夏衛(wèi)虎

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.19.013

摘 要：QoS （Quality of Service）是一種基本的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，它的基本理念是為終端用戶提供最理想的會(huì)話體驗(yàn)，為此，QoS需要協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)資源之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。該文對(duì)QoS技術(shù)的基礎(chǔ)概念、工具集作了簡(jiǎn)要介紹，接著從接入層限速和視頻會(huì)議預(yù)留帶寬的角度，給出可行的解決方案，就QoS在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)如何應(yīng)用進(jìn)行探索和分析，探討QoS技術(shù)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理中的重要意義。

關(guān)鍵詞：QoS 網(wǎng)絡(luò)資源 內(nèi)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（a）-0013-02

傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)主要承載的是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有著平滑、對(duì)丟包不敏感、對(duì)延遲不敏感的特征，所有的流量采用盡力傳送的方式，不為網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)質(zhì)量保障，對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，這樣的服務(wù)是足夠了。但隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各類網(wǎng)絡(luò)流量在不斷融合，網(wǎng)絡(luò)的特征也日趨復(fù)雜，隨著移動(dòng)設(shè)備和無線訪問的普及，新興媒體產(chǎn)生的語音、視頻流量呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，相比數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這些流量具有交互性、突發(fā)性、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，同時(shí)屬于實(shí)時(shí)流量，采用盡力而為的方式往往導(dǎo)致實(shí)時(shí)應(yīng)用出現(xiàn)延遲抖動(dòng)、丟包率高的問題，這一切都給網(wǎng)絡(luò)流量的傳輸和管理提出了更高的要求。

1 QoS基本概念

QoS技術(shù)可以在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)一種可控不平等的處理方式，通過對(duì)數(shù)據(jù)流的分析和分類，對(duì)不同數(shù)據(jù)包執(zhí)行不同級(jí)別的處理。QoS主要有集成服務(wù)和區(qū)分服務(wù)兩種模式，集成服務(wù)模式要求所有節(jié)點(diǎn)都服從自己提出的資源預(yù)留需求，而區(qū)分服務(wù)模式可以在動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中為不同的流執(zhí)行準(zhǔn)入控制，更適用于帶寬資源寶貴的網(wǎng)絡(luò)。

QoS需要一系列工具來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類型流量的處理，總地來說，QoS工具主要分為以下幾類。

（1）分類和標(biāo)記工具：設(shè)備會(huì)對(duì)會(huì)話和數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析，以判斷這個(gè)會(huì)話屬于哪種類型的流量，并以此決定應(yīng)該對(duì)這個(gè)流中的數(shù)據(jù)包執(zhí)行什么樣的策略。

（2）限速和整形工具：將某一特定比例的網(wǎng)絡(luò)資源分配給某一特定類型的流量。當(dāng)流量超過了可用網(wǎng)絡(luò)資源的限制，有一部分流量就會(huì)有選擇地丟棄、推遲發(fā)送或者重新進(jìn)行標(biāo)記，以免出現(xiàn)擁塞。

（3）擁塞管理和調(diào)度機(jī)制工具：當(dāng)流量超過了可用的網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)，它就會(huì)被置入隊(duì)列中等待可用資源的處理。

2 QoS技術(shù)在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的探索

QoS不僅是互聯(lián)網(wǎng)中所關(guān)注的問題，同時(shí)也是企業(yè)內(nèi)網(wǎng)需要研究的重要課題，即如何在現(xiàn)有的帶寬上提供必要的服務(wù)質(zhì)量支持。該文接下來結(jié)合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)接入層、企業(yè)視頻會(huì)議系統(tǒng)的角度，提供解決途徑。

2.1 企業(yè)網(wǎng)接入層QoS實(shí)踐

企業(yè)接入層交換機(jī)的QoS角色是在邊界區(qū)分和管理流量，并管理數(shù)據(jù)包丟失。企業(yè)的的一些員工往往會(huì)利用公司網(wǎng)絡(luò)下載一些電影、玩游戲等非工作內(nèi)容，作為接入層，所有端口接入方向的總帶寬可能會(huì)超過上行鏈路的帶寬，多個(gè)入向端口同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包到上行鏈路端口可能會(huì)造成擁塞，為避免發(fā)生這種情況，需要在接入層配置QoS策略。

