华为交换机QoS在企业网络中的应用

 华为交换机QoS在企业网络中的应用

文章目录：

QoS原理简介

QoS配置指南

QoS在企业网络中的应用案例一

QoS在企业网络中的应用案例二

附录：（配置信息以及显示信息）

Quidway S2000-HI系列以太网交换机之QoS原理简介

QoS 概述

QoS（Quality of Service，服务质量）是各种存在服务供需关系的场合中普遍存在的概念，它评估服务方满足客户服务需求的能力。评估通常不是精确的评分，而是注重分析在什么条件下服务是好的，在什么情况下还存在着不足，以便服务方有针对性地做出改进。在 Internet 中，QoS 所评估的就是网络转发分组的服务能力。由于网络提供的服务是多样的，因此对QoS 的评估可以基于不同方面。通常所说的QoS，是对分组转发过程中为延迟、抖动、丢包率等核心需求提供支持的服务能力的评估。

QoS 功能介绍

流分类

流即业务流（traffic），指所有通过交换机的报文。

流分类（traffic classification）是指采用一定的规则识别符合某类特征的报文，它是有区别地进行服务的前提和基础。

优先级信任模式

(1) IP 优先级、ToS 优先级和DSCP 优先级

IP header 的TOS字段有8个bit，其中前3个bit表示的就是IP优先级，取值范围为0～7；第3～6这4个bit表示的是TOS优先级，取值范围为0～15；在RFC2474中，重新定义了IP报文头部的TOS域，称之为DS域，其中DSCP优先级用该域的前6位（0-5位）表示，取值范围为0～63，后2位（6、7位）是保留位。

(2) 802.1p 优先级

802.1p 优先级位于二层报文头部，适用于不需要分析三层报头，而需要在二层环境下保证QoS 的场合。

如上图所示，每一个支持802.1Q协议的主机，在发送数据包时，都在原来的以太网帧头中的源地址后增加了一个4字节的802.1Q标签头。

这4个字节的802.1Q标签头包含了2个字节的标签协议标识（TPID--Tag Protocol Identifier，它的值是8100），和2个字节的标签控制信息（TCI--Tag Control Information），TPID是IEEE定义的新的类型，表明这是一个加了802.1Q标签的报文，下图显示了802.1Q标签头的详细内容。

在上图中，TCI字节中Priority字段就是802.1p优先级，它由3个bit组成，取值范围为0～7。这3位指明帧的优先级。一共有8种优先级，主要用于当交换机阻塞时，优先发送哪个数据包。

之所以称此优先级为802.1p优先级，是因为有关这些优先级的应用是在802.1p规范中被详细定义。

802.1p 优先级又称为CoS优先级。

(3) 本地优先级

本地优先级是交换机为报文分配的一种具有本地意义的优先级，对应queue0～queue3 四个出端口硬件队列，本地优先级值大的报文被优先处理。本地优先级只在本地队列调度时有效，为临时优先级。

端口限速

端口限速（Line Rate）是指基于端口的速率限制，它对端口接收或发送报文的总速率进行限制。

队列调度

当网络拥塞时，必须解决多个报文同时竞争使用资源的问题，通常采用队列调度加以解决。

(1) WRR队列: WRR（Weighted Round Robin，加权轮询优先级队列）

WRR 队列调度算法在队列之间进行轮流调度，保证每个队列都得到一定的服务时间。以端口有4 个输出队列为例，WRR 可为每个队列配置一个加权值（queue3～queue0 对应的加权值依次为w3、w2、w1、w0），加权值表示获取资源的比重。如一个100M 的端口，配置它的WRR 队列调度算法的加权值为5、3、1、1（依次对应w3、w2、w1、w0），这样可以保证最低优先级队列至少获得10Mbit/s（100Mbps*1/(5+3+1+1)）带宽，避免了采用SP 调度时低优先级队列中的报文可能长时间得不到服务的缺点。WRR 队列还有一个优点是，虽然多个队列的调度是轮询进行的，但对每个队列不是固定地分配服务时间片——如果某个队列为空，那么马上换到下一个队列调度，这样带宽资源可以得到充分的利用。

(2) HQ-WRR 队列 : HQ-WRR（High Queue-WRR，高优先级加权轮询队列）

HQ-WRR 队列调度算法在WRR 的基础上，在4 个输出队列中选择队列3 为高优先级队列。如果4 个队列的占用的带宽超过了端口的能力，交换机首先保证队列3 的报文优先发送出去，然后对其余3 个队列实行WRR 调度。

本地端口镜像

端口镜像，即能将指定端口的数据包复制到本地镜像端口，以进行网络检测和故障排除。

RSPAN

RSPAN（Remote Switched Port Analyzer，远程交换端口分析）突破了被镜像端口和镜像端口必须在同一台交换机上的限制，使被镜像和镜像端口可以跨越网络中的多个设备，从而方便用户对远程交换机设备进行配置和管理。

