Quality of Service-beleid implementeren met Differentiated Services Code Point

Inleiding

In dit document wordt beschreven hoe de DSCP-waarden (Differentiated Services Code Point) in QoS-configuraties (Quality of Service) op een Cisco-router moeten worden ingesteld.

Voorwaarden

Vereisten

U moet bekend zijn met de velden in de IP-header en Cisco IOS^®CLI.

Gebruikte componenten

Dit document is niet beperkt tot specifieke software- en hardware-versies.

De informatie in dit document is gebaseerd op de apparaten in een specifieke laboratoriumomgeving. Alle apparaten die in dit document worden beschreven, hadden een opgeschoonde (standaard)configuratie. Als uw netwerk live is, moet u zorgen dat u de potentiële impact van elke opdracht begrijpt.

Conventies

Raadpleeg Cisco Technical Tips Conventions (Conventies voor technische tips van Cisco) voor meer informatie over documentconventies.

Achtergrondinformatie

Gedifferentieerde services (DiffServ) is een nieuw model waarin verkeer wordt verwerkt door intermediaire systemen met relatieve prioriteiten gebaseerd op het ToS-veld (Type of Service). De DiffServ-standaard, die is gedefinieerd in RFC 2474 en RFC 2475, vervangt de oorspronkelijke specificatie om pakketprioriteit te definiëren die in RFC 791 is beschreven. DiffServ verhoogt het aantal definieerbare prioriteitsniveaus wanneer bits van een IP-pakket opnieuw worden toegewezen om dit als prioriteit te markeren.

De DiffServ-architectuur definieert het DiffServ (DS)-veld, dat het ToS-veld in IPv4 vervangt om per-hop beslissingen te nemen over pakketclassificatie en conditioning verkeersfuncties, zoals metering , marking shaping , en policing .

De RFC's dicteren niet de manier om PHB's te implementeren; dit is de verantwoordelijkheid van de verkoper. Cisco implementeert queuing  technieken die hun PHB kunnen baseren op de IP-voorrang of DSCP-waarde in de IP-header van een pakket. Het verkeer kan, gebaseerd op DSCP of IP-voorrang, in een bepaalde serviceklasse worden geplaatst. Pakketten binnen een serviceklasse worden gelijk behandeld.

Differentiated Services Code Point

De zes belangrijkste bits van het DiffServ-veld worden de DSCP genoemd. De laatste twee momenteel ongebruikte (CU) bits in het DiffServ-veld zijn niet gedefinieerd binnen de DiffServ-veldarchitectuur; deze worden nu gebruikt als Expliciete Congestie Notification (ECN)-bits. De routers aan de edge van het netwerk classificeren pakketten en markeren ze met de IP-voorrang of DSCP-waarde in een DiffServ-netwerk. Andere netwerkapparaten in de kern die DiffServ ondersteunen gebruiken de DSCP-waarde in de IP-header om een PHB voor het pakket te selecteren en de juiste QoS-behandeling te geven.

De diagrammen in deze sectie tonen een vergelijking tussen de door RFC 791 gedefinieerde ToS-byte en het DiffServ-veld.

ToS-byte

P2

P1

P0

T2

T1

T0

CU1

CU0

• IP-voorrang – drie bits (P2-P0)

• Vertraging, doorvoersnelheid en betrouwbaarheid – drie bits (T2-T0)

• CU (momenteel ongebruikt) – twee bits (CU1-CU0)

DiffServ-veld

DS5	DS4	DS3	DS2	DS1	DS0	ECN	ECN

• DSCP – zes bits (DS5-DS0)

• ECN – twee bits

Het gestandaardiseerde DiffServ-veld van het pakket krijgt een waarde, zodat het pakket bij elk netwerkknooppunt een bepaalde doorstuurbehandeling of bepaald PHB krijgt.

