夏衛(wèi)虎

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.19.013

摘 要：QoS （Quality of Service）是一種基本的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，它的基本理念是為終端用戶提供最理想的會話體驗，為此，QoS需要協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)資源之間的競爭關(guān)系。該文對QoS技術(shù)的基礎(chǔ)概念、工具集作了簡要介紹，接著從接入層限速和視頻會議預(yù)留帶寬的角度，給出可行的解決方案，就QoS在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)如何應(yīng)用進(jìn)行探索和分析，探討QoS技術(shù)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理中的重要意義。

關(guān)鍵詞：QoS 網(wǎng)絡(luò)資源 內(nèi)網(wǎng)

中圖分類號：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（a）-0013-02

傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)主要承載的是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有著平滑、對丟包不敏感、對延遲不敏感的特征，所有的流量采用盡力傳送的方式，不為網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)質(zhì)量保障，對于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，這樣的服務(wù)是足夠了。但隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各類網(wǎng)絡(luò)流量在不斷融合，網(wǎng)絡(luò)的特征也日趨復(fù)雜，隨著移動設(shè)備和無線訪問的普及，新興媒體產(chǎn)生的語音、視頻流量呈現(xiàn)爆炸式增長，相比數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這些流量具有交互性、突發(fā)性、數(shù)據(jù)量大的特點，同時屬于實時流量，采用盡力而為的方式往往導(dǎo)致實時應(yīng)用出現(xiàn)延遲抖動、丟包率高的問題，這一切都給網(wǎng)絡(luò)流量的傳輸和管理提出了更高的要求。

1 QoS基本概念

QoS技術(shù)可以在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)一種可控不平等的處理方式，通過對數(shù)據(jù)流的分析和分類，對不同數(shù)據(jù)包執(zhí)行不同級別的處理。QoS主要有集成服務(wù)和區(qū)分服務(wù)兩種模式，集成服務(wù)模式要求所有節(jié)點都服從自己提出的資源預(yù)留需求，而區(qū)分服務(wù)模式可以在動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中為不同的流執(zhí)行準(zhǔn)入控制，更適用于帶寬資源寶貴的網(wǎng)絡(luò)。

QoS需要一系列工具來實現(xiàn)對各種類型流量的處理，總地來說，QoS工具主要分為以下幾類。

（1）分類和標(biāo)記工具：設(shè)備會對會話和數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析，以判斷這個會話屬于哪種類型的流量，并以此決定應(yīng)該對這個流中的數(shù)據(jù)包執(zhí)行什么樣的策略。

（2）限速和整形工具：將某一特定比例的網(wǎng)絡(luò)資源分配給某一特定類型的流量。當(dāng)流量超過了可用網(wǎng)絡(luò)資源的限制，有一部分流量就會有選擇地丟棄、推遲發(fā)送或者重新進(jìn)行標(biāo)記，以免出現(xiàn)擁塞。

（3）擁塞管理和調(diào)度機制工具：當(dāng)流量超過了可用的網(wǎng)絡(luò)資源時，它就會被置入隊列中等待可用資源的處理。

2 QoS技術(shù)在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的探索

QoS不僅是互聯(lián)網(wǎng)中所關(guān)注的問題，同時也是企業(yè)內(nèi)網(wǎng)需要研究的重要課題，即如何在現(xiàn)有的帶寬上提供必要的服務(wù)質(zhì)量支持。該文接下來結(jié)合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)接入層、企業(yè)視頻會議系統(tǒng)的角度，提供解決途徑。

2.1 企業(yè)網(wǎng)接入層QoS實踐

企業(yè)接入層交換機的QoS角色是在邊界區(qū)分和管理流量，并管理數(shù)據(jù)包丟失。企業(yè)的的一些員工往往會利用公司網(wǎng)絡(luò)下載一些電影、玩游戲等非工作內(nèi)容，作為接入層，所有端口接入方向的總帶寬可能會超過上行鏈路的帶寬，多個入向端口同時發(fā)送數(shù)據(jù)包到上行鏈路端口可能會造成擁塞，為避免發(fā)生這種情況，需要在接入層配置QoS策略。

