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トラフィック種別

  1. 音声、ビデオ トラフィック
    • VoIP、ビデオ会議
    • 小さいパケットサイズ、バースト性あり、遅延に敏感
  2. 音声アプリケーション トラフィック
    • ストリーミング コンテンツ
  3. ミッション クリティカル アプリケーション トラフィック
    • 基幹業務アプリのトラフィック
    • Oracle、SAP など
  4. トランザクション トラフィック
    • その他アプリのトラフィック
    • Telnet、SSH など
  5. ルーティング アップデート トラフィック
    • OSPF LSA など
  6. ネットワーク管理トラフィック
    • SNMP など
  7. バルク転送 (ベスト エフォート) トラフィック
    • FTP、HTTP など
  8. スカベンジャー トラフィック
    • 業務に関係のないトラフィック

QoS モデル

ベスト エフォート

IntServ [Integrated Services]

DiffServ [Differentiated Services]

L2 マーキング

L3 マーキング

輻輳制御4~2 bit輻輳回避
(廃棄率)
DSCPIP 優先度
7~5 bit輻輳制御4~2 bit輻輳回避
(廃棄率)
111CS7 [Class Selector 7]00 0CS7567 (Network Control)
110CS6 [Class Selector 6]00 0CS6486 (Internetwork Control)Routing Protocol
101EF [Expedited Forwarding]11 0EF-465 (Critical)LLQ
101CS5 [Class Selector 5]00 0CS540
100AF4 [Assured Forwarding 4]11 0AF43384 (Flash Override)CBWFQ
10 0AF4236
01 0AF4134
CS4 [Class Selector 4]00 0CS432
011AF3 [Assured Forwarding 3]11 0AF33303 (Flash)
10 0AF3228
01 0AF3126
CS3 [Class Selector 3]00 0CS324
010AF2 [Assured Forwarding 2]11 0AF23222 (Immediate)
10 0AF2220
01 0AF2118
CS2 [Class Selector 2]00 0CS216
001AF1 [Assured Forwarding 1]11 0AF13141 (Priority)
10 0AF1212
01 0AF1110
CS1 [Class Selector 1]00 0CS18
000DF [Default Fowerding]00 0DF00 (Routine)ベスト エフォート
  1. DSCP
    rt(config-pmap-c)# set [ip] dscp dscp
    
  2. CoS
    rt(config-pmap-c)# set cos cos
    
  3. Frame Relay DE
    rt(config-pmap-c)# set fr-de
    
  4. MPLS EXP
    rt(config-pmap-c)# set mpls experimental foo
    
  5. IP 優先順位
    rt(config-pmap-c)# set [ip] precedence [0-7]
    

MQC [Modular QoS Command line interface]

設定

トラフィックの定義

  1. クラス マップの作成
    rt(config)# class-map [match-all|match-any] class-name
    
    • match-all|match-any
      • match-all … AND 条件で設定する (デフォルト)
      • match-any … OR 条件で設定
    • class-name
      • クラス マップ名
  2. 説明書き
    rt(config-cmap)# description description
    
    • description
      • コメント
  3. トラフィック パターンの指定
    rt(config-cmap)# match [not] pattarn
    
    • [not]
      • pattarn に一致しないトラフィック
    • pattarn
      • any … 全トラフィック
      • access-group acl-num … ACL に一致したトラフィック
      • protocol protocol … NBAR でのプロトコル指定に一致したトラフィック

動作の定義

  1. ポリシー マップの作成
    rt(config)# policy-map policy-name
    
    • policy-name
      • ポリシー マップ名
  2. 説明書き
    rt(config-pmap)# description description
    
    • description
      • コメント
  3. クラスの選択
    rt(config-pmap)# class class-name
    
    • class-name
      • 動作を適用するクラス マップ名
  4. 動作の設定
    rt(config-pmap-c)# foo bar
    
    • foo bar
      • 各種アルゴリズム毎の設定

インターフェースへの適用

rt(config-if)# service-policy input|output policy-name

確認

クラス マップ

rt# show class-map
 Class Map match-all Traffic1 (id 1)
  Description: /// traffic type 1 ///
   Match access-group  100

