1、QOS模型
盡力而為服務模型（Best-effort）
集成服務模型（Integrated Services）
差分服務模型（Differentiated Services）
2、差分服務模型結構
3、分類與標記
標記可以使用IP包頭中TOS的高三位（IP優(yōu)先級）或高六位（DSCP）做標記。
在R1上將ICMP流量的優(yōu)先級設置為2，將HTTP流量的DSCP值設置為AF22,其他沒匹配到的流量優(yōu)先級設置為1，在ISP上查看標記是否生效。
ISP配置如下：
ip http server
access-list 100 permit ip any any dscp af22
access-list 100 permit ip any any precedence 1
access-list 100 permit ip any any precedence 2
interface FastEthernet2/0
service-policy input MARK
R1配置如下：
access-list 110 permit icmp any any
access-list 120 permit tcp any any eq www
class-map match-all ICMP
match access-group 110
class-map match-all WWW
match access-group 120
policy-map MARK
class ICMP
set precedence 2
class WWW
set dscp af22
class class-default
set precedence 1
interface FastEthernet2/0
service-policy input MARK
TEST上的測試命令
ping 33.1.1.1
telnet 33.1.1.1 80
查看命令
show ip access-lists
show class-map
show policy-map
show policy-map interface s0/1
4、隊列技術(擁塞管理)
隊列技術應用于接口的出方向，一個接口只能使用一種隊列技術。
路由器的接口上有一個軟件隊列和一個硬件隊列。數(shù)據包先進入軟隊列，然后使用隊列技術對數(shù)據包進行調度進入硬件隊列，硬件隊列始終采用先進先出的方式發(fā)送數(shù)據包。
常用的隊列技術：FIFO、PQ、CQ、WFQ、LLQ都是CLI工具，而CBWFQ是MQC工具。
先進先出隊列（FIFO）
優(yōu)先級隊列（PQ）
自定義隊里（CQ）
加權公平隊列（WFQ）
低延時隊列（LLQ）
實時傳輸隊列（RTP PQ）：
基于類加權公平隊列（CBWFQ）
隊列技術三大組件：分類組件、插入丟棄組件、調度組件
先進先出隊列（FIFO）
默認時：當接口的速度大于2.048Mbps是，路由器采用FIFO進行調度。
優(yōu)先級隊列（PQ）
隊列數(shù)：高、中、普通、低共4個隊列
分類：根據事先分類放入不同隊列
插入丟棄：可以設置隊列長度，隊列滿后，數(shù)據包將被尾丟棄
調度：按照高、中、普通、低的順序調度，只用高優(yōu)先級的隊列為空才會調度中優(yōu)先級，依次類推。
優(yōu)點：保證高優(yōu)先數(shù)據包優(yōu)先轉發(fā)
缺點：高優(yōu)先隊列不為空，低優(yōu)先級隊列永遠得不到轉發(fā)
指定不符合任何類型的數(shù)據包將進入的隊列（默認normal）
priority-list 1 default high
根據數(shù)據包的入口分類并將其放入到某個隊列
priority-list 1 interface serial 0/0 high
根據數(shù)據包的協(xié)議類型分類并將其放入到某個隊列
priority-list 1 protocol ip high tcp telnet
指定各隊列的大小
priority-list 1 queue-limit 10 10 10 10
在接口上應用隊列
priority-group 1
=================================================================
R1
=================================================================
priority-list 1 interface FastEthernet2/0 high
priority-list 1 protocol ip normal tcp www
priority-list 1 default low
priority-list 1 queue-limit 10 20 30 40
interface Serial0/1
priority-group 1
查看接口上的隊列
show int s0/1
查看隊列配置
show queueing priority
測試隊列是否生效
debug priority
show queueing interface s0/1
自定義隊列（CQ）
隊列數(shù)：CQ有17個隊列，其中隊列0為優(yōu)先級隊列。只有隊列0為空，才為其他隊列服務。
分類：根據事先分類放入不同隊列
插入丟棄：可以設置隊列長度，隊列滿后，數(shù)據包將被尾丟棄
調度：為第1個隊列轉發(fā)一定字節(jié)數(shù)的數(shù)據包后，就轉為為第2個隊列轉發(fā)，依次輪詢
優(yōu)點：保證每個隊列都有被服務的機會
指定不符合任何類型的數(shù)據包將進入的隊列（默認隊列1）
queue-list 1 default 1
根據數(shù)據包的入口分類并將其放入到某個隊列
queue-list 1 interface serial 0/0 1
根據數(shù)據包的協(xié)議類型分類并將其放入到某個隊列
queue-list 1 protocol ip 1 tcp telnet
指定每次輪詢時各隊列被轉發(fā)的數(shù)據包字節(jié)數(shù)
queue-list 1 queue 1 byte-count 100
指定各隊列的大小
queue-list 1 queue 1 limit 100
指定優(yōu)先級隊列（例如此時為2，則隊列0和1都是優(yōu)先級隊列）
queue-list 1 lowest-custom 2