在接入層交換機上配置QoS主要有以下5步。

（1）啟用全局QoS。

switch（config）#mls qos

（2）設(shè)置ACL匹配的流量。

switch （config）#ip access-list standard 10

switch（config-std-nacl）#permit ip 源地址或地址范圍

（3）設(shè)置class-map，來匹配ACL。

switch（config）#class-map ratelimit

switch（config-cmap） #match access-group 10

（4）設(shè)置policy-map匹配class-map，定義信任DSCP模型并設(shè)定5 M帶寬最高限速。

switch（config）##policy-map ratelimit

switch（config-pmap）#class ratelimit

switch（config-pmap-c）#trust dscp

switch（config-pmap-c）#police 5000000 500000 exceed-action drop

（5）將policy-map應(yīng)用到上行鏈路接口。

switch（config）#service-policy input ratelimit

上述QoS配置策略中的標(biāo)準(zhǔn)ACL還可配置為擴展ACL，對需要管理的流量進(jìn)行目的地址細(xì)化。雖然在接入層部署QoS的首要目標(biāo)是在防止正常流量導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)擁塞，但QoS策略也具有一種戰(zhàn)略性作用，那就是為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供一層額外的安全保護(hù)，特別是在網(wǎng)絡(luò)中存在拒絕服務(wù)（DOS）攻擊和蠕蟲攻擊的情況下，限速可以保護(hù)交換機的CPU，使其不會因為處理中斷而沒有足夠的時間周期轉(zhuǎn)發(fā)流量最終導(dǎo)致宕機，降低遭受這類攻擊的風(fēng)險。

2.2 企業(yè)視頻會議QoS實踐

在現(xiàn)有企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，融合語音、視頻和數(shù)據(jù)通信的視頻會議系統(tǒng)能為企業(yè)縮減大筆商務(wù)開支。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展以及音視頻編解碼技術(shù)的日益成熟，視頻會議系統(tǒng)從模擬、標(biāo)清階段，慢慢邁向高清時代。高清視頻會議既能讓與會者清楚地聽到對方的聲音，又能實時看到對方會議的場景，還可以在實時會議中發(fā)送和接收演示文檔、音視頻文件，大幅改善了與會者在視覺、聽覺上的感官體驗，但其對服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。

根據(jù)高清視頻會議標(biāo)準(zhǔn)，配置為1080P60雙流模式的高清視頻會議通過各類編解碼器可以將高清視頻流壓縮到5 Mbps以下，但這類高壓縮率的壓縮技術(shù)也有缺點，那就是這類算法對于丟包極為敏感。因此，信息遺失的效果都會被放大，比如，如果一個經(jīng)歷了高壓縮率的數(shù)據(jù)包在傳輸過程中被丟棄，那么在到達(dá)對方會場后，視頻就會出現(xiàn)一個大大的塊狀馬賽克。

為保證視頻會議質(zhì)量，可以在企業(yè)核心交換機和路由器上配置預(yù)留帶寬的QoS策略，帶寬預(yù)留是指在召開視頻會議時有帶寬可供使用，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備識別出數(shù)據(jù)包流后，為這一類數(shù)據(jù)流保留一定數(shù)量的帶寬，未召開視頻會議時并沒有為視頻數(shù)據(jù)流保留帶寬，從而有效利用網(wǎng)絡(luò)資源。以下為在路由器上配置帶寬預(yù)留的QoS的參考配置：

（1）指定端口帶寬，綁定MQC策略。

router（config-if）#bandwidth 10000000

router（config-if）#service-policy output video

（2）預(yù)留帶寬5M帶寬，匹配視頻會議流量。

router（config-if）#ip rsvp bandwidth 5000000

router（config-if）#ip rsvp signaling DSCP 34

該文通過對QoS技術(shù)在內(nèi)網(wǎng)實踐的探索，認(rèn)為QoS通過分類、標(biāo)記、限速、整形、隊列管理、分配帶寬、準(zhǔn)入控制等措施，能有效解決局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的延遲、抖動、丟包的問題，從而合理利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的處理器、緩存、帶寬和內(nèi)存資源，同時提高企業(yè)內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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