一、QOS是什么
服务质量。对服务质量进行控制，比如是否保证传输，保证到什么程度，是否有丢包，延迟和抖动各自在什么程度等。
二、为什么需要QOS
1、拥塞：分为三种情况
(1)广域网链路
(2)整个网络带宽不够
(3)网络内部：双工不匹配、多对一交换炬阵、聚集、异常行为（网络风暴或数据包风暴）
2、延迟
(1)固定延迟:包含编解码时间、电光信号沿介质传输到接收方所需要的时间
①数据包化延迟：对信号进行分段、采样、编码、数据处理，将数据转化为数据包的时间
②处理延迟：网络设备将数据帧从输入接口中取出，将其放入接收队列，再将它放到出站接口输出队列所需要的时间
③串行化延迟：将封装在数据帧中的数据包的比特放到物理介质上所需要的时间
④传播延迟：通过物理介质传输数据帧中的比特所需要的时间
(2)可变延迟：队列化延迟
注：QOS所能控制的是可变部分的队列化延迟，进而能够影响关键业务流的整体处理延迟，从而也影响了关键业务流的整个传播延迟
3、抖动
发生抖动的情况有下列两种：
(1)抖动缓冲区欠载
(2)抖动缓冲区过载
4、丢包
发生丢包的场合：输出队列已满
三、园区网QOS应用
1、Voip：要求延迟低、抖动稳定
2、SAN存储网络：要求低丢包率，对抖动不太敏感
3、其它
四、QOS能做什么
1、对特定数据流优先转发，减缓拥塞
2、减少特定数据流的队列化延迟，影响其固定延迟
3、通过流量×××，减少特定数据流的抖动
4、应用×××、分类、队列、策略保证特定数据流的不丢包
5、其它
五、QOS三种大的类别
1、不做QOS：FIFO先进先出，尽力而为的传输
2、端到端同一种策略的服务：集成服务模型。通过在两个端点和所有中间设备上启用一种协议(rsvp),为每个数据流预留一定的带宽，从而保证端到端的应用服务。具体过程是：启用了RSVP的应用向网络设备发出其流量配置请求，网络设备根据自身可用的网络资源和应用请求信息进行响应，允许或者拒绝应用的带宽和延迟请求。只要应用发送的通信流遵循了配置文件中的规定，网络将承诺满足其QOS需求。每个流都必须经过许可控制过程。
3、不同的网络设备不同的QOS策略：差分服务模型。通过分类、标记、队列等一系列策略QOS，设备间各自独立，不用跑协议。
六、两种QOS模式的优劣（不讨论FIFO）
1、集成服务模型
(1)优点：真正意义上的端到端QOS保证；集中管理服务和许可控制
(2)缺点：为每个流预留带宽，非常耗资源；每个网络设备都要发送协议数据，占用网络带宽；因为现实中的网络具有管理的区域性，端到端同一的策略无法实行。这个其实不是技术本身的不足，而是出于成本、现实可行性的考虑。
2、差分服务模型
(1)优点：基于类的控制，多个流可归为同一类，节省设备资源，简化了配置；应用在发送数据前不显示的通知网络设备，不占用链路带宽；
(2)缺点：不能保证该QOS策略在整个网络中得到应用；每个设备都得配置
七、差分服务的标记(DSCP)
1、保证转发
(1)概念：AF(Assured Forwarding):根据DSCP值来定义提供不同服务的类别。
(2)类别：AF1X~~AF4X，优先级递增。前三位为类别或优先级，后三位为丢弃概率
2、快速转发
含义：相当于PQ,最优先传输
八、Catalyst Qos一览
1、QOS实施全过程
已经分过类的数据包入站－－接口进行流量控制，策略限速或×××－－标记，修改DSCP/优先级/cos－－队列－－拥塞避免－－拥塞管理
2、一个实例
ASW1(config)#int f0/2
ASW1(config-if)#switchport mode access
ASW1(config-if)#mls qos trust device cisco-phone 信任DSCP值为46的思科IP电话
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 1 0 1 将cos值1和2的数据包加入到队列1
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 2 2 3
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 3 4 6 7
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 4 5
ASW1(config-if)#priority-queue out 启用严格优先级队列
ASW1(config-if)#spanning-tree portfast
九、分类
1、含义：以特定优先级或预定的参数来区分帧或数据包
2、作用：决定内部DSCP值.Catalyst 交换机通过内部DSCP值进行QOS数据包处理，包括策略和调度
3、分类的方法
(1)按接口的信任模式
(2)按接口的手工分类
(3)按数据包(基于访问列表)
(4)NBAR基于网络的应用识别
4、信任边界和配置
(1)信任配置：信任数据包中原有的分类
(2)信任方法：如果原有数据包中的分类是基于DSCP，则直接修改内部DSCP值为原数据包的值；如果原有数据包中的分类是基于IP优先级或COS，则会将它们以8的倍数映射到内部DSCP;不信任时所有的原数据包的DSCP值都会被设置为0.
