QoS队列机制对比
QOS的队列及拥塞管理
队列及拥塞管理队列及拥塞管理拥塞管理的中心内容是当拥塞发生时如何制定一个策略，用于决定报文转发的处理次序和丢弃原则，一般采用队列技术。
队列指的是在缓存中对报文进行排序的逻辑。
当流量的速率超过接口带宽或超过为该流量设置的带宽时，报文就以队列的形式暂存在缓存中。
报文离开队列的时间、顺序，以及各个队列之间报文离开的相互关系则由队列调度算法决定。
说明：路由器转发平面的流量管理器TM（Traffic Manager）上有一些高速缓存，用于报文的缓冲和转发，缓存由所有端口共享，各端口竞争使用。
为了避免有的端口长时间抢不到缓存而出现断流，路由器给每个端口分配了一块最小可用缓存，并且分配到端口的各个队列上，保证每个队列均有缓存可用。
当TM收到报文时，将报文放入缓存，网络不拥塞时，报文能被及时转发，不会在缓存中产生堆积。
这种情况下报文在缓存中的时间为μs级，延迟时间可以忽略不计。
当网络拥塞时，报文在缓存中产生堆积，被延迟处理，延迟时间会大幅增加。
延迟时间的大小主要取决于队列的缓存长度以及该队列获得的输出带宽，可以使用如下公式计算时延：队列时延 = 队列缓存长度 / 队列输出带宽华为路由器设备的每个端口上都有8个下行队列，称为CQ（Class Queue）队列，也叫端口队列（Port-queue），分别为BE、AF1、AF2、AF3、AF4、EF、CS6和CS7。
单个队列的报文采用FIFO（First In First Out）原则入队和出队。
图1 报文入队出队方式队列调度算法本文介绍几种常见队列调度算法：先进先出FIFO（First In First Out）严格优先级SP（Strict Priority）轮询RR（Round Robin）加权轮询WRR（Weighted Round Robin）差分轮询DRR（Deficit Round Robin）差分加权轮询DWRR（Deficit Weighted Round Robin）加权公平队列WFQ（Weighted Fair Queuing）FIFOFIFO不对报文进行分类。
交换机QoS时序及队列
3550交换机QoS时序及队列讨论简介输出时序被用来确保重要的业务不会在端口流量在某些严重超出预定流量时的状况下导致数据丢包。
本文档讨论了Catalyst 3550 交换机有关输出时序的所有技术和算法。
本文档着重于介绍如何配置及验证Catalyst 3550 交换机上的输出时序。
本文档所表述的信息均是通过在特殊的实验室环境下的设备所创建的。
文档中所用到的所有设备都是采用明确的（缺省的）配置命令。
若你是在一个现实的网络环境下工作，在使用一些简写命令时应确保你已经完全理解了该命令的含义。
Cisco Catalyst 3550 交换机QoS 时序及队列交换机3550 交换机有两种不同类型的端口：千兆端口和非千兆端口（10/100M端口）两种端口具有不同的性能，这些性能下面会作简单描述，而且相关的描述会贯穿整篇文档。
两种端口均支持的性能每个3550的端口上都有4个不同的输出队列。
这些队列中的一个可以被配置为优先级队列。
余下的几个端口被配置为非绝对的优先级队列，并使用Weighted Round Robin (WRR)。
所有的端口上，数据包根据各自的服务类别（CoS）被分配为四中可能的类别之一。
千兆端口支持的特性千兆端口还能支持每个队列的管理机制。
每个队列可以使用Weighted Random Early Discard (WRED)或者双线程的tail drop 。
队列大小可调（每个队列均分配相应的缓冲区）。
非千兆端口支持的特性非千兆端口不支持任何队列管理机制，例如WRED或者双线程tail drop10/100M端口支持FIFO 队列。
每个端口队列的大小都不可改变。
但是你可以为每个队列分配最小的保留带宽。
CoS 到队列映射本节讨论3550如何决定将每个数据包放置到队列中去。
数据包队列取决于服务类别（CoS ）。
