03第3章 拥塞管理配置.docx
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03第3章拥塞管理配置
目录
第3章拥塞管理配置3-1
3.1简介3-1
3.1.1拥塞管理策略3-1
3.1.2拥塞管理技术的对比3-5
3.2配置先进先出队列3-6
3.2.1建立配置先进先出队列的任务3-6
3.2.2配置FIFO队列的长度3-6
3.3配置优先队列3-7
3.3.1建立配置优先队列的任务3-7
3.3.2配置基于网络层协议的优先列表3-8
3.3.3配置基于分组来自接口的优先列表3-8
3.3.4配置缺省队列3-8
3.3.5配置队列长度3-9
3.3.6在接口上应用优先列表组3-9
3.4配置定制队列3-10
3.4.1建立配置定制队列的任务3-10
3.4.2配置基于网络层协议的定制列表3-11
3.4.3根据分组来自的接口配置定制列表3-11
3.4.4配置缺省队列3-11
3.4.5配置队列长度3-12
3.4.6配置各队列每次轮询发送的字节数3-12
3.4.7在接口上应用定制列表3-13
3.5配置加权公平队列3-13
3.5.1建立配置加权公平队列的任务3-13
3.5.2配置加权公平队列3-14
3.6配置RTP队列3-14
3.6.1建立配置RTP队列的任务3-14
3.6.2在接口上应用RTP队列3-15
3.6.3配置最大预留带宽3-15
3.7维护拥塞管理3-16
3.7.1维护PQ队列3-16
3.7.2维护CQ队列3-16
3.7.3维护WFQ队列3-16
3.7.4维护RTP队列3-17
3.8配置举例3-17
3.8.1优先队列配置举例3-17
第3章拥塞管理配置
3.1简介
对于网络单元，当分组到达的速度大于该接口发送分组的速度时，在该接口处就会产生拥塞。
如果没有足够的存储空间来保存这些分组，它们其中的一部分就会丢失。
分组的丢失又可能会导致发送该分组的主机或路由器因超时而重传此分组，这将导致恶性循环。
拥塞管理的中心内容就是当拥塞发生时如何制定一个资源的调度策略，决定报文转发的处理次序。
3.1.1拥塞管理策略
对于拥塞管理，一般采用排队技术，使用一个队列算法对流量进行分类，之后用某种优先级别算法将这些流量发送出去。
每种队列算法都是用以解决特定的网络流量问题，并对带宽资源的分配、延迟、延迟抖动等有着十分重要的影响。
这里介绍几种常用的队列调度机制。
1.先入先出队列FIFO（FirstIn，FirstOutQueuing）
图3-1先入先出队列示意图
如上图所示，FIFO按照时间到达的先后决定分组的转发次序。
用户的业务流在某个路由器能够获得的资源取决于分组的到达时机及当时的负载情况。
Best-Effort报文传送方式采用的就是FIFO的排队策略。
如果路由器的每个端口只有一个基于FIFO的输入或输出队列，那么恶性的应用可能会占用所有的网络资源，严重影响关键业务数据的传送。
每个队列内部报文的发送（次序）关系默认是FIFO。
2.优先队列PQ（PriorityQueuing）
图3-1优先队列示意图
PQ队列是针对关键业务应用设计的。
关键业务有一个重要的特点，即在拥塞发生时要求优先获得服务以减小响应的延迟。
PQ可以根据网络协议（比如IP，MPLS）、数据流入接口、报文长短、源地址/目的地址等灵活地指定优先次序。
优先队列将报文分成4类，分别为高优先队列（top）、中优先队列（middle）、正常优先队列（normal）和低优先队列（bottom），它们的优先级依次降低。
缺省情况下，缺省数据流进入normal队列。
在队列调度时，PQ严格按照优先级从高到低的次序，优先发送较高优先级队列中的分组，当较高优先级队列为空时，再发送较低优先级队列中的分组。
这样，将关键业务的分组放入较高优先级的队列，将非关键业务的分组放入较低优先级的队列，可以保证关键业务的分组被优先传送，非关键业务的分组在处理关键业务数据的空闲间隙被传送。
PQ的缺点是如果较高优先级队列中长时间有分组存在，那么低优先级队列中的报文将可能一直得不到服务。
3.定制队列CQ（CustomQueuing）
图3-1定制队列示意图
CQ按照一定的规则将分组分成17类（对应于17个队列），分组根据自己的类别按照先进先出的策略进入相应的CQ队列。
在CQ的17个队列中，0号队列是系统队列（图中未画出），不可配置；1到16号队列是用户队列，如图3-3所示。
