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如何為WAN實施QoS?

2004-09-03 00:00:00   作者:   來源:   評論:0  點擊:



優(yōu)先級劃分
  因為數(shù)據(jù)包必須排隊通過WAN傳輸,因此,給實時流量劃分優(yōu)先級,以便盡量減小時延非常重要。如果數(shù)據(jù)量大,幾百毫秒的時延根本算不了什么; 如果是互動性很強的流量—特別是語音或?qū)崟r視頻,時延過大就意味著服務是無法接受的。再有,要想提供始終如一的服務級別,還必須避免時延變化(即抖動)。
  所以有必要在面向WAN的路由器接口上實施嚴格的優(yōu)先級隊列機制,無論路由器是在中心站點還是在分支機構(gòu)或者遠地辦公室。這種機制往往名為低時延隊列(LLQ),能夠為你分配比其他所有隊列優(yōu)先享受服務的權(quán)利:只要該隊列里面有數(shù)據(jù)包,就會被優(yōu)先傳輸。
  正由于這個原因,說到從總流量中劃分多少流量以便進入優(yōu)先級隊列,就有一些設計準則。優(yōu)先流量最高不得超過總流量的30%,也就是說,高優(yōu)先級流量占鏈路總流量的比率不應當超過三分之一。因為如果超過了該比率,等待接受程序調(diào)度的其他流量就可能輪不到由應用軟件來處理。還有,也不應該把過多的數(shù)據(jù)包塞在嚴格的優(yōu)先級隊列中排隊等候,否則同樣會遇到末端站所無法忍受的延遲。
鏈路分段
  即使有了這種優(yōu)先級劃分,如果WAN鏈路速率低,你仍可能發(fā)現(xiàn)高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包會遇到無法接受的延遲。譬如說,假設調(diào)度程序檢查嚴格優(yōu)先級隊列后,發(fā)現(xiàn)什么也沒有,它就會移到下一個數(shù)據(jù)隊列,開始把數(shù)據(jù)包撤出隊列,通過路由器接口傳輸出去。如果開始傳輸該數(shù)據(jù)包1ms后,高優(yōu)先級數(shù)據(jù)包進入嚴格優(yōu)先級隊列,而它必須等到正在接受處理的數(shù)據(jù)包傳輸完畢—路由器不會傳到一半就停下來,而這帶來的影響可能會超乎你當初的設想。
  譬如說,1500字節(jié)的文件數(shù)據(jù)包在64Kbps的租用線路上傳輸,通過物理介質(zhì)串行傳輸出去大概需要190ms。也就是說,嚴格優(yōu)先級隊伍中的數(shù)據(jù)包可能要等這么久才能發(fā)送出去,更不用說數(shù)據(jù)包處理、抖動緩沖器等因素帶來的其他各種延遲。如果是語音數(shù)據(jù)包,語音抖動會非常明顯(ITU-T的設計準則建議端到端時延不能超過150ms)。
  所以,你要實施鏈路分段和交叉(LFI),這項技術(shù)可以確保大容量數(shù)據(jù)包由路由器細分成多個片段,每個片段只需少量特定的時間來傳輸,通常是10ms。在另一端,接收路由器將重新組裝片段。這樣一來,數(shù)據(jù)包片段就可以同優(yōu)先級較高的數(shù)據(jù)包交叉在一起,以便后者無須在隊列中排隊等候。
  如果WAN鏈路的速率在1Mbps及以上,用不著考慮配置LFI,因為無論怎樣,即使容量再大的數(shù)據(jù)包也可以在10ms之內(nèi)傳輸完畢。不過對于無力為辦公室提供高帶寬鏈路的企業(yè)而言,就應當在WAN路由器上配置LFI。
鏈路優(yōu)化
  正因為WAN帶寬很寶貴,你可能想進行某種程度的優(yōu)化。這往往跟IP語音有關(guān),因為它主要是一些有效載荷較小的數(shù)據(jù)包,不過也有可能包括視頻。在少數(shù)情況下,優(yōu)化還適用于容量較小的數(shù)據(jù)包。
  你把語音數(shù)據(jù)包封裝成IP格式后,其實也就添加了針對UDP、IP和RTP(實時協(xié)議)的三個報頭。通常,一個語音數(shù)據(jù)包會包括20個字節(jié)的語音載荷流量和40個字節(jié)的這三個報頭,這樣就不利于充分發(fā)揮網(wǎng)絡的利用效率。
  所幸,40個字節(jié)的報頭信息可以利用壓縮RTP(cRTP)“壓縮”成2~4個字節(jié)。因為對每個信息流而言,這些報頭里面的變化其實非常小。這顯然提高了數(shù)據(jù)傳輸效率,并且可以把G.729a呼叫(8K語音)所需的帶寬從24Kbps減小到12K~14Kbps左右。即便是容量較大(譬如256字節(jié))的非語音數(shù)據(jù)包,也可以把帶寬節(jié)省10%以上。
  最后,還需要注意兩點:cRTP占用相當數(shù)量的CPU資源,所以盡管它適用于少許流量,但如果速率較高的WAN上有多路呼叫,cRTP并非上佳選擇,因為路由器很可能處理不了。另外,cRTP通過逐跳法(hop-by-hop)加以實現(xiàn),所以可能不適合所有WAN環(huán)境。
  總結(jié)起來,要充分利用WAN帶寬,就少不了為互動流量支持嚴格優(yōu)先級確定方案的路由器。至于速率不到1Mbps的WAN連接,為了提高鏈路效率,你還必須配置LFI,可能還要配置cRTP。

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