CCIE路由实验(8) -- QoS

1.查看端口缺省的队列机制
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.配置帧中继流量整形FRTS
7.配置CB-Policing
8.配置WRR
9.配置SRR
10.配置数据包的各种压缩方式
11.配置链路分片和交叉离开LFI-Multilink接口
12.配置链路分片和交叉离开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.查看端口缺省的队列机制
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).掌握端口的缺省队列
2).掌握修改端口缺省队列的方法
3).掌握修改WFQ队列参数的方法
理论基础：
1).缺省情况下，端口速率小于等于2.048Mbps，接口队列是WFQ，大于2.048Mbps，接口队列是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
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).掌握CBWFQ的各种配置方法
2).掌握修改每个class内部的队列机制的方法
3).掌握修改每个class队列长度的方法
4).掌握简单的测试是否匹配某一个class的方法
5).理解max-reserved-bandwidth的含义
理论基础：
1).CBWFQ只能应用在出接口
2).CBWFQ机制实现了在出接口带宽拥塞的情况下的最小带宽保证
3).CBWFQ里面的每一个class内部，可以采用WFQ的分类、丢弃和调度机制
4).在出接口带宽有多余的情况下，每个class按照最小带宽保证的比例来占用多余带宽
5).CBWFQ配置的带宽值为物理带宽
6).CBWFQ在缺省情况下能够分配的最大带宽和平台有关，高端平台(如cisco 7206)可以最大分配接口带宽的99%；在一些低端平台(如cisco 2810)，缺省最大可以分配带宽的75%。要突破这个限制，可以在接口下配置命令max-reserved-bandwidth来实现。在cisco 7206平台上，这个命令和CBWFQ一起时不生效。
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
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).掌握CB-LLQ的配置方法
2).理解在配置CBWFQ时，bandwidth remaining的含义
理论基础：
1).CB-LLQ只能应用在出接口
2).CB-LLQ确保了属于优先级的队列有最小的转发时延
3).CB-LLQ在出接口带宽拥塞的情况下，有流量监管的作用
4).CB-LLQ场应用于语音数据包
5).CB-LLQ配置的带宽值为物理带宽

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：剩余带宽=接口带宽-LLQ分配带宽
低端平台：剩余带宽=接口带宽*75%-LLQ分配带宽

show policy-map int f1/0

4.配置CB-Shapping在以太接口下
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).掌握CB-Shapping的配置方法
2).理解配置BE和不配置BE的区别
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
理论基础
1).CB-Shapping只能应用在出接口
2).CB-Shapping令牌桶大小为BC+BE(如果没有配置BE，大小为BC)
3).CB-Shapping注入令牌的方式为每隔Tc，注入BC个令牌
4).CB-Shapping取令牌的方式，当有数据包到达，如果能取到足够的令牌，就发送；如果取不到足够的令牌，先取完目前令牌桶的令牌，然后等待下一个Tc时刻注入BC个令牌，取出需要的值，然后发送。
5).在配置BE后，并没有增加CIR的速率，只是在链路空闲的时候，可以存下更多的令牌，有更强的burst容忍能力
6).当配置了peak值，shapping后的速率为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

令牌桶的大小为500byte，缺省的TC值为4ms，因此算出BC值等于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
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).理解在帧中继接口下的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况
4).理解map-class应用在接口下和PVC下的区别
5).掌握policy-map的嵌套配置方法
理论基础：
1).帧中继网络发生拥塞，FR交换机向发送数据的路由器发送BECN报文，路由器每收到一个BECN报文，降低25%的速率，一直降到min cir值，通过减少令牌桶的大小来实现。如果16个tc周期都没有收到BECN报文，就增加发送速率，通过增加令牌桶的大小来实现。每个tc周期增加令牌桶的大小为(BC+BE)/16
2).map-class应用到PVC下，只对PVC生效
3).map-class应用到多点子接口或者主接口，对所有的PVC都生效。

R4:
policy-map yeslab
class class-default

定义CIR，整形速率;定义MIN CIR， 最低发送速率

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.配置帧中继流量整形FRTS
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
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
理论基础：
1).帧中继的流量整形只能应用在pvc下。路由器降低发送速率和增加发送速率的工作原理和实验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
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).掌握单速率单桶的配置方法
2).当我单速率双桶的配置方法
3).掌握双速率双桶的配置方法
4).理解以上各个配置方法的令牌桶大小、令牌桶个数、注入令牌的方法、取令牌的方法

1).CB-Policing可以应用在入接口，也可以应用在出接口
2).采用CB-Policing的方法，利用是否能够取到令牌和在哪一个令牌桶取令牌的方法，可以把数据报文分到不同组，confrom组、exceed组、violate组。对属于某一个组的数据报文采取何种处理方式，并没有限制，可以是传送transmit、打标记mark、丢弃drop
3).以下图表总结了单速率单桶、单速率双桶、双速率双桶三种方式的令牌桶大小、令牌桶个数、注入令牌的方法、取令牌的方法和如何被划分到不同的组。

