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在传统的IP网络中,所有的报文都被无区别对待,对报文传送的可靠性、延迟等不能提供任何保证。随着IP上新的应用越来越多,对IP网络服务质量也提出了新的要求,例如VoIP等实时业务就对报文传输延迟提出了比较高的要求。所以说传统网络中的尽力服务模型已经不能满足需要。QOS只是一个补充的技术,在带宽完全充足、网络稳定的情况下,QOS技术其实是多余的。
QOS分了好几种,IP QOS、MPLS VPN QOS、二层QOS等,下文主要是IP QOS的原理。
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传统IP网络
主要承载数据业务,采用尽力而为(Best Effort)的方式,服务质量显得无关紧要。
当前IP网络
随着以IP技术为核心的internet发展,各种新的业务出现(VoIP、VPN、ERP等),IP网络已经由一个单纯的数据网络转变为具有商业价值的承载网,因此IP网络必须为其所承载的每一类业务提供相应的服务质量。
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QOS:Quality Of Server,即服务质量。
IP QOS是指IP网络的一种能力,在跨越多种底层网络技术(IP/FR/ATM/Ethernet/SDH/MPLS等)的IP网络上,为特定的业务提供其所需要的服务。
服务质量包括:带宽、时延和抖动、丢包率。
网络存在资源竞争,就存在对服务质量的要求,提高某类业务的服务质量同时也会损害其他业务的服务质量。将自己的快乐建立在别人的痛苦上。
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木桶理论:最大宽带BW等于数据传输路径上最小的带宽。
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端到端时延等于路径上所有传输时延、处理时延和队列时延之和。
传输时延它的大小很大程度上取决于带宽的大小。
处理时延是路由器把数据包从入接口放到出接口队列需要的时候,它取决于路由器的处理性能。
队列时延是数据包在出口队列中停留的时候,它的大小取决于队列中数据包的大小和数量、带宽以及队列机制有关。
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抖动是因为每个包的端到端时延不相等造成的。
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丢包可能在传输过程中的每一个环节发生。
路由器收到数据包因为CPU繁忙,没办法处理,导致丢包。
数据包到达队列时因为队列满了导致丢包。
数据包在链路上传输时候因为种种原因导致丢包。(故障、冲突)
很多时候,丢包一般是因为队列满造成的。一般采用尾丢弃(把最后到达的包丢弃)来进行丢包。现在的设备基本在选型应用的时候都考虑了扩展性,性能都是满足的,链路基本也比较稳定。
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升级链路
最好的解决办法,也是最昂贵的代价。
队列机制
先让重要的数据通过。
payload压缩
广域网低速链路,二层帧压缩,增加延迟。
IP包头部压缩
RTP/TCP头部压缩。IP+UDP+RTP压缩(如IP电话、VoIP)、IP+TCP压缩。
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拥塞管理
对某些类型的流量给予一定的带宽保证。即拥塞管理。
拥塞避免
为了防止发生拥塞,随机丢弃一些不重要的数据包,以保证大规模数据包因出现拥塞而丢弃。
升级链路及设备
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QOS的实施一般分3个步骤。
1、区分不同流量需求。
2、将流量进行分类并给予标识
3、为每类流量实施QOS策略
1、首先对发送的数据流量进行区分服务。
图上是有数据流量和语音流量,以及其他的数据流量。
2、对这些流量进行分类标识。
将VOICE标识为语音流量VOICE。DATA标识为关键的数据流量:Mission-Critical。其他DATA数据流量标识为尽力转发Best-Effort。
3、对这些每种标识的流量进行策略配置
语音流量:Always First,总是优先,总是第一个。
关键的数据流量:Always First After Voice,总是在语音之后。
其他数据流量:Only When Nothing Else,只要有空闲的话,就转发。(最不优先的)
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