通过使用CoS 到队列的接口映射命令，每个八种可能的Cos数值将被映射到相应的四个队列。
sqmqos列队规则
sqmqos列队规则SQMQOS列队规则是一种用于网络流量管理的算法，它可以帮助网络管理员更好地控制网络中的数据流动。
SQMQOS是“Strict Priority Queueing with Multilevel Queueing and Over-subscription”的缩写，意为“严格优先级队列与多级队列和超额订阅”。
在传统的网络中，数据包是按照先到先服务（FIFO）的原则进行处理的。
这意味着所有的数据包都会按照它们到达的顺序进行处理，而不考虑它们的优先级。
然而，在某些情况下，一些数据包可能具有更高的优先级，需要更快地处理。
这就是SQMQOS列队规则的用武之地。
SQMQOS列队规则将网络流量分为多个队列，并为每个队列分配一个优先级。
每个队列都有自己的缓冲区，用于存储数据包。
当数据包到达时，它们会根据其优先级被放入相应的队列中。
具有更高优先级的数据包将被放入优先级较高的队列中，而具有较低优先级的数据包则被放入优先级较低的队列中。
在SQMQOS列队规则中，每个队列都有自己的服务级别（SLA）。
服务级别定义了每个队列可以使用的带宽和资源。
具有更高优先级的队列将被分配更多的带宽和资源，以确保其数据包能够更快地被处理。
而具有较低优先级的队列则被分配较少的带宽和资源，以保证高优先级队列的数据包能够优先处理。
此外，SQMQOS列队规则还支持超额订阅。
超额订阅是指当网络中的带宽资源不足时，允许某些队列使用超过其分配的带宽。
这意味着具有更高优先级的队列可以使用其他队列未使用的带宽，以确保其数据包能够及时处理。
然而，超额订阅也可能导致较低优先级队列的数据包被延迟处理。
SQMQOS列队规则的应用范围广泛。
它可以用于各种网络环境，包括企业网络、数据中心和云计算环境等。
通过使用SQMQOS列队规则，网络管理员可以更好地管理网络流量，提高网络的性能和可靠性。
总之，SQMQOS列队规则是一种用于网络流量管理的重要算法。
QoS---QoS服务模型、影响网络质量的因素
QoS---QoS服务模型、影响⽹络质量的因素QoS服务模型传统的⽹络设备在处理报⽂转发时，会依据先到达的报⽂优先被转发的机制进⾏处理，所以这样就会导致当⽹络发⽣拥塞时，⼀些关键业务的通信质量就得不到保障（如语⾳延迟、视频卡顿、关键业务⽆法通信等），进⽽影响到客户体验QoS在带宽有限的情况，根据不同的流量，提供不同的优先服务⼀.影响通信质量的因素1.带宽⽹络的最⼤带宽是由传输路径的最⼩带宽决定的⽹络带宽不⼀致，出现拥塞点FIFO队列：先进先出2.⽹络时延：发送端到接收端的路径所有时延总和时延超过50MS，认为⽹络质量不好处理时延：⽹络设备内部处理等待时延传输时延：传输介质和传输距离决定队列时延：⽹络设备内部数据调度的等待时间串⾏化时延：链路上第⼀个bit⾄发完最后⼀bit所需时间3.抖动每个报⽂到达⽬的的时延不同所导致，每个报⽂到达的最⼤时间差⼀般抖动不超过30MS例如⼀个时延60ms，⼀个时延30s，那么抖动就是60ms-30ms=30ms4.丢包丢包由很多因素导致处理过程：CPU繁忙导致⽆法处理报⽂排队过程：在队列时，可能由于队列被装满⽽导致丢包传输过程：链路的种种原因丢包率⼀般不能⼤于2%⼆、服务模型1.尽⼒⽽为模型（默认）best-effort通过增⼤⽹络带宽，硬件性能提升⽹络通信质量优点：效果显著缺点：成本代价⼤，存在⼀定的中断业务风险(替换设备) 2.综合服务模型Integrated Services Model应⽤程序发送消息前需要先向⽹络设备申请带宽和服务，收到设备同意后，程序才会发出报⽂，通过RSVP协议保障业务带宽，延时实现复杂(运⾏RSVP协议)，空闲时独占带宽，使⽤率低通过RSVP协议，申请预留带宽资源3.