 Class Map match-any class-default (id 0)
   Match any

 Class Map match-all Traffic2 (id 2)
  Description: /// traffic type 2 ///
   Match access-group  110

ポリシー マップ

rt# show policy-map
  Policy Map Mark1
      Description: /// Mark 1 ///
    Class Traffic1
      set dscp ef
    Class Traffic2
      set dscp af21

インターフェースに適用されたポリシー マップ

rt# sh policy-map interface fa0/1
 FastEthernet0/1

  Service-policy input: Mark1

    Class-map: Traffic1 (match-all)
      6002 packets, 1281188 bytes
      5 minute offered rate 38000 bps, drop rate 0 bps
      Match: access-group 100
      QoS Set
        dscp ef
          Packets marked 6002

    Class-map: Traffic2 (match-all)
      1369 packets, 147644 bytes
      5 minute offered rate 12000 bps, drop rate 0 bps
      Match: access-group 110
      QoS Set
        dscp af21
          Packets marked 1369

    Class-map: class-default (match-any)
      28167 packets, 4705161 bytes
      5 minute offered rate 121000 bps, drop rate 0 bps
      Match: any
      QoS Set
        dscp default
          Packets marked 28167

キューイング (輻輳管理)

FIFO [First In, First Out]

PQ [Priority Queuing]

CQ [Custom Queuing]

WFQ [Weighted Fair Queuing]

設定

  1. WFQ の有効化
    rt(config)# interface type mod/num
    rt(config-if)# fair-queue [cdt [max-queue [res-queue]]]
    
    • cdt
      • CDT [Congestive Discard Threshold]
      • 各キューで保持できるパケットの数
      • これを超えると、パケットは破棄される
      • 16~4,096、2 の累乗である必要がある (デフォルトは 64)
    • max-queue
      • 動的に作成されるキューの最大数
      • 16, 32, 128, 256, 512, 1,024, 2,048, 4,096 (デフォルトは 256)
    • res-queue
      • 予約済み WFQ フローに使用されるキューの最大数
      • 0~1,000 (デフォルトは 0)
  2. キュー上限の設定
    rt(config-if)# hold-queue max-limit out
    
    • max-limit
      • HQO [Hold Queue Out?]
      • 全てのキューに入るパケットの最大数
      • DoS 攻撃などで、バッファがあふれることを防ぐ
      • デフォルトは 1,000

確認

rt# show queue s0/0
  Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 9315839
  Queueing strategy: weighted fair WFQ
  Output queue: 226/1000/64/9315837 (size/max total/threshold/drops) /MaxLimit/CDT/
     Conversations  25/32/128 (active/max active/max total) /ActiveQueue/MaxQueue
     Reserved Conversations 0/0 (allocated/max allocated) 予約済みキュー
     Available Bandwidth 288 kilobits/sec

  (depth/weight/total drops/no-buffer drops/interleaves) 9/32384/458/0/0
  キュー内のパケット数/ウェイト/CDT超え廃棄数/MaxLimit超え廃棄数/
  Conversation 95, linktype: ip, length: 44
  source: 10.1.2.10, destination: 10.3.2.10, id: 0xF001, ttl: 127,
  TOS: 0 prot: 6, source port 1150, destination port 1059

CBWFQ [Class Based Weighted Fair Queuing]

設定

  1. 帯域で指定
    rt(config-pmap-c)# bandwidth bandwidth
    
    • bandwidth
      • 帯域幅
      • 8~2,000,000 kbps
  2. 帯域率で指定
    rt(config-pmap-c)# bandwidth percent percent
    
