このセクションでは、IPQoS アーキテクチャーとこのアーキテクチャーが RFC 2475, An Architecture for Differentiated Services (http://www.ietf.org/rfc/rfc2475.txt?number=2475) で定義された差別化サービス (Diffserv) モデルを実装する方法について説明します。次に示す Diffserv モデルの要素が、IPQoS に含まれます。
クラシファイア
メーター
マーカー
さらに、IPQoS には、仮想ローカルエリアネットワーク (VLAN) デバイスで使用されるフローアカウンティングモジュールと dlcosmk マーカーが含まれています。
Diffserv モデルでは、「クラシファイア」は、トラフィックフローを選択して、それぞれに異なるサービスレベルを適用するためのグループに分類する作業を担当します。RFC 2475 で定義されたクラシファイアは、当初、境界ルーター用に設計されました。それとは対照的に、IPQoS クラシファイア ipgpc は、内部ホストからローカルネットワークへのトラフィックフローを処理するために設計されています。このため、IPQoS システムと Diffserv ルーターの両方を備えたネットワークは、より広範囲な差別化サービスを提供できます。技術情報については、ipgpc(7ipp) のマニュアルページを参照してください。
IPQoS 対応システムの IPQoS 構成ファイルに指定された条件を満たすトラフィックフローを選択します。
QoS ポリシーは、パケットヘッダーに存在する必要のあるさまざまな条件を定義します。これらの条件は、「セレクタ」と呼ばれます。 ipgpc クラシファイアは、これらのセレクタを、IPQoS システムから受信したパケットのヘッダーと比較して、一致するパケットをすべて選択します。
パケットフローを、IPQoS 構成ファイルの定義に従い、同じ特性を持つネットワークトラフィックである 「クラス」に分類します。
パケットの差別化サービス (DS) フィールドの値を調べ、差別化サービスコードポイント (DSCP) の存在を確認します
DSCP は、受信したトラフィックに送信側によって転送動作のマークが付けられているかどうかを示します。
特定クラスのパケットに関して、IPQoS 構成ファイル内で次に指定されているアクションを調べます。
パケットを、IPQoS 構成ファイルで指定された次の IPQoS モジュールに渡すか、あるいはネットワークストリームに戻します。
クラシファイアの概要は、クラシファイア (ipgpc) の概要を参照してください。IPQoS 構成ファイルでクラシファイアを呼び出すには、IPQoS 構成ファイルを参照してください。
ipgpc クラシファイアは、IPQoS 構成ファイルの filter 句で使用可能なさまざまなセレクタをサポートします。フィルタを定義するときには、特定クラスのトラフィック取得に必要な最小限のセレクタを使用してください。定義するフィルタの数が、IPQoS のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。
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「メーター」はフローの転送速度をパケット単位で追跡します。このメーターは、構成されているパラメータにパケットが一致するかどうかを決定します。メーターモジュールは、パケットサイズ、構成されたパラメータ、およびフロー速度に基づき、パケットの次のアクションをアクションセットの中から決定します。
メーターには 2 つのメータリングモジュール、すなわち tokenmt および tswtclmt があります。モジュールの構成は、IPQoS 構成ファイルで行います。モジュールのどちらか一方または両方をクラスに構成できます。
メータリングモジュールを構成する際、速度に関する 2 つのパラメータを定義できます。
committed-rate – 特定クラスのパケットに容認可能な転送速度を bps で定義する
peak-rate – 特定クラスのパケットに最大限容認可能な転送速度を bps で定義する
パケットに対するメータリングアクションの結果 (outcome) は、次の 3 つのどれかになります。
green – パケットの生成するフローは認定速度内である
yellow – パケットの生成するフローは認定速度を超過しているが、最大速度内である
red – パケットの生成するフローは最大速度を超過している
IPQoS 構成ファイル内で、結果ごとに異なるアクションを構成できます。
tokenmt モジュールは、「トークンバケット」を使用してフローの転送速度を測定します。tokenmt は、シングルレートメーターまたはツーレートメーターとして機能するように構成できます。tokenmt アクションインスタンスは、2 つのトークンバケットを管理します。これらのトークンバケットは、トラフィックフローが構成されたパラメータに適合するかどうかを調べます。