差分服务模型分类、标记不同流量，定义不同处理动作，进⼊队列中按照调度机制实现差分服务将⽹络的流量分成多个类，形成多个队列，每个类有不同的优先转发、丢包率，时延等差分时服务域针对报⽂进⾏区别服务的区域DS边界DS域的⽹络⼊⼝设备节点负责流量的分类，标记DS节点DS域中间设备，出⼝设备根据报⽂标记将外部优先级(报⽂)映射成本地优先级(设备内部)是否映射由设备决定，如果设备不信任该流量就不会映射转换其优先级根据本地优先级将报⽂放⼊不同的缓存队列，利⽤调度技术，使其优先转发每个DS节点独⽴，对报⽂处理⽅式可以不⼀致灵活性缺点需要在每台设备部署，对⼈员技术要求⾼实现差分服务的关键技术：报⽂分类和标记（报⽂优先级字段，DSCP)拥塞管理（队列技术）、拥塞避免（尾丢弃）流量整形和流量监管（令牌桶）优点缺点尽⼒⽽为服务模型实现机制简单对不同业务流不能进⾏区分对待综合服务模型可提供端到端QoS服务，并保证带宽、延迟需要跟踪和记录每个数据流的状态，实现较复杂，且扩展性较差，带宽利⽤率较低区分服务模型不需跟踪每个数据流状态，资源占⽤少，扩展性较强；且能实现对不同业务流提供不同的服务质量需要在端到端每个节点都进⾏⼿⼯部署，对⼈员能⼒要求较⾼。
Catalyst交换机QOS队列机制
Catalyst交换机队列机制日期：2009-2-23 浏览次数：613作者：ccie6961Catalyst交换机队列（queueing)机制:-主要的特点：队列是通过硬件ASIC处理。
特别是6500的模块上有DFC时，队列也可以通过DFC完成，而无需通过RP。
这是跟路由器上队列最大的区别。
路由器通过MQC来选择不同队列调度（LLQ／WFQ）是不适用在Catalyst的。
－队列的调度机制主要有WRR，DWRR，PQ，而没有LLQ／WFQ／FQ，LLQ可以是多个，而硬件PQ只有一个）。
－由于Catalyst队列是硬件完成，所以会因类型或是模板的不同，配置也会不同。
相反，路由器队列主要是软件去设定，基本上队列的配置和路由器类型没有多大关系（反而跟IOS 版本关系比较大）。
－队列一般对传输口而言；除非每块模板上所有接收口的总和超过switch fabric，否则防止堵塞不会启用。
－硬件队列机制是针对以太网LAN线板，不是以太网WAN线板。
大部分都是LAN线板，WAN 线板只局限于GE－WAN和FlexWAN等。
所以理解Catalyst QoS队列主要是这几点：a 队列的数目和类型（多个标准队列和一个严格优先队列PQ）；b 队列调度（scheduling)的不同:- SRR－Shaped Round Robin （整形循环）- Shared Round Robin （共享循环）- WRR-Weighted Round Robin （加权循环）- DWRR-Deficit Weighted Round Robin（亏损加权循环）（指令和WRR一样：wrr-queue) - Priority Queueing （严格优先队列）c 防止堵塞的类型：- WRED（加权随机先期检测）- TD/WTD （尾丢弃／加权尾丢弃）- DBL（动态缓存限制，仅限Catalyst4500）配置方面主要有几项：a 每个队列的带宽或权重（严格优先队列基本是最后一个），队列的深度（queue-limit）；b CoS和队列的映射）；c 防止堵塞（WRED／TD／DBL）不同类型的Catalyst的队列归纳如下（配置按照思科QoS SRND推荐）：Catalyst 2950：1P3Q或是4Q（队列4为PQ），不支持WRED：interface GigabitEthernet0/1wrr-queue bandwidth 5 25 70 0 ！Q1：Q2：Q3=5:25:70,Q4=PQno wrr-queue cos-mapwrr-queue cos-map 1 1wrr-queue cos-map 2 0wrr-queue cos-map 3 2 3 4 6 7wrr-queue cos-map 4 5show wrr-queue bandwidthshow wrr-queue cos-mapCatalyst 3550: 百兆口：1P3Q1T，不支持WRED；千兆口：1P3Q2T, TD／WRED)；注意Q4是PQ时带宽设为1。
