报文分类与标记

报文分类与标记

• 在上一节我们讲解了QoS的服务模型，现在要对QoS实现流量的分类以及标记进行讲解，并且对配置也要进行相应介绍

报文分类的必要性
报文分类的依据都有哪些呢？先前我们学过利用ACL可以匹配五元组来进行分类，那QoS都支持哪些分类方式呢？
五元组：源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口，和传输层协议这五个量组成的一个集合。
例如：192.168.1.1 10000 TCP 121.14.88.76 80 就构成了一个五元组。其意义是，一个IP地址为192.168.1.1的终端通过端口10000，利用TCP协议，和IP地址为121.14.88.76，端口为80的终端进行连接。
五元组能够区分不同会话，并且对应的会话是唯一的。

报文分类的依据

TAG 字段由4个字节组成，前两个字节为TPID（TAG Protocol Identifier），其值固定为0x8100，表示是dot1q标准的TAG。后两个字节为TCI（TAG Control Information），它又分为三个部分，图示如下：
1）user_priority：用户优先级，占3个比特，可以表示8种不同的优先级，不同优先级的报文可以得到不同级别的服务；
2）CFI：规范格式指示符（Canonical Format Indicator），占一个比特，它通常设置为0，表示报文中的MAC地址格式为规范格式（遵循IEEE 802标准，即字节中的比特位顺序与标准一致），如果该位设置为1，则根据网络类型的不同具有不同的意义，具体可以参考dot1q标准文档。
3）VID：即VLAN的标志符，占12个比特，表示一个无符号整数，范围从0～4095，其中0表示报文没有指定的VID（priority tagged），4095按规定是保留的，不能使用，交换机收到这样的报文不会进行转发，因此可用的VID范围为1～4094，这其中VID 1又规定为默认VLAN，在用户没有配置的情况下，设备的出厂配置是所有端口属于VLAN 1，端口的默认VID也是VLAN 1。
4）由于在二层上传输的时候，我们的PRI值可能性也是0-7，如果碰到DSCP的话，实际上要用到一个数值叫做COS值，这个数值实际上在交换机上有一张表格，和DSCP值形成了映射，因此我们能够在交换机上查询到COS->DSCP 以及DSCP-》COS的map

• 在之前讲解MPLS的时候，我们提到了MPLS里面的EXP字段和IP里面的ipp代表的意思是一致的。也是三个比特

主要这里会对IP报头里面的ToS字段里面的参数进行一个详细的讲解
·使用报文自身含有的QoS优先级的字段来是一种粗略的分类方式，并且匹配规则比较简单，因此这种方式叫做简单流分类

VLAN 802.1p字段/ MPLS EXP字段

·根据IEEE 802.1Q定义，VLAN TAG中的PRI字段用于标识QoS服务等级。
·对于MPLS报文，通常将标签信息中的EXP域作为MPLS报文的CoS域，与IP网络的ToS域等效，用来区分数据流量的服务等级。

IPv4报文的IP-Precedence字段

• 根据RFC791定义，IP报文头部里面的ToS中，高三位为ip-precedence位，当然其实有多个RFC文档都定义了IP报文头部里面的ToS，例如RFC1349对IP头部里面的ToS的高三位定义和RFC791是一样的。
• RFC：是一系列以编号排定的文件。文件收集了有关互联网相关信息，以及UNIX和互联网社区的软件文件，也就是类似于互联网备忘录的存在，基弧所有的互联网标准都收录在RFC文件之中。
• ToS中间3位是属于D/T/R，D bit代表延迟（Delay），T bit代表吞吐量（Throughput），R bit代表可靠性（Reliability）。
• 如果有三个比特位，我们总共有8种可能，因此只能分为8类流量，对于互联网来说肯定是不足够的，因此为了解决这个问题，新的标准就产生了

IPv4报文的DSCP字段 (1)

• 在RFC2474中,IPv4报文头的ToS字段进行了重新定义，也就是我们现在使用的DS字段。

• 使用这种形式，将原先3个比特扩大为6个比特，因此总共有2^6种可能性，也就是64种，现在我们使用的都是DSCP

• 其实我们可以在设备上，看
  到IP优先级不同组合以及名字。
  演示：
  

• 能够看到如果使用IPP的标准的话，那么显示出来是8种可能性，为0-7，也就是下列的分配，每个流量都有指定的数字标示

• 可以直接写数字，或者使用名字，实际上是一样的效果
  
  || || || || || || || || || || || || ||
  
  DSCP
  

• 这个有64种可能性，是0-63。里面是有组合的，只不过现在不同的组合，我给它不同的命名而已。

• DSCP默认情况下，值为全0

DSCP详解

• 默认DSCP为0
  ·IPv4报文头部里的ToS字段以及IPv6里面有个traffic class的字段统称为DS域
  ·DSCP有前六个比特用来做PHB行为（这里的PHB行为不是次末跳弹出的意思，叫做per-hop behaviors）每一跳行为，做QoS我们需要对每一跳都去做才能有效果，因此叫做每一跳行为，对于PHB行为就体现在数据的转发方式，队列调度方式以及是否有预留带宽，这类行为，因此理论上来说，DSCP值不同，我们需要有不同的PHB行为。
  ·
  

·DSCP有0-63，这64种可能性，但是实际上对于数值本身来说，是没有任何动作的，动作需要我们认为规定，但是在刚刚去看了以后，大家发现使用了部分帮助以后，它会有推荐的标准，例如DSCP值可能是代表EF，EF应该给语音流，但是如果不按照常规出牌，我EF给BT的流量，那么要执行干掉的操作，肯定也是没有任何问题的，因此动作是人为的，本身这个数值是没有任何意义的，只是一个标识。
·DSCP为了兼容老的设备，因为老的设备还是支持IPP的高三位的分配，因此大家能够看到刚才实验中出现的这类数值

发现前三位会变化，但是后三位不变，这种情况下，我们可以通过DSCP去兼容IPP

IPv4报文的DSCP字段 (2)

·EF定义DSCP为101110，为固定值。EF常用于承载语音的流量，因为语音要求低延迟，低抖动，低丢包率，是仅次于协议报文的最重要的报文。

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总结：
①QoS进行数据流分类
②流分类以后进行打标（着色）
③对相应标记的流量执行策略。
④拥塞管理（采用不同的队列调度方法）
⑤拥塞避免

报文分类配置需求

·流分类实际上就是按照一定规则识别符合某类特征的报文，特征不同的报文享受到的服务不同。按照分类规则来说，我们可以把流量分类分为简单流分类以及复杂流分类
·简单流分类：↓

·复杂流分类↓

复杂流分类一般情况上使用在DS边界节点上，在非DS域有数据过来时，我们通过五元组进行相应的打标，然后在DS域内，可以使用统一的简单流分类，可以使用ipp、dscp、cos、exp进行分类就可以了。