mls qos trust dscp/cos/ip-precedence 信任所有通信流的QOS分类参数
mls qos map cos-dscp ** 修改COS到DSCP的映射 mls qos map ip-prec-dscp **
(3)配置方法：
ASW1(config)#mls qos
ASW1(config)#access-list 100 permit tcp any 10.1.1.0 0.0.0.255
ASW1(config)#class-map match-all Voice-subnet
ASW1(config-cmap)#match access-group 100
ASW1(config-pmap-c)#trust dscp
ASW1(config-pmap)#int f0/2
ASW1(config-if)#service-policy input Ingress-Policy
这个配置只信任从F0/2收到的、到10.1.1.0/24的所有TCP通信流的入站DSCP。对于其他入站通信流，交换机将其内部DSCP设备为默认值0.
5、手工分类
ASW1(config)#mls qos
ASW1(config)#access-list 100 permit tcp any 10.1.1.0 0.0.0.255
ASW1(config)#class-map match-all cisco
ASW1(config-cmap)#match access-group 100
ASW1(config)#policy-map AAA
ASW1(config-pmap)#class cisco
ASW1(config-pmap-c)#set dscp af43
ASW1(config)#int vlan 10
ASW1(config-if)#service-policy output AAA
呵呵，大概是这个样子，不过这个配置没多大实际意义
6、NBAR智能分类
(1)分类基础：第7层信息，例如应用类型、URL以及动态分配TCP、UDP端口的其他协议
(2)配置实例
ASW1(config)#class-map NBAR
ASW1(config-cmap)#match protocol arp
ASW1(config)#policy-map NEW
ASW1(config-pmap)#class NBAR
ASW1(config-pmap-c)#set dscp af11
ASW1(config)#interface vlan 10
ASW1(config-if)#service-policy output NEW
十、标记
1、含义：修改入站帧的DSCP、COS或IP优先级
2、实质：修改数据包的DSCP值，进而影响内部DSCP值。因为交换机将根据新的而不是原来的DSCP值或COS值来决定内部DSCP值，所以这些命令的执行结果相当于分类
3、其他：也可用于控制流量，如超过指定速率后，将帧的DSCP标记为更低的值
4、配置：在接口上配置或使用策略映射
(1)接口配置(针对所有流量)
ASW1(config-if)#mls qos cos ?
<0-7> class of service value between 0 and 7
override override keyword
(2)策略映射
ASW1(config)#access-list 100 permit tcp any 10.1.1.0 0.0.0.255
ASW1(config)#class-map match-all Voice-Subnet
ASW1(config-cmap)#match access-group 100
ASW1(config)#policy-map Ingress-Policy
ASW1(config-pmap)#class Voice-Subnet
ASW1(config-pmap-c)#set ip dscp 45
ASW1(config-if)#service-policy input Ingress-Policy
十一、流量的控制与调节
1、整型
(1)含义：测量通信流的速率，并推迟或缓冲超额通信流的传输，确保通信流的速率不超过指定的值。
(2)作用：×××平滑超额突发流量，进而生成平衡的通信流
(3)用处：对延迟敏感的通信流（例如语音、视频和存储）无用，但对于突发性TCP流很有用。
2、策略
(1)含义：测量通信流的速率，对超过指定速率的通信流采取特定措施，不推迟或缓冲通信流，而通常代之于丢弃，但也可采取其他措施，如信任和标记
(2)机制：泄漏的令牌桶算法
(3)参数：速率、突发量、合规措施、超额措施、违规措施
(4)类型：单一策略器、聚合策略器、微流策略
police 定义单一策略器和微流策略器
mls qos aggregate-policer 定义聚合策略器
(6)实例：
ASW1(config)#class-map match-all MATCH-UDP
ASW1(config-cmap)#match access-group 101
ASW1(config)#policy-map LIMIT-UDP
ASW1(config-pmap)#class MATCH-UDP
ASW1(config-pmap-c)#police 1536000 20000 conform-action exceed-action drop
ASW1(config-if)#service-policy input LIMIT-UDP
十二、拥塞管理
1、含义：出站时的队列及其调度机制
2、方法：FIFO/WRR/SRR/PQ/CQ
3、FIFO：默认排队机制，交换机将所有出站帧加入到同一个队列中，不考虑其类别，调度机制为先进先出
4、WRR加权循环队列
(1)队列机制：分多个队列，并为每个队列分配不同的权重值，根据权重值分配不同的带宽资源
