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了解服务级别如何管理网络拥塞和控制服务级别

通常,IP 路由器会独立转发数据包,对吞吐量或延迟没有任何控制。这就是众所周知 的“尽力 服务”。这项服务与网络设备和链路一样好,对于许多强调数据交付的传统 IP 应用(如电子邮件或 Web 浏览)来说,结果令人满意。但是,与简单的尽力服务相比,实时视频和音频(或语音)等 IP 应用需要的延迟、抖动和丢失参数更低。

当网络遇到拥塞和延迟时,必须丢弃一些数据包。瞻博网络 Junos 操作系统 (Junos OS) 服务等级 (CoS) 允许您为等级分配流量,并在发生拥塞时提供不同级别的吞吐量和丢包情况。

CoS 是指将流量分配到不同的服务级别。服务提供商可以使用基于路由器的 CoS 功能来定义服务级别,以便为由特定流量服务的特定应用程序提供不同的延迟、 抖动 (延迟变化)和数据包丢失特征。

路由器不能为了提供 CoS 功能而牺牲尽最大努力的转发性能,因为这只会将一个问题换成另一个问题。启用 CoS 功能后,路由器必须能够更好地处理关键数据包以及尽力而为的流量流提供支持,即使在拥塞期间也是如此。网络吞吐量由可用带宽和延迟的组合决定。CoS 保证专用于服务等级的最低带宽。

CoS 对网络延迟的主要影响是排队延迟,而数据包通常按到达顺序排队等待输出,而不受服务等级的影响。排队延迟随网络拥塞而增加,当队列缓冲区溢出时,通常会导致数据包丢失。整体网络延迟的其他两个要素(由链路速度决定的串行传输延迟)和由介质类型决定的传播延迟,并非由 CoS 设置决定。

对于承载 IPv4、IPv6 和 MPLS 流量的接口,您可以配置 Junos OS CoS 功能,为不同的应用程序提供多种服务等级。在路由设备上,您可以为传输数据包配置多个转发等级,定义将哪些数据包放入每个输出队列,为每个队列安排传输服务级别,以及使用随机早期检测 (RED) 算法管理拥塞。

Junos OS CoS 功能提供了一套机制,当尽力流量交付不足时,您可以使用这些机制提供差异化服务。在设计 CoS 应用程序时,必须仔细考虑服务需求,并且必须彻底规划和设计您的 CoS 配置,以确保 CoS 域中所有路由设备的一致性。您还必须考虑 CoS 域中的所有路由设备和其他网络设备,以确保所有设备之间的互操作性。

CoS 应用程序

您可以配置 CoS 功能以满足多个应用程序的需求。由于组件通用,因此您可以在多个路由设备中使用单个 CoS 配置语法。CoS 机制适用于两类广泛的应用程序。这些应用程序可以在 盒子中整个网络中被称为。

本机应用程序 使用 CoS 机制对通过网络上单个节点的数据包提供特殊处理。您可以监控每个接口上的传入流量,使用 CoS 为某些接口(即向某些客户)提供首选服务,同时将提供的服务限制在其他接口上。您还可以按数据包的目标过滤传出流量,从而为某些目标提供首选服务。

跨网络应用程序 使用 CoS 机制为网络中一组节点中的不同等级的数据包提供差异化处理。在这些类型的应用中,通常您可以控制到路由域的入口和出口路由设备,以及域内所有路由设备。您可以使用 Junos OS CoS 功能修改通过域传输的数据包,以指示数据包在域中的优先级。

具体来说,您可以修改数据包标头中的 CoS 代码点,将这些位重新映射到与服务级别对应的值。将域中的所有路由设备配置为将优先级位与特定服务级别相关联时,跨域传输的相同代码点的数据包将收到从入口点到出口点的相同服务级别。要使 CoS 在这种情况下发挥作用,域上所有路由设备之间的代码点与服务级别之间的映射必须相同。

Junos OS CoS 应用程序支持以下一系列机制:

  • 差异化服务 (DiffServ) — CoS 应用程序支持 DiffServ,后者在 IPv4 和 IPv6 数据包标头的差异化服务字段中使用 6 位差异化服务代码点 (DSCP)。对于 IPv6,DSCP 称为 流量类。配置使用 DSCP 值来确定与每个数据包关联的转发类。IPv4 流量也可以使用 3 位 IP 优先级位对流量进行分类。

  • 第 2 层到第 3 层 CoS 映射 — CoS 应用程序支持将第 2 层 (IEEE 802.1p) 数据包标头映射到路由设备转发类和丢失优先级值。

    第 2 层到第 3 层 CoS 映射涉及基于第 2 层标头中的信息设置转发类和丢失优先级。输出涉及将转发类和丢失优先级映射到第 2 层特定标记。您可以同时标记第 2 层和第 3 层标头。

  • MPLS EXP — 支持配置 MPLS 实验 (EXP) 位设置与路由设备转发类的映射,反之亦然。

  • VPN 外部标签标记 — 支持基于 MPLS EXP 映射设置外部标签 EXP 位,也称为 CoS 位。

CoS 标准

Junos OS 服务等级 (CoS) 功能标准在以下 RFC 中定义:

  • RFC 2474, IPv4 和 IPv6 报头中差异化服务字段的定义

  • RFC 2597, 保证转发 PHB 组

  • RFC 2598, 加速转发 PHB

  • RFC 2698, 双速率三色标记