети всегда зависит от качества обслуживания и влияния трех основных факторов: задержки, пропускной способности и пропускной способности. Задержка играет решающую роль в качестве и скорости сети. Сеть с меньшей задержкой работает быстрее, без перебоев и с высокой скоростью передачи данных, но, с другой стороны, большая задержка влияет на замедление, перегрузки, помехи, большее количество переходов и среду передачи данных (медь и беспроводная связь).
![Image-1: Summary of characteristic of the major-category of traffic-Ref.1 - Fig.1]
Изображение 1: Краткое описание характеристик основных категорий трафика — Ссылка 1 — Рис. 1
В этом отношении Cisco QoS является одним из элементов, играющих важную роль в качестве сетевого трафика для управления трафиком и его безопасностью (предотвращение распространения червячных атак). Пропускная способность, задержка, джиттер и потеря пакетов — четыре основные характеристики класса трафика QoS. Инструменты QoS делятся на различные категории: инструменты
классификации и маркировки
;
инструменты контроля, формирования и маркировки
; инструменты
управления перегрузкой или планирования
; инструменты
, специфичные для канала связи
.
![Image-2: The Cisco QoS Toolset – Ref.2 - Fig.1]
Изображение 2: Набор инструментов Cisco QoS — Ссылка 2 — Рис. 1
Архитектура QoS состоит из семи этапов:
Классификация
— сопоставление пакетов с классом трафика;
Маркировка
— запись значения в заголовок пакета;
Контроль
— когда и где отбрасывать пакеты и повторно маркировать;
Формирование
— замедление трафика в соответствии с пропускной способностью;
Очередь
— буферизация пакетов при недостатке пропускной способности выходного (исходящего) ресурса;
Распределение пропускной способности
— резервирование пропускной способности для определенного трафика;
Контроль доступа
— принятие решения о допуске или отклонении пакета.
![Image-3: QoS Toolset -Ref.1 - Fig.2]
Изображение 3: Набор инструментов QoS — Ссылка 1 — Рис. 2
Модели классов трафика 12-8-4 Модели
![Image-4: 4-8-12 Class traffic model -Ref.1 - Fig.3]
Изображение 4: Модель трафика 4-8-12 классов — Ссылка 1 — Рис. 3
Модель 4-8 классов и модель 11 базовых классов
![Image-5: Strategy of expanding the no. of classes of services overtime -Ref.2 - Fig.2]
Изображение 5: Стратегия расширения количества классов услуг с течением времени — Ссылка 2 — Рис. 2
Распределение пропускной способности по процентам для LLQ и CBWFQ
![Image-6: Compatible 4 & 11 class queuing models following Realtime, best-effort, critical data and scavenger queuing rules -Ref.2 - Fig.3]
Изображение 6: Совместимые модели очередей классов 4 и 11 в соответствии с правилами очередей в реальном времени, с максимальной эффективностью, для критически важных данных и очистки — Ссылка 2 — Рис. 3
Модульная команда QoS (MQC) Общий обзор структуры линейного интерфейса
Шаг 1;
Описание: Классификация пакетов по типу имени класса трафика
Команда CLI:
class-map match-any
given-class-name_1
match dscp
traffic-class L3-PHB-code_1
Этот L3-PHB-код можно найти в таблице RFC
match dscp
traffic-class L3-PHB-code_2
match dscp
traffic-class L3-PHB-code_3
class-map match-any
given-class-name_2
match dscp
traffic-class L3-PHB-code_4
match dscp
traffic-class L3-PHB-code_5
match dscp
traffic-class L3-PHB-code_6
Таблица RFC — классы трафика Классификация L3 и маркировка L2
![Image-7: RFC Guideline for traffic classes -Ref.1 - Fig.4]
Изображение-7: Руководство RFC по классам трафика - Ссылка 1 - Рис. 4
Шаг 2;
Описание: Политики будут применяться к созданным классам трафика с помощью карты политик
CLI:
policy-map
given-policy-name_X
class
given-class-name_1
policy-type_1 Типы политик можно ввести в команде class с помощью «?»
policy-type_2
class
given-class-name_2
policy-type_3
policy-type_4
Шаг 3;
Описание: Реализация карты политик для указанного интерфейса с помощью команды Service-policy.
Команда CLI:
Interface GigabitEthernet 0/0
service-policy output given-policy-name_X
LLQ — Low Latency Queuing (очередь с низкой задержкой) и CBWFQ — Class-Base Weighted Fair Queuing (сбалансированная очередь на основе веса класса)
![Image-8: LLQ/CBWFQ Operation -Ref.2 - Fig.4]
Изображение 8: Работа LLQ/CBWFQ — Ссылка 2 — Рис. 4
Ссылки:
Ссылка 1: Проектирование сетей с сквозным QoS — Качество обслуживания для сетей Rich-Media и облачных сетей, 2-е издание
Изображение 1: Глава 1. Рисунок 1-1. Краткое описание характеристик основных категорий трафика — стр. 5
Изображение 3: Глава 1. Рисунок 1-2. Набор инструментов QoS — стр. 8
Изображение 4: Глава 1. Рисунок 1-5 4-8-12 Модель трафика классов — стр. 11
Изображение 7: Глава 1. Рисунок 1-4 Руководство RFC по классам трафика — стр. 10
Ссылка 2: Руководство по проектированию сетей Enterprise QoS Solution Reference Network Design Guide, версия 3.3, ноябрь 2005 г.
Изображение 2: Глава 1. Рисунок 1-1 Набор инструментов Cisco QoS — страница 1-3
Изображение 5: Глава 1. Рисунок 1-5 Стратегия расширения количества классов услуг с течением времени — страница 1-12
Изображение 6: Глава 1. Рисунок 1-8 Совместимые модели очередей 4 и 11 классов в соответствии с правилами очередей в реальном времени, с максимальной эффективностью, для критически важных данных и очистки — страница 1-26
Изображение 8: Глава 1. Рисунок 1-3 Работа LLQ/CBWFQ — страница 1-6