在接口上應用隊列
custom-queue-list 1
=================================================================
R1
=================================================================
queue-list 1 interface FastEthernet2/0 2
queue-list 1 protocol ip 3 tcp www
queue-list 1 queue 1 byte-count 100 limit 100
queue-list 1 queue 2 byte-count 200 limit 200
queue-list 1 queue 3 byte-count 300 limit 300
queue-list 1 lowest-custom 4
interface Serial0/1
custom-queue-list 1
查看接口上的隊列
show int s0/1
查看隊列配置
show queueing custom
測試隊列是否生效
debug custom-queue
show queueing interface s0/1
加權公平隊列（WFQ）
默認時：當接口的速度小于2.048Mbps時，路由器采用WFQ進行調度。
分類：具有相同協(xié)議類型，源IP，目的IP，源端口，目的端口，TOS值的數(shù)據包看成一個流，同一個流的數(shù)據包將放到一個隊列中。
插入丟棄：隊列滿后，數(shù)據包將執(zhí)行WFQ丟棄，丟棄最差完成時間的數(shù)據包
調度：先調度最快能轉發(fā)完畢的數(shù)據包，包的大小采用虛擬包大?。ㄌ摂M包大小=實際包大小/(IP優(yōu)先級+1)）
優(yōu)點：優(yōu)先級越高、包越小的數(shù)據包優(yōu)先得到轉發(fā)
WFQ丟棄機制：（丟棄最差完成時間的數(shù)據包）
HQO(Hold Queue Out Limit):整個WFQ系統(tǒng)所能存放的大數(shù)據包數(shù)量，這個值為各隊列之和。
CDT（Congestive Discard Threshold）：WFQ丟棄機制的門限值，當各隊列數(shù)據包數(shù)量之和達到CDT就開始丟棄數(shù)據包。
=================================================================
R1
=================================================================
interface Serial0/1
fair-queue 512 64 （指定CDT為512，大會話數(shù)為64）
hold-queue 1500 out （指定HQO為1500）
查看接口上的隊列
show int s0/1
基于類的加權公平隊列（CBWFQ）
分類：允許自定義類，把數(shù)據放入不同隊列，最多可以定義64個類，不匹配分類的數(shù)據放到系統(tǒng)默認類class-default中
插入丟棄：可以設置隊列長度，隊列滿后，數(shù)據包將被尾丟棄
調度：對每個隊列保留指明帶寬，每個隊列默認采用FIFO調度，但也可以結合WFQ調度。如何保證帶寬及各隊列數(shù)據包如何被調度到硬件隊列無從知曉。
優(yōu)點：保證流量的最小帶寬，而不是限制最多帶寬
=================================================================
R1
=================================================================
access-list 1 permit 192.168.1.100
access-list 2 permit 192.168.1.1
class-map match-all 100
match access-group 1
class-map match-all 1
match access-group 2
policy-map MARK
class 100
bandwidth 500
class 1
bandwidth 500
interface Serial0/1
service-policy output MARK
查看命令
show class-map
show policy-map
show policy-map interface s0/1
低延時隊列（LLQ）
LLQ配置類似CBWFQ，調度機制類似PQ。LLQ通常和CBWFQ一起使用。
=================================================================
R1
=================================================================
class-map match-any CLASS-MAP3
match ip precedence 5
class-map match-all CLASS-MAP2
match protocol telnet
class-map match-any CLASS_MAP1
match protocol http
match protocol ftp
policy-map MY-POLICY
class CLASS_MAP1
bandwidth 512
class CLASS-MAP2
bandwidth 128
queue-limit 128
class CLASS-MAP3
priority 128
interface Serial0/0
bandwidth 1024
service-policy output MY-POLICY
這個例子中結合使用了LLQ和CBWFQ。
CLASS-MAP3使用LLQ，保證帶寬為128kbps，優(yōu)先于CLASS-MAP1，CLASS-MAP2轉發(fā)
CLASS-MAP1，CLASS-MAP2使用WFQ，保證帶寬分別為512kbps，128kbps。
查看命令
show class-map
show policy-map
show policy-map interface s0/0
RTP優(yōu)先隊列
