CCIE路由實驗(8) -- QoS


1.查看端口缺省的隊列機制
2.配置CB-WFQ
3.配置CB-LLQ
4.配置CB-Shapping在以太接口下
5.配置CB-Shapping在FR接口下
6.配置幀中繼流量整形FRTS
7.配置CB-Policing
8.配置WRR
9.配置SRR
10.配置數據包的各種壓縮方式
11.配置鏈路分片和交叉離開LFI-Multilink接口
12.配置鏈路分片和交叉離開LFI-FR接口
13.在路由器上配置auto qos voip
14.配置auto qos enterprise

enable
conf t
no ip do lo
enable pass cisco
line con 0
logg sync
exec-t 0 0
exit
line vty 0 4
pass cisco
logg sync
exit
host

1.查看端口缺省的隊列機制
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).掌握端口的缺省隊列
2).掌握修改端口缺省隊列的方法
3).掌握修改WFQ隊列參數的方法
理論基礎:
1).缺省情況下,端口速率小於等於2.048Mbps,接口隊列是WFQ,大於2.048Mbps,接口隊列是FIFQ

R1:
router ospf 1
router-id 11.1.1.1
exit

int f0/0
ip add 14.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
no shut
exit
int l0
ip add 11.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
exit

R2:
router ospf 1
router-id 22.1.1.1
exit

int s2/1
encapsulation frame-relay
no shut
exit
int s2/1.1 point-to-point
ip add 24.1.1.2 255.255.255.0
frame-relay interface-dlci 204
exit
ip ospf 1 area 0
exit
int f1/0
ip add 24.1.2.2 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
no shut
exit
int s2/0
encapsulation ppp
ip add 24.1.3.2 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
no shut
exit
int l0
ip add 22.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
exit

R3:
router ospf 1
router-id 33.1.1.1
exit

int f0/1
ip add 34.1.1.3 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
no shut
exit
int l0
ip add 33.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
exit

R4:
router ospf 1
router-id 44.1.1.1
exit

int f0/0
ip add 14.1.1.4 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
no shut
exit
int f0/1
ip add 34.1.1.4 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
no shut
exit
int s2/1
encapsulation frame-relay
no shut
exit
int s2/1.1 point-to-point
ip add 24.1.1.4 255.255.255.0
frame-relay interface-dlci 402
exit
ip ospf 1 area 0
exit
int f1/0
ip add 24.1.2.4 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
no shut
exit
int s2/0
encapsulation ppp
ip add 24.1.3.4 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
no shut
exit
int l0
ip add 44.1.1.1 255.255.255.0
ip ospf 1 area 0
exit

-----------------------------------------------------------------
R4:
show int s2/0

int s2/0
bandwidth 3000
exit

show int s2/0

show int f0/0

int f0/0
fair-queue
exit

show int f0/0

2.配置CB-WFQ
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).掌握CBWFQ的各種配置方法
2).掌握修改每個class內部的隊列機制的方法
3).掌握修改每個class隊列長度的方法
4).掌握簡單的測試是否匹配某一個class的方法
5).理解max-reserved-bandwidth的含義
理論基礎:
1).CBWFQ只能應用在出接口
2).CBWFQ機制實現了在出接口帶寬擁塞的情況下的最小帶寬保證
3).CBWFQ里面的每一個class內部,可以采用WFQ的分類、丟棄和調度機制
4).在出接口帶寬有多余的情況下,每個class按照最小帶寬保證的比例來占用多余帶寬
5).CBWFQ配置的帶寬值為物理帶寬
6).CBWFQ在缺省情況下能夠分配的最大帶寬和平台有關,高端平台(如cisco 7206)可以最大分配接口帶寬的99%;在一些低端平台(如cisco 2810),缺省最大可以分配帶寬的75%。要突破這個限制,可以在接口下配置命令max-reserved-bandwidth來實現。在cisco 7206平台上,這個命令和CBWFQ一起時不生效。
R4:
access-list 100 permit icmp any any
access-list 101 permit tcp any any
class-map ICMP
match access-group 100
exit
class-map TCP
match access-group 101
exit

