Verkehrsweiterleitung in einem IPQoS-konformen Netzwerk

In diesem Abschnitt werden Sie in die Elemente eingeführt, die an der Weiterleitung von Paketen in einem IPQoS-konformen Netzwerk beteiligt sind. Ein IPQoS-konformes System verarbeitet beliebige Pakete in einem Netzwerk-Stream, die an die IP-Adresse des Systems gerichtet sind. Dann wendet das IPQoS-System seine QoS-Richtlinie an dem Paket an, um die Differentiated Services einzurichten.

DS Codepoint

Der DS Codepoint (DSCP) definiert die Aktion im Paket-Header, die ein Diffserv-konformes System an einem markierten Paket vornehmen soll. Die Diffserv-Architektur definiert eine Reihe von DS Codepoints für das IPQoS-konforme System sowie den zu verwendenden Diffserv-Router. Darüber hinaus definiert die Diffserv-Architektur eine Reihe von Aktionen, die als das Weiterleitungsverhalten bezeichnet werden. Dieses Weiterleitungsverhalten entspricht den DSCPs. Das IPQoS-konforme System markiert die Prioritätsstufenbits des DS-Felds im Paket-Header mit den DSCP. Empfängt ein Router ein Paket mit einem DSCP-Wert, wendet der Router das dem DSCP zugeordnete Weiterleitungsverhalten an. Anschließend wird das Paket für das Netzwerk freigegeben.

Per-Hop-Behaviors

In der Diffserv-Terminologie wird das einem DSCP zugeordnete Weiterleitungsverhalten als Per-Hop-Behavior (PHB) bezeichnet. Das PHB definiert die Prioritätsstufe der Weiterleitung, die ein markiertes Paket in Relation zu anderem Datenverkehr in einem Diffserv-konformen Systemen empfängt. Diese Prioritätsstufe legt maßgeblich fest, ob das IPQoS-konforme System oder der Diffserv-Router das markierte Paket weiterleitet oder abwirft. Bei einem weitergeleiteten Paket wendet jeder Diffserv-Router auf der Route des Pakets zu seinem Ziel das gleiche PHB an. Eine Ausnahme ist, wenn ein anderes Diffserv-System den DSCP ändert. Weitere Informationen zu PHBs finden Sie unter Verwenden des Markers dscpmk zum Weiterleiten von Paketen.

Das Ziel eines PHB besteht darin, einen bestimmten Teil an Netzwerkressourcen für eine Verkehrsklasse im angrenzenden Netzwerk bereitzustellen. Dieses Ziel erreichen Sie mit der QoS-Richtlinie. Definieren Sie DSCPs, die die Prioritätsstufen für Verkehrsklassen kennzeichnen, wenn Verkehrswerte das IPQoS-konforme System verlassen. Prioritätsstufen können im Bereich von einer high/low-drop-Wahrscheinlichkeit bis zu einer low/high-drop-Wahrscheinlichkeit definiert werden.

Beispielsweise kann Ihre QoS-Richtlinie einer Verkehrsklasse einen DSCP zuweisen, der ein low-drop PHB garantiert. Diese Verkehrsklasse erhält dann ein low-drop PHB von jedem Diffserv-konformen Router, der Paketen dieser Klasse Bandbreite garantiert. Sie können die QoS-Richtlinie anderen DSCPs hinzufügen, die anderen Verkehrsklassen wechselnde Prioritätsstufen zuweisen. Paketen mit geringerer Prioritätsstufe erhalten von den Diffserv-Systemen Bandbreite gemäß den Prioritäten, die in den DSCPs der Pakete angegeben sind.

IPQoS unterstützt zwei Arten von Weiterleitungsverhalten, die in der Diffserv-Architektur definiert sind: Expedited Forwarding und Assured Forwarding.

Expedited Forwarding

Das Expedited Forwarding (EF) Per-Hop-Behavior stellt sicher, dass eine Verkehrsklasse mit EFs-bezogenem DSCP die höchste Priorität erhält. Verkehr mit einem EF DSCP wird nicht in eine Warteschlange gestellt. EF bietet geringen Verlust, Latenzzeit und Jitter. Der empfohlene DSCP für EF ist 101110. Ein Paket, das mit 101110 markiert ist, erhält eine garantierte low-drop-Prioritätsstufe, wenn das Paket auf der Route zum Ziel auf Diffserv-konforme Netzwerke trifft. Verwenden Sie das EF DSCP, wenn Sie Kunden oder Anwendungen mit einem Premium-SLA Priorität zuweisen.

