Обеспечение качества передачи трафика на основе механизмов обработки очередей на маршрутизаторах Cisco

Обеспечение качества передачи трафика с приоритезацией на основе DSCP

Выполнила, студентка гр. ИУ6-109

Гаврилова М.А.

Преподаватель, Сурков Л.В.

Москва, 2013

Цель лабораторных работ

Общей целью данных лабораторных работ является изучения основных возможностей QoS, получение практических навыков по работе с оборудованием компании Cisco Systems и настройке на нем ключевых механизмов обеспечения QoS.

Лабораторная работа QoS_1

Обеспечение качества передачи трафика с приоритезацией на основе DSCP

Цели работы QoS_1

Целью данной лабораторной работы является получение навыков работы с такими инструментами QoS, как приоритезация трафика на основе поля ToS (а точнее механизма DiffServ Code Point - DSCP) и алгоритмами обработки очередей.

1. Была собрана топология, как показанная на рисунке.

1. Авторизация на всех РС (логин vlc, пароль vlc).

2. На РС1 был запущен FTP-сервис

3. На РС2 был запущен Сервер потокового вещания.

4. На РС4 был настроен Клиент сервера потокового вещания.

5. На данной машине просматривался мультфильм.

Целью работы было увидеть снижение качества изображения при скачивании файла с FTP другой машиной. Как видно из рисунка, качество проигрывания не очень высокое.

Для того чтобы оно стало лучше нужно провести настройки коммутатора.

На РС3 последовательно скачивался файл объемом 100М. На РС4 в моменты скачивания качество изображения резко снижалось, появлялись помехи, видеопоток затормаживался.

#ftp 192.168.0.1

ftp>get 100M

Настройка QoS на коммутаторе Cisco 3560

В данном пункте мы создали критерии для классификации трафика. На рисунке показано включение поддержи QoS.

Далее изучили статистику

Как видно из рисунков все пакеты помещаются в одну очередь.

Посмотрели таблицу соответствия DSCP и выходных очередей.

6. На коммутаторах была настроена приоретизация траффика. Мультимедийный траффик был помечен как более приоритетный.

#access-list 110 permit ip any 224.0.0.0 15.255.255.255.255 – приоритетный трафик

#class-map match-all MULTICAST

#match access group 110

#policy-map CRITICAL

#set dscp 23

Для всех остальных назначен access-list 120, как не для приоритета.

7. Сформируем классы трафика на основе заданных критериев

На рисунке показано, что мы создали класс MULTICAST по схеме match-all

Далее создаем политику для сформированных классов QoS.

Далее установили соответствующий режим доверия

8. Теперь посмотрим как изменилось качество приема, и как это отразилось на очереди.

9. На последнем скриншоте видна таблица управления очередями.

После настройки приоритезации траффика при скачивании файла объемом 100М искажений в видеоряду не наблюдалось.

Вывод: в данной лабораторной работе было изучено разграничение траффика на более и менее приоритетный.

Лабораторная работа QoS_2

Обеспечение качества передачи трафика на основе механизмов обработки очередей на маршрутизаторах Cisco

Цель работы QoS_2

Изучение механизмов обработки очередей QoS на маршрутизаторах компании Cisco и получение практических навыков по их настройке.

Задание и порядок выполнения работы

Была собрана топология, как показано на рисунке.

Рисунок 2. Топология схемы ЛР2

1. Авторизация на всех РС (логин vlc, пароль vlc).

2. На РС №1 - FTP-сервер.

3. На РС №2 - сервер потокового видеовещания.

4. На РС №3 запущен прием видеотрансляции

5. Запущена загрузка файла.

6. Во время параллельного скачивания файла появились артефакты.

7. Собрана новая топология сети

6. Настроен коммутатор Cisco 3560 для маркировки значениями IP Precedence проходящего трафика (FTP, multicast).

7. Настроены маршрутизаторы Cisco 1921 так, чтобы они приоритизировали трафик согласно полю IP Precedence (fair-queue).

8. В результате получили, что картинка передается без искажений и артефактов.

Вывод: в данной лабораторной работе было изучено разграничение траффика на более и менее приоритетный.

Контрольные вопросы

1. Почему классификация трафика происходит на коммутаторах? Где ещё она может быть реализована?

Коммутатор может полностью освободить системного администратора от рутинной работы, связанной с назначением приоритетов трафику на канальном и сетевом уровнях, самостоятельно устанавливая приоритеты в зависимости от типа вышестоящих протоколов.

Еще ее можно реализовать непосредственно на маршрутизаторе.

2. Проанализируйте рисунок Л1-2. Где логичнее всего классифицировать трафик в данной сети?

Логичнее всего классифицировать трафик на периферии сети, т.к. это дает нам большую гибкость в ее настройке.

3. На каких интерфейсах в сети при необходимости будут настраиваться алгоритмы обработки очередей?

Как на входящих так и на исходящих, в зависимости от необходимости - в любом сетевом устройстве, которое работает на основе механизма коммутации пакетов, - в маршрутизаторе, в коммутаторе локальной или глобальной сети, в конечном узле

Контрольные вопросы по всей работе

1 Что такое списки доступа?

