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作者: IT邓邓爱踢
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[路由交换] 详解HCIE-Routing&Switching面试QoS之报文分类和标记

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服务质量QoS(Quality of Service)用于评估服务方满足客户服务需求的能力,通过配置QoS,可以对企业的网络流量进行调控,避免并管理网络拥塞,减少报文的丢失率;同时也可以为企业用户提供专用带宽或者为不同的业务(语音、视频、数据等)提供差分服务。在数通HCIE面试中,我们会经常遇到QoS的相关考题。华为认证专家有料栏目将通过三篇系列文稿,完整而有趣地解析QoS,让大家轻松掌握QoS相关知识。首先,我们将带大家了解报文分类和标记。
( M' ?; m& H7 \
QoS简介
' d. y$ l, _$ F" R

& b6 E1 u/ Z+ C) R' O, s; G我们用一张图来引入QoS,这张图显示出QoS的大致框架及逻辑。! m$ ~1 w3 i4 i

, B+ k( H3 h; J0 h" Z* E $ ~; C% Z: ~' U! V7 _

' c' j+ K/ L- ^. `/ r2 ]QoS目前常用于差分服务模型中,那么QoS到底有几个模型呢?- {$ b! @5 c. t/ n& ]% V$ r
① 尽力而为模型——简单粗暴,不区别对待,谁先来就帮谁转发。
. A# s) N3 }9 l, l. p( h  z② 综合服务模型——利用RSVP协议(资源预留协议)预留出例如一个10M的带宽给客户的特殊流量单独使用。优点是特殊流量得到区分对待,缺点是客户不用时,10M带宽也无法给其他流量使用,浪费带宽。
% j/ Y( I! n; Y6 N; l5 S③ 差分服务模型——-也就是我们将重点讲到的。
8 U( M& u, q2 X; P 2 p; V* f( U0 w7 D+ v, B8 d
PS:如果面试时遇到QoS,大家要从头讲这三个模型,讲到差分服务模型时,再顺利承接到下文。( g( T" a+ p3 h7 f) d$ m
  `% e/ o( t+ p( P7 @6 m$ \7 f- k
那差分服务模型如何做到既兼顾区分对待,又不浪费带宽呢?首先从数据、语音、视频流量进入接口,我们会对其进行一个分类和标记!分类怎么分?标记怎么做?标记在哪里?交换机或者路由器是怎么识别这份流量是数据、语音or视频?. w9 Q* H: l% _& M7 e
- b! X2 X! S/ ]) W8 X* a( P% d9 A
报文分类和标记
- P" M; ], t1 e; D* `. P8 C

. Y7 q8 _! `& t4 S. r- Q) k0 j4 J分类有两种:一为简单流分类:利用我们在VLAN,MPLS,IP报文里面标记的字段进行分类, 称简单流分类;二为复杂流分类:通过五元组:源IP,目的IP,源端口,目的端口,传输层协议来唯一区分一条流。
% ?8 `  j% v) U* Y' m& C1 v 1 c6 m% f+ I9 M# r8 G! t
分类完当然是标记啦,标记可以标记在三个地方:% p8 ?2 R" H0 B8 N) V
! [+ o2 y$ s. a% B9 n, _+ o
1. VLAN tag中的PRI字段(这里要把VLAN的格式+长度记住)! P$ C8 r/ m5 Q/ Y# D
' B$ Q) y$ v6 J$ I) j

2 \) T! B) C: p   B+ C* Z) z9 W' p4 e
2. MPLS中的EXP字段
, P* l" R) L6 _ ) N# H4 B. r1 |; o) G
8 V2 p* k7 {$ M3 @7 V9 N
9 C" z4 _# U4 t3 @. X
3. IP报文中的TOS字段8 Q, w: b  K: f& n2 Z; O7 K

! [; Q" k9 a. F! B 6 v. f/ Q, h% ^: N* P2 F/ A
IP Precedence 一共3bit,所以可以定义的优先级为0-7;后续不够用又开发了D、T、R位,名为DSCP,所以可以定义的优先级为0-63,用前3位称IPP;用前五位称DSCP。
# x3 R& N* l0 c& c
' O3 H2 p! @$ o% Y. Y7 f! d. a; N& W现在语音、数据、视频流量通过IP优先级或者DSCP优先级、输入接口、IP报文的五元组等规则来对报文进行分类好、标记好了,在进交换机or路由器前,我们可以对其做一个流量管理,这部分我们先不讲,后面会详细讲到哈。然后就要进入交换机or路由器的内部,内部有一个虚拟出来的队列,高优先级的则会进入高队列,低优先级则进入低队列。那么是哪个协议定义了我们标记的优先级7就比优先级0更优呢?是PHB(Per Hop Behavior)协议,一句话概括这个协议的作用:定义服务等级,也就是7>6>5>4>3>2>1>08 M! W' W8 y( m5 F5 C' Z9 e
1 M! j( T" [6 f( C# J/ b- |
接下来看一张表,让我们具体了解PHB协议。  t3 F- r6 K3 E( i
( v" r8 C8 F% |5 @( }# E* A
PHB协议定义了CS、EF、AF、BE队列。我们这样理解,A:DSCP一共有0-63个优先级,B:IPP、MPLS、VLAN有0-7个优先级。我们来做一个划分,把DSCP称A,IPP、MPLS、VLAN称B,那么:  u, i/ \" J4 F: r- q  i
标记与队列关系表" J3 \& |" S+ v4 N. F
9 p7 Q/ A* A) K, E# B( E5 g. X
7 O; X2 \7 |; |; i! o
大家仔细观察一下这个表格可以看出 A-B-CS之间的关系,PHB把这些优先级都纳入到了CS的范围,那么EF、AF、BE是什么呢?
7 S% p  K; A' c( E- z 5 b6 z" n4 |1 U
BE是CS0中DSCP为0时一个特殊称呼(如果标记成0,进入BE队列,尽力转发)
$ K/ L7 W/ E: s- r6 P
. T, B, i7 x) j! KEF 则是CS4中DSCP为46时的一个特殊称呼(如果标记成46,进入EF队列,加速转发。)  w. G' j; C$ D5 c- \) E3 W3 b* R

