Quality of Service (QoS)研究报告.doc

QoS优先级详解 ? ?在QoS的分类流程中最关键的是对各种不同包配置不同的优先级，对流入交换机的数据包按优先级排列，然后交换机就会根据这个优先级值执行相应的QoS行为。而对数据包进行优先级排列的第一步就要对数据包进行分类。分类规则可以使用VLAN帧中的802.1p优先级、IP报文头的ToS（Type of Service，服务类型）字段的优先级位，识别出不同优先级特征的流量；也可以由网络管理者设置流分类的策略，例如综合源地址、目的地址、MAC地址、IP协议或应用程序的端口号等信息对流进行分类。一般的分类依据封装报文的头部信息，使用报文的内容作为分类的标准是比较少见的。分类的结果是没有范围限制的，它可以是一个由五元组（源地址、源端口号、协议号、目的地址、目的端口号）确定的狭小范围，也可以是到某网段的所有报文。 10.1.2 二层VLAN帧中的优先级 ? ? ? 二层帧中的优先级是专门针对VLAN帧的，因为普通二层帧中是不携带有优先级字段的。VLAN帧中的优先级那就是我们通常所说的802.1p优先级（由IEEE 802.1p协议定义），位于VLAN帧中的“802.1Q Tag”字段的“PRI”子字段中，如图10-1所示。 图10-1 VLAN帧中的802.1p优先级字段? ? ? IEEE 802.1p是IEEE 802.1Q（VLAN标签技术）标准的扩充协议，它们协同工作。IEEE 802.1p的出现，使得第二层交换机能够提供流量优先级和动态组播过滤服务，其中流量优先级规范工作在媒体访问控制（MAC）层，组播流量过滤功能可确保该流量不超出第二层交换网络范围。 ? ? ?IEEE 802.1Q标准定义了为以太网 MAC 帧添加的标签，但并没有定义和使用优先级字段，而使用IEEE 802.1p修改后的以太网MAC帧的以太网协议头中则定义了该字段。802.1p优先级位于二层VLAN帧头部，适用于不需要分析三层报文头，而需要在二层环境下保证QoS的场合。4个字节的802.1Q标签头包含了2个字节的TPID（Tag Protocol Identifier，标签协议标识，取值为0x8100）和2个字节的TCI（Tag Control Information，标签控制信息），参见图10-1。 ? ? ? TCI部分中PRI子字段就是802.1p优先级，也称为CoS优先级。它由3位组成，取值范围为0~7，共可表示8个优先级。其中，最高优先级为7，应用于网络管理和关键性网络流量，如路由选择信息协议（RIP）和开放最短路径优先（OSPF）协议的路由表更新；优先级6和5主要用于延迟敏感（delay-sensitive）应用程序，分别对应交互式语音和视频；优先级4到1主要用于受控负载（controlled-load）应用程序、流式多媒体（streaming multimedia）、关键性业务流量（business-critical traffic），如SAP 数据和后台流量。优先级0是默认值，并在没有设置其它优先级值的情况下自动启用。 10.1.3 三层IP报文中的优先级 ? ? ? 上面介绍的二层VLAN帧优先级比较简单，就是由PRI子字段的三位来标识，共有8种优先级，但在三层IP报文中，优先级的描述就要复杂许多，并且在不同时期出现了两种不同的优先级类型和不同的标识方法。 1．ToS字段标的IP优先级 ? ? ? 在早期的RFC 791标准中，IP数据包是依赖ToS（Type of Service，服务类型）字段来标识数据优先级值的。ToS是IP数据包中的IP报头中的一个字段（共1个字节），用来指定IP包的优先级，设备会优先转发ToS值高的数据包。 ToS字段共一个字节（8位），包括三个部分：0~2共三位用来定义数据包的IP优先级（IP Precedence）、ToS和最后一个固定为0的位，如图10-2所示。 图10-2 ?IP包头中的ToS字段结构l ?IP Precedence部分 ? ? ?IP优先级部分共三位，取值范围为0~7（值越大，优先级越高）。用名称表示时，这8个取值分别为routine（普通，值为000）、priority（优先，值为001）、immediate（快速，值为010）、flash（闪速，值为011）、flash-override（急速，值为100）、critical（关键，值为101）、internetwork control （网间控制，值为110）和network control（网络控制，值为111），分别对应于数字0~7。 ? ? ? 在以上IP优先级值中，6和7一般保留给网络控制数据使用，比如路由；5推荐给语音数据使用；4推荐由视频会议和视频流使用；3推荐给语音控制数据使用；1和2推荐给数据业务使用；0为默认