队列管理机制QOS性能仿真
பைடு நூலகம்
随着互联网的高速发展 ， 网络业务量急剧增加 ， 网络拥塞 已严重制约 了网络 的发展和应用 ， 而 同时 人们对网络服务质量（ Ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ， Ｑ Ｏ Ｓ ） 却提出了越来越高的要求 】 ． 队列管理机制是 网络拥塞控 制和网络服务质量的基础 ， 成为当今网络研究方面的一个热点问题． 尽管Ｔ Ｃ Ｐ 拥塞控制机制对于因特网
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ７ — １ ０
通讯作者 ： 范业仙 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 女， 讲师． Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ：ｌ ｅ ａ ｆ ＿ ９ ８ ２ ２ ７ ＠ １ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
基金项 目： 福建省教育厅科技项 目（ Ｊ Ｂ １ １ ２ ０ ５ ） ； 宁德 师范学 院科研资助项 目（ ２ ０ １ １ ３ ０ ５ ）
口， 分组的发送速率迅速降低 ， 中间节点的拥塞暂时得 以解除． 但此时各源端在得知网络 中间节点空 闲 后又纷纷增加发送 窗 口， 最终又造成网络拥塞 ， 周而复始 ， 就出现 了所谓 的“ Ｔ Ｃ Ｐ 全局 同步” 现象． 该现象 的产生对于网络带宽影响极其严重 ， 使得网络在一段时间内处于链路低利用率状态 ， 降低了整体吞吐量．
qos传输机制 规则
qos传输机制规则
QoS传输机制规则是网络传输中的一项重要机制。
它可以确保网络中的各种数据流获得适当的带宽和优先级，以保证网络服务质量。
以下是QoS传输机制规则的具体内容：
1. 分类和标记
QoS传输机制通过分类和标记来识别不同类型的数据流，并根据其重要性提供不同的服务质量。
常用的分类方法包括IP地址、端口号、协议类型等。
通常，高优先级的数据流将被标记为“优先”或“严格优先”，低优先级的数据流则被标记为“普通”或“批量”。
2. 流量控制
QoS传输机制还可以通过控制网络流量来确保服务质量。
例如，在网络拥塞时，QoS传输机制可以限制流量，以确保高优先级的数据流仍然能够获得足够的带宽。
流量控制可以采用不同的算法，例如令牌桶算法、速率限制算法等。
3. 优先级队列
为了确保高优先级的数据流能够更快地传输，QoS传输机制通常会使用优先级队列。
在优先级队列中，高优先级的数据流会被先处理，而低优先级的数据流则会被放在队列的后面。
这可以确保高优先级的数据流能够得到及时处理。
4. 拥塞控制
QoS传输机制还可以通过拥塞控制来防止网络拥塞。
拥塞控制可以通过控制数据流的速率来实现。
例如，在网络拥塞时，QoS传输机
制可以降低所有数据流的速率，以减少网络拥塞的风险。
总之，QoS传输机制规则是网络传输中的一项重要机制，它可以确保网络服务质量，并为不同类型的数据流提供不同的服务优先级。
二层交换芯片QOS机制说明
二层交换芯片QOS机制说明一、调度算法1、严格优先级调度（strict priority-base (SP)）1) 高优先级队列首先得到调度发包；2）只有高优先级队列为空，没有包的时候，低优先级队列才得到调度发包；3）缺点是当高优先级队列一直有包转发时，低优先级队列中的包会饿死。
2、加权循环调度（weighted round robin (WRR)）1）给每个队列赋予一个权重，通过权重来控制每个队列一次被调度发包的个数。
3、加权公平队列（weighted fair queuing (WFQ)）1) 为避免低优先级队列饿死，给所有队列提供固定的最低的带宽来发包；2）剩余的带宽通过严格优先级或循环调度的方式分配给所有队列；3）这个机制保证低优先级队列不饿死下，同时又有可控的调度行为。
