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網(wǎng)絡擁塞控制不求人:利用QoS限制帶寬
2011-10-08   tt網(wǎng)絡

網(wǎng)絡服務質(zhì)量(QoS)既可以用來描述網(wǎng)絡某些應用的用戶體驗,也可以通過差異化網(wǎng)絡服務控制應用性能。面對一些網(wǎng)絡性能方面的挑戰(zhàn)(比如在廣域網(wǎng)連接中賦予VoIP高于其他網(wǎng)絡流量的優(yōu)先級),IT部門可以把QoS作為一種直截了當?shù)慕鉀Q方案,盡管這種方案可能需要在廣域網(wǎng)服務合同中添加條款,但它不用在網(wǎng)絡中增加新的設備。

使用QoS DSCP

差分服務代碼點(DSCP)占據(jù)IP頭中的6個比特位,通過它可以在廣域網(wǎng)層面上來管理QoS。DSCP采用64個可能值中的任意一個,也就是說最多允許64種QoS分類——超過任何人曾經(jīng)使用過的分類數(shù)目。事際上,對大多數(shù)QoS用戶來說,4個分類已經(jīng)足以滿足需要。

DSCP數(shù)位域標識出數(shù)據(jù)包所屬的特定交付分類,具體實現(xiàn)方法是企業(yè)為分類制定明確的交付目標。路由器和其它設備可以通過數(shù)據(jù)包隊列(本質(zhì)上就是緩沖區(qū))和相應算法,傳遞數(shù)據(jù)包,實現(xiàn)交付目標。一些推薦標準涉及到DSCP數(shù)位域的值(如RFC2474中列舉的),它們圍繞加速轉(zhuǎn)發(fā)(進一步描述可參見RFC3246)和確保轉(zhuǎn)發(fā)(RFC2597)定義了一些期望行為:加速轉(zhuǎn)發(fā)讓交付過程低丟包、低延時和抖動最小;確保轉(zhuǎn)發(fā)則保證無損交付。

RFC推薦使用DSCP值46來標記加速轉(zhuǎn)發(fā)分類(6位DSCP的二進制值為101110),它適用于諸如VoIP或IP會議的實時交互多媒體流;為確保轉(zhuǎn)發(fā)流量分配了包含12個標記值的集合,來保證不同等級的交付。

沒有開放標準來對QoS行為予以嚴格規(guī)定,因此供應商們各行其道。諸如AT&T、Verizon等廣域網(wǎng)服務供應商,它們可用的QoS分類數(shù)字及其含義各不相同。相同的DSCP值或許在兩個不同的供應商中代表不同的意思,同一個DSCP值可能表示有5個、7個或11個分類等等。某些情況下,單一供應商將會針對其不同的產(chǎn)品實施一些嚴格的管理方案。

采用QoS隊列策略

隊列策略本身并沒有標準。隊列策略僅僅是一種算法,告知網(wǎng)絡節(jié)點如何處理隊列中的數(shù)據(jù)包。如果隊列代表交付分類,隊列策略則負責保證DSCP標簽所代表的交付承諾。

通過隊列策略來利用QoS限制帶寬的核心策略如下:

公平隊列策略(FQ):它為數(shù)據(jù)流平均分配帶寬。FQ要求一個包等待其他包傳遞完畢后才能交付,所以FQ對QoS并沒有幫助。事實上除非你能保證從來沒有連接擁塞,否則FQ反而會妨礙QoS。

加權公平隊列策略(WFQ):通過加權為一些數(shù)據(jù)流分配更多帶寬,因此帶寬沒有被平均分配。

基于分類的加權公平隊列策略(CBWFQ):將數(shù)據(jù)流劃分成類,將帶寬分配給每一個類,并在每一類中采用WFQ。

基于優(yōu)先級的CBWFQ(P-CBWFQ) :添加嚴格的優(yōu)先級分類,因此路由器可以確保在某一隊列中等待的數(shù)據(jù)包總是先于其他隊列中的數(shù)據(jù)包被傳遞出去。

在系統(tǒng)中添加優(yōu)先級可以限制隊列的最大延時,從而使交付滿足實時流的要求,達到比沒有優(yōu)先級的方案抖動更小。不論有無優(yōu)先級,基于分類的方案保證轉(zhuǎn)發(fā)的同時,還實現(xiàn)了加速轉(zhuǎn)發(fā)。

確保優(yōu)先級符合廣域網(wǎng)環(huán)境

標記數(shù)據(jù)包可以在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)邊界的節(jié)點進行。比如,IP電話或PC終端可以標記流量是屬于加速轉(zhuǎn)發(fā)分類的,從而確保所有中間節(jié)點優(yōu)待這些數(shù)據(jù)包,使語音電話聽起來效果很棒。這樣做是將打標記的任務推給了生成和消耗流量的節(jié)點,進一步在網(wǎng)絡內(nèi)保證工作任務與設備無關。例如,windows 7可以使用組策略對象(GPO)進行帶外流量標記,標記可以根據(jù)源節(jié)點、目標節(jié)點、源應用以及其他東西。通過將每個本地應用標記為失效,把控制范圍限制在GPO內(nèi),這樣或許可以使更多組織信任來自終端節(jié)點的標記。

但是,如果局域網(wǎng)邊界的帶寬像大多數(shù)地方一樣大量地未被充分利用,那么聚合路由器或許有足夠的能力代替終端節(jié)點來打標記。如果你由于不使用GPO而使節(jié)點設備不可信,那么將打標簽工作放到核心層來進行,也可以確保它更好地處于IT部門的控制之下。

你也可以將打標簽工作放到廣域網(wǎng)邊界路由器,因為那里最可能存在擁塞問題,確實需要差異化服務。路由器可以根據(jù)策略進行標記和隊列操作,如果廣域網(wǎng)鏈接是曾經(jīng)發(fā)生擁塞的唯一地方,那么它們將是你必須為QoS進行配置的唯一網(wǎng)絡部分。

標記的基本策略是定義分類和相關的隊列策略行為,然后使用類似于防火墻的訪問控制列表,按照分類標記流量。你需要知道將要被標記的流量的網(wǎng)絡地址、端口或協(xié)議。

在購買其他解決方案之前嘗試一下QoS

如果實時應用正在遭受聚合廣域網(wǎng)鏈接中普遍存在的丟包、延時或抖動問題,利用QoS或許是最簡單、最便宜的解決方法。盡管它不是萬能的,但是對于一些問題,QoS是你已經(jīng)擁有、卻未曾知曉的解決方法。

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