Конфигурации маршрутизатора QoS:
RT-2800>en
Пароль:
RT-2800#conf t
Введите команды конфигурации, по одной в строке. Завершите вводом CNTL/Z.
RT-2800(config)#
RT-2800(config)#class-map match-any
QoS_REALTIME
RT-2800(config-cmap)#description:
соответствие пакетам класса трафика
Realtime
RT-2800(config-cmap)#match dscp ef
! соответствие пакетам, относящимся к трафику VoIP
RT-2800(config-cmap)#match dscp cs5
! соответствие пакетам, относящимся к трафику
Broadcast Video
RT-2800(config-cmap)#match dscp cs4
! match packets belongs to Realtime-interactive traffic
RT-2800(config-cmap)#exit
RT-2800(config)#class-map match-any
QoS_CONTROL
RT-2800(config-cmap)#description:
match packets of Control-traffic-class
RT-2800(config-cmap)#match dscp cs6
! сопоставить пакеты, относящиеся к трафику сетевого управления
RT-2800(config-cmap)#match dscp cs3
! сопоставить пакеты, относящиеся к трафику голосовой и
видеосигнализации
RT-2800(config-cmap)#match dscp cs2
! сопоставить пакеты, относящиеся к трафику VoIP
RT-2800(config-cmap)#exit
RT-2800(config)#class-map match-any
QoS_CRITICALDATA
RT-2800(config-cmap)#description:
match packets of CriticalData-traffic-class
RT-2800(config-cmap)#match dscp af41 af42 af43
! соответствие пакетов, относящихся к мультимедийной конференции на AF4
RT-2800(config-cmap)#match dscp af31 af32 af33
! соответствие пакетов, относящихся к мультимедийному потоковому вещанию на AF3
RT-2800(config-cmap)#match dscp af21 af22 af23
! соответствие пакетов, относящихся к транзакционным данным на AF2
RT-2800(config-cmap)#match dscp af11 af12 af13
! соответствие пакетов, относящихся к массовым данным на AF1
RT-2800(config-cmap)#exit
RT-2800(config)#
class-map match-any
class-default
!
нет необходимости создавать этот
Class-Default
% class-default является хорошо известным классом и не настраивается в class-map
RT-2800(config)# !
RT-2800(config)# !
RT-2800(config)#policy-map
QoS_DRCC
RT-2800(config-pmap)#Описание:
присоединенные классы трафика
Default-Realtime-Control-CriticalData
RT-2800(config-pmap)#class
class-default
RT-2800(config-pmap-c)#пропускная способность процент 25
! 25% Class-Base Weighted Fair Queuing (CBWFQ)
RT-2800(config-pmap-c)#fair-queue
RT-2800(config-pmap-c)#random-detect dscp-based
RT-2800(config-pmap-c)#exit
RT-2800(config-pmap)#class
QoS_REALTIME
RT-2800(config-pmap-c)#priority percent 33
! 33% Очередь с низкой задержкой (LLQ) — в одной и той же карте политик нельзя использовать команду SET при использовании команды
PRIORITY
RT-2800(config-pmap-c)#exit
RT-2800(config-pmap)#class
QoS_CONTROL
RT-2800(config-pmap-c)#bandwidth percent 7
! 7% Классовая взвешенная справедливая очередь (CBWFQ)
RT-2800(config-pmap-c)#exit
RT-2800(config-pmap)#class
QoS_CRITICALDATA
RT-2800(config-pmap-c)#bandwidth percent 35
!
! 35% Классовая взвешенная справедливая очередь (CBWFQ)
RT-2800(config-pmap-c)#fair-queue
RT-2800(config-pmap-c)#random-detect dscp-based
RT-2800(config-pmap-c)#exit
RT-2800(config-pmap)#!
RT-2800(config-pmap)#exit
RT-2800(config)#!
RT-2800(config)#!
RT-2800(config)#interface gigabitethernet0/1
RT-2800(config-if)#description
:
attachad Default-Realtime-Control-CriticalData traffic-classes
RT-2800(config-if)#service-policy output
QoS_DRCC
RT-2800(config-if)#exit
RT-2800(config)#exit
RT-2800#
RT-2800#

RT-2800#
show class-map
Карта классов match-any class-default (id 0)
Соответствие любому
Классная карта match-any QoS_CRITICALDATA (id 3)
Описание: соответствие пакетам класса трафика
CriticalData
Соответствие dscp af41 (34) af42 (36) af43 (38)
Соответствие dscp af31 (26) af32 (28) af33 (30)
Соответствие dscp af21 (18) af22 (20) af23 (22)
Соответствие dscp af11 (10) af12 (12) af13 (14)
Классная карта match-any QoS_REALTIME (id 1)
Описание: соответствие пакетам класса трафика Reatime
Соответствие dscp ef (46)
Соответствие dscp cs5 (40)
Соответствие dscp cs4 (32)
Классная карта match-any QoS_CONTROL (id 2)
Описание: соответствие пакетам класса трафика Control-traffic-class
Соответствие dscp cs6 (48)
Соответствие dscp cs3 (24)
Соответствие dscp cs2 (16)

RT-2800#
show policy-map
Карта политик QoS_DRCC
Описание: присоединенные классы трафика
Default-Realtime-Control-CriticalData
Класс QoS_REALTIME
приоритет 33 (%)
Класс QoS_CONTROL
пропускная способность 7 (%)
Класс QoS_CRITICALDATA
пропускная способность 35 (%)
справедливая очередь
на основе пакетов wred, экспоненциальный вес 9
dscp min-threshold max-threshold
mark-probablity

по умолчанию (0) - - 1/10
Класс class-default
пропускная способность 25 (%)
справедливая очередь
на основе пакетов wred, экспоненциальный вес 9
dscp минимальный порог максимальный порог вероятность
маркировки----------------------------------------------------------
по умолчанию (0) - - 1/10
RT-2800#
RT-2800#