 

Quidway S2000-HI系列以太网交换机之QoS配置指南：

	QoS		规格		相关命令		链接
	端口的优先级		支持		priority priority-level		设置端口的优先级
	交换机信任报文的优先级		支持		priority trust		设置交换机信任报文的优先级
	优先级和本地优先级队列的映射关系		支持		qos cos-local-precedence-map qos ip-precedence-local-precedence-map qos dscp-local-precedence-map		设置优先级和本地优先级队列的映射关系
	队列调度		支持WRR、HQ+WRR调度算法		queue-scheduler		设置设备采用的队列调度算法
报文入队列时采用的优先级			可以在下面几种方式中选择： 根据 dscp 优先级入队列 根据 ip-precedence 优先级入队列 根据 cos 优先级入队列			priority-trust { dscp | ip-precedence | cos }	设置报文入队列时采用的优先级
	本地端口镜像		支持一对多的端口镜像（即一个镜像端口，而对被镜像端口的数量没有限制） 支持对如下方向的报文进行监控：inbound、outbound、both			monitor-port mirroring-port		设置本地端口镜像
	端口限速		支持端口发送和接收方向的双向端口限速，控制粒度最小为 64 Kbit/s			line-rate		设置端口限速
	未知组播报文丢弃		支持			unknown-multicast drop enable		设置未知组播报文丢弃
	RSPAN	支持对如下方向的报文进行监控：inbound、outbound		mirroring-group group-id mirroring-port mirroring-port-list { inbound | outbound } mirroring-group group-id reflector-port reflector-port mirroring-group group-id { local | remote-source | remote-destination } mirroring-group group-id remote-probe vlan remote-probe-vlan-id					设置 RSPAN

在任意视图下执行display命令可以显示QoS配置后的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

操作	命令
显示优先级和本地优先级队列的映射表	display qos cos-local-precedence-map
	display qos ip-precedence-local-precedence-map
	display qos dscp-local-precedence-map
显示报文入队列时采用的优先级	display priority-trust
显示设备采用的队列调度算法	display queue-scheduler
显示端口镜像组配置	display mirroring-group { group-id | all | local | remote-destination | remote-source }
显示端口的所有QoS设置信息	display qos-interface { interface-type interface-number | unit-id } all
显示端口限速配置	display qos-interface { interface-type interface-number | unit-id } line-rate

Quidway S2000-HI系列以太网交换机之QoS在企业网络中的应用案例一：

设置本地端口镜像

配置举例

镜像源端口为Ethernet1/0/1，对端口接收和发送的报文都进行镜像

镜像目的端口为Ethernet1/0/7

配置方法1： <Quidway> system-view

System View: return to User View with Ctrl+Z.

[Quidway] mirroring-group 1 local

[Quidway] interface Ethernet1/0/7

[Quidway-Ethernet1/0/7] monitor-port

[Quidway-Ethernet1/0/7] quit

[Quidway] interface Ethernet1/0/1

[Quidway-Ethernet1/0/1] mirroring-port both

配置2：

<Quidway> system-view

System View: return to User View with Ctrl+Z.

[Quidway] mirroring-group 1 local

[Quidway] interface Ethernet1/0/7

[Quidway-Ethernet1/0/7] mirroring-group 1 monitor-port

[Quidway-Ethernet1/0/7] quit

[Quidway] interface Ethernet1/0/1

[Quidway-Ethernet1/0/1] mirroring-group 1 mirroring-port both

配置3：

<Quidway> system-view

System View: return to User View with Ctrl+Z.

[Quidway] mirroring-group 1 local

[Quidway] mirroring-group 1 monitor-port Ethernet1/0/7

[Quidway] mirroring-group 1 mirroring-port Ethernet1/0/1 both

Quidway S2000-HI系列以太网交换机之QoS在企业网络中的应用案例二：

设置RSPAN远程交换端口分析

RSPAN（Remote Switched Port Analyzer，远程交换端口分析），即远程端口镜像，突破了被镜像端口和镜像端口必须在同一台交换机上的限制，使被镜像端口和镜像端口可以跨越网络中的多个设备，从而方便网管人员对远程交换机设备进行管理。

实现了RSPAN功能的交换机分为三种：

源交换机：被监测的端口所在的交换机，负责将需要镜像的流量在Remote-probe VLAN上做二层转发，转发给中间交换机或目的交换机。

中间交换机：网络中处于源交换机和目的交换机之间的交换机，通过Remote-probe VLAN把镜像流量传输给下一个中间交换机或目的交换机。如果源交换机与目的交换机直接相连，则不存在中间交换机。

