层次化QOSHQOS.docx

1、层次化QOSHQOS层次化QOS(HQOS)作者： 日期: QoSHQoSQoS即层次化Qo(HirarchialQualiy ofSri),是一种通过多级队列调度机制,解决Diffserv模型下多用户多业务带宽保证的技术。传统的Q采用一级调度，单个端口只能区分业务优先级,无法区分用户。只要属于同一优先级的流量,使用同一个端口队列，不同用户的流量彼此之间竞争同一个队列资源，无法对端口上单个用户的单个流量进行区分服务。QoS采用多级调度的方式，可以精细区分不同用户和不同业务的流量，提供区分的带宽管理。基本调度模型调度模型分为两部分: 调度器:对多个队列进行调度。调度器执行某种调度算法,决定各个队

2、列之间报文发送的先后顺序。调度算法包括按优先级调度SP(tic Priorit),或按权重调度(DRR、RR、DWR、WFQ算法的其中一种)。调度算法详细介绍请参见“队列及拥塞管理”。调度器就一个动作：选择队列。队列被调度器选中时，队列最前面的报文被发送。 被调度对象:即队列。报文根据一定的映射关系进入不同的队列。队列被赋予3种属性:1)根据调度算法，队列被赋予优先级或权重。2)队列整形速率PIR。3)报文丢弃策略，包括尾丢弃(Tal-dro）或WR。队列有两个动作：1）入队:当系统收到报文时,根据报文丢弃策略决定是否丢弃报文。如果报文未被丢弃,则报文入队尾。2)出队：队列被调度器选中时，队列

3、最前面的报文出队。出队时，先执行队列整形，之后报文被发送。HQS层次化调度模型为了实现分层调度，HS采用树状结构的层次化调度模型，如图1。树状结构有三种节点: 叶子节点:处于最底层,表示一个队列。叶子节点是被调度对象,而且只能被调度。 中间节点：处于中间层，既是调度器又是被调度对象。当作为被调度对象时，一个中间节点可以看成一个虚队列。所谓虚队列，是指仅作为调度结构中的一个层次，不是实际占用缓存的队列。 根节点：处于最高层,表示最高级别的调度器。根节点只是调度器，不是调度对象。根节点通常被赋予PR属性，用于限制输出总带宽。图1 层次化调度模型 调度器可以对多个队列进行调度,也可以对多个调度器进行

4、调度。其中,调度器可以看成父节点,被调度的队列/调度器看成子节点。父节点是多个子节点的流量汇聚点。每个节点可以指定分类规则和控制参数，对流量进行一次分类和控制。不同层次的节点,其分类规则可以面向不同的分类需求(如用户、业务类型等)，并且在不同的节点上可以对流量做不同的控制动作，从而实现了对流量进行多层次、多用户、多业务的管理。QoS的层次划分HoS层次化调度中，可以只有一层中间节点，实现三层调度结构;也可以有多层中间节点，实现多层调度结构。甚至可以将两个或多个层次化调度模型叠加,通过制定映射规则，将一个调度模型输出的报文映射到另一个调度模型的叶子节点，如图2，从而实现更加灵活的调度需求。图2灵

5、活的调度层次划分不同厂家、不同芯片,实现的调度层次不同。华为路由器的调度结构在华为路由器上，没有配置HQoS的情况下,只有类队列CQ(Class Que）和Pot调度器，其调度结构如图3。图3 没有配置oS时的队列调度结构C队列的属性包括: 队列优先级、队列权重 队列整形速率PIR 报文丢弃策略，尾丢弃(Tal-ro）或WRDt调度器可以是按优先级调度SP(Src Priority)，或按权重调度（WR、DWRR、WF算法的其中一种)。说明: R、DWRR、WFQ都是按权重调度,为方便,本文将按权重的调度统称为WQ。在配置HQS的情况下，路由器另外划分缓存，用于缓存需要层次化调度的业务流队列,

6、并对这些流队列先进行一轮多层次调度,再将HQS流与非HoS流统一入Q队列,进行统一调度，如图。图 HQoS流队列调度 叶子节点:F（Flow Queue）队列用于暂存一个用户各个优先级中的一个优先级的数据流。每个用户的数据流都可以划分为18个优先级，即每个用户可以使用18个Q。不同用户之间不能共享FQ。每个Q可以配置sapg值来限制该队列的最大带宽。FQ队列与C队列具有相同属性： 队列优先级、队列权重 队列整形速率PIR 报文丢弃策略，尾丢弃(Tldr）或WRED 中间节点：SQ(Suscribr Qeue）一个S代表一个用户（例如,一个VLN，或一个SP，或一个PC)，每个Q可定义其CIR和

7、PI。每个SQ固定对应8种FQ业务优先级,这8个FQ共享该SQ的带宽。如果哪个FQ空闲，则其他Q可以占用空闲出来的带宽,但是受限于FQ自己的PIR,最大不能超过FQ自己的IR。SQ既是调度器,又是虚队列作为被调度对象。 作为调度器：对多个Q队列进行调度。Q队列可以配置为PQ、FQ和L。优先级为E、CS和CS的FQ队列默认采用SP调度算法；优先级为BE、AF1、F2、F3、F4的流队列默认采用WFQ调度算法，调度权重为0：1:10:15：15。 作为被调度对象的虚队列:被赋予了两个属性，R和PIR。通过流量测速(Meering)，将输入流量分流成“CIR”两部分；“S-Q的调度之后，与非o流会合

8、,统一进行如下两层调度: 目的板TB(Target Bad)调度TB调度也称为VOQ（Virtual utputQue)调度。T调度的作用可以借用比喻来理解：如下图为一个十字路口，路口来了辆车（汽车、铲车和卡车)，分别去往、C、D。如果此时B路口堵车，则汽车不能动,由于它排在前面,后面的铲车和卡车也不能动,尽管C、路口是畅通的。如果在A路口针对目的地、C、D路口分别设立三条车道,则上面的问题就可以解决了。同理,对于路由器的交换网板，上面的A、B、C、D路口相当于不同的单板。如果每块单板都为去往的不同目的单板的报文分配队列,这种队列称为O，可以预防因某块目的单板拥塞而影响去往其他目的单板的报文。VO是设备自动划分的，用户无法更改OQ队列属性和调度器属性。说明:组播报文上行还没有复制,还不确定去往哪个目的单板,所以组播报文单独一个Q队列。对于单播，有多少个目的单板，就有多少个单播OQ队列。VQ调度中，先在单播VOQ队列之间进行DRR调度,再在单播和组播两者之间进行R调度。 类队列C(lasQueue)调度对于上行调度,有4个CQ队列，分别叫做CS0（对应CS7、C6和EF)、S1(对应AF4和AF3）、CS（对应AF和