4、WRR+SP1）WRR+SP被同时支持；2）一个或多个队列权重可以设为0，其他设为非0值，只要权重为0值的队列有包一定优先调度发包，只有所有权重为0值的队列中没有包了，其他队列再根据WRR方式进行调度发包；（多个0值队列，应该按照SP方式进行调度发包。
）3）一旦权重为0值的队列有包进入了，WRR方式的调度发包将被抢占，权重为0值得队列进行调度发包。
当权重为0值得队列没有包了，WRR方式的调度发包再继续运转。
5、WFQ+SP1）WFQ+SP被同时支持；2）可以设置一些队列与一个带宽进行SP调度发包；3）其他剩下的队列与剩下的带宽进行WFQ调度发包。
二、一些流量控制技术1、WRED（weighted random early detection）加权随机早期检测1）WRED使用了TCP拥塞控制机制；2）基于当前队列中的包进入平均量，进行丢弃随机选择的流入包，避免对缓存资源的拥塞；3）触发包的源头根据可获得的带内来合理地调整他们的发送速率；4）5650/5651可以基于每端口每COS队列中支持WRED的配置。
2、head of line blocking prevention 线头阻塞预防1) 当多个端口或多条流向同一个端口发包的时候，在某些架构中产生拥塞，从而导致源端口发给其他端口的包丢弃，这就是HOL blocking；2）5650/5651支持两种防止HOL blocking，一种是基于cell，另一种是基于packet，都可以同时应用于每端口每COS；3）基于cell的线头阻塞预防机制依据每端口每COS使用的所有包的内存，基于packet 的线头阻塞预防机制依据每端口每COS队列中包的数量。
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队列
FIFO
分类机制
无
子队列数量
1
子队列长度
40（hold-queue X out） st X queue-limit
PQ
CLI
4
CQ
CLI
17
queue-list X queue N limit
WFQ
per-flow(源目 的IP，协议 号，源目的端 口，ToS)
WFQ-Drop：HQO的被动 丢弃和CDT的早期丢弃， 丢总是丢FT最大
根据FT调度
较好
默认尾丢弃，可以配置为 WRED丢弃。对于默认队 列，如果配置了 类似于WFQ调度 bandwidth，默认为尾丢 机制，通过 弃，可以开启WRED；或 bandwidth提供 者配置了fair-Queue，默 最小带宽保证 认WFQ-Drop，也可以搭 载WRED
无
很好（精确 的带宽分 配）
无延迟保证
PQ部分严格优 CBWFQ部分同上，PQ根 先，当PQ部分有 很好 很好（PQ） 据令牌筒进行丢弃，是 包的时候， （CBWFQ） Policer的算法 CBWFQ部分不能 出队。
完美
8(System) 16-4096(Dynamic) 0-1024(RSVP)
不可控制
CBWFQ
MQC
64
全部可控，queuelimit X
LLQ
MQC
64
CBWFQ部分可以 调整，PQ部分实 际是一个Policer， 调整长度无意义
只要结合了CBWFQ，方向只能是OUT
QoS队列机制对比
丢弃机制
尾丢弃，可以支持WRED
调度机制
先进先出
延迟保证
无
带宽分配
无
优劣势
无分类机制，无 法做区分化服务 低优先级队列可 能会被饿死
尾丢弃
严格优先级
很好
无
尾丢弃
PQ+RR（PQ相对 RR带宽分配不是 于RR来说，有严 非常精确，取决 格优先级，PQ部 很好（PQ） 无（PQ） 于Count及数据包 分内队列编号越 无（RR） 较好（RR） 情况，另外纯RR 小，优先级越高 会带来延迟及抖 。RR部分按字节 动 数进行轮询） 分类不可控制， 较好，但是 较消耗设备资 无法精确制 源，只适合于低 定带宽值分 速链路，无严格 配 的延迟保证