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QoS: clasificación, policing, shaping y encolamiento

La calidad de servicio es lo que hace un router cuando a un enlace le llega más tráfico del que puede transmitir. OcNOS clasifica el tráfico en la entrada, lo mