華為 QOS服務質量基礎知識總結

我是藝博東 ，一個正在努力學IT的碼農；好了，話不多說，我們直接進入正文，

這一期是結合相關的產品檔案以及課上的PPT、課堂筆記、加上個人的想法來寫的，有不合理的地方，希望各位大佬多多指正；我個人感覺非常有必要去總計一下，也便于復習、加深理解、提升復習效率等，

一、拓撲

二、基本配置與分析

SW-1

[Huawei]sysname SW-1
[SW-1]vlan batch 100 200
[SW-1]interface GigabitEthernet 0/0/1
[SW-1-GigabitEthernet0/0/1]port link-type access 
[SW-1-GigabitEthernet0/0/1]port default vlan 100
[SW-1-GigabitEthernet0/0/1]int g0/0/2
[SW-1-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access 
[SW-1-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan  200
[SW-1-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/3
[SW-1-GigabitEthernet0/0/3]port link-type trunk 
[SW-1-GigabitEthernet0/0/3]port trunk  allow-pass vlan 100 200

AR-1

（1）配置單臂路由
（2）配置預設路由

[Huawei]sysname AR-1
[AR-1]int g0/0/0.10
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.10]dot1q  termination  vid  100
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.10]arp broadcast enable 
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.10]ip address 1.1.1.254 24
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.10]quit
[AR-1]int g0/0/0.20
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.20]dot1q  termination vid  200
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.20]arp broadcast enable 
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.20]ip address 2.2.2.254 24
[AR-1]int g0/0/1
[AR-1-GigabitEthernet0/0/1]ip address 10.1.12.1 24
[AR-1-GigabitEthernet0/0/1]quit
[AR-1]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.12.2

[AR-1]int g0/0/0.10
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.10]trust 8021p override 
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.10]quit
[AR-1]int g0/0/0.20
[AR-1-GigabitEthernet0/0/0.20]trust  8021p override 

AR-2

[Huawei]sysname AR-2
[AR-2]int g0/0/0
[AR-2-GigabitEthernet0/0/0]ip address  10.1.12.2 24
[AR-2-GigabitEthernet0/0/0]q
[AR-2]int LoopBack 0
[AR-2-LoopBack0]ip address 20.20.20.20 32
[AR-2-LoopBack0]q
[AR-2]ip route-static 0.0.0.0 0 10.1.12.1
[AR-2]int g0/0/1
[AR-2-GigabitEthernet0/0/1]ip address  10.1.23.2 24
[AR-2-GigabitEthernet0/0/1]quit
[AR-2]ip route-static 0.0.0.0 0 10.1.23.3

AR-3

[Huawei]sysname AR-3
[AR-3]int g0/0/0
[AR-3-GigabitEthernet0/0/0]ip address  10.1.23.3 24
[AR-3-GigabitEthernet0/0/0]q
[AR-3]int l0
[AR-3-LoopBack0]ip address  3.3.3.3 32
[AR-3-LoopBack0]quit
[AR-3]ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.23.2

PC-1

PC-2 配置地址類似

PC1 ping 20.20.20.20

dis qos queue statistics interface GigabitEthernet 0/0/0

PC2 ping 20.20.20.20
再 ping測


由以上輸出結果可知經過再一次PING測，14個報文增加到19個報文了，

AR-1

[AR-1]qos map-table dot1p-lp
[AR-1-maptbl-dot1p-lp]input 0 output 7

dis qos map-table dot1p-lp

PC2 ping 20.20.20.20
再 ping測

dis qos queue statistics interface GigabitEthernet 0/0/0

在AR-1上進行抓包

發現是DSCP為0

因為默認情況下：
802.1p=0
dscp 0

僅僅只把某一報文映射到了某一佇列中，但DCSP沒變，

修改之后會有什么效果呢？

[AR-1]qos map-table dot1p-dscp
[AR-1-maptbl-dot1p-dscp]input 0 output 46

PC2 ping 20.20.20.20
再 ping測

抓包分析
發現DSCP已改為EF（46）

PC1 ping 20.20.20.20
再 ping測

佇列7增加了5個報文，
這說明 報文進入介面后根據資訊的標記值映射到本地優先級，并將報文放不對應的佇列中，然后根據標記值的映射修改相關標記值，在出口佇列發出報文，

AR-1

1.1.1.1 3.3.3.3 dscp 0 —> dscp 10
2.2.2.2 3.3.3.3 dscp 0 —> dscp 40

dscp 10 —> 3
dscp 40 —> 6

[AR-1]acl 3000
[AR-1-acl-adv-3000]rule permit igmp source 1.1.1.1 0 destination  3.3.3.3 0
[AR-1-acl-adv-3000]q
[AR-1]acl 3010
[AR-1-acl-adv-3010]rule permit icmp source 2.2.2.2 0 destination 3.3.3.3 0
[AR-1-acl-adv-3010]q
[AR-1]traffic classifier 3000
[AR-1-classifier-3000]if-match acl 3000
[AR-1-classifier-3000]q
[AR-1]traffic classifier 3010
[AR-1-classifier-3010]if-match  acl 3010
[AR-1-classifier-3010]q
[AR-1]traffic behavior 3000
[AR-1-behavior-3000]remark dscp 10
[AR-1-behavior-3000]q
[AR-1]traffic behavior  3010
[AR-1-behavior-3010]remark dscp 40
[AR-1-behavior-3010]q
[AR-1]traffic policy ybd
[AR-1-trafficpolicy-ybd]classifier 3000 behavior  3000
[AR-1-trafficpolicy-ybd]classifier 3010 behavior  3010
[AR-1-trafficpolicy-ybd]int g0/0/1
[AR-1-GigabitEthernet0/0/1]traffic-policy ybd  outbound

PC1 PING測 3.3.3.3

AR-2

[AR-2]int g0/0/0
[AR-2-GigabitEthernet0/0/0]trust dscp override
[AR-2-GigabitEthernet0/0/0]q
[AR-2]qos map-table dscp-lp
[AR-2-maptbl-dscp-lp]input 10 output 3
[AR-2-maptbl-dscp-lp]input 40 output 6

[AR-2]dis qos queue statistics interface GigabitEthernet 0/0/0

AR-2

[AR-2]qos queue-profile  ybd
[AR-2-qos-queue-profile-ybd]schedule wfq 0 to 3 pq 6
[AR-2-qos-queue-profile-ybd]q
[AR-2]int g0/0/1
[AR-2-GigabitEthernet0/0/1]qos queue-profile ybd 

[AR-2]dis qos queue statistics interface GigabitEthernet 0/0/1

[AR-2]drop-profile d
[AR-2-drop-profile-d]wred dscp 	
[AR-2-drop-profile-d]dscp 10 low-limit 20 high-limit 30 discard-percentage 30
[AR-2-drop-profile-d]q
[AR-2]qos queue-profile 
[AR-2-qos-queue-profile-ybd]queue 3 drop-profile d

三、前言

隨著網路的不斷發展，網路規模及流量型別的不斷增加，使得互聯網流量激增，產生網路擁塞，增加轉發時延，嚴重時還會產生丟包，導致業務質量下降甚至不可用，所以，要在IP網路上開展這些實時性業務，就必須解決網路擁塞問題，而解決網路擁塞的最直接的辦法就是增加網路帶寬，但從網路的建設成本考慮，這是不現實的，

QoS（Quality of Service）技術就是在這種背景下發展起來的，在帶寬有限的情況下，該技術應用一個“有保證”的策略對網路流量進行管理，并實作不同的流量可以獲得不同的優先服務，

四、服務模型有哪些

（1）帶寬永遠不夠
（2）帶寬可以被濫用，業務保證能力弱，
所以為了提高網路的服務質量，單純的提高帶寬，收效可能不大，

最大帶寬 BWmax 等于傳輸路徑上的最小帶寬，

4.1 盡力而為服務模型

在盡力而為的服務模型的網路上可通過增大網路帶寬、升級網路設備等方式來提升網路通信質量，

4.1.1 增大網路帶寬：

優點：可以改善帶寬瓶頸、串行化延遲、丟包等問題，
缺點：網路建設成本較高，

4.1.2 升級網路設備：

優點：可以改善處理延遲、佇列延遲、丟包等問題，
缺點：成本較高，替換設備增大業務中斷風險，

4.2 綜合服務模型

使設備運行一些協議來保障關鍵業務的通信質量，

優點：可以為某些特定業務提供帶寬、延遲保證，
缺點：實作較復雜；當無流量發送時，仍然獨占帶寬，使用率較低；該方案要求端到端所有節點設備都支持并運行RSVP協議，
該服務模型在現實網路中并不多見，