tokenmt(7ipp) のマニュアルページでは、IPQoS がどのようにトークンメーターパラダイムを実装するかが説明されています。
committed_rate – フローの認定速度を bps で指定する
committed_burst – 認定バーストサイズをビット単位で指定する。committed_burst パラメータは、認定速度でネットワークに渡すことのできる、特定クラスの発信パケット数を定義する
peak_rate – 最大速度を bps で指定する
peak_burst – 最大バーストサイズまたは超過バーストサイズをビット単位で指定する。peak_burst パラメータは、トラフィッククラスに、認定速度を超過する最大バーストサイズを付与する
color_aware – tokenmt のカラーアウェアモードを有効にする。
color_map – DSCP 値を緑、黄、または赤にマッピングする整数配列を定義する
tokenmt をシングルレートメーターとして構成するには、IPQoS 構成ファイル内で tokenmt に peak_rate パラメータを指定しないでください。赤、緑、または黄の結果 (outcome) を識別するようにシングルレートの tokenmt インスタンスを構成するには、peak_burst パラメータを指定する必要があります。peak_burst パラメータを使用しないことによって、tokenmt が赤または緑の結果だけを識別するように構成できます。2 つの出力を持つシングルレート tokenmt の例については、使用例 6 を参照してください。
tokenmt がシングルレートメーターとして機能する場合、peak_burst パラメータは実質的に超過バーストサイズです。committed_burst と peak_burst のどちらかと committed_rate は、ゼロ以外の正の整数にする必要があります。
tokenmt をツーレートメーターとして構成するには、IPQoS 構成ファイル内で tokenmt アクションに peak_rate パラメータを指定します。ツーレートの tokenmt は、必ず赤、黄、および緑の 3 つの結果 (outcome) を識別します。committed_rate、committed_burst、および peak_burst パラメータは、ゼロ以外の正の整数にする必要があります。
ツーレートの tokenmt をカラーアウェアとして構成するには、「カラーアウェアネス」を特に追加するパラメータを追加します。tokenmt をカラーアウェアとして構成する action 文の例を次に示します。
使用例 9 IPQoS 構成ファイル用のカラーアウェア tokenmt アクションaction {
module tokenmt
name meter1
params {
committed_rate 4000000
peak_rate 8000000
committed_burst 4000000
peak_burst 8000000
global_stats true
red_action_name continue
yellow_action_name continue
green_action_name continue
color_aware true
color_map {0-20,22:GREEN;21,23-42:RED;43-63:YELLOW}
}
}
color_aware パラメータを true に設定することによって、カラーアウェアを有効にできます。カラーアウェアにした tokenmt メーターは、以前の tokenmt アクションによってパケットが赤、黄、または緑にマーキング済みであるものと見なします。カラーアウェアの tokenmt は、ツーレートメーター用のパラメータに加え、パケットヘッダー内の DSCP も使用してパケットを評価します。
color_map パラメータは、パケットヘッダーの DSCP がマッピングされる配列を含みます。次の color_map 配列について説明します。
color_map {0-20,22:GREEN;21,23-42:RED;43-63:YELLOW}DSCP が 0~20 および 22 のパケットは緑にマッピングされます。DSCP が 21 および 23~42 のパケットは赤にマッピングされます。DSCP が 43~63 のパケットは黄にマッピングされます。tokenmt は、デフォルトのカラーマップを格納します。ただし、このデフォルトは必要に応じて color_map パラメータを使用して変更できます。
color_action_name パラメータでは、continue を指定するとパケットの処理を完了できます。また、たとえば yellow_action_name mark22 のように、引数を指定してパケットをマーカーアクションに送信することもできます。