在接入層交換機(jī)上配置QoS主要有以下5步。

（1）啟用全局QoS。

switch（config）#mls qos

（2）設(shè)置ACL匹配的流量。

switch （config）#ip access-list standard 10

switch（config-std-nacl）#permit ip 源地址或地址范圍

（3）設(shè)置class-map，來匹配ACL。

switch（config）#class-map ratelimit

switch（config-cmap） #match access-group 10

（4）設(shè)置policy-map匹配class-map，定義信任DSCP模型并設(shè)定5 M帶寬最高限速。

switch（config）##policy-map ratelimit

switch（config-pmap）#class ratelimit

switch（config-pmap-c）#trust dscp

switch（config-pmap-c）#police 5000000 500000 exceed-action drop

（5）將policy-map應(yīng)用到上行鏈路接口。

switch（config）#service-policy input ratelimit

上述QoS配置策略中的標(biāo)準(zhǔn)ACL還可配置為擴(kuò)展ACL，對(duì)需要管理的流量進(jìn)行目的地址細(xì)化。雖然在接入層部署QoS的首要目標(biāo)是在防止正常流量導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)擁塞，但QoS策略也具有一種戰(zhàn)略性作用，那就是為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供一層額外的安全保護(hù)，特別是在網(wǎng)絡(luò)中存在拒絕服務(wù)（DOS）攻擊和蠕蟲攻擊的情況下，限速可以保護(hù)交換機(jī)的CPU，使其不會(huì)因?yàn)樘幚碇袛喽鴽]有足夠的時(shí)間周期轉(zhuǎn)發(fā)流量最終導(dǎo)致宕機(jī)，降低遭受這類攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 企業(yè)視頻會(huì)議QoS實(shí)踐

在現(xiàn)有企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，融合語音、視頻和數(shù)據(jù)通信的視頻會(huì)議系統(tǒng)能為企業(yè)縮減大筆商務(wù)開支。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展以及音視頻編解碼技術(shù)的日益成熟，視頻會(huì)議系統(tǒng)從模擬、標(biāo)清階段，慢慢邁向高清時(shí)代。高清視頻會(huì)議既能讓與會(huì)者清楚地聽到對(duì)方的聲音，又能實(shí)時(shí)看到對(duì)方會(huì)議的場(chǎng)景，還可以在實(shí)時(shí)會(huì)議中發(fā)送和接收演示文檔、音視頻文件，大幅改善了與會(huì)者在視覺、聽覺上的感官體驗(yàn)，但其對(duì)服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。

根據(jù)高清視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，配置為1080P60雙流模式的高清視頻會(huì)議通過各類編解碼器可以將高清視頻流壓縮到5 Mbps以下，但這類高壓縮率的壓縮技術(shù)也有缺點(diǎn)，那就是這類算法對(duì)于丟包極為敏感。因此，信息遺失的效果都會(huì)被放大，比如，如果一個(gè)經(jīng)歷了高壓縮率的數(shù)據(jù)包在傳輸過程中被丟棄，那么在到達(dá)對(duì)方會(huì)場(chǎng)后，視頻就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大大的塊狀馬賽克。

為保證視頻會(huì)議質(zhì)量，可以在企業(yè)核心交換機(jī)和路由器上配置預(yù)留帶寬的QoS策略，帶寬預(yù)留是指在召開視頻會(huì)議時(shí)有帶寬可供使用，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備識(shí)別出數(shù)據(jù)包流后，為這一類數(shù)據(jù)流保留一定數(shù)量的帶寬，未召開視頻會(huì)議時(shí)并沒有為視頻數(shù)據(jù)流保留帶寬，從而有效利用網(wǎng)絡(luò)資源。以下為在路由器上配置帶寬預(yù)留的QoS的參考配置：

（1）指定端口帶寬，綁定MQC策略。

router（config-if）#bandwidth 10000000

router（config-if）#service-policy output video

（2）預(yù)留帶寬5M帶寬，匹配視頻會(huì)議流量。

router（config-if）#ip rsvp bandwidth 5000000

router（config-if）#ip rsvp signaling DSCP 34

該文通過對(duì)QoS技術(shù)在內(nèi)網(wǎng)實(shí)踐的探索，認(rèn)為QoS通過分類、標(biāo)記、限速、整形、隊(duì)列管理、分配帶寬、準(zhǔn)入控制等措施，能有效解決局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的延遲、抖動(dòng)、丟包的問題，從而合理利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的處理器、緩存、帶寬和內(nèi)存資源，同時(shí)提高企業(yè)內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁雯.Qos技術(shù)在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2011（12）：56.

[2] 李晶晶，黃東軍.OSGi及其QoS獲益驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)軟件體系結(jié)構(gòu)研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2008，27（6）：8-11.

[3] 謝海波，王海燕，徐惠民.無線局域網(wǎng)QoS技術(shù)發(fā)展研究[J].現(xiàn)代電信科技，2005（7）：50-53.