Assured Forwarding

Das Assured Forwarding (AF) Per-Hop-Behavior bietet vier unterschiedliche Weiterleitungsklassen, die Sie einem Paket zuweisen können. Jede Weiterleitungsklasse bietet drei drop-Prioritätsstufen, die in Tabelle 37-2 aufgeführt sind.

Die verschiedenen AF Codepoints bieten die Möglichkeit, Kunden und Anwendungen unterschiedliche Serviceebenen zuzuweisen. In der QoS-Richtlinie können Sie schon bei der Planung Verkehr und Services in Ihren Netzwerk priorisieren. Dann können Sie dem priorisierten Verkehr unterschiedliche AF-Ebenen zuweisen.

Paketweiterleitung in einer Diffserv-Umgebung

Die folgende Abbildung zeigt einen Teil eines Unternehmens-Intranets mit einer teilweise Diffserv-konformen Umgebung. In diesem Szenario sind alle Hosts in den Netzwerken 10.10.0.0 und 10.14.0.0 IPQoS-konform und die lokalen Router in beiden Netzwerken sind Diffserv-konform. Jedoch sind die Zwischennetzwerke nicht für Diffserv konfiguriert.

Abbildung 32-2 Paketweiterleitung über Diffserv-konforme Netzwerk-Hops

Die nächsten Schritte verfolgen den Verlauf des in der Abbildung gezeigten Pakets. Die Schritte beginnen mit dem Fortschritt eines Pakets, das seinen Ursprung bei Host ipqos1 hat. Die nächsten Schritte beschreiben den weiteren Verlauf über mehrere Hops zum Host ipqos2.

1. Der Benutzer an ipqos1 führt den Befehl ftp aus, um auf Host ipqos2 zuzugreifen, der drei Hops entfernt ist.

2. ipqos1 wendet seine QoS-Richtlinie an dem resultierenden Datenpaketstrom an. ipqos1 klassifiziert daraufhin erfolgreich den ftp-Verkehr.

   Der Systemadministrator hat eine Klasse für den gesamten abgehenden ftp-Verkehr erstellt, der seinen Ursprung im lokalen Netzwerk 10.10.0.0 hat. Verkehr für die ftp-Klasse wird das AF22 Per-Hop-Behavior zugewiesen: Klasse zwei, medium-drop-Prioritätsstufe. Für die ftp-Klasse ist eine Verkehrswertrate von 2Mbit/s konfiguriert.

3. ipqos-1 misst den ftp-Datenfluss, um festzustellen, ob der Fluss die zulässige Rate von 2 Mbit/s überschreitet.

4. Der Marker auf ipqos1 markiert die DS-Felder in den abgehenden ftp-Paketen mit dem 010100 DSCP, entsprechend dem AF22 PHB.

5. Der Router diffrouter1 empfängt die ftp-Pakete. diffrouter1 prüft den DSCP. Wenn diffrouter1 überlastet ist, werden Pakete, die mit AF22 markiert sind, abgeworfen.

6. ftp-Verkehr wird in Übereinstimmung mit dem Per-Hop-Behavior, das für AF22 in den diffrouter1-Dateien konfiguriert ist, an den nächsten Hop weitergeleitet.

7. Der ftp-Verkehr durchläuft das Netzwerk 10.12.0.0 zum genrouter, der nicht Diffserv-konform ist. Hier erhält der Verkehr ein „Beste Leistung“-Weiterleitungsverhalten.

8. genrouter übergibt den ftp-Verkehr an das Netzwerk 10.13.0.0. Hier wird er von diffrouter2 empfangen.

9. diffrouter2 ist Diffserv-konform. Aus diesem Grund leitet der Router die ftp-Pakete in Übereinstimmung mit dem PHB, das in der Router-Richtlinie für AF22-Pakete definiert ist, an das Netzwerk weiter.

10. ipqos2 empfängt den ftp-Verkehr. ipqos2 fordert als Nächstes den Benutzer an ipqos1 zur Eingabe von Benutzernamen und Passwort auf.