中兴ZXR10 2850系列交换机QoS优化：设置详解及最佳实践


# 摘要
本文深入探讨了QoS基础理论，并重点分析了中兴ZXR10 2850系列交换机的QoS实施和高级应用。从关键参数设置到策略配置案例，本文详细介绍了队列机制、调度策略、流量分类与标记，以及优先级设置与流量整形技术。通过实战案例分析，如VoIP流量优化、带宽保证与限制，以及网络拥塞控制，本文展示了如何在实际网络环境中应用QoS策略。此外，文章还探讨了QoS的监控、自动化、故障排查和未来技术趋势，旨在为网络工程师提供一套完整且实用的QoS实施和优化指南。

# 关键字
QoS基础理论；中兴ZXR10 2850；队列机制；流量分类；带宽管理；网络拥塞控制

参考资源链接：[中兴ZXR10 2850系列交换机命令与用户手册](https://wenku.csdn.net/doc/6shij71knu?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. QoS基础理论及中兴ZXR10 2850系列概述

## 1.1 QoS基础理论

QoS（Quality of Service）即服务质量，是一种网络管理功能，旨在对数据流进行分类、控制和优化，确保网络服务满足预定性能指标。通过QoS的管理，网络管理员可以对网络带宽、延迟、抖动和丢包率等关键性能指标进行精确控制，进而保证关键业务的网络传输质量。QoS的实现依赖于一系列技术与策略，包括流量分类、优先级划分、流量控制和整形以及拥塞管理等。

## 1.2 中兴ZXR10 2850系列概述

中兴ZXR10 2850系列交换机是中兴通讯推出的面向企业级市场的高性能路由交换产品。该系列交换机支持丰富的QoS功能，包括但不限于802.1p优先级标记、令牌桶流量整形、WFQ（加权公平队列）等多种队列调度策略，以确保对各种业务流量的精细化管理和控制。它的QoS功能尤其适用于需要区分不同业务优先级、保障关键业务服务质量的网络环境。随着企业对网络服务质量要求的不断提高，掌握和应用中兴ZXR10 2850系列的QoS功能，已成为网络工程师的必备技能之一。

# 2. 中兴ZXR10 2850交换机QoS关键参数设置

## 2.1 队列机制和调度策略

### 2.1.1 介绍不同的队列机制

在交换机的QoS配置中，队列机制是确保流量得到合理处理的关键因素之一。队列机制主要负责将数据包组织到队列中，等待进行网络传输。中兴ZXR10 2850系列交换机支持多种队列机制，包括先进先出（FIFO）、优先队列（PQ）、加权公平队列（WFQ）、以及低延迟队列（LLQ）等。

**先进先出（FIFO）** 是最基本的队列机制，数据包按照它们到达的顺序进行传输。这种方法简单且容易理解，但没有提供任何形式的优先级服务，所有流量都平等对待，这在高负载情况下可能导致关键应用延迟。

**优先队列（PQ）** 允许管理员为不同类型的流量分配优先级。在这种机制下，高优先级的数据包会先于低优先级数据包发送。PQ确保关键应用的及时传输，但也可能导致低优先级流量被饿死。

**加权公平队列（WFQ）** 力求在保证公平的同时，提供一定的优先级服务。WFQ为不同流量分配权重，并根据权重公平地分配带宽。它试图平衡公平性和效率，适用于混合流量的场景。

**低延迟队列（LLQ）** 是一种结合了优先队列和加权公平队列特点的机制，它在确保关键流量得到优先处理的同时，也尝试保证其他流量的传输不会因为高优先级流量的存在而受到过多影响。LLQ通过提供严格的优先级服务，对于低延迟要求高的应用尤其有效。