(2)调度机制：循环调用
(3)优缺点：好处是每个队列都能够得到传输，不足是不能100%保证关键业务如语音通信的服务
(4)配置举例
ASW1(config)#mls qos
ASW1(config)#interface f0/0
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 1 1 0 1 给队列指定出站COS值和队列罚值的对应关系。交换机使用拥塞避免罚值设备COS映射。每个队列都得执行这一步。队列1为低优先级队列，队列N为严格优先级队列。
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 2 2 3 cos值3对应到队列2罚值为2
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 2 1 4 cos值4对应队列2罚值为1
ASW1(config-if)#priority-queue cos-map 3 1 5 7 将队列3设置为严格优先级队列
ASW1(config-if)#wrr-queue bandwidth 50 75 队列1权重为50，队列2权重为75，权重范围为1~255
ASW1(config-if)#wrr-queue queue-limit 100 50 定义队列长度的比例，划分缓冲区。取值范围为1~100%。
(5)Catalyst 2950全局应用WRR配置，6500和3500应用于接口；2970和3750使用专用的WRR特性SRR来实现拥塞管理；4000和4500不使用WRR来进行拥塞管理
5、SRR(Shaped Round Robin,×××循环队列)
(1)含义：为每个队列限速，并进行循环调度
(2)模式：两种，×××模式和共享模式。区别在于后者的出站队列不局限于该限定的带宽，如果其他队列没有需要发送的流量，单个队列能够消耗整个带宽。两种模式可以混合配置
(3)支持：Catalyst 2970/3560/3750支持出站队列的SRR
(4)配置：
ASW1(config)#int f0/0
ASW1(config-if)#srr-queue bandwith shape 20 0 0 0 队列1用×××模式，带宽为20%，其他三个队列工作在共享模式(必须这样配)
ASW1(config-if)#srr-queue bandwith share 20 30 25 25 各个队列发送数据包的频率比例，范围为1~255
6、优先级队列PQ
(1)含义：只有这个队列的数据包传输完毕之后才能传输其他队列
(2)应用：语音应用
(3)支持：大多数交换机都支持单个出站队列为严格优先级队列
(4)配置：
DSW1(config-if)#priority-queue cos-map 3 1 5 7 运行IOS的6500交换机
ASW1(config-if)#priority-queue out 3550交换机上在队列4上启用严格优先级队列
4000和4500系列交换机通过在接口tx-queue 3上使用命令priority high将可以在队列3上启用严格优先级队列
7、自定义队列CQ
(1)含义：为每种通信流保留一定比例的接口带宽，队列间共享
(2)应用：适用于WAN接口
(3)缺点：静态手工配置，不能自动适应网络变化
十三、拥塞避免(丢弃技术)
1、尾丢弃
(1)含义：当队列满了后来的数据包就全被丢弃
(2)特点：平等对待所有通信流，不管其DSCP值大小
(3)缺点：影响TCP会话，造成全局同步，拥塞波形成锯齿状，在此期间，链路带宽得不到充分利用
2、WRED加权随机早期检测
(1)含义：在输出缓冲区达到指定的罚值后开始随机地丢弃某些类别的数据包，以避免拥塞
(2)实质：WRR基础上的RED
(3)应用：非常适用于TCP流，而不适用于其他类型的通信流，如UDP流和语音通信流
(4)配置：wrr-queue threshold 1 80 100或
wrr-queue random-detect min-threshold 1 50 70
wrr-queue random-detect max-threshold 1 75 100
(5)示例：
ASW1(config-if)#wrr-queue bandwith 50 75
ASW1(config-if)#wrr-queue queue-limit 100 50
ASW1(config-if)#wrr-queue random-detect min-threshold 1 50 70 这个是什么意思？
ASW1(config-if)#wrr-queue random-detect max-threshold 1 75 100 这个呢
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 1 1 0 2
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 1 2 3
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 2 1 4
ASW1(config-if)#wrr-queue cos-map 2 2 6
priority-queue cos-map 1 1 5 7
rcv-queue cos-map 1 1 0 这个也不明白？
十四、多层交换网络中的QOS
1、分类一般在第二层边缘上执行，其他地方只需信任即可，因为同属于一个园区网，标记实际上也是重新分类
2、流量策略和流量×××一般在连接园区主干的边缘子模块实行，也是分布层的可选项
3、拥塞管理在整个园区网的网络设备上都得执行，是必选项
4、拥塞避免和拥塞管理一样在整个园区网的网络设备上都得执行，但是是可选项