policy-map cbwfq
class ICMP
bandwidth 2000
exit
class TCP
bandwidth 3000
exit
exit

int f1/0
service-policy output cbwfq
exit

show class-map
show policy-map
show int f1/0
show policy-map int f1/0

policy-map cbwfq
class ICMP
fair-queue
queue-limit 128
exit
class class-default
fair-queue
queue-limit 128
exit
exit

show policy-map cbwfq
show policy-map int f1/0

policy-map cbwfq-new
class ICMP
bandwidth percent 2
exit
class TCP
bandwidth percent 3
exit
exit

int f1/0
no service-policy output cbwfq
service-policy output cbwfq-new
exit

show policy-map cbwfq-new
show policy-map int f1/0

R1:
ping 22.1.1.1 repeat 20

R3:
telnet 22.1.1.1

R4:
show policy-map int f1/0

3.配置CB-LLQ
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).掌握CB-LLQ的配置方法
2).理解在配置CBWFQ時,bandwidth remaining的含義
理論基礎:
1).CB-LLQ只能應用在出接口
2).CB-LLQ確保了屬於優先級的隊列有最小的轉發時延
3).CB-LLQ在出接口帶寬擁塞的情況下,有流量監管的作用
4).CB-LLQ場應用於語音數據包
5).CB-LLQ配置的帶寬值為物理帶寬

R4:
policy-map cbwfq
class ICMP
no fair-queue
no queue-limit
no bandwidth 2000
priority 20000
exit
exit

show policy-map cbwfq

int f1/0
no service-policy output cbwfq-new
service-policy output cbwfq
exit

show policy-map int f1/0

R1:
ping 22.1.1.1 repeat 40

R4:
show policy-map int f1/0

policy-map cbwfq
class TCP
bandwidth remaining percent 50
exit
exit

高端平台:剩余帶寬=接口帶寬-LLQ分配帶寬
低端平台:剩余帶寬=接口帶寬*75%-LLQ分配帶寬

show policy-map int f1/0

4.配置CB-Shapping在以太接口下
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).掌握CB-Shapping的配置方法
2).理解配置BE和不配置BE的區別
3).理解shapping是如何取令牌和注入令牌
4).掌握配置peak值后shapping的速率
理論基礎
1).CB-Shapping只能應用在出接口
2).CB-Shapping令牌桶大小為BC+BE(如果沒有配置BE,大小為BC)
3).CB-Shapping注入令牌的方式為每隔Tc,注入BC個令牌
4).CB-Shapping取令牌的方式,當有數據包到達,如果能取到足夠的令牌,就發送;如果取不到足夠的令牌,先取完目前令牌桶的令牌,然后等待下一個Tc時刻注入BC個令牌,取出需要的值,然后發送。
5).在配置BE后,並沒有增加CIR的速率,只是在鏈路空閑的時候,可以存下更多的令牌,有更強的burst容忍能力
6).當配置了peak值,shapping后的速率為peak*(1+BE/BC)

R4:
policy-map cb-shape
class ICMP
shape average 500000 (CIR)
exit
class TCP
shape average 600000
exit
exit

int f1/0
no service-policy output cbwfq
service-policy output cb-shape
exit

show policy-map int f1/0

令牌桶的大小為500byte,缺省的TC值為4ms,因此算出BC值等於500000*0.004=2000. 每隔4ms,往桶里注入2000bit的令牌

policy-map cb-shape
class ICMP
shape average 500000 12000 0 (BC)
exit
exit

show policy-map int f1/0

policy-map cb-shape
class ICMP
shape average percent 5 20 ms (TC)
exit
exit

show policy-map int f1/0

policy-map cb-shape
class ICMP
shape peak 5000000 (PEAK)
exit
exit

show policy-map int f1/0

5.配置CB-Shapping在FR接口下
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).理解在幀中繼接口下的CB-Shapping的工作原理
2).掌握配置CB-Shapping在FR接口下
3).掌握查看配置生效情況
4).理解map-class應用在接口下和PVC下的區別
5).掌握policy-map的嵌套配置方法
理論基礎:
1).幀中繼網絡發生擁塞,FR交換機向發送數據的路由器發送BECN報文,路由器每收到一個BECN報文,降低25%的速率,一直降到min cir值,通過減少令牌桶的大小來實現。如果16個tc周期都沒有收到BECN報文,就增加發送速率,通過增加令牌桶的大小來實現。每個tc周期增加令牌桶的大小為(BC+BE)/16
2).map-class應用到PVC下,只對PVC生效
3).map-class應用到多點子接口或者主接口,對所有的PVC都生效。