4.3 區分服務模型

為解決綜合服務模型的協議實作復雜性及帶寬利用率低等問題，在網路中可部署DiffServ區分服務模型來保證關鍵業務的通信質量，

優點：不同業務可以得到不同的服務質量；可對流量加于區分對待，高優先級流量可得到高的服務，且線路利用率較高，
缺點：對人員要求較高，

目前應用最廣的就是區分服務模型，

4.4 三種服務模型對比

五、報文分類

802.1p 指的是802.1Q的優先級欄位的另外一種叫法

報文分類可依據不同鏈路型別傳輸的不同類別的報文，且其自身所含有的標識QoS優先級的欄位值來進行分類：

5.1 VLAN幀頭中的802.1Q字域

5.2 MPLS報文中Label字域

5.3 IP報文頭中的ToS字域

由于其只能依據一種粗略地分類方式且匹配規則較簡單，故被稱為簡單流分類，

5.4 IPv4報文的DSCP欄位
IP報文中的DSCP欄位值（對IP-Precedence欄位進行了擴充），

網路的質量服務默認模式是FIF0 ，先進先出，所有業務一視同仁，沒有區分服務，

為什么要進行分類?
為了提供區分服務，那么流量就必須進行分類，

基于報文本身的標記執行報文的分類
1、802.1P
2、EXP

缺少端到端對報文分類和標記的能力

3、IPP
4、DSCP

可以實作端到端對報文實作分類和標記的能力

PPP
HDLC
FR

IPP
DSCP

5.5 IPv4報文的DSCP欄位

DSCP值有兩種表達方式：
數字形式：DSCP取值范圍為0~63；
關鍵字表達方式：用關鍵字標識的DSCP值，

BE：盡力而為，無需做為服務保證非關鍵業務流量
AF：確保轉發,一般用于分配需要帶寬保證的業務流量,對延時，抖動要求不高的業務，FTP，FILE server，SQL
EF∶快速轉發，一般用于分配給需要帶寬保證，低延時，低抖動，低丟包率的業務，viop，viode，
CS：類別服務，主要用于實作和IPP的兼容，

注意：報文的標記值本身不能決定路由器對該報文做何種質量服務，而是取決于管理員對于擁有該標記的報文所執行QOS策略，
故這些標記也僅僅起到分類和標記的作用，

六、華為QOS分類

6.1 簡單流分類

根據報文自身攜帶的標記執行報文的分類；
缺點：報文分類依據比較單一，無法精確區分業務流量，
因為不同業務可能擁有相同的標記，而我們希望給這些相同標記的不同業務要提供區分服務時，就無法很好的支持，簡單流分類適合在DS域內部實施，方便QOS策略的部署，在DS域內提供統一的QOS策略，

6.2 復雜流分類

根據報文多項特征對業務進行精細化分類，精細化的區分業務，提供區分服務能力更強；
缺點：配置比較繁瑣，
復雜流分類適合在DS域的邊緣實施，并結合標記技術，對業務進行統籌管理，

6.3 DS的信任邊界

由DS域的邊界設備組成，邊界設備不應該信任DS域外進入DS域內的流量的標記，因為流量的標記不一定是滿足我們的標記策略的，所以在邊界需要對流量根據DS域的業務分類策略進行業務分類，并重新定義這些流量的標記，方便DS域內的設備根據標記實施簡單流分類，并實施QOS策略，

七、小結

7.1 報文標記的配置

traffic behavior ybd
remark 8021p 1

7.2 流分類

traffic classifier OA operator and “與” 匹配
if-match x
if-match y

報文需要同時滿足x和y條件才屬于定義OA類流量

traffic classifier OA operator or “或” 匹配
if-match x
if-mathc y

報文只要滿足x或者y條件就屬于定義OA類流量

默認運算子為“or”

