В современных сетях передается множество различных типов трафика, таких как голос, видео, данные и т.д. Некоторые типы трафика более важны, чем другие, и должны быть обслужены с более высоким приоритетом, чтобы обеспечить их надежную и эффективную передачу. Это особенно важно для критичных приложений, таких как VoIP, видеонаблюдение и т.п. Настройка политик QoS (Quality of Service) на коммутаторах в локальной сети необходима для обеспечения оптимального использования сетевых ресурсов и предоставления качественного обслуживания различным видам трафика.
Цель настройки политик QoS — определить трафик, который должен получить приоритет при обработке.
Наиболее распространенная модель QoS в IP-сетях — это модель DiffServ. В ее основе лежит принцип обработки пакетов на основе их класса обслуживания (class of service, CoS), указанного в IP-заголовке.
Для обеспечения QoS на канальном уровне коммутаторы поддерживают стандарт 802.1р. Он позволяет задать до 8 уровней приоритетов (от 0 до 7, где 7 – наивысший), определяющих способ обработки кадра, используя 3 бита поля приоритета тега 802.1Q.
Для обеспечения QoS на сетевом уровне в заголовке протокола IP предусмотрено специальное 8-битное поле. В IPv4 оно называется Type of Service (ToS), в IPv6 - Traffic Class (ТС) протокола IPv6. В модели DiffServ это поле называется полем DS (RFC 2474).
Первые 6 бит поля DS называются Differentiated Services Codepoint (DSCP) и ассоциируются с классами обслуживания. Классы определяют политику обслуживания пакета на каждом промежуточном устройстве (коммутаторе, маршрутизаторе), через которое пакет проходит. Поле DS позволяет задать до 64 (от 0 до 63) значений.
Первое, что нужно сделать при настройке политики QoS — это идентифицировать трафик в сети. Далее определяются классы трафика, например: голос, сигнализация, критически важные данные, транзакции, стандартная передача. Каждый класс ассоциируется с определенными значениями DSCP и не обязательно, чтобы одному классу соответствовало только одно значение DSCP.
Классифицировать трафик в локальной сети можно и на основе нескольких полей пакета, например, МАС-адреса, IP-адреса, номера порта TCP/UDP, тега VLAN. Для такой классификации могут использоваться списки управления доступом (Access Control List, ACL).
В результате классификации пакет помещается в ту или иную очередь для дальнейшей обработки. Коммутаторы D-Link поддерживают в зависимости от модели от 4 до 8 аппаратных очередей приоритетов на каждом из своих портов. В коммутаторах с поддержкой 4-х очередей приоритетов очереди нумеруются от 0 до 3, где очередь 3 обладает наивысшим приоритетом, очередь 0 – низшим. В коммутаторах с поддержкой 8-ми очередей приоритетов очереди нумеруются от 0 (низший приоритет) до 7 (наивысший приоритет).
По умолчанию в коммутаторах D-Link используется следующая карта привязки пользовательских приоритетов 802.1р к аппаратным очередям:
По умолчанию на коммутаторе D-Link со стандартным CLI существует следующая привязка DSCP к CoS (приоритетам 802.1p):
Программное обеспечение коммутаторов позволяет настраивать карты привязки приоритетов 802.1р, ToS, DSCP к очередям в соответствии с требованиями пользователей.
Для настройки приоритета 802.1p по умолчанию на порту используется команда:
mls qos cos {COS-VALUE | override},
где COS-VALUE - значение приоритета 802.1p порта, override - параметр, указывающий на переопределение значения приоритета 802.1p входящего кадра. Значение приоритета 802.1p будет применяться для всех немаркированных и маркированных входящих кадров. По умолчанию значение приоритета 802.1p порта равно 0.
Для настройки пользовательской карты привязки приоритетов 802.1p к аппаратным очередям используется команда:
priority-queue cos-map QUEUE-ID COS1 [COS2 [COS3 [COS4 [COS5 [COS6 [COS7 [COS8]]]]]]],
где QUEUE-ID - номер очереди, COS1 - привязываемое к очереди значение приоритета 802.1p (от 0 до 7), COS2…COS8 - привязываемые к очереди значения приоритета 802.1p (опционально).
Посмотреть привязку приоритетов 802.1p к аппаратным очередям можно с помощью команды show mls qos queuing
Посмотреть значения приоритетов, которые назначаются немаркированным входящим кадрам можно с помощью команды show mls qos interface INTERFACE-ID cos, где INTERFACE-ID - идентификатор интерфейса.
Чтобы настроить пользовательскую карту привязки DSCP к CoS используется команда:
mls qos map dscp-cos DSCP-LIST to COS-VALUE,
где DSCP-LIST - список значений DSCP, которые привызяваются к приоритету 802.1p, COS-VALUE - значение приоритета 802.1p.
Карта привязки приоритетов 802.1p к очередям настраивается с помощью команды priority-queue cos-map.
После классификации трафика коммутатор может осуществить маркировку пакетов. Маркировка пакетов определяет способ записи или перезаписи значений битов приоритета (DSCP, 802.1p или IP Precedence) входящих пакетов.
На коммутаторах D-Link серии DGS-3130 поддерживается четыре механизма обслуживания очередей:
- строгая очередь приоритетов (Priority Queuing);
- алгоритм кругового обслуживания (Round-Robin, RR);
- взвешенный алгоритм кругового обслуживания (Weighted Round-Robin, WRR);
- взвешенный алгоритм кругового обслуживания с дефицитом (Weighted Deficit Round-Robin, WDRR).
Switch(config-if)#mls qos scheduler ?
rr Round robin
sp Strict priority
wdrr Weighted deficit round robin
wrr Weighted round robin
Команда настройки приведены для стандартного CLI коммутаторов D-Link