R4:
policy-map yeslab
class class-default

定義CIR,整形速率;定義MIN CIR, 最低發送速率

shape average 128000
shape adaptive 64000
exit

map-class frame-relay kaka
service-policy output yeslab
exit
exit

int s2/1.1
frame-relay interface-dlci 402
class kaka
exit

show policy-map int s2/1.1

int s2/1.1
frame-relay interface-dlci 402
no class kaka
exit
frame-relay class kaka
exit

show policy-map int s2/1.1

class-map ipp5
match ip precedence 5
exit
class-map http
match protocol http
exit

policy-map child
class ipp5
priority percent 30
exit
class http
bandwith percent 40
exit
exit

policy-map yeslab
class class-default
service-policy child
exit

show policy-map int s2/1.1

6.配置幀中繼流量整形FRTS
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).掌握配置FRTS的方法
2).掌握查看配置生效的方法
3).掌握FRTS配置嵌套service-policy的方法
理論基礎:
1).幀中繼的流量整形只能應用在pvc下。路由器降低發送速率和增加發送速率的工作原理和實驗5描述一致。

R4:
map-class frame-relay frts
frame-relay cir 256000
frame-relay mincir 128000
frame-relay bc 12000
exit

int s2/1.1
frame-relay interface-dlci 402
class frts
exit
exit

int s2/1
frame-relay traffic-shapping
exit

show frame-relay pvc 402

class-map ipp5
match ip precedence 5
exit
class-map http
match protocol http
exit

policy-map child
class ipp5
priority percent 30
exit
class http
bandwith percent 40
exit
exit

map-class frame-relay frts
service-policy output child
exit

show run | section map-class
show frame-relay pvc 402

7.配置CB-Policing
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).掌握單速率單桶的配置方法
2).當我單速率雙桶的配置方法
3).掌握雙速率雙桶的配置方法
4).理解以上各個配置方法的令牌桶大小、令牌桶個數、注入令牌的方法、取令牌的方法

1).CB-Policing可以應用在入接口,也可以應用在出接口
2).采用CB-Policing的方法,利用是否能夠取到令牌和在哪一個令牌桶取令牌的方法,可以把數據報文分到不同組,confrom組、exceed組、violate組。對屬於某一個組的數據報文采取何種處理方式,並沒有限制,可以是傳送transmit、打標記mark、丟棄drop
3).以下圖表總結了單速率單桶、單速率雙桶、雙速率雙桶三種方式的令牌桶大小、令牌桶個數、注入令牌的方法、取令牌的方法和如何被划分到不同的組。

4).配置BC的時候,一定要確保BC大於出接口的MTU值。令牌桶越大,當前一段時間空閑,可以讓令牌桶裝越多的令牌,這樣可以增加對數據報文的burst容忍能力
5).在單速率單桶、單速率雙桶兩種模式下,如果CIR速率相同,盡管可能令牌桶的大小不同,監管速率值是一樣的。不同的是單速率單桶只能把數據包分到conform組和exceed組,而單速率雙桶可以把數據包分到conform組、exceed組和violate組。
6).配置了violate參數后,激活雙令牌桶。單速率雙桶對數據包分組的方法和雙速率雙桶的分組方法不一樣。
單速率雙桶:數據包在BC能取到令牌,屬於conform組;在BC不能取到令牌,在BE取到令牌,屬於exceed組;在兩個桶都不能取到令牌,屬於violate組。BC和BE兩個桶沒有大小關系
雙速率雙桶:在BC和BE桶都能取到令牌,屬於conform組;在BC不能取到令牌,在BE取到令牌,屬於exceed組;在兩個桶都不能取到令牌,屬於violate組。BE桶一定要大於BC桶。PIR一定要大於CIR。
7).CB-Policy的配置方法很多,以下4個配置命令含義一樣,都配置了CIR、BC和BE值
police 80000 1500 1000
police cir 80000 1500 1000
police cir 80000 bc 1500 be 1000
police rate 80000 bps burst 1500 bytes peak-burst 1000 bytes