RTP優(yōu)先隊列是一種解決語音服務質量的簡單技術，期原理就是將承載語音的RTP數(shù)據包送入優(yōu)先級隊列使其得到優(yōu)先轉發(fā)。
RTP識別語音的UDP數(shù)據包端口，這些數(shù)據包通常使用16384~32767的偶數(shù)端口發(fā)送。
RTP優(yōu)先隊列可以和前面的任何一種隊列包括FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、LLQ結合使用，但是它的優(yōu)先級是最高的。即使RTP和LLQ一起使用，RTP的優(yōu)先級也比LLQ高。
interface Serial0/0
ip rtp priority 16384 16383 256
16384最低UDP端口號，16383端口增量，帶寬256kbps
5、擁塞避免
隨機早期預檢測（RED）
給隊列設定兩個門限值：最小門限和大門限，當隊列的平均長度小于最小門限時，不丟棄數(shù)據包；
當隊列的平均長度在最小門限和大門限之間時，RED開始隨機丟棄數(shù)據包；當隊列的平均長度大于最高門限時，丟棄尾部所有的數(shù)據包。
加權隨機早期預檢測（WRED）
WRED和RED的原理一樣，但是WRED可以根據不同的IP優(yōu)先級或DSCP值，設定不同的最小門限、大門限和丟棄概率，從而對不同優(yōu)先級的數(shù)據包提供不同的丟棄特性。
WRED不能和PQ、CQ、WFQ隊列同時使用。
配置基于IP Precedence的WRED
random-detect
根據IP優(yōu)先級設置數(shù)據包的最小門限值、大門限值、丟棄數(shù)據包的丟棄概率（該例中概率應該為1/10）
random-detect precedence 1 10 20 10
配置基于DSCP的WRED
random-detect dscp-based
根據DSCP設置數(shù)據包的最小門限值、大門限值、丟棄數(shù)據包的丟棄概率（該例中概率應該為1/10）
random-detect dscp af22 10 20 10
設置計算隊列平均長度的權重因子（默認值為9）
random-detect exponential-weighting-constant 9
查看WRED隊列配置
show queueing int s0/0
基于流的加權隨機早期預檢測（FB-WRED）
WRED中，只用TCP流會對丟包做出反應并降低速率；而UDP等非自適應流并不會對丟包做出反應，因此UDP等非自適應流在擁塞時發(fā)送分組的速率將比自適應流高得多。
FB-WRED對WRED除了改進，他對占用隊列資源多余公平份額的流將得到懲罰。
FB-WRED根據流和IP優(yōu)先級（或者DSCP值）把到達的數(shù)據包放到不同的隊列中，并且計算每個活動流的公平隊列資源份額（隊列長度/活動流的數(shù)目），
對于占用隊列資源多余公平份額的流將得到懲罰。方法是通過降低隊列的WRED大門限值來加大分組的丟棄概率。
新的大門限值=最小門限值+{（大門限值-最小門限值）/ 2}
配置FB-WRED（必須先配置WRED）
random-detect flow
設置平均深度因素（即放大因子，默認值為4）
random-detect flow average-depth-factor 4
設置基于流的WRED的數(shù)據流數(shù)目
random-detect flow count 32
查看WRED隊列配置
show queueing int s0/0
基于類的加權隨機早期預檢測（CB-WRED）
CB-WRED可以和CBWFQ、Shaping結合，而不能與FB-WRED、LLQ、Policing結合。
class-map match-any HTTP-FTP
match protocol http
match protocol ftp
policy-map MY-POLICY
class HTTP-FTP
bandwidth 512
random-detect
random-detect precedence 0 20 30 10
interface Serial0/0
bandwidth 1024
service-policy output MY-POLICY
此例啟用基于優(yōu)先級的WRED與CBWFQ結合。
查看命令
show class-map
show policy-map
show policy-map int s0/0
6、流量×××（Shaping）
流量×××的目的是平滑流量，流量×××會把超出規(guī)定速率的數(shù)據緩沖起來，不是丟棄，鏈路的平均流量速率較大，但會造成數(shù)據的延時加大或延時抖動。
令牌桶的相關名詞：
CIR：承諾信息速率，單位bps
PRI：承諾信息速率，單位bps
Bc：正常突發(fā)量的大小，單位為字節(jié)
Be：超額突發(fā)量的大小，單位為字節(jié)
Tc: 時間間隔
CIR=Bc/Tc
當個令牌桶，桶的大小為Bc+Be;
令牌以CIR的速率添加到令牌桶中；
當數(shù)據包要轉發(fā)出去，如果無法從令牌桶中獲取足夠的令牌，就將數(shù)據包緩存起來，都有足夠的令牌在發(fā)送。數(shù)據包發(fā)送的平均速率不超過CIR，但某時刻可以一超過CIR的速率Bc+Be發(fā)送。
GTS通用流量×××實在軟件隊列之前又增加一個隊列來實施，這一隊列采用的是WFQ。GTS可以與FIFO、PQ、CQ、WFQ配合使用。
CLI配置法
interface Serial0/1
traffic-shape rate 8000 1500 1000 1000
MQC配置法
access-list 100 permit icmp any any
class-map match-all ICMP
match access-group 100
policy-map TEST
class ICMP
shape average 8000 1000 1000
interface Serial0/1
service-policy output TEST
查看命令
show traffic-shape
show traffic-shape statistics
7、流量監(jiān)管（Policing）
流量監(jiān)管可以應用在接口的出和入兩個方向上。分為單桶單速雙色、雙桶單速三色、雙桶雙速三色。
流量監(jiān)管的目的是限速，流量監(jiān)管會把超出規(guī)定速率的丟棄或者標記便于后繼的路由器進行處理，鏈路的流量速率有較大起伏，整體平均帶寬低，但是不會造成數(shù)據包延時增加。