tswtclmt メータリングモジュールは、時間ベースの「速度エスティメータ」を使用して、トラフィッククラスの平均帯域幅を見積もります。tswtclmt は必ず 3 つの結果 (outcome) を識別するメーターとして機能します。速度エスティメータは、フローの到着速度の見積もりを提供します。この速度は、一定期間すなわち「時間ウィンドウ」内の、トラフィックストリームの実行帯域幅の平均を見積もります。
tswtclmt を構成するには、次のパラメータを使用します。
committed_rate – 認定速度を bps で指定する
peak_rate – 最大速度を bps で指定する
window – 時間ウィンドウをミリ秒で定義する。この時間ウィンドウに対して平均帯域幅の履歴が記録される
tswtclmt の技術的な詳細については、tswtclmt(7ipp) のマニュアルページを参照してください。
IPQoS には 2 つのマーカーモジュール、すなわち dscpmk および dlcosmk が含まれます。このセクションでは、両方のマーカーの使用方法を説明します。dlcosmk は VLAN デバイスを使用する IPQoS システムでだけ利用可能であるため、通常は dscpmk を使用してください。
これらのモジュールの技術的情報については、dscpmk(7ipp) および dlcosmk(7ipp) のマニュアルページを参照してください。
マーカーは、クラシファイアモジュールまたはメータリングモジュールによって処理されたあとのトラフィックフローを受け取ります。マーカーは、転送動作をトラフィックにマークします。転送動作とは、フローが IPQoS システムから送出されたあと、フローに対して行われるアクションです。トラフィッククラスに対して実行される転送動作は、「ホップ単位動作 (PHB)」に定義されます。PHB はトラフィッククラスに優先順位を割り当てます。これは、そのクラスのフローに割り当てられる、ほかのトラフィッククラスに対する相対的な優先度です。PHB は、IPQoS システムの隣接するネットワーク上での転送動作だけを制御します。詳細は、ホップ単位動作を参照してください。
「パケット転送」とは、特定クラスのトラフィックを、ネットワーク上の次の宛先へ送信するプロセスを指します。IPQoS システムなどのホストの場合、パケットはホストからローカルネットワークストリームへ転送されます。Diffserv ルーターの場合、パケットはローカルネットワークからルーターの次のホップへ転送されます。
マーカーは、パケットヘッダー内の DS フィールドに、IPQoS 構成ファイル内で定義された転送動作のマークを付けます。以後、IPQoS システムおよびあとに続く Diffserv 対応システムは、マークが変更されないかぎり、DS フィールド内の指示に従ってトラフィックを転送します。PHB を割り当てるため、IPQoS システムは、パケットヘッダーの DS フィールドの値をマークします。この値は、DSCP (Differentiated Services Codepoint) と呼ばれます。Diffserv アーキテクチャーは、2 種類の転送動作、すなわち EF および AF を定義しており、各転送動作はそれぞれ異なる DSCP を使用します。DSCP の概要については、DS コードポイントを参照してください。
IPQoS システムは、トラフィックフローの DSCP を読み取り、ほかの送信トラフィックフローに対する相対的な優先度を評価します。次に IPQoS システムは、並行するトラフィックフローすべての優先順位を定め、各フローを優先順位に従ってネットワーク上に送出します。
Diffserv ルーターは、送信トラフィックフローを受け取り、パケットヘッダー内の DS フィールドを読み取ります。DSCP を使用すると、ルーターで現在のトラフィックフローに優先順位を付け、スケジュールを設定できます。ルーターは、PHB で指示された優先順位に従って各フローを転送します。あとに続くホップ上の Diffserv 対応システムも同じ PHB を認識する場合を除いて、ネットワークの境界ルーターを越えて PHB を適用することはできません。
完全優先転送 (EF) は、推奨される EF コードポイント 46 (101110) の付いたパケットが、ネットワークに送出されるときに、可能なかぎり最良の扱いを受けることを保証します。完全優先転送は、しばしば専用回線に例えられます。コードポイント 46 (101110) を持つパケットには、宛先に向かう途中、すべての Diffserv ルーターによる優先待遇が保証されます。
相対的優先転送 (AF) では、4 つの異なるクラスの転送動作をマーカーに指定できます。次の表に、クラス、各クラスに指定できる 3 つのドロップ優先度、および各優先度に対応する推奨 DSCP を示します。各 DSCP は、AF 値 (10 進数値およびバイナリ値) で表されます。
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AF コードポイントは、各トラフィッククラスに差別化転送動作を提供する際のガイドとして、すべての Diffserv 対応システム上で使用できます。