4).配置BC的时候，一定要确保BC大于出接口的MTU值。令牌桶越大，当前一段时间空闲，可以让令牌桶装越多的令牌，这样可以增加对数据报文的burst容忍能力
5).在单速率单桶、单速率双桶两种模式下，如果CIR速率相同，尽管可能令牌桶的大小不同，监管速率值是一样的。不同的是单速率单桶只能把数据包分到conform组和exceed组，而单速率双桶可以把数据包分到conform组、exceed组和violate组。
6).配置了violate参数后，激活双令牌桶。单速率双桶对数据包分组的方法和双速率双桶的分组方法不一样。
单速率双桶：数据包在BC能取到令牌，属于conform组；在BC不能取到令牌，在BE取到令牌，属于exceed组；在两个桶都不能取到令牌，属于violate组。BC和BE两个桶没有大小关系
双速率双桶：在BC和BE桶都能取到令牌，属于conform组；在BC不能取到令牌，在BE取到令牌，属于exceed组；在两个桶都不能取到令牌，属于violate组。BE桶一定要大于BC桶。PIR一定要大于CIR。
7).CB-Policy的配置方法很多，以下4个配置命令含义一样，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

将class ICMP的速率限制到5Mbps，定义令牌桶
----------------------------------------------------------------
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

将class ICMP的速率限制到5Mbps， BC值为5000byte，BE值为4000byte，对于conform的数据包转发，对于exceed的数据包打上标记AF11，对于violate的数据包，丢弃
-----------------------------------------------------------------
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速率为6Mbps，CIR的速率为5Mbps，BC值为5000byte，BE值为8000byte。对于速率在5Mbps以下的数据包，属于conform组，转发；对于速率在5Mbps和6Mbps的数据包，属于exceed组，对于速率在6Mbps以上的数据包，属于violate组，丢弃。
-----------------------------------------------------------------
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.配置数据包的各种压缩方式
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).掌握配置ppp的压缩方法
2).掌握配置frame-relay的压缩方法
3).掌握配置tcp头部压缩方法
4).掌握配置RTP头部压缩方法
5).掌握配置基于类的TCP和RTP头部压缩方法

1).以上的压缩技术都是基于链路的
2).撒所技术都是配置在低速广域网链路上，在以太接口上不支持对于TCP和RTP的头部压缩
3).数据报文被压缩后，可以减少串行化时延，但是会引入压缩时延，常常采用硬件压缩技术
4).配置压缩的时候，在链路的两端都必须配置
5).二层压缩主要针对PPP封装和帧中继封装

配置ppp压缩
------------------------------------------------------------------
由于路由器用dynamips模拟，没有压缩芯片，采用软件压缩
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

配置帧中继负载的压缩
------------------------------------------------------------------
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头部压缩
------------------------------------------------------------------
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头部压缩
------------------------------------------------------------------
R2:
int s2/0
ip rtp header-compression
exit

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

show ip rtp header-compression

配置基于类的TCP和RTP头部压缩
------------------------------------------------------------------
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.配置链路分片和交叉离开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是如何传送数据报文的
4).查看PPP multilink的分片情况

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

队列机制改为WFQ，不然LFI功能不会被激活

R2:
show ppp multilink

R4:
ping 24.1.3.2 repeat 1 size 200

12.配置链路分片和交叉离开LFI-FR接口
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).配置在帧中继接口下的LFI，规范为FRF.12

1).配置FRF.12，接口必须使能FRTS
2).在有VOIP语音流量的帧中继接口上使用
3).如果数据报文大于设定的分片长度，会被分片
4).分片的数据报文和语音报文会交叉离开路由器进入帧中继网络

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
----------------------------------------------------------------------------
实验目的：
1).理解auto qos的trust模式和untrust模式
2).理解auto qos在高速串口链路(接口带宽大于768kbps)上自动生成的配置和低速串口链路上自动生成的配置

1).Trust模式是信任邻居对VOIP数据包打的QoS标记，直接利用标记对数据包进行分类
2).Untrust模式是不信任邻居对VOIP数据包打的QoS标记，利用VOIP的协议特点来对数据包进行分类
3).在网络的QoS信任边界配置模式为untrust
4).在信任QoS标记的网络内部，配置为trust模式
5).在串行链路带宽小于等于768kbps的情况下，配置auto qos voip后，接口自动封装为PPP，会自动生成PPP multilink接口，并把接口方法PPP multilink接口下，激活PPP multilink的LFI功能和TCP、RTP的头部压缩功能
6).在以太接口上配置的auto qos voip生成的配置和高速串口链路(接口带宽大于768kbps)上自动生成的配置一样

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
----------------------------------------------------------------------------