De standaard DSCP is 000 000. DSCP's voor klassenselectie zijn waarden die achterwaarts compatibel zijn met IP-voorrang. Wanneer u tussen IP-voorrang en DSCP converteert, stemt u overeen met de drie belangrijkste bits. In andere woorden:

IP Prec 5 (101) maps to IP DSCP 101 000

ToS-byte

1

0

1

T2

T1

T0

CU2

CU0

DiffServ-veld

1	0	1	0	0	0	ECN	ECN

De DiffServ-standaard gebruikt dezelfde prioriteitsbits (de meest significante bits-DS5, DS4 en DS3) voor prioriteitsinstelling, maar verduidelijkt de definities, die fijnere granulariteit bieden door het gebruik van de volgende drie bits in de DSCP. DiffServ geeft de voorrangsniveaus (nog steeds gedefinieerd door de drie belangrijkste bits van de DSCP) een nieuwe naam en reorganiseert deze in een van de volgende categorieën (de niveaus worden in dit document nader toegelicht):

Voorrangsniveau	Beschrijving
7	Blijft hetzelfde (keep-alive van koppelingslaag en routingprotocol)
6	Blijft hetzelfde (gebruikt voor IP-routingprotocollen)
5	Expedited Forwarding (EF)
4	Klasse 4
3	Klasse 3
2	Klasse 2
1	Klasse 1
0	Beste poging

Met dit systeem geeft een apparaat per klasse voorrang aan verkeer. Dan onderscheidt het en prioriteert verkeer van dezelfde klasse, en houdt rekening met de dalingswaarschijnlijkheid.

De DiffServ-standaard geeft geen precieze definitie van een 'lage', 'gemiddelde' of 'hoge' kans op afwijzing. Niet alle apparaten herkennen de DiffServ-instellingen (DS2 en DS1). Zelfs wanneer deze instellingen worden herkend, worden niet noodzakelijkerwijs dezelfde PHB-doorsturen bij elk netwerkknooppunt geactiveerd. Elk knooppunt implementeert zijn eigen respons op basis van zijn configuratie.

verzekerde Forwarding

RFC 2597 definieert de gegarandeerde forwarding (AF) PHB en beschrijft het als een middel voor een provider DS-domein om verschillende niveaus van forwarding  zekerheid te bieden voor IP-pakketten die van een client DS-domein worden ontvangen. De Gegarandeerde Forwarding  PHB garandeert een bepaalde hoeveelheid bandbreedte aan een AF-klasse en geeft toegang tot extra bandbreedte, indien beschikbaar. Er zijn vier AF-klassen, AF1x tot AF4x. Binnen elke klasse zijn er drie afwijsmogelijkheden. Afhankelijk van een bepaald netwerkbeleid kunnen pakketten worden geselecteerd voor een PHB op basis van de vereiste doorvoersnelheid, vertraging, jitter, verlies of door prioriteit van toegang tot netwerkservices.

Klasse 1 tot 4 worden AF-klassen genoemd. Deze tabel illustreert de DSCP-code die de AF-klasse met de waarschijnlijkheid specificeert. De beetjes DS5, DS4 en DS3 bepalen de klasse; de beetjes DS2 en DS1 specificeren de dalingswaarschijnlijkheid; het beetje DS0 is altijd nul.

Afwijzing	Klasse 1	Klasse 2	Klasse 3	Klasse 4
Laag	001010 AF11 DSCP 10	010010 AF21 DSCP 18	011010 AF31 DSCP 26	100010 AF41 DSCP 34
Gemiddeld	001100 AF12 DSCP 12	010100 AF 22 DSCP 20	011100 AF32 DSCP 28	100100 AF42 DSCP 36
Hoog	001110 AF13 DSCP 14	010110 AF23 DSCP 22	011110 AF33 DSCP 30	100110 AF43 DSCP 38

Versneld Forwarding

RFC 2598 definieert de Expedited Forwarding (EF) PHB: "De EF PHB kan worden gebruikt om een laag verlies, lage latentie, lage jitter, verzekerde bandbreedte, de dienst van begin tot eind door DS (DiffServ) domeinen te bouwen. Zulk een dienst lijkt aan de eindpunten zoals een punt-tot-punt verbinding of een "virtuele huurlijn." Deze service wordt ook wel Premium service genoemd. Codepoint 101110 wordt aanbevolen voor de EF-PHB, dit komt overeen met een DSCP-waarde van 46.

