路由器/ 交换机的QOS教程

目 录

1 什么是 Qos...................................................................2

2 为什么需要 Qos...........................................................3

3 Qos 的业务分类和业务模型.......................................3

3.1 best-effort..............................................................................................................................3

3.2 Inte-Srv..................................................................................................................................3

3.3 Diff-Srv.................................................................................................................................4

4 qos 特性........................................................................4

4.3.4 WFQ.........................................................................................................................11

4.3.5 CBWFQ....................................................................................................................14

4.3.6)RTP..........................................................................................................................17

4.3.7 综合比较上述队列算法比较.................................................................................19

4.4 拥塞避免.............................................................................................................................21

4.5 流量监管与整形.................................................................................................................22

4.5.1 CAR..........................................................................................................................22

4.5.2 GTS 介绍.................................................................................................................24

4.6 物理接口的速率限制.........................................................................................................26

4.7 Link 效率机制....................................................................................................................26

Qos 对我们关注的某些类型应用、服务的数据报文在网络传输过程中提供保障！以保证在

网络带宽不足的时候保证关键业务的通信！

2 为什么需要 Qos

随着因特网的普及，网络和人们生活的关系愈加密切，多样化的业务（数据、语音、视频

等）应运而生。通常，这些业务对于通信条件的要求各不相同：数据业务对传递的可靠性

要求非常高，误码率是最重要的指标，但可以容忍一定的时延；而语音和视频这类业务具

有流量大、延续性、实时性和相关性等特点，时延会造成语音的变声、变调和视频的马赛

克等现象，因此对传输时延和抖动要求非常严格，等等。

我们传统 IP 网络只能提供“尽力而为”服务，所有业务流公平的竞争网络资源，很难保证每

类业务的通信要求，这也是引发研究 QoS 的本质原因。

3.1 best-effort

Best-Effort Service 是一种单一服务模型，也是最简单的服务模型，应用程序可以在任何时

候发出任意数量的报文，不需要事先获得批准也不需要通知网络，网络尽最大的可能性来

发送报文，但对时延可靠性等性能不提供任何保证，Best-Effort 服务是现在 Internet 的缺省

服务模型，通过先入先出/FIFO 队列来实现。

3.2 Inte-Srv

Intserv 是一个综合服务模型，它可以满足多种 QoS 需求。这种服务模型在发送报文前，需

要向网络申请特定的服务。这个请求是通过信令/signal 来完成的，应用程序首先通知网络

它自己的流量参数和需要的特定服务质量请求，包括带宽、时延等，应用程序一般在收到

网络的确认信息，即网络已经为这个应用程序的报文预留了资源后，发送报文。

有较高要求。传送 QoS 请求的信令是 RSVP（Resource Reservation Protocol），它通知路由

器应用程序的 QoS 需求。

3.3 Diff-Srv

Diffserv 即区别服务模型，它可以满足不同的 QoS 需求。与 Integrated service 不同，它不需

要信令，即应用程序在发出报文前，不需要通知路由器。网络不需要为每个流维护状态，

它根据每个报文指定的 QoS，来提供特定的服务。可以用不同的方法来指定报文的 QoS，

如 IP 包的优先级/Precedence、报文的源地址和目的地址等。网络通过这些信息来进行报文

的分类、流量整形、流量监管和排队。

这三种模型中，只有 Intserv 与 Diffserv 能提供多服务的 IP QoS 保障。其中，Intserv 具有面

向连接的特点，这与 IP 本身无连接特性是不符合的，容易导致网络的复杂化；在实现的时

4.1 data flow 的分类与标记

流量分类是将数据报文划分为多个优先级或类。如使用 IP 报头的 ToS（Type of service）字

段 的 前 3 位 ， 即 IP 优 先 级 来 标 记 报 文 ， 可 以 将 报 文 最 多 分 成 8 类 ； 也 可 以 使 用

DSCP（Differentiated Services Codepoint）ToS 域的前 6 位，则最多可分成 64 类。

在报文分类后，就可以对不同的分类应用不同的 QoS 特性，实现基于类的拥塞管理、流量

整形等。

网络管理者可以设置报文分类的策略，这个策略除可以包括 IP 报文的 IP 优先级或 DSCP 值、

802.1p 的 CoS 值等带内信令，还可以包括输入接口、源地址、目的地址、MAC 地址、IP

协议或应用程序的端口号等。

4.2 拥塞管理

送出去。

不 同 的 队 列 算 法 用 来 解 决 不 同 的 问 题 ， 并 产 生 不 同 的 效 果 。 常 用 的 队 列 有

FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、RTP 优先队列等。

4.3 常见的队列算法机制与原理

4.3.1 FIFO

FIFO——First-InFirst-Out/先进先出队列，它不对报文进行分类，当报文进入接口的速度大

于接口能发送的速度时，FIFO 按报文到达接口的先后顺序让报文进入队列，同时，在队列

的出口让报文按进队的顺序出队。这是一种尽力而为的服务。

图（1）：Fifo 队列原理模型

绝大多数厂家的路由器，包括锐捷的路由器在内，不进行任何有关 Qos 的配置时，默认在