    • percent
      • 帯域全体に対する帯域率
  3. 残帯域率で指定
    rt(config-pmap-c)# bandwidth remaining percent
    
    • percent
      • 残された帯域に対する帯域率
      • すでに bandwidth で帯域の一部が確保されている場合に使用
  4. 最大設定帯域の変更
    rt(config)# interface type mod/num
    rt(config-if)# max-reserved-bandwidth percent
    
    • percent
      • 帯域全体に対する、設定可能な帯域幅の割合 (デフォルトは 75 %)
  5. キュー上限の設定
    rt(config-pmap-c)# queue-limit max-limit
    
    • max-limit
      • キューに入るパケットの最大数
      • デフォルトは 64

デフォルト クラスの設定

  1. FIFO の場合
    rt(config-pmap)# class class-default
    rt(config-pmap-c)# bandwidth bandwidth
    
  2. WFQ の場合
    rt(config-pmap)# class class-default
    rt(config-pmap-c)# fair-queue [cdt [max-queue [res-queue]]]
    

LLQ [Low Latency Queuing]

設定

  1. 帯域で指定
    rt(config-pmap-c)# priority bandwidth [burst]
    
  2. 帯域率で指定
    rt(config-pmap-c)# priority percent percent [burst]
    

確認

rt# show queue s0/0
  Input queue: 0/75/0/0 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 10412630
  Queueing strategy: Class-based queueing CBWFQ or LLQ
  Output queue: 52/1000/64/10412628 (size/max total/threshold/drops)
     Conversations  1/5/128 (active/max active/max total)
     Reserved Conversations 3/3 (allocated/max allocated)
     Available Bandwidth 216 kilobits/sec

  (depth/weight/total drops/no-buffer drops/interleaves) 52/121/212678/0/0
  Conversation 139, linktype: ip, length: 44
  source: 10.1.2.10, destination: 10.3.2.10, id: 0xB2B6, ttl: 254,
  TOS: 0 prot: 6, source port 8888, destination port 1201
rt# show policy-map interface s0/0
 Serial0/0

  Service-policy output: llq-policy

    Class-map: ef-traffic (match-any)
      117087 packets, 23803568 bytes
      5 minute offered rate 105000 bps, drop rate 0 bps
      Match:  dscp ef (46)
        116117 packets, 23687868 bytes
        5 minute rate 105000 bps
      Match: protocol icmp
        970 packets, 115700 bytes
        5 minute rate 0 bps
      Queueing
        Strict Priority PQ
        Output Queue: Conversation 136
        Bandwidth 168 (kbps) Burst 4200 (Bytes)
        (pkts matched/bytes matched) 59808/12146300
        (total drops/bytes drops) 38/7652

    Class-map: af31-traffic (match-all)
      14039 packets, 1332163 bytes
      5 minute offered rate 6000 bps, drop rate 0 bps
      Match:  dscp af31 (26)
      Queueing
        Output Queue: Conversation 137
        Bandwidth remaining 40 (%)Max Threshold 64 (packets) CBWFQ
        (pkts matched/bytes matched) 10859/1135100
        (depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0

    Class-map: af21-traffic (match-all)
      15676 packets, 2513880 bytes
      5 minute offered rate 15000 bps, drop rate 0 bps
      Match:  dscp af21 (18)
      Queueing
        Output Queue: Conversation 138
        Bandwidth remaining 20 (%)Max Threshold 64 (packets) CBWFQ
        (pkts matched/bytes matched) 15349/2494468
        (depth/total drops/no-buffer drops) 0/0/0

    Class-map: class-default (match-any)
      883140 packets, 89972886 bytes
      5 minute offered rate 462000 bps, drop rate 304000 bps
      Match: any
      Queueing
        Output Queue: Conversation 139
        Bandwidth remaining 25 (%)Max Threshold 64 (packets) CBWFQ
        (pkts matched/bytes matched) 625162/77826568
        (depth/total drops/no-buffer drops) 61/361722/0