標記：對分類出的資料進行重標記，讓報文的標記符合我們定制的QOS策略，

7.3 流行為

traffic behavior OA

設定流量操作的行為

7.4 流策略

traffic policy

將流量和行為進行關聯，形成相應的QOS策略，

在介面的inbound或outbound方向上參考流策略，

7.5 基于MQC的命令列模式

MQC模塊化QOS命令

優勢：可讀性強，可移植性強，可編輯能力強，

八、擁塞管理與擁塞避免

學習QOSd 五大方向（前五個）

8.1 業務分類

8.2 流量標記

8.3 擁塞管理

佇列技術
什么是佇列呢?
分為軟體佇列，硬體佇列（硬體佇列滿，即發生擁塞）

佇列的3個組成要素
a.分類機制
b.插入機
c.調度機制

硬體佇列
分類：沒有分類
插入：沒滿就快取
調度：FIFO

設備如何識別發生了擁塞

即出口報文快取佇列滿了，即認為產生擁塞了，

（1）PQ提供快速轉發服務，適合實時型的業務，語音，視頻，直播，

缺點：如果高優先級佇列業務把出口帶寬用完，那么低優先級佇列可能沒有帶寬可以使用，
不能做帶寬保證服務，
什么帶寬保證?就是量化，

（2）RR輪詢佇列，每個佇列都能得到帶寬，不會 “餓死”，帶來延時和抖動，在帶寬分配上沒有體現出區分服務的特點，不能保證帶寬，
（3）WRR
（4）DRR
PQ，WRR，DRR根據報文的優先級分類，進入相應的佇列，

（5）佇列的組成
a.分類機制
決定報文進入哪個佇列
b.插入機制
尾丟棄/WRED
c.調度演算法

（6）WFQ，加權的公平佇列
分類機制

（7）基于“流”的分類

SIP+DIP+SPORT+DPORT+TCP/UDP+TOS進行哈希計算，hash值就是佇列號，并將報文放入到該佇列，

queue llq                //低延時佇列

queue llq bandwidth 1024 //低延時佇列帶寬為1M

af Specify AF (Assured Forwarding) service

適合提供給資料業務，帶寬保證的業務，但不提供低延時服務，

ef Specify EF (Expedited Forwarding)service 

適合提供給實時業務，帶寬保證并監管，提供低延時方服務，

llq Specify LLQ (Low-latency) service

適合提供給語音業務，一種比EF效果更好佇列機制，帶寬保證并監管，提供更低延時業務，

wfq Specify flow-based WFQ for BE (Best-Effort) traffic

基于流的WFQ佇列，適合提供給不需要嚴格QOS保障的業務，

PCT是什么意思？代表分配介面帶寬的百分之十，

CBQ
llq
ef

帶寬保證并監管 1M 監管，不管是否擁塞最多1M，
LLQ，EF 提供低延時，帶寬保證的業務

AF

帶寬保證 1M 不監管,保證1M，不擁塞時可以超過1M

AF 提供帶寬保證業務，

佇列是實作擁塞管理的主要手段，是一種擁塞保證關鍵業務體驗不下降，劣化其他非關鍵業務體驗的一種技術，

不建議把太多的業務放入到LLQ或者EF佇列中，

default-class所有沒有匹配分類策略的報文，默認屬于該類，應用BE佇列，即基于流的WFQ佇列，

佇列調度演算法的比較

8.4 擁塞避免

8.5 整形和監管

8.5.1 流量監管技術

優點：可實作對不同類別的報文分別進行限速，
缺點：當鏈路空閑時，造成帶寬浪費；丟棄的流量可能要進行重傳，

8.5.2 流量整形技術

優點：可實作對不同報文分別進行限速；緩沖機制可減少帶寬浪費，減少流量重傳，
缺點：可能會增加延遲，

8.5.3 流量監管與流量整形的比較

拓展

入方向為什么不能做整形？

實際上入方向也有快取的，但為什么不能整形，整形他是為了平穩對下行鏈路的一個峰值的控制；如果在入方向做整形的話，首先不能實作上游流量以平穩的方式向我發送資料，因為不能在入方向介面決定，以什么樣峰值過來，我是不能控制，首先起不到對線路上的流量做整形的效果，