Набор текстовых выражений, которые что-то разрешают, либо что-то запрещают

2 Какие списки доступа существуют?

Ограничение по времени, Рефлексивные списки доступа, Динамические списки доступа, Ограничение доступа к маршрутизатору, Именованные списки доступа, Прикрепляем к интерфейсу, Расширенный список доступа, Стандартный список доступа

3 Что такое шаблонная маска? Как она вычисляется?

Wildcard mask – шаблонная маска, она же обратная маска, она же инверсная. Чаще всего используется при создании списков доступа. Шаблонная маска предназначена выполнять роль указателя, она указывает на IP адреса отдельно взятой подсети, которые необходимо обработать согласно правилу списка доступа. Задается в двоичном формате.

4 Почему классификация трафика групповой рассылки (multicast) осуществляется таким образом?

Switch(config)#access-list 110 permit ip any 224.0.0.0 15.255.255.255

5 Почему классификация остального траффика осуществляется следующим образом?

Switch(config)#access-list 120 permit ip any 0.0.0.0 127.255.255.255

Switch(config)#access-list 120 permit ip any 128.0.0.0 63.255.255.255

Switch(config)#access-list 120 permit ip any 192.0.0.0 31.255.255.255

6 Сколько политик можно применить на одном интерфейсе?

7 Почему нежелательно использовать адреса из диапазона 224.0.0.1 - 224.0.0.10?

8 Зачем нужно добавлять в таблицу маршрутизации сервера видеопотока маршрут по-умолчанию?

route add -net 0.0.0.0 netmask 0.0.0.0 dev eth0

9 Почему нельзя просто указать адрес шлюза по умолчанию?

10 Каков размер поля DSCP? а размер поля CoS?

11 Почему размеры полей IP Precedence и CoS совпадают?

12 Сколько выходных очередей на коммутаторе Cisco 3560?

13 Что такое threshold?

14 Что происходит с пакетами при переполнении очереди?

15 Почему классификация трафика происходит на коммутаторах? Где ещё она может быть реализована?

16 На базе каких признаков Вы классифицировали потоки данных в лабораторной работе? Почему были использованы именно эти признаки? На основе чего ещё можно выполнить классификацию?

17 Что будет, если не внести адрес группового вещания в таблицу маршрутизации хоста?

18 Что такое Randevouz Point?

Rendezvous -- технология построения IP-сетей, предполагающая "горячее" подключение сетевых устройств (компьютеров, принтеров, бытовой техники) и их функционирование без предварительной настройки. Для работы в сети "десятка" предоставляет большой набор различных протоколов и служб, но основным является общепринятый TCP/IP.

19 Зачем нужен протокол PIM?

Протокол PIM (Protocol Independent Multicast) призван решить проблемы маршрутизации для произвольного числа и расположения членов группы и для произвольного числа отправителей информации. В настоящее время протокол не является стандартом.

20 В чем недостатки Priority Queuing?

Приоритетное обслуживание обычно применяется в том случае, когда в сети есть чувствительный к задержкам трафик, но его интенсивность невелика, так что его наличие не слишком ущемляет остальной трафик. Например, голосовой трафик чувствителен к задержкам, но его средняя интенсивность обычно не превышает нескольких сотен Кбит/с, и, таким образом, при назначении ему наивысшего приоритета остальные классы трафика не пострадают. Однако в сети могут наблюдаться и другие ситуации. В частности, видеотрафик тоже требует первоочередного обслуживания, но имеет гораздо более высокую интенсивность. Для таких случаев разработаны алгоритмы управления очередями, дающие низкоприоритетному трафику некоторые гарантии даже в периоды повышения интенсивности высокоприоритетного трафика.

Файл конфигурации Cisco

Switch#sh run

Building configuration...

Current configuration : 1861 bytes

version 12.2

no service pad

service timestamps debug datetime msec

service timestamps log datetime msec

no service password-encryption

hostname Switch

boot-start-marker

boot-end-marker

no aaa new-model

system mtu routing 1500

ip subnet-zero

mls qos

spanning-tree mode pvst

spanning-tree etherchannel guard misconfig

spanning-tree extend system-id

vlan internal allocation policy ascending

class-map match-all ipcalss1

match access-group 123

class-map match-any DEFAULT

match access-group 101

policy-map flow1t

class ipcalss1

set dscp ef

policy-map default

class DEFAULT

set dscp af11

interface FastEthernet0/1

mls qos trust dscp

service-policy input default

interface FastEthernet0/2

mls qos trust dscp

service-policy input flow1t

interface FastEthernet0/3

interface FastEthernet0/4

interface FastEthernet0/5

speed 10

srr-queue bandwidth shape 2 4 8 8

interface FastEthernet0/6

interface FastEthernet0/7

access-list 101 permit ip any 0.0.0.0 127.255.255.255

access-list 101 permit ip any 128.0.0.0 63.255.255.255

access-list 101 permit ip any 192.0.0.0 31.255.255.255

access-list 123 permit ip any 224.0.0.0 15.255.255.255