用户可以配置流分类的规则，指定16个用户队列占用接口带宽的比例关系。
在队列调度时，系统队列中的分组被优先发送。
直到系统队列为空，再采用轮询的方式按照预先配置的带宽比例依次从1到16号用户队列中取出一定数量的分组发送出去。
这样，就可以使不同业务的分组获得不同的带宽，既可以保证关键业务能获得较多的带宽，又不至于使非关键业务得不到带宽。
缺省情况下，数据流进入1号队列。
定制队列的另一个优点是：
可根据业务的繁忙程度分配带宽，适用于对带宽有特殊需求的应用。
虽然16个用户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。
因此，当没有某些类别的报文时，CQ调度机制能自动增加现存类别的报文可占的带宽。
4.加权公平队列WFQ（WeightedFairQueuing）
图3-1加权公平队列示意图
在介绍加权公平队列前，先要理解公平队列FQ（FairQueue）。
FQ是为了公平地分享网络资源，尽可能使所有流的延迟和延迟抖动达到最优而推出的。
它照顾了各方面的利益，主要表现在：
●不同的队列获得公平的调度机会，从总体上均衡各个流的延迟。
●短报文和长报文获得公平的调度：
如果不同队列间同时存在多个长报文和短报文等待发送，应当顾及短报文的利益，让短报文优先获得调度，从而在总体上减少各个流的报文间的延迟抖动。
与FQ相比，WFQ在计算报文调度次序时增加了优先权方面的考虑。
从统计上，WFQ使高优先权的报文获得优先调度的机会多于低优先权的报文。
WFQ能够按流的“会话”信息（协议类型、源和目的TCP或UDP端口号、源和目的IP地址、ToS域中的优先级位等）自动进行流分类，并且尽可能多地提供队列，以将每个流均匀地放入不同队列中，从而在总体上均衡各个流的延迟。
在出队的时候，WFQ按流的优先级（precedence）来分配每个流应占有出口的带宽。
优先级的数值越小，所得的带宽越少。
优先级的数值越大，所得的带宽越多。
例如：
接口中当前共有5个流，它们的优先级分别为0、1、2、3、4，则带宽总配额为：
所有（流的优先级+1）的和。
即：
1+2+3+4+5=15
每个流所占带宽比例为：
（自己的优先级数+1）/（所有（流的优先级+1）的和）。
即每个流可得的带宽分别为：
1/15，2/15，3/15，4/15，5/15。
由于WFQ在拥塞发生时能均衡各个流的延迟和延迟抖动，所以WFQ在一些特殊场合得到了有效的应用。
5.RTP（Real-timeTransportProtocol）队列
对实时要求高的数据流，提供较高的优先级和预留带宽。
3.1.2拥塞管理技术的对比
华为的VRP提供了以上拥塞管理技术。
突破了传统IP设备的单一FIFO拥塞管理策略，提供了强大的QoS能力，使得IP设备可以满足不同业务所要求的不同服务质量的要求。
为了更好的利用华为的拥塞管理技术，现对各种队列技术做一比较。
表3-1拥塞管理技术对比
类型
队列数
优点
缺点
FIFO
1
1、不需要配置，易于使用。
2、处理简单，延迟小。
1、所有的报文，无论紧急与否，语音还是数据，均进入一个“先进先出”的队列，发送报文所占用的带宽、延迟时间、丢失的概率均由报文到达队列的先后顺序决定。
2、对不配合的数据源（如UDP报文发送）无约束力，不配合的数据源会造成配合的数据源（如TCP报文发送）带宽受损失。
3、对时间敏感的实时应用（如VoIP）的延迟得不到保证。
PQ
4
可对不同业务的数据提供绝对的优先，对时间敏感的实时应用（如VoIP）的延迟可以得到保证。
对优先业务的报文的带宽占用可以绝对优先。
1、需配置，处理速度慢。
2、如果不对高优先级的报文的带宽加限制，会造成低优先级的报文得不到带宽。
CQ
16
1、可对不同业务的报文按带宽比例分配带宽。
2、当没有某些类别的报文时，能自动增加现存类别的报文可占的带宽。
需配置，处理速度慢
WFQ
可配置
1、配置容易。
2、可以保护配合（交互）的数据源（如TCP报文发送）的带宽。
3、可以减小延迟抖动。
4、可以减小数据量小的交互式应用的延迟。
5、可以为不同优先级的流分配不同的带宽。
6、当流的数目减少时，能自动增加现存流可占的带宽。
处理速度比FIFO要慢。
但比PQ、CQ要快。
3.2配置先进先出队列
3.2.1建立配置先进先出队列的任务
1.应用环境
在网络中传输的业务相对简单，对实时性、可靠性要求不高，则可以采用先进先出的队列来作为队列调度机制。
2.前置任务
在配置先进先出队列之前，需要完成以下任务：