Ook in dit geval moeten leverancierspecifieke mechanismen worden geconfigureerd om deze PHB's te implementeren. Raadpleeg RFC 2598 voor meer informatie over het EF-PHB.

Het DSCP-veld gebruiken

U kunt het DSCP-veld op drie manieren gebruiken:

• Classificatie: Selecteer een pakket gebaseerd op de inhoud van bepaalde delen van de pakketheader en pas PHB toe op basis van een servicekenmerk dat is gedefinieerd door de DSCP-waarde.

• Markeren: Stel het DSCP-veld in op basis van het verkeersprofiel.

• Metering —Controleer de naleving van het verkeersprofiel met een shaper- of druppelfunctie.

Cisco IOS-software neemt de prioriteitsbits van het ToS-veld in overweging als er verkeer is dat in de wachtrij is geplaatst voor Weighted Fair Queuing (WFQ), Weighted Random Early Detection (WRED) of Weighted Round Robin (WRR). De voorrangsbits worden niet in overweging genomen wanneer beleidsroutering, Priority Queuing (PQ), Custom Queuing (CQ) of Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ) zijn geconfigureerd. Voor meer informatie, zie Class Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ).

Pakketclassificatie

De pakketclassificatie omvat het gebruik van een verkeersbeschrijver om een pakket binnen een specifieke groep te categoriseren en het pakket toegankelijk te maken voor QoS dat in het netwerk beheert. Wanneer u pakketclassificatie gebruikt, kunt u netwerkverkeer in meerdere prioriteitsniveaus of een serviceklasse (CoS) splitsen.

U kunt toegangslijsten (ACL’s) of de opdracht match in de modulaire QoS-opdrachtregelinterface gebruiken om deze op DSCP-waarden te matchen. De Cisco IOS-softwarerelease 12.1(5)T heeft de mogelijkheid geïntroduceerd om een DSCP-waarde in de matchopdracht te selecteren.

Router1(config)#access-list 101 permit ip any any ?
dscp       Match packets with given dscp value 
fragments  Check non-initial fragments 
log        Log matches against this entry 
log-input  Log matches against this entry, including input interface 
precedence Match packets with given precedence value 
time-range Specify a time-range 
tos        Match packets with given TOS value

Wanneer u de waarde ip-dscp opgeeft met de opdracht class map, krijgt u het volgende:

Router(config)#class-map match-all VOIP 
 1751-uut1(config-cmap)#match ip dscp ? 
   <0-63>   Differentiated services codepoint value 
   af11     Match packets with AF11 dscp (001010) 
   af12     Match packets with AF12 dscp (001100) 
   af13     Match packets with AF13 dscp (001110) 
   af21     Match packets with AF21 dscp (010010) 
   af22     Match packets with AF22 dscp (010100) 
   af23     Match packets with AF23 dscp (010110) 
   af31     Match packets with AF31 dscp (011010) 
   af32     Match packets with AF32 dscp (011100) 
   af33     Match packets with AF33 dscp (011110) 
   af41     Match packets with AF41 dscp (100010) 
   af42     Match packets with AF42 dscp (100100) 
   af43     Match packets with AF43 dscp (100110) 
   cs1      Match packets with CS1(precedence 1) dscp (001000) 
   cs2      Match packets with CS2(precedence 2) dscp (010000) 
   cs3      Match packets with CS3(precedence 3) dscp (011000) 
   cs4      Match packets with CS4(precedence 4) dscp (100000) 
   cs5      Match packets with CS5(precedence 5) dscp (101000) 
   cs6      Match packets with CS6(precedence 6) dscp (110000) 
   cs7      Match packets with CS7(precedence 7) dscp (111000) 
   default  Match packets with default dscp (000000) 
   ef       Match packets with EF dscp (101110) 
 Router1(config-cmap)#match ip dscp af31 

Marking

De DSCP kan aan de edge van het netwerk op een gewenste waarde worden ingesteld zodat het makkelijker is voor kernapparaten om het pakket te classificeren, zoals wordt getoond in de sectie Pakketclassificatie, en een geschikt serviceniveau te bieden. Op klasse gebaseerde pakketten Marking kunnen worden gebruikt om de DSCP-waarde in te stellen zoals hier wordt getoond:

policy-map pack-multimedia-5M 

!--- Creates a policy map named pack-multimedia-5M.