RT-2800#
show run
!
class-map match-any QoS_CRITICALDATA
description : match packets of CriticalData-traffic-class
match dscp af41 af42 af43
match dscp af31 af32 af33
match dscp af21 af22 af23
match dscp af11 af12 af13
class-map match-any QoS_REALTIME
description : match packets of Reatime-traffic-class
match dscp ef
match dscp cs5
match dscp cs4
class-map match-any QoS_CONTROL
description : match packets of Control-traffic-class
match dscp cs6
match dscp cs3
match dscp cs2
!
!
policy-map QoS_DRCC
description : attachad Default-Realtime-Control-CriticalData traffic-classes
class QoS_REALTIME
priority percent 33
class QoS_CONTROL
bandwidth percent 7
class QoS_CRITICALDATA
bandwidth percent 35
fair-queue
random-detect dscp-based
class class-default
bandwidth percent 25
fair-queue
random-detect dscp-based
!
!
interface GigabitEthernet0/1
description :
assigned policy-map QoS_DRCC to G0/1 interface using Service-policy
ip address dhcp
ip nat outside
ip virtual-reassembly in
duplex auto
speed auto
service-policy output QoS_DRCC
!
!
интерфейс GigabitEthernet0/0
ip адрес 172.168.0.1 255.255.255.248
ip nat внутри
ip виртуальная сборка в
дуплексе авто
скорость авто
!
RT-2800#

[siskum]

Вы можете обратиться к приведенной ниже ссылке для получения информации
[)
о
конфигурации линии контроллера QoS коммутаторов Cisco 2960 и 3560
, а также более подробных сведений о пропускной способности, скорости, политике, перегрузке и т. д. [)

[Joseph W. Doherty]

Это не критика
@siskum
, но, по моему опыту, эти модели QoS оставляют желать лучшего в плане обеспечения эффективного QoS для всех видов трафика. Кроме того, они часто оставляют без ответа многие вопросы по настройке QoS, полностью игнорируют их или предлагают «рецепты из кулинарной книги», которые полностью игнорируют конкретные потребности локального трафика в QoS. В качестве примера можно привести то, что такие модели QoS часто показывают процентные доли распределения пропускной способности по классам. Так эти процентные доли являются неизменными и должны использоваться независимо от каких-либо дополнительных соображений? Если да, то как было определено, что они являются идеальными? Если нет, то как их следует определять? Или, когда предлагается WRED, то же самое касается всех его параметров, не говоря уже о том, следует ли его использовать в конкретном случае. Это не значит, что эти модели совершенно бесполезны, поскольку они часто предоставляют некоторым видам трафика в реальном времени, таким как VoIP и VidConf, адекватные ресурсы; кроме того, скавенджер также в некоторой степени обрабатывается правильно. Но весь остальной трафик между классами реального времени и scavenger в реальном мире часто не приносит особой пользы, если вообще приносит, а иногда и работает хуже! Конечно, мы всегда можем добавить пропускную способность. Но сколько? «Удивительно», но даже добавление пропускной способности не всегда дает ожидаемое улучшение. Поймите, что качественная реализация QoS может быть столь же сложной, как и качественная реализация других аспектов сетевой инфраструктуры. К счастью, не все случаи сетевой инфраструктуры, будь то QoS или что-то другое, требуют идеальной реализации для обеспечения «достаточно хороших» результатов.