目的交换机：远程镜像目的端口所在的交换机，将从Remote-probe VLAN接收到的镜像流量通过镜像目的端口转发给监控设备。

各个交换机上参与镜像的端口如下表所示。

交换机	参与镜像的端口	作用
源交换机	源端口（ Source Port ）	被监测的用户端口，通过本地端口镜像把用户数据报文复制到指定的反射端口（Reflector port）。源端口可以有多个。
	反射端口（ Reflector port ）	接收本地端口镜像的用户数据报文
	Trunk 端口	将镜像报文发送到中间交换机或者目的交换机
中间交换机	Trunk端口	将镜像报文发送到目的交换机 中间交换机上要配置两个 Trunk 端口，和两侧的设备相连
目的交换机	Trunk端口	接收远程镜像报文
	镜像目的端口（Destination port）	远程镜像报文的监控端口

为了实现远程端口镜像功能，需要定义一个特殊的VLAN，称之为Remote-probe VLAN。所有被镜像的报文通过该VLAN从源交换机传递到目的交换机的镜像端口，实现在目的交换机上对源交换机的远程端口的报文进行监控的功能。

QoS在企业网络中的应用案例二：

组网需求：

某公司有网络监控设备，需要监控全网流量，来控制监控网络。

本实验要求网络监控设备192.168.100.10监控：ftp客户端192.168.100.7与ftp服务器192.168.100.9的通信，要求抓包分析！

组网需求简化拓扑图：

实验步骤如下：

（1），配置sw1目的交换机:

vlan 10

remote-probe vlan enable

quit

interface ethernet1/0/24

port link-type trunk

port trunk permit vlan 10

quit

mirroring-group 1 remote-destination

mirroring-group 1 monitor-port ethernet1/0/1

mirroring-group 1 remote-probe vlan 10

（2），配置sw3中间交换机:

vlan 10

remote-probe vlan enable

quit

interface ethernet1/0/1

port link-type trunk

port trunk permit vlan 10

quit

interface ethernet1/0/24

port link-type trunk

port trunk permit vlan 10

（3），配置sw4源交换机:

vlan 10

remote-probe vlan enable

quit

interface ethernet1/0/1

port link-type trunk

port trunk permit vlan 10

quit

mirroring-group 1 remote-source

mirroring-group 1 mirroring-port ethernet1/0/7 inbound

mirroring-group 1 mirroring-port ethernet1/0/9 outbound

mirroring-group 1 reflector-port ethernet1/0/8

mirroring-group 1 remote-probe vlan 10

（4），配置ftp客户端，ftp服务器。（略）

这里ftp客户端的地址为192.168.100.7，ftp服务器的地址为192.168.100.9。

（5），ftp客户端使用user1访问ftp服务器。并在网络监控设备上抓包分析：

在网络监控设备上使用wireshark for windows版抓到的数据包截图如下：

可以清晰的看出，在192.168.100.10网络监控设备上成功监控网络流量。

 

《完》

--xjzhujunjie

--2012/03/26--17:14

附录：（配置信息以及显示信息）

[sw1]dis cu

#

 sysname sw1

#

 mirroring-group 1 remote-destination

#

vlan 10

 remote-probe vlan enable

#

interface Ethernet1/0/1                  

 port access vlan 10

 mirroring-group 1 monitor-port

#

interface Ethernet1/0/24                 

 port link-type trunk

 port trunk permit vlan 1 10

#

 mirroring-group 1 remote-probe vlan 10

#

return

[sw1]display mirroring-group remote-destination

镜像组 1:

    类型: 远程目的镜像组

    状态: 活动状态

    镜像目的端口: Ethernet1/0/1

    remote-probe vlan: 10

*****************************************************

[sw3]dis cu

#

 sysname sw3

#

vlan 10

 remote-probe vlan enable

#

interface Ethernet1/0/1

 port link-type trunk

 port trunk permit vlan 1 10             

#

interface Ethernet1/0/24

 port link-type trunk

 port trunk permit vlan 1 10             

#

[sw3]

********************************************************

[SW4]dis cu

#

 sysname SW4

#

 mirroring-group 1 remote-source

#

vlan 10

 remote-probe vlan enable

#

interface Ethernet1/0/1                  

 port link-type trunk

 port trunk permit vlan 1 10

#

interface Ethernet1/0/7

 mirroring-group 1 mirroring-port inbound

#

interface Ethernet1/0/8

 duplex full

 speed 100

 mirroring-group 1 reflector-port

#

interface Ethernet1/0/9

 mirroring-group 1 mirroring-port outbound

#

 mirroring-group 1 remote-probe vlan 10

#

[SW4]display mirroring-group remote-source

镜像组 1:

    类型: 远程源镜像组

    状态: 活动状态

    镜像源端口:

        Ethernet1/0/7 inbound

        Ethernet1/0/9 outbound

    反射口: Ethernet1/0/8

    remote-probe vlan: 10

[SW4]