在选择队列机制时，应考虑网络的具体需求，以及交换机所支持的功能。例如，在网络中需要支持语音或视频这类对延迟敏感的应用时，可能会倾向于选择PQ或LLQ。

### 2.1.2 调度策略详解及适用场景

调度策略是指交换机如何从各个队列中选择数据包进行传输的规则。中兴ZXR10 2850交换机支持如轮询、加权轮询、严格轮询、优先级轮询等多种调度策略。

**轮询（Round Robin, RR）** 是最简单的调度方式，按照顺序选择队列并发送队列中的数据包。轮询保证了所有队列轮流获得服务，但是它不提供优先级，所有队列都被平等对待。

**加权轮询（Weighted Round Robin, WRR）** 根据管理员设置的权重来选择队列，可以给高优先级的队列分配更高的权重，从而让它们获取更多的传输机会。这种策略适用于需要保证某些类型流量获得更大带宽的情况。

**严格轮询（Strict Priority）** 高优先级队列总是比低优先级队列先得到服务，当高优先级队列中有数据包时，它会被优先发送。低优先级队列只有在高优先级队列为空时才有机会发送数据包。

**优先级轮询（Priority with WRR, PWRR）** 结合了严格优先级和加权轮询的优点。它可以为不同的流量设置优先级，同时保证所有流量都能获得服务，避免了严格优先级调度中低优先级流量可能长期得不到服务的问题。

在不同的应用场景下，选择合适的调度策略非常关键。例如，在企业网络中，可能需要同时支持高优先级的业务流量（如VoIP）和普通的网络浏览流量。在这种情况下，使用PWRR或LLQ调度策略，可以确保在不影响高优先级应用性能的同时，也提供给其他流量合理的带宽分配。

在配置调度策略时，需要仔细分析网络中的流量模式以及关键应用的需求，然后制定出最合适的调度策略，以达到最佳的网络性能。

## 2.2 流量分类和标记

### 2.2.1 流量分类的技术和方法

流量分类是QoS中一个重要的概念，它涉及如何根据数据包的特征（如端口号、协议类型、源和目的IP地址等）识别并区分不同的网络流量。分类是流量管理的基础，因为只有先对流量进行分类，才能进一步对它们进行优先级标记、限制带宽或进行其他形式的优先级处理。

在中兴ZXR10 2850交换机上，流量分类可以通过多种方法实现：

- **基于ACL的分类**：访问控制列表（ACL）用于匹配特定的流量类型。管理员可以创建ACL规则来识别特定的流量特征，并将这些规则应用于QoS策略中。
- **基于NBAR的分类**：网络基础应用识别（NBAR）协议分析器是一种更先进的流量分类技术，能够识别应用层协议，包括加密流量和非标准端口的应用。
- **基于DSCP和TOS字段的分类**：DSCP（区分服务代码点）和TOS（类型服务）字段在IP头部中定义了流量的优先级。通过这些字段的值，可以区分流量并应用不同的QoS规则。

分类的实施方法取决于网络环境和管理需求。管理员应选择最适合网络特征和策略需求的方法，以便有效地识别和分类流量。

### 2.2.2 基于标记的流量控制

标记是QoS的一个重要环节，它允许网络设备识别并基于标记来实施相应的处理策略。标记通常与分类结合使用，以便为不同的流量赋予不同的优先级标签。

在中兴ZXR10 2850交换机上，标记可以通过以下方式实施：

- **DSCP标记**：通过修改IP包头中的DSCP字段，可以将流量标记为不同的服务类别，如EF（Expedited Forwarding）、AF（Assured Forwarding）等。
- **CoS标记**：802.1p标准定义了8个优先级（CoS值），通过修改数据帧头部中的CoS字段，可以为以太网流量设置优先级。

在配置标记时，需要决定哪些流量需要被标记以及如何标记。例如，VoIP流量通常会被标记为高优先级，以保证通话质量；而网络控制流量（如路由信息等）也会被标记，以确保网络稳定性。

在标记过程中，交换机根据配置的标记规则，自动为经过的流量打上相应的标记。随后，这些标记用于调度策略和流量控制，确保关键流量获得所需的优先级处理。

流量标记是QoS策略中的关键一环，它直接关系到网络流量如何被处理和转发。因此，在配置标记时，必须仔细考虑各种流量的优先级和网络的业务需求。

## 2.3 优先级设置与流量整形

### 2.3.1 优先级的配置与应用

为流量设置优先级是QoS的核心功能之一。优先级设置能够保证关键应用在资源有限的情况下获得足够的带宽，从而在高负载的网络环境中维持其性能。中兴ZXR10 2850交换机支持多种优先级设置，包括为队列、标记和特定应用配置优先级。

在中兴ZXR10 2850交换机上，优先级的配置涉及以下步骤：

1. **定义优先级**：首先，需要定义优先级类别，例如，可以定义4个优先级级别：高、中、低和最低。

2. **流量分类与标记**：根据流量的类型和重要性，对流量进行分类和标记。例如，可以设置VoIP流量标记为“高”优先级，而普通网页浏览流量标记为“中”或“低”。

3. **队列映射**：将标记的流量映射到不同的队列。通常，高优先级流量会被映射到优先队列（PQ）或低延迟队列（LLQ）中，而低优先级流量则分配到FIFO或WFQ中。

4. **配置调度策略**：根据优