●配置接口的物理参数
●配置接口的链路层属性
●配置接口的IP地址
3.数据准备
在配置先进先出队列之前，需准备如下数据：
序号
数据
1
队列长度的大小
4.配置过程
序号
过程
1
配置先进先出队列的长度
3.2.2配置FIFO队列的长度
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
进入接口视图
interfaceinterface-typeinterface-number
3
配置FIFO队列的长度
qosfifoqueue-lengthqueue-length
FIFO是接口缺省使用的队列调度机制，FIFO队列的缺省长度为75。
3.3配置优先队列
3.3.1建立配置优先队列的任务
1.应用环境
当网络发生拥塞时，若希望关键业务（如视频业务，语音业务）的报文能够得到优先处理，非关键业务（如E-Mail）的报文在网络处理完关键业务后的空闲中再进行处理，则通过优先队列的配置可以实现这一目标。
2.前置任务
在配置优先队列之前，需完成以下任务：
●配置接口的物理参数
●配置接口的链路层属性
●配置接口的IP地址
3.数据准备
在配置优先队列之前，需准备好以下数据：
序号
数据
1
优先列表号
2
确定分类规则所基于的协议
3
确定分类所依据的规则及取值
4
接口类型及接口编号
5
队列长度值
4.配置过程
序号
过程
1
配置基于网络层协议的优先列表
2
配置基于分组来自接口的优先列表
3
配置缺省队列
4
配置队列长度
5
在接口上应用优先列表组
3.3.2配置基于网络层协议的优先列表
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
根据网络层协议配置优先列表
qospqlpql-indexprotocolprotocol-namequeue-keykey-valuequeue{top|middle|normal|bottom}
根据协议类型对分组进行分类，使之进入不同的队列。
对于同一个pql-index，本命令的重复使用可以为pql-index建立多个规则。
系统以规则被配置的顺序来匹配分组，如果发现分组与某个规则匹配，便结束整个查找过程。
3.3.3配置基于分组来自接口的优先列表
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
根据分组来自的接口配置优先列表
qospqlpql-indexinbound-interfaceinterface-typeinterface-numberqueue{top|middle|normal|bottom}
根据分组来自的路由器接口进行分类，使之进入不同的队列。
3.3.4配置缺省队列
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
配置缺省队列
qospqlpql-indexdefault-queue{top|middle|normal|bottom}
可以给一个优先列表的组定义多条规则，然后把该组规则应用在某接口上。
当一个分组到达该接口时（需要由此接口传送出去），系统沿规则链匹配该分组，如果匹配上某规则，则进入相应的队列，匹配结束；如果分组不与任何规则匹配，则进入缺省队列。
为不与任何规则匹配的报文指定一个缺省队列。
对于同一个pql-index，本命令的重复使用将取代原先设置的缺省队列。
缺省队列的缺省值为normal。
3.3.5配置队列长度
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
根据分组来自的接口配置优先列表
qospqlpql-indexqueue{top|middle|normal|bottom}queue-lengthqueue-length
各队列的缺省长度如下表所示。
表3-1队列缺省长度
队列
长度
top
20
middle
40
normal
60
bottom
80
3.3.6在接口上应用优先列表组
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
进入接口视图
interfaceinterface-typeinterface-number
3
在接口上应用优先列表组
qospqpqlpql-index
将一组优先列表应用到接口上。
对于同一个接口，本命令的重复使用将为接口设定新的优先列表组。