將class ICMP的速率限制到5Mbps,定義令牌桶
----------------------------------------------------------------
R4:
policy-map cb-police1
class ICMP
police cir 5000000 5000 4000
exit
exit

int f1/0
no service-policy output cb-shape
service-policy output cb-police1
exit

show policy-map cb-police1
show policy-map int f1/0

將class ICMP的速率限制到5Mbps, BC值為5000byte,BE值為4000byte,對於conform的數據包轉發,對於exceed的數據包打上標記AF11,對於violate的數據包,丟棄
-----------------------------------------------------------------
R4:
policy-map cb-police2
class ICMP
police cir 5000000 bc 5000 be 4000
conform-action transmit
exceed-action set-dscp-transmit af11
violate-action drop
exit
exit
exit

int f1/0
no service-policy output cb-police1
service-policy output cb-police2
exit

show policy-map int f1/0

配置class ICMP的pir速率為6Mbps,CIR的速率為5Mbps,BC值為5000byte,BE值為8000byte。對於速率在5Mbps以下的數據包,屬於conform組,轉發;對於速率在5Mbps和6Mbps的數據包,屬於exceed組,對於速率在6Mbps以上的數據包,屬於violate組,丟棄。
-----------------------------------------------------------------
R4:
policy-map cb-police3
class ICMP
police cir 5000000 bc 5000 pir 6000000 be 8000
conform-action transmit
exceed-action set-dscp-transmit af11
violate-action drop
exit
exit
exit

int f1/0
no service-policy output cb-police2
service-policy output cb-police3
exit

show policy-map int f1/0

8.配置WRR
----------------------------------------------------------------------------

9.配置SRR
----------------------------------------------------------------------------

10.配置數據包的各種壓縮方式
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).掌握配置ppp的壓縮方法
2).掌握配置frame-relay的壓縮方法
3).掌握配置tcp頭部壓縮方法
4).掌握配置RTP頭部壓縮方法
5).掌握配置基於類的TCP和RTP頭部壓縮方法

1).以上的壓縮技術都是基於鏈路的
2).撒所技術都是配置在低速廣域網鏈路上,在以太接口上不支持對於TCP和RTP的頭部壓縮
3).數據報文被壓縮后,可以減少串行化時延,但是會引入壓縮時延,常常采用硬件壓縮技術
4).配置壓縮的時候,在鏈路的兩端都必須配置
5).二層壓縮主要針對PPP封裝和幀中繼封裝

配置ppp壓縮
------------------------------------------------------------------
由於路由器用dynamips模擬,沒有壓縮芯片,采用軟件壓縮
R4:
int s2/0
encapsulation ppp
compress stac software
exit

R2:
int s2/0
encapsulation ppp
compress stac software
exit

R2:
ping 24.1.3.4 repeat 100

R4:
show compress details

配置幀中繼負載的壓縮
------------------------------------------------------------------
R2:
int s2/1.1
frame-relay payload-compression frF9 stac software
exit

R4:
int s2/1.1
frame-relay payload-compression frF9 stac software
exit

R2:
ping 24.1.1.4 repeat 100
show compress

配置TCP頭部壓縮
------------------------------------------------------------------
R4:
int s2/0
ip tcp header-compression
exit

R2:
int s2/0
ip tcp header-compression
exit

R4:
telnet 24.1.3.2
show ip tcp header-compression

配置RTP頭部壓縮
------------------------------------------------------------------
R2:
int s2/0
ip rtp header-compression
exit

