网络QoS原理与实现 [1]

本系列首先对网络QoS进行简单介绍，然后对不同调度算法的原理进行一定分析，最后简单介绍Linux中实现的几种调度算法。

整体目录为：

1         神马是QoS

2         神马是CoS

3         QoS的实现机制

4         Traffic Management

5         Packet Queuing

5.1       Buffer Management

5.2       Packet Scheduling

5.2.1     Packet Fair Queuing Scheduler

6         QoS in Linux

6.1       Packet queuing in Linux

6.2       如果在Linux中实现一个调度

6.3       DRR在Linux中的实现

6.4       层次化调度

6.5       HTB在Linux中的实现

神马是QoS

QoS，字面意思就是服务质量，QoS好就是服务质量好，QoS差就是服务质量差。那么服务质量是什么呢？针对网络设备而言，网络设备的功能就是数据包的转发，服务质量就是对数据包的转发行为符合预期的转发要求，客户很满意?。那么客户的转发预期是什么？就是设备的带宽，吞吐量能够保证，丢包率很低，整体延迟很小，而且抖动也很小，对于优先级高的包优先处理，对于不该转发的包就不转发，能够对各种不同类型的包做很好的流量整形，使整个网络有很好的可管理性。

因此对于QoS，有以下几个重要的性能参数：

•  Bandwidth and Throughput，带宽和吞吐量，在系统负载严重，各种feature都打开的时候，系统的吞吐量仍能获得保证
•  Packet Loss Rate，丢包率
•  Delay，包转发延迟
•  Jitter，也叫 Delay Variance，转发延迟的抖动
•  Bit Error Rate，误码率

实际系统中，管理员对不同的网络服务定义了不同的性能参数，那么一个网络设备的QoS的好坏就是实际的性能参数与定义的各个性能参数之间的差异了。

神马是CoS

CoS，就是Class of Service，即网络服务的类型。不同网络服务可能有不同的CoS值，为不同CoS定义这种服务类型的各个QoS参数。在layer2和layer3的协议中，这个值就是对应了packet的priority。

对于二层CoS，在802.1Q中定义如下：

可以看到，在VLAN头中有3bits的user priority字段，000为最低，111为最高。二层的priority用于LAN中，并且应该是反映layer3协议的CoS值。

对于三层的CoS，在IP头的TOS字段。ToS有8个bit，前面三个和最后一个bit一般不用，中间[3:6]定义如下：

但是在IPV6中，又进行了进一步的修订，利用了6个bits。

待续