说明：
除链路层使用X.25的接口外，所有物理接口都可以应用优先队列。
3.4配置定制队列
3.4.1建立配置定制队列的任务
1.应用环境
为了让不同业务的报文获得合理的带宽，从而既保证关键业务能获得较多的带宽，又不至于使非关键业务得不到带宽，可以使用定制队列。
2.前置任务
在配置定制队列之前，需完成以下任务：
●配置接口的物理参数
●配置接口的链路层属性
●配置接口的IP地址
3.数据准备
在配置定制队列之前，需先准备好以下数据：
序号
数据
1
定制列表组号及队列号
2
确定分类规则所基于的协议
3
接口类型及接口编号
4
队列长度值
5
队列轮询发送数据包的字节数
4.配置过程
序号
过程
1
配置基于网络层协议的定制列表
2
配置基于分组来自接口的定制列表
3
配置缺省队列
4
配置队列长度
5
配置各队列每次轮询发送的字节数
6
在接口上应用定制列表
3.4.2配置基于网络层协议的定制列表
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
配置基于网络层协议的定制列表
qoscqlcql-indexprotocolprotocol-namequeue-keykey-valuequeuequeue-number
定制列表共可分为16个组（1～16），每个组指明了什么样的分组进入什么样的队列、各队列的长度和每次轮询各队列所能连续发送的字节数等信息。
在一个接口上只能应用一个组。
3.4.3根据分组来自的接口配置定制列表
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
配置基于分组来自接口的定制列表
qoscqlcql-indexinbound-interfaceinterface-typeinterface-numberqueuequeue-number
建立基于接口的分类规则。
对于同一个cql-index，本命令的重复使用可以为cql-index增加新的规则。
3.4.4配置缺省队列
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
配置缺省队列
qoscqlcql-indexdefault-queuequeue-number
为那些不与任何规则匹配的分组指定一个缺省队列。
我们可以给一个定制列表的组定义多条规则，然后把该组应用在某接口上。
当一个分组到达该接口时（由此接口传送出去），系统沿规则链匹配该分组，如果匹配上某规则，则进入相应的队列，匹配结束；如果分组不与任何规则匹配，则进入缺省队列。
缺省队列的缺省值为1。
3.4.5配置队列长度
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
配置队列长度
qoscqlcql-indexqueuequeue-numberqueue-lengthqueue-length
设置各定制队列的长度（即队列所能容纳的分组的个数）。
其中：
queue-limit为队列的最大长度，缺省值为20。
3.4.6配置各队列每次轮询发送的字节数
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
配置各队列每次轮询发送的字节数
qoscqlcql-indexqueuequeue-numberservingbyte-count
其中：
byte-count：
当路由器调度CQ的用户队列时，它连续从这个队列中取出分组进行发送，直到发送的字节数不少于为该队列配置的byte-count的值或者队列为空，再转而调度CQ的下一个用户队列。
因此，byte-count的值会影响CQ各用户队列之间占用接口带宽的比例关系，并且决定了多长时间路由器才会调度CQ的下一个队列。
byte-count的缺省字节数为1500。
如果byte-count的值过小，由于路由器每次至少发送一个分组才会转向下一个队列，各个队列实际获得的带宽很可能与预想的效果相差甚远；如果byte-count值过大，则可能会造成队列间切换延迟太大。
3.4.7在接口上应用定制列表
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
进入接口视图
interfaceinterface-typeinterface-number
3
在接口上应用定制列表
qoscqcqlcql-index
说明：