R4:
int s2/0
ip rtp header-compression
exit

show ip rtp header-compression

配置基於類的TCP和RTP頭部壓縮
------------------------------------------------------------------
R4:
policy-map compress
class ICMP
compression header ip tcp
compression header ip rtp
exit
exit

int s2/0
service-policy output compress
exit

show policy-map int s2/0

11.配置鏈路分片和交叉離開LFI-Multilink接口
----------------------------------------------------------------------------
1).掌握PPP multilink的配置方法
2).掌握PPP multilink的LFI配置方法
3).理解PPP multilink是如何傳送數據報文的
4).查看PPP multilink的分片情況

配置ppp multilink,包含R2、R4的S2/0、S2/2接口
-----------------------------------------------------------------
R2:
int s2/0
encapsulation ppp
ppp multilink
ppp multilink group 24
exit
int s2/2
encapsulation ppp
ppp multilink
ppp multilink group 24
exit
int multilink 24
ip add 24.1.3.2 255.255.255.0
ppp multilink
ppp multilink group 24
exit

R4:
int s2/0
encapsulation ppp
ppp multilink
ppp multilink group 24
exit
int s2/2
encapsulation ppp
ppp multilink
ppp multilink group 24
exit
int multilink 24
ip add 24.1.3.4 255.255.255.0
ppp multilink
ppp multilink group 24
exit

show ppp multilink

R4:
ping 24.1.3.2 repeat size 1000

配置ppp multilink的LFI
------------------------------------------------------------------
R2:
int multilink 24
ppp multilink fragment 50
ppp multilink interleave
fair-queue
exit

R4:
int multilink 24
ppp multilink fragment 50
ppp multilink interleave
fair-queue
exit

隊列機制改為WFQ,不然LFI功能不會被激活

R2:
show ppp multilink

R4:
ping 24.1.3.2 repeat 1 size 200

12.配置鏈路分片和交叉離開LFI-FR接口
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).配置在幀中繼接口下的LFI,規范為FRF.12

1).配置FRF.12,接口必須使能FRTS
2).在有VOIP語音流量的幀中繼接口上使用
3).如果數據報文大於設定的分片長度,會被分片
4).分片的數據報文和語音報文會交叉離開路由器進入幀中繼網絡

R2/R4:
show run int s2/1
show run int s2/1.1

R2/R4:
int s2/1
frame-relay traffic-shaping
exit

R2:
map-class frame-relay lfi
frame-relay fragment 80
frame-relay cir 256000
frame-relay mincir 128000
exit

int s2/1.1
frame-relay interface-dlci 204
class lfi
exit

R4:
map-class frame-relay lfi
frame-relay fragment 80
frame-relay cir 256000
frame-relay mincir 128000
exit

int s2/1.1
frame-relay interface-dlci 402
class lfi
exit

show frame-relay fragment

13.在路由器上配置auto qos voip
----------------------------------------------------------------------------
實驗目的:
1).理解auto qos的trust模式和untrust模式
2).理解auto qos在高速串口鏈路(接口帶寬大於768kbps)上自動生成的配置和低速串口鏈路上自動生成的配置

1).Trust模式是信任鄰居對VOIP數據包打的QoS標記,直接利用標記對數據包進行分類
2).Untrust模式是不信任鄰居對VOIP數據包打的QoS標記,利用VOIP的協議特點來對數據包進行分類
3).在網絡的QoS信任邊界配置模式為untrust
4).在信任QoS標記的網絡內部,配置為trust模式
5).在串行鏈路帶寬小於等於768kbps的情況下,配置auto qos voip后,接口自動封裝為PPP,會自動生成PPP multilink接口,並把接口方法PPP multilink接口下,激活PPP multilink的LFI功能和TCP、RTP的頭部壓縮功能
6).在以太接口上配置的auto qos voip生成的配置和高速串口鏈路(接口帶寬大於768kbps)上自動生成的配置一樣

R4:
int s2/0
bandwidth 768
auto qos voip trust
exit

show running-config

int s2/0
no bandwidth
no auto qos voip trust
exit

int s2/0
auto qos voip trust
no fair-queue
auto qos voip trust
exit

show running-config

int s2/0
no auto qos voip trust
aoto qos voip
exit

show running-config

14.配置auto qos enterprise
----------------------------------------------------------------------------


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