輻輳回避

RED [Random Early Detection]

CBWRED [Class Based Weighted Random Early Detection]

設定

  1. IP 優先順位に基づく設定
    rt(config-pmap-c)# random-detect
    
  2. 破棄率の手動設定
    rt(config-pmap-c)# random-detect precedence precedence min-threshold max-threshold
    mark-prob-denominator
    
    • precedence
      • 値を変更するクラスの IP 優先順位
    • min-threshold
      • 最小閾値
      • これを超えるとランダム破棄が開始される
      • 1~4,096 (デフォルトは?)
    • max-threshold
      • 最大閾値
      • これを超えると全て破棄される (デフォルトは max-queue)
    • mark-prob-denominator
      • 破棄される確立
      • 最小閾値を超えると、キュー使用率に比例して破棄率が上がる
      • 最大閾値になると、1 / mark-prob-denominator の確立で破棄される
      • 最大閾値を超えると、全てのパケットが破棄される
      • 1~65,536 (デフォルトは?)
  1. DSCP に基づく設定
    rt(config-pmap-c)# random-detect dscp-based
    
  2. 破棄率の手動設定
    rt(config-pmap-c)# random-detect dscp-based dscp dscp min-threshold max-threshold
    mark-prob-denominator
    
    • dscp
      • 値を変更するクラスの DSCP 値

確認

レート制限

ポリシング

シェーピング

アルゴリズム

Class Based Policing

設定

  1. クラス マップ一致パケットの処理
    rt(config-pmap-c)# police cir [bc [be]] [conform-action act] [exceed-action act]
    [violate-action act]
    
    • cir
      • 8,000~200,000,000 bps
    • bc
      • デフォルトは 1500 byte か CIR/32 の大きいほう
    • be
      • デフォルトは BC と同じサイズになる
    • act
      • transmit … 転送する (conform-action のデフォルト)
      • drop … 破棄する (exceed-action のデフォルト)
      • set-prec-transmit ip-prec … IP 優先度を変更
      • set-dscp-transmit dscp … DSCP 値を変更

確認

rt# show policy interface type mod/num

CAR [Commited Access Rate]

設定

  1. 全トラフィックに適用
    rt(config)# interface type mod/num
    rt(config-if)# rate-limit input|output cir [bc [be]] [conform-action act]
    [exceed-action act]
    
  2. ACL ベースで指定
    rt(config-if)# rate-limit input|output access-group acl-num cir [bc [be]]
    [conform-action act] [exceed-action act]
    

CoPP [Control Plane Policing]

設定

rt(config)#

Class Based Shaping

設定

  1. 帯域幅で設定する場合
    rt(config-pmap-c)# shape average|peak cir [bc] [be]
    
    • average|peak
      • average … トークンの補充が BC (CIR が平均レートになる)
      • peak … トークンの補充が BC+BE (CIR 以上のトラフィックが常に送信可能)
    • cir
    • bc
    • be
  1. 割合で設定する場合
    rt(config-pmap-c)# shape average|peak percent [bc] [be]
    
    • percent
      • 帯域に対する利用割合
      • 1~100 %

GTS [Generic Traffic Shaping]

設定

  1. 全トラフィックに適用
    rt(config)# interface type mod/num
    rt(config-if)# traffic-shape rate cir [bc [be]]
    
    • cir
      • CIR、最低保障速度
      • 平均レート (bps)
    • bc
    • be
  2. ACL ベースで指定
    rt(config)# interface type mod/num
    rt(config-if)# traffic-shape group acl-num cir [bc [be]]
    

確認

rt# show traffic-shape

Interface   Fa0/1
       Access Target    Byte   Sustain   Excess    Interval  Increment Adapt
VC     List   Rate      Limit  bits/int  bits/int  (ms)      (bytes)   Active
-             3000000   3000   12000     12000     4         1500      -