佇列的配置方式：

1、基于介面的佇列配置，PQ，WRR，DRR，PQ+WRR，PQ+DRR，PQ+WFQ
2、基于MQC的佇列配置，CBQ
MQC模塊化的QOS命令列介面

traffic classifier
traffic behavior
traffic policy

8.6 LFI(鏈路效率機制）

8.7 壓縮

九、令牌桶技術

cir 位元 cbs 位元組

9.1 關于令牌桶處理報文的方式，RFC中定義了兩種標記演算法：

（1）單速率三色標記(single rate three color marker，srTCM，或稱為單速雙桶演算法)演算法，主要關注報文尺寸的突發，
（2）雙速率三色標記(two rate three color marker，trTCM，或稱為雙速雙桶演算法)演算法，主要關注報文速率的突發，

兩種演算法的評估結果都是為報文打上紅、黃、綠三種顏色的標記，所以稱為“三色標記”，QoS會根據報文的顏色做相應的處理，兩種演算法都可以作業于色盲模式和色敏模式下，

9.2 單速雙桶

CIR：承諾資訊速率，表示向C桶中投放令牌的速率，即C桶允許傳輸或轉發報文的平均速率；
CBS：承諾突發尺寸，表示C桶的容量，即C桶瞬間能夠通過的承諾突發流量；
EBS (Excess Burst Size)：超額突發尺寸，表示E桶的容量，即E桶瞬間能夠通過的超出突發流量，

系統按照CIR速率向桶中投放令牌：

若Tc<CBS，Tc增加;
若Tc=CBS，Te<EBS，Te增加;
若Tc=CBS, Te=EBS，則都不增加，

對于到達的報文，用B表示報文的大小：

若B≤Tc，報文被標記為綠色，且Tc減少B;
若Tc<B≤Te，報文被標記為黃色，且Te減少B;
若Tc<B并且Te<B，報文被標記為紅色，且Tc和Te都不減少，

9.3 雙速雙桶

雙速雙桶采用RFC2698定義的雙速三色標記器trTCM (A Two Rate Three Color Marker)演算法對流量進行測評，根據評估結果為報文打顏色標記，即綠色、黃色和紅色，為方便描述將兩個令牌桶稱為P桶和C桶，用Tp和Tc表示桶中的令牌數量，雙速雙桶有4個引數:
PIR (Peak information rate)：峰值資訊速率，表示向P桶中投放令牌的速率，即P桶允許傳輸或轉發報文的峰值速率，PIR大于CIR;
CIR：承諾資訊速率，表示向C桶中投放令牌的速率，用C桶允許傳輸或轉發的平均速率；
PBS (Peak Burst Size)：峰值突發尺寸，表示P桶的容量，即P桶瞬間能夠通過的峰值突發流量；
CBS：承諾突發尺寸，表示C桶的容量，即C桶瞬間能夠通過的承諾突發流量，

系統按照PIR速率向P桶中投放令牌，按照CIR速率向C桶中投放令牌：

當Tp<PBS時，P桶中令牌數增加，否則不增加，
當Tc<CBS時，C桶中令牌數增加，否則不增加，

對于到達的報文，用B表示報文的大小：

若Tp<B，報文被標記為紅色;
若Tc<B<Tp，報文被標記為黃色，且Tp減少B；
若B≤Tc，報文被標記為綠色，且Tp和Tc都減少B，

9.4 小結

Meter：通過令牌桶機制對網路流量進行度量，向Marker輸出度量結果，
Marker：根據Meter的度量結果對報文進行染色，報文會被染成green、yellow、red三種顏色，
Action：根據Marker對報文的染色結果，對報文進行一些動作，動作包括:

pass：對測量結果為 “符合” 的報文繼續轉發，
remark + pass：修改報文內部優先級后再轉發，
discard：對測量結果為 “不符合” 的報文進行丟棄，

默認情況下，green報文、yellow報文進行轉發，red報文丟棄，

德不正，則事不興，

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