IPQoS 対応ネットワークでのトラフィック転送

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このセクションでは、IPQoS 対応ネットワークでのパケット転送に関係するいくつかの要素について簡単に説明します。IPQoS 対応システムは、着信先としてそのシステムの IP アドレスを持つ、ネットワークストリーム上のパケットを処理します。そして、IPQoS システムの QoS ポリシーをパケットに適用して、差別化サービスを確立します。

DS コードポイント

DS コードポイント (DSCP) は、マークされたパケットに対して Diffserv 対応システムが実行するアクションをパケットヘッダーに定義します。diffserv アーキテクチャーは、使用する IPQoS 対応システムと diffserv ルーターに対して一連の DS コードポイントを定義します。また、DSCP に対応する「転送動作」と呼ばれる一連の処理も定義します。IPQoS 対応システムは、パケットヘッダーにある DS フィールドの優先度ビットに DSCP を付けます。DSCP 値を持つパケットを受信すると、ルーターは、その DSCP と関連付けられた転送動作を実行します。次にパケットはネットワーク上に送出されます。

注 - dlcosmk マーカーは、DSCP を使用しません。代わりに、dlcosmk は Ethernet フレームヘッダーに CoS 値を付加します。VLAN デバイスを使用するネットワークで IPQoS を構成する予定の場合は、「マーカーモジュール」を参照してください。

ホップ単位動作

Diffserv 用語では、DSCP に割り当てられる転送動作を「ホップ単位動作 (Per-Hop Behavior、PHB)」と呼びます。PHB は、Diffserv 対応システム上で、マークされたパケットの転送がほかのトラフィックに比べて優先される度合いを定義します。この優先度によって、IPQoS 対応システムまたは Diffserv ルーターが、マークされたパケットを転送するかドロップするかが最終的に決まります。パケットが転送された場合、パケットがその着信先への途中で通過する各 Diffserv ルーターは、同じ PHB をそのパケットに適用します。ただし、別の Diffserv システムによって DSCP が変更された場合は例外です。PHB の詳細については、「パケット転送での dscpmk マーカーの使用」を参照してください。

PHB の目的は、指定された量のネットワークリソースを連続したネットワーク上のトラフィッククラスに提供することです。この目的は、QoS ポリシーで達成できます。トラフィックフローが IPQoS 対応システムを離れたときのトラフィッククラスの優先順位を示す DSCP を定義します。優先度は、高い優先度 (ドロップ率が低い) から低い優先度 (ドロップ率が高い) の範囲になります。

たとえば、QoS ポリシーによってあるトラフィッククラスにドロップ率が低い PHB を保証する DSCP 割り当てることができます。このトラフィッククラスは、ドロップ率が低い優先度の PHB をすべての Diffserv 対応ルーターから与えられ、このクラスのパケットの帯域幅が保証されます。QoS ポリシーに別の DSCP を追加して、ほかのトラフィッククラスにさまざまなレベルの優先度を割り当てることもできます。優先度の低いパケットには、パケットの DSCP に示された優先順位に応じた帯域幅を、Diffserv システムが割り当てます。

IPQoS は、Diffserv アーキテクチャーに定義されている 2 種類の転送動作、完全優先転送 (EF) と相対的優先転送 (AF) をサポートしています。

完全優先転送

「完全優先転送 (Expedited Forwarding、EF)」PHB は、EF 関連の DSCP を持つトラフィッククラスが一番高い優先順位を割り当てられることを保証します。EF DSCP のトラフィックは、キューに格納されません。EF では、低損失、低遅延、低ジッターのサービスを提供します。EF の推奨 DSCP は、101110 です。101110 が付加されたパケットは、着信先への途中で Diffserv 対応ネットワークを通過するときに、ドロップ率の低い優先度を与えられます。EF DSCP は、プレミアム SLA を持つ顧客またはアプリケーションに優先順位を割り当てるときに使用してください。

相対的優先転送

「相対的優先転送 (Assured Forwarding、AF)」PHB には、パケットに割り当てられる転送クラスが 4 種類あります。表 6-2 に示すように、各転送クラスは 3 つのドロップ優先順位を提供します。

AF コードポイントには、顧客やアプリケーションにさまざまなレベルのサービスを割り当てる機能があります。QoS ポリシーでは、QoS ポリシーを計画するときに、ネットワーク上のトラフィックやサービスに優先順位を付けておきます。そうすれば、優先順位の付いたトラフィックにそれぞれ異なる AF レベルを割り当てることができます。

diffserv 環境でのパケット転送

次の図は、Diffserv 対応環境を部分的に備えた企業のイントラネット部分を示しています。このシナリオでは、ネットワーク 10.10.0.0 および 10.14.0.0 上のホストはすべて IPQoS に対応しており、ローカルルーターは Diffserv に対応しています。しかし、間にある 2 つのネットワークは Diffserv 用に構成されていません。

図 1-2 diffserv 対応ネットワークのホップ間のパケット転送

次の手順は、前の図に示すパケットの流れをたどっています。この手順は、ホスト ipqos1 で発生するパケットの前進で開始されます。手順は数回のホップでホスト ipqos2 に続きます。

ipqos1 のユーザーが ftp コマンドを実行して、3 ホップ離れたところにあるホスト ipqos2 にアクセスしようとします。
ipqos1 は、結果生じたパケットフローに QoS ポリシーを適用します。ipqos1 は、ftp トラフィックを正常に分類します。

システム管理者は、ローカルネットワーク 10.10.0.0 に起因するすべての発信 ftp トラフィックに対するクラスを作成済みです。ftp クラスのトラフィックには、AF22 ホップ単位動作 (クラス 2、中程度のドロップ優先度) が割り当てられます。ftp クラスには、2Mb/秒のトラフィックフロー速度が構成されます。
ipqos-1 は、ftp フローを測定し、フローが 2 Mbit/秒を超過していないかどうかを判断します。
ipqos1 上のマーカーが、発信 ftp パケットの DS フィールドに 010100 DSCP (AF22 PHB に対応している) を付加します。
ルーター diffrouter1 は、ftp パケットを受信します。次に、DSCP をチェックします。diffrouter1 が輻輳している場合、AF22 でマークされているパケットは振り落とされます。
diffrouter1 のファイルで AF22 に対して構成されている PHB に合わせて、ftp トラフィックが次のホップに転送されます。
ftp トラフィックがネットワーク 10.12.0.0 を通って genrouter に進みます。genrouter は Diffserv に対応していません。その結果、トラフィックはベストエフォートの転送動作を与えられます。
genrouter が ftp トラフィックをネットワーク 10.13.0.0 に渡し、diffrouter2 がそのトラフィックを受け取ります。
diffrouter2 は Diffserv に対応しています。したがって、ルーターのポリシーで AF22 パケットに対して定義されている PHB に合わせて、ftp パケットをネットワークに転送します。
ipqos2 は、ftp トラフィックを受信します。 ipqos2 は、ipqos1 のユーザーにユーザー名とパスワードの入力を促します。

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