9 P1 L  Q# P, w0 `, JAF1则是CS1中DSCP为10、12、14时的特殊称呼(如果标记成10、12、14(对应AF11,AF12,AF13)则进入AF1队列,确保转发。)
$ Y# C) k9 j. o; ? + }- X* V8 i" s, @! J
AF2则是CS1中DSCP为18、20、22时的特殊称呼(如果标记成18、20、22(对应AF21、AF22、AF23)则进入AF2队列,确保转发。)
# h+ b3 a. T; [, u" {: T( |
" p4 T9 S8 [+ j0 L) W$ @AF3则是CS1中DSCP为26、28、30时的特殊称呼(如果标记成26、28、30(对应AF31、AF32、AF33)则进入AF3队列,确保转发。)( ~: H; [" m" u. C
, ?5 m7 f) J3 m( U
AF4则是CS1中DSCP为34、36、38时的特殊称呼(如果标记成34、36、38(对应AF41、AF42、AF43)则进入AF4队列,确保转发。)" k4 [  T3 [0 _1 B
* \, B. {* h7 f% k! V- v( ^, i
PS:CS7、CS6默认用于协议报文。如STP等报文 EF>AF4 3 2 1>BE
- g- f6 u) P: R- G% F) i. {: U这里注意一个点:在AF1中 AF13的丢弃等级>AF12>AF11。为什么呢?我们来补回前面DSCP的一个知识点。3 g# ?& `6 ?- ^
6 n! [: z' F& B  F
AF11标记成10写成8bit的二进制则是 001010 006 b+ O) G6 H5 D0 ^* P: `
AF12则是标记成12写成8bit的二进制则是001100 00
' r* b7 M6 {% i* s# `AF13则是标记成14写成8bit的二进制则是001110 00
+ R, R8 M; q. Q; f
/ i6 q+ _( j9 E1 @& qTOS字段前3bit为IPP,然后是D、T、R位。这三位置1越多代表丢弃概率越高(D、T、R三个比特,分别表示延迟要求、吞吐量和可靠性。)故AF11比AF12、AF13重要,而AF21比AF11重要。
% Q; T3 k6 ?9 h3 J( s7 V   }2 `6 v- `. @' g+ \$ d7 v' U6 N% R
作者简介:颜桂灵,泰克教育负责路由交换和物联网方向的授课和课程开发,对华为认证有着独到的见解,深受学员好评。

+ L, X4 v- |& F4 F% W* \
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monkeyman [Lv10 举世无双] 发表于 2020-3-2 00:11:57 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享资源呀
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monkeyman [Lv10 举世无双] 发表于 2020-3-3 00:11:08 | 显示全部楼层
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ywb_qh [Lv9 无所不能] 发表于 2020-3-3 09:05:03 | 显示全部楼层
路过,支持一下啦9 y$ p9 ?/ r0 v- t4 z6 W8 ~/ y
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fjq0215 [Lv10 举世无双] 发表于 2020-3-3 11:12:51 | 显示全部楼层
详解HCIE-Routing&Switching面试QoS之报文分类和标记
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monkeyman [Lv10 举世无双] 发表于 2020-3-4 00:11:07 | 显示全部楼层
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ywb_qh [Lv9 无所不能] 发表于 2020-3-4 19:21:09 | 显示全部楼层
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/ v* v9 \4 E. X2 a8 W6 @
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monkeyman [Lv10 举世无双] 发表于 2020-3-5 10:14:35 | 显示全部楼层
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fjq0215 [Lv10 举世无双] 发表于 2020-3-5 11:50:30 | 显示全部楼层
详解HCIE-Routing&Switching面试QoS之报文分类和标记
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ywb_qh [Lv9 无所不能] 发表于 2020-3-6 06:46:51 | 显示全部楼层
路过,学习下,感谢攻城狮论坛
# U5 d; u6 G3 f
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