AutoQoS

設定

  1. トラフィックの計測
    rt(config-if)# auto discovery qos [trust]
    
  2. AutoQoS の構成
    rt(config-if)# auto qos [voip [trust] [fr-atm]]
    

確認

rt# show auto qos
rt# show auto qos interface type mod/num

計測結果

rt# show auto discovery qos
Serial0/0/0
 AutoQoS Discovery enabled for applications
 Discovery up time: 34 minutes, 27 seconds
 AutoQoS Class information:
 Class Voice:
  No data found.
 Class Interactive Video:
  No data found.
 Class Signaling:
  Recommended Minimum Bandwidth: 0 Kbps/0% (AverageRate)
  Detected applications and data:
  Application/       AverageRate        PeakRate           Total
  Protocol           (kbps/%)           (kbps/%)           (bytes)
  -----------        -----------        --------           ------------
  h323               0/0                7/1                58579
 Class Streaming Video:
  No data found.
 Class Transactional:
  Recommended Minimum Bandwidth: 1 Kbps/<1% (AverageRate)
  Detected applications and data:
  Application/       AverageRate        PeakRate           Total
  Protocol           (kbps/%)           (kbps/%)           (bytes)
  -----------        -----------        --------           ------------
  sqlnet             1/<1               47/12              373582
  citrix             0/0                18/4               144530
 Class Bulk:
  Recommended Minimum Bandwidth: 0 Kbps/0% (AverageRate)
  Detected applications and data:
  Application/       AverageRate        PeakRate           Total
  Protocol           (kbps/%)           (kbps/%)           (bytes)
  -----------        -----------        --------           ------------
  exchange           0/0                16/4               133944
  ftp                0/0                14/3               123681
 Class Scavenger:
  Recommended Minimum Bandwidth: 0 Kbps (AverageRate)/0% (fixed)
  Detected applications and data:
  Application/       AverageRate        PeakRate           Total
  Protocol           (kbps/%)           (kbps/%)           (bytes)
  -----------        -----------        --------           ------------
  kazaa2             0/0                34/8               244080

コンフィグ

class-map match-any AutoQoS-Transactional-Se0/0/0
 match protocol sqlnet
 match protocol citrix
class-map match-any AutoQoS-Scavenger-Se0/0/0
 match protocol kazaa2
class-map match-any AutoQoS-Bulk-Se0/0/0
 match protocol exchange
 match protocol ftp
!
!
policy-map AutoQoS-Policy-Se0/0/0
 class AutoQoS-Transactional-Se0/0/0
  bandwidth remaining percent 1
  random-detect dscp-based
  set dscp af21
 class AutoQoS-Bulk-Se0/0/0
  bandwidth remaining percent 1
  random-detect dscp-based
  set dscp af11
 class AutoQoS-Scavenger-Se0/0/0
  bandwidth remaining percent 1
  set dscp cs1
 class class-default
  fair-queue
!
interface Serial0/0
 auto qos
 service-policy output AutoQoS-Policy-Se0/0/0

その他

VPN での QoS

                ===============
-------------------------------
[カプセル化]→
-------------------------------
   Tunnnel      ===============
                   物理I/F
rt(config)# interface tunnel num
rt(config-if)# qos pre-classify

LFI [Link Fragmentation and Interleaving]

  1. 仮想インターフェースに設定する
    rt(config)# interface multilink grp-num
    rt(config-if)# ip address ip-addr netmask
    rt(config-if)# bandwidth bandwidth
    rt(config-if)# ppp multilink fragment delay msec [usec]
    rt(config-if)# ppp multhlink interleave
    rt(config-if)# service-policy input|output policy-name
    
    • msec
      • シリアル化遅延時間 (10~15 msec)
  2. 物理 I/F には何も設定しない
    rt(config)# interface type mon/num
    rt(config-if)# ppp multilink group grp-num
    
 

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Last-modified: 2020-07-08 (水) 18:10:14