  class management 
  
!--- Specifies the policy to be created for the !--- traffic classified by class management.

    bandwidth 50 
    set ip dscp 8 
    
!--- Sets the DSCP value of the packets matching !--- class management to 8.

  class C1 
    priority 1248 
    set ip dscp 40 
  class voice-signalling 
    bandwidth 120 
    set ip dscp 24

Toegewezen toegangssnelheid gebruiken voor op klasse gebaseerd toezicht

Toegewijd toegangstarief en op klasse gebaseerde Policing zijn verkeersreguleringsmechanismen, die worden gebruikt om verkeersstromen te reguleren om te voldoen aan de overeengekomen dienstparameters. Deze mechanismen kunnen samen met DSCP worden gebruikt om verschillende serviceniveaus te bieden die niet overeenkomen met verkeer wanneer de DSCP-waarde op de juiste manier wordt gewijzigd, zoals in deze sectie wordt getoond.

Raadpleeg Configuring Traffic Policing  en Vergelijking van op klasse gebaseerde policing en toegewezen toegangssnelheid voor meer informatie.

interface Serial1/0.1 point-to-point 
 bandwidth 5000 
 ip address 192.168.126.134 255.255.255.252 
rate-limit output access-group 150 8000 1500 2000 conform-action 
  set-dscp-transmit 10 exceed-action set-dscp-transmit 20 

!--- For traffic matching access list 150, sets the DSCP value of conforming traffic !--– to 10 and that of non-conforming traffic to 20.

rate-limit output access-group 152 8000 1500 2000 conform-action 
  set-dscp-transmit 15 exceed-action set-dscp-transmit 25 
rate-limit output access-group 154 8000 1500 2000 conform-action 
  set-dscp-transmit 18 exceed-action set-dscp-transmit 28 
frame-relay interface-dlci 17 
class shaper-multimedia-5M

DSCP-compliant WRED

Weighted Random Early Detection (WRED) verwerpt verkeer met lagere prioriteit selectief wanneer de interface overbelast raakt. WRED kan gedifferentieerde prestatiekenmerken bieden voor verschillende CoS. Deze gedifferentieerde service kan worden gebaseerd op de DSCP, zoals hieronder wordt getoond:

class C2 
 bandwidth 1750 
 random-detect dscp-based 
    
!--- Enable dscp-based WRED as drop policy.

 random-detect exponential-weighting-constant 7 
    
!--- Specifies the exponential weight factor for the !--- average queue size calculation for the queue.
  
 random-detect dscp 16 48 145 10 
    
!--- Specifies the minimum and maximum queue thresholds !--- for each DSCP value.

 random-detect dscp 32 145 435 10

Raadpleeg het gedeelte DiffServ-conforme WRED van het overzicht van congestievermijding voor meer informatie.

Bekende problemen met de releaseversies van Cisco IOS-software 12.2

Toegang tot tools en informatie voor bugs is alleen beschikbaar voor geregistreerde Cisco-clients.

U kunt naar deze bugs zoeken met de Zoekfunctie voor bugs.

• Cisco bug-id CSCdt63295 — Als u de ToS-byte niet instelt met de nieuwe DSCP- marking opdrachten op de dial-peers (ingesteld op 0) in Cisco IOS-softwarerelease 12.2.2T, kunnen pakketten niet worden gemarkeerd en kunnen ze met een ToS-waarde van 0 blijven.

• Cisco bug-id CSCdt74738 — Ondersteuning voor de ingestelde ip DSCP-opdracht op de Cisco 7200-router en lagere-end platforms voor de router voor multicast pakketten moet beschikbaar zijn vanaf Cisco IOS-softwarerelease 12.2(3.6) en hoger.

Gerelateerde informatie

• Cisco IOS-software: netwerkoplossingen voor serviceproviders
• Technische ondersteuning – Cisco Systems
• QoS: configuratiehandleiding voor congestievermijding