令牌桶的相關名詞：
CIR：承諾信息速率，單位bps
PRI：承諾信息速率，單位bps
Bc：正常突發(fā)量的大小，單位為字節(jié)
Be：超額突發(fā)量的大小，單位為字節(jié)
Tc: 時間間隔
CIR=Bc/Tc
單桶單速雙色
單個令牌桶，桶的大小為Be，而不是Bc+Be；
令牌以CIR的速率添加到令牌桶中；
當數(shù)據包要轉發(fā)出去，如果可以從令牌桶中獲取足夠的令牌，則成為Conforn，此時桶內的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據包的大??；如果如法從令牌桶中獲取足夠的令牌，則成為Exceed，此時桶內的令牌數(shù)不變。
CLI配置法
interface Serial0/1
rate-limit output 8000 1500 2000 conform-action transmit exceed-action drop
MQC配置法
access-list 100 permit icmp any any
class-map match-all ICMP
match access-group 100
policy-map TEST
class ICMP
police cir 8000 bc 1500 be 1000
conform-action transmit
exceed-action drop
interface Serial0/1
service-policy input TEST
查看命令
show class-map
show policy-map
show policy-map int s0/0
雙桶單速三色
兩個令牌桶，TB1的大小為Bc，TB2的大小為Be；
令牌以CIR的速率添加到令牌桶中TB1中，當TB1滿后，令牌溢出到TB2中。
當數(shù)據包要轉發(fā)出去，如果可以從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，則成為Conforn，此時TB1的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據包的大小，TB2的令牌數(shù)不變；
當數(shù)據包要轉發(fā)出去，如果無法從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，但能從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Exceed，此時TB1的令牌數(shù)不變，TB2的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據包的大??；
當數(shù)據包要轉發(fā)出去，如果無法從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，也無法從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Violate，此時TB1、TB2的令牌數(shù)不變。
access-list 100 permit icmp any any
class-map match-all ICMP
match access-group 100
policy-map TEST
class ICMP
police cir 8000 bc 1500 be 1000
conform-action transmit
exceed-action drop
violate-action drop
interface Serial0/1
service-policy input TEST
查看命令
show class-map
show policy-map
show policy-map int s0/0
雙桶雙速三色
兩個令牌桶，TB1的大小為Be，TB2的大小為Bc；
令牌以PIR的速率添加到令牌桶中TB1中，以CIR的速率添加到令牌桶中TB2中，PIR>=CIR;
當數(shù)據包要轉發(fā)出去，如果可以從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，也可以從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Conforn，此時TB1的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據包的大小，TB2的令牌數(shù)也為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據包的大小；
當數(shù)據包要轉發(fā)出去，如果可以從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，但不能從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Exceed，此時TB1的令牌數(shù)為之前的令牌數(shù)減去數(shù)據包的大小，TB2的令牌數(shù)不變；
當數(shù)據包要轉發(fā)出去，如果無法從令牌桶TB1中獲取足夠的令牌，也無法從令牌桶TB2中獲取足夠的令牌，則成為Violate，此時TB1、TB2的令牌數(shù)不變。
access-list 100 permit icmp any any
class-map match-all ICMP
match access-group 100
policy-map TEST
class ICMP
police cir 8000 bc 1500 pir 8000 be 1500
conform-action transmit
exceed-action drop
violate-action drop
interface Serial0/1
service-policy input TEST
查看命令
show class-map
show policy-map
show policy-map int s0/0
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重慶分公司
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