除链路层使用X.25的接口外，所有物理接口都可以应用定制队列。
3.5配置加权公平队列
3.5.1建立配置加权公平队列的任务
1.应用环境
在报文发送过程中，要保证相同优先级业务间公平，不同优先级业务间加权，同时在拥塞发生时能均衡各个流的延迟和延迟抖动，则使用加权公平队列。
2.前置任务
在配置加权公平队列之前，需完成以下任务：
●配置接口的物理参数
●配置接口的链路层属性
●配置接口的IP地址
3.数据准备
在配置加权公平队列之前，需要先准备以下数据：
序号
数据
1
队列的长度
2
队列的总数目
3
接口类型和接口编号
4.配置过程
序号
过程
1
配置加权公平队列
3.5.2配置加权公平队列
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
进入接口视图
interfaceinterface-typeinterface-number
3
在接口上配置加权公平队列
qoswfq[queue-lengthmax-queue-length[queue-numbertotal-queue-number]]
当接口没有使用WFQ策略时，使用本命令可以使接口使用WFQ策略，同时可指定WFQ的参数。
如果接口已经使用了WFQ策略，使用本命令可以修改WFQ的参数。
说明：
除链路层使用X.25的接口外，所有物理接口都可以应用WFQ。
3.6配置RTP队列
3.6.1建立配置RTP队列的任务
1.应用环境
在网络中传输对时延敏感的数据时，采用配置RTP队列，可以提供绝对优先队列，在接口拥塞的情况下，对该队列中的数据进行绝对优先调度并预留带宽。
2.前置任务
在配置RTP队列之前，需完成以下任务：
●配置接口的物理参数
●配置接口的链路层属性
●配置接口的IP地址
3.数据准备
在配置RTP队列之前，需准备以下数据：
序号
数据
1
发起RTP报文的起始UDP端口号
2
发起RTP报文的终止UDP端口号。
3
RTP队列所占用的带宽
4
预留带宽占可用带宽的百分比
4.配置过程
序号
过程
1
在接口上应用RTP队列
2
配置最大预留带宽
3.6.2在接口上应用RTP队列
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
进入接口视图
interfaceinterface-typeinterface-number
3
在接口上应用RTP队列
qosrtpqstart-portfirst-rtp-port-numberend-portlast-rtp-port-numberbandwidthbandwidth[cbscbs]
3.6.3配置最大预留带宽
步骤
操作
命令
1
进入系统视图
system-view
2
进入接口视图
interfaceinterface-typeinterface-number
3
配置最大预留带宽
qosreserved-bandwidthpctpercent
配置最大预留带宽占接口实际可用带宽的百分比。
3.7维护拥塞管理
3.7.1维护PQ队列
在完成配置后，在所有视图下执行display命令可以显示当前的优先队列信息及应用情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
运行信息的详细解释请参考《通用路由平台VRP命令手册》。
表3-1PQ队列显示
操作
命令
显示优先列表的状态
displayqospql
显示接口上优先列表的配置情况
displayqospqinterface[interface-typeinterface-number]
3.7.2维护CQ队列
在完成配置后，在所有视图下执行display命令可以显示当前的定制队列信息及应用情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
运行信息的详细解释请参考《通用路由平台VRP命令手册》。
表3-1CQ队列显示
操作
命令
显示定制列表状态
displayqoscql
显示定制列表在接口上应用情况
displayqoscqinterface[interface-typeinterface-number]
3.7.3维护WFQ队列
在完成配置后，在所有视图下执行display命令可以显示当前的WFQ队列信息及应用情况，通过查看显示信息验证配置的效果。
运行信息的详细解释请参考《通用路由平台VRP命令手册》。
表3-1WFQ队列显示
操作
升级会员 