これらのパケットが Diffserv ルーターに達すると、ルーターはパケットのコードポイントを、キュー内のほかのトラフィックの DSCP とともに評価します。次にルーターは、利用可能な帯域幅、およびパケットの DSCP により割り当てられた優先順位に応じて、パケットを転送またはドロップします。EF PHB の付いたパケットは、どの AF PHB の付いたパケットよりも広い帯域幅の使用が保証されます。
ネットワーク上の IPQoS システムと Diffserv ルーターとの間でパケットのマーキングを合致させて、パケットが意図したとおりに転送されるようにしてください。たとえば、ネットワーク上の IPQoS システムがパケットにコードポイント AF21 (010010)、AF13 (001110)、AF43 (100110)、および EF (101110) を付けるとします。この場合、AF21、AF13、AF43、および EF DSCP を、Diffserv ルーターの適切なファイルに追加する必要があります。
AF PHB の設定および使用する機器での DS コードポイントの設定手順については、ルーター製造元のドキュメントを参照してください。
DSCP の長さは 6 ビットです。DS フィールドの長さは 1 バイトです。DSCP を定義すると、マーカーは、DS コードポイントでパケットヘッダーの最初の 6 つの重みビットをマークします。残りの 2 ビットは、使用されません。
DSCP を定義するには、マーカーアクション文の中で次のパラメータを使用します。
dscp_map{0-63:DS-name tcodepoint}dscp_map パラメータは、(DSCP) 値を使用して生成する 64 要素の配列です。dscp_map は、dscpmk マーカーによって着信 DSCP を発信 DSCP にマップするために使用されます。
DSCP 値は、10 進表記で dscp_map に指定する必要があります。たとえば、EF コードポイント 101110 は 10 進数値 46 に変換する必要があり、その結果 dscp_map{0-63:46} になります。AF コードポイントの場合、表 5 で示されるさまざまなコードポイントを、dscp_map で使用するために 10 進数表記に変換する必要があります。
dlcosmk マーカーモジュールは、データグラムの MAC ヘッダー内に転送動作をマークします。VLAN インタフェースを持つ IPQoS システムでだけ、dlcosmk を使用できます。
dlcosmk は、VLAN タグと呼ばれる 4 バイトを MAC ヘッダーに追加します。VLAN タグには、IEEE 801.D 標準に定義されている 3 ビットのユーザー優先順位値が含まれます。VLAN を認識する Diffserv 対応スイッチは、データグラム内のユーザー優先順位フィールドを読み取ることができます。801.D ユーザー優先順位値は、商用スイッチと互換性のあるサービスクラス (CoS) マークを実装します。
次の表のサービスマークのクラスを定義することによって、dlcosmk マーカーアクションのユーザー優先順位値を使用できます。
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詳細は、dlcosmk(7ipp) のマニュアルページを参照してください。
このセクションでは、VLAN デバイスを持つシステムでの IPQoS の実装方法を示す、単純なネットワークのシナリオを紹介します。このシナリオには、スイッチで接続された 2 つの IPQoS システム、すなわち machine1 および machine2 が含まれます。machine1 上の VLAN デバイスの IP アドレスは 10.10.8.1、machine2 上の VLAN デバイスの IP アドレスは 10.10.8.3 です。
machine1 向けの次の IPQoS 構成ファイルは、machine2 への切り替えによる、トラフィックのマーキングの簡単な解決策を示しています。
使用例 10 VLAN デバイスを持つシステムの IPQoS 構成ファイルfmt_version 1.0
action {
module ipgpc
name ipgpc.classify
filter {
name myfilter2
daddr 10.10.8.3
class myclass
}
class {
name myclass
next_action mark4
}
}
action {
name mark4
module dlcosmk
params {
cos 4
next_action continue
global_stats true
}
}
この構成では、machine2 上の VLAN デバイスを着信先とする machine1 からのすべてのトラフィックが、dlcosmk マーカーに渡されます。mark4 マーカーアクションは、CoS が 4 でクラスが myclass のデータグラムに VLAN マークを追加するように dlcosmk に指示します。ユーザー優先順位値 4 は、2 台のマシン間の切り替えによって、machine1 からの myclass トラフィックフローへの制御された負荷転送を指定しなければならないことを示します。