[siskum]

[Реализация QoS архитектуры MQC Структура и синтаксис] Я хотел бы опубликовать ряд фактов и аргументов в поддержку QoS, а не критику. QoS — это инструмент, представленный компанией CISCO, который может иметь как преимущества, так и недостатки. Даже в документе поставщика Cisco
Enterprise QoS Solution Reference Network Design Guide Version 3.3 November 2005
или в книге
End-to-End QoS Network Design — Quality of Service for Rich-Media & Cloud Networks 2nd Edition,
написанной опытными авторами, посвященной QoS, не удалось охватить все виды реальных сложностей, связанных с проблемами конкретной среды трафика корпоративной сети. Сетевой инженер несет ответственность за проведение надлежащего анализа сетевого трафика и определение приоритетов в сети перед внедрением QoS. Даже здесь было загружено краткое изложение информации о моделях инструментов QoS, которое не отражает всего содержания вышеуказанных справочных материалов. В большинстве справочных книг описывается общая модель инструмента QoS, как показано ниже. Классификация и маркировка
Очередность и планирование
Контроль и формирование
Предотвращение перегрузки или буферизация Автор Wendel Odom в
Official Cert Guide CCNA 200-301 Volume 2
(стр. 232)
высоко оценил и отметил вышеупомянутые книги как отличный справочник по Cisco QoS. Процент пропускной способности нельзя просто предположить и распределить. Это один из процессов инженерии трафика данных, который заключается в анализе с помощью специального инструмента проверки пакетов и определении типов пакетов, их объема и важности. Например, если пропускная способность, необходимая для
интерактивной голосовой связи
в корпоративной сети, составляет 2% или менее, то выделение пропускной способности, превышающей необходимую, является ненужным и полной тратой ресурсов. Другой пример: большинство компаний используют VoIP-колл-центры, для которых VoIP-трафик требует более высокого приоритета, чем другой трафик, поэтому ему можно присвоить приоритет и более высокую пропускную способность. WRED (Weighted Random Early Detection) очень четко описан в
официальном руководстве по сертификации — CCNA 200-301, том 2
, стр. 243-252
. Формирование объема очередей, формирование временного интервала и предотвращение перегрузки с использованием поведения глубины очереди, емкости, минимального и максимального порогового значения и вероятности. Очереди трафика среднего класса, расположенные между очередью высокого приоритета
в реальном времени
и очередью низкого приоритета
Scavenger
или
DSCP cs1
, не получают большого преимущества от QoS, что приводит к задержкам (замедлениям), повторным передачам и непредсказуемости передачи пакетов. Чтобы избежать таких ситуаций, можно правильно сопоставить политики, разделив трафик на различные классы. Избегайте ненужного контроля и чрезмерного формирования, не создавайте слишком много классов, ограничьтесь 4 или 5 классами, используйте справедливую очередь и пропускную способность по умолчанию на основе классов. Наконец, верно, что распределение пропускной способности не может полностью удовлетворить все требования к качеству сети или обеспечить значительно лучшую производительность. Все зависит от двух точек маршрутизатора WAN: источника и назначения передачи данных, а также от их поведения, такого как задержка, джиттер (изменение задержки), потеря, очередь и эффективность протокола приложения.

[Joseph W. Doherty]

Я
хотел бы опубликовать набор фактов и аргументов в поддержку QoS... Я тоже хотел бы этого. Лично я являюсь большим сторонником использования QoS. ... вместо критики. Вы против «критики»? Возможно, вы имели в виду, что вы против «критики»? Если последнее, то я согласен. QoS — это инструмент, внедренный компанией CISCO... Я не знал об этом. В статье о
QoS
в Википедии это, похоже, не подчеркивается. Возможно, кто-нибудь может отредактировать эту статью и подчеркнуть это. Я решительно поддерживаю идею отдавать должное тому, кто этого заслуживает. Автор Wendel Odom в
Official Cert Guide CCNA 200-301 Volume 2
(стр. 232)
высоко рекомендует и отмечает, что вышеупомянутые книги являются отличным справочным материалом по Cisco QoS. Рекомендации Вендела отлично подходят для сдачи набора вопросов Cisco CCNA QoS. Вероятно, они также отлично подходят для сдачи вопросов по CCNP или CCIE. Чтобы было ясно, я считаю, что вы хорошо обобщили материалы Cisco QoS, как вы и указали.