IPQoS の flowacct モジュールは、トラフィックフローに関する情報を記録し、このプロセスは、フローアカウンティングと呼ばれます。フローアカウンティングは、顧客への課金や特定クラスへのトラフィック量の評価に使用できるデータを作成します。
フローアカウンティングは、オプションです。通常、flowacct は、メーターまたはマーカーに処理されたトラフィックフローが、ネットワークストリームへ送出される前に通る、最後のモジュールです。Diffserv モデルでの flowacct の位置の図については、図 1 を参照してください。技術的な情報については、flowacct(7ipp) のマニュアルページを参照してください。
フローアカウンティングを有効にするには、flowacct に加えて、Oracle Solaris の exacct アカウンティング機能および acctadm コマンドを使用する必要があります。フローアカウンティングの詳細は、Chapter 5, フローアカウンティングの使用と統計情報の収集のタスクを参照してください。
flowacct モジュールは、フローレコードで構成されたフローテーブル内に、フローに関する情報を収集します。テーブル内の各エントリには、1 つのフローレコードが含まれます。フローテーブルは、表示できません。
フローレコードを測定してフローテーブルに書き込むには、IPQoS 構成ファイル内で次の flowacct パラメータを定義します。
timer – タイムアウトしたフローをフローテーブルから削除し、acctadm により作成されたファイルに書き込む間隔を、ミリ秒単位で定義する
timeout – パケットフローがタイムアウトするまでの非アクティブな時間を、ミリ秒単位で定義する
max_limit – フローテーブルに格納可能なフローレコードの数に上限を設定する
flowacct パラメータの IPQoS 構成ファイルでの使用例については、IPQoS 構成ファイル内でフロー制御を構成する方法を参照してください。
flowacct モジュールは、flowacct インスタンスが認識するすべてのパケットフローを記録するフローテーブルを管理します。
フローは、flowacct の 8 タプルと呼ばれる、次のパラメータによって特定されます。
発信元アドレス
着信先アドレス
発信元ポート
着信先ポート
DSCP
ユーザー ID
プロジェクト ID
プロトコル番号
フローの 8 タプルのパラメータが変化しないかぎり、フローテーブルには 1 つのエントリだけが含まれます。max_limit パラメータにより、フローテーブルに含めることのできるエントリ数が決定されます。
フローテーブルは、IPQoS 構成ファイル内の timer パラメータに指定された間隔でスキャンされます。デフォルトは 15 秒です。IPQoS 構成ファイル内の timeout 間隔に指定された時間以上、IPQoS システムがパケットを認識しない場合、フローは「タイムアウト」します。デフォルトのタイムアウト時間は、60 秒です。タイムアウトしたエントリは、acctadm コマンドを使用して作成されたアカウンティングファイルに書き込まれます。
flowacct レコードには、次の表に示される属性が含まれています。
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acctadm コマンドを使用して、flowacct により生成されるさまざまなフローレコードを格納するファイルを作成します。acctadm は、拡張アカウンティング機能と連動して動作します。技術的な情報については、acctadm(1M) のマニュアルページを参照してください。
flowacct モジュールは、フローを観察し、フローテーブルにフローレコードを入力します。次に flowacct は、timer に指定された間隔でパラメータと属性を評価します。last_seen 値に timeout 値を加えた時間以上パケットが検出されない場合、パケットはタイムアウトします。タイムアウトしたエントリはすべて、フローテーブルから削除されます。削除されたタイムアウトエントリは、timer パラメータに指定された時間が経過するたびに、アカウンティングファイルに書き込まれます。
acctadm を呼び出して flowacct モジュールで使用するには、次の構文を使用します。
acctadm -e file-type -f filename flow
acctadm を -e オプションを指定して呼び出します。-e は、直後にタイプを指定することを示します。
収集する属性を指定します (basic または extended)。各ファイルタイプの属性の一覧については、表 7 を参照してください。
フローレコードを格納するファイル file-name を作成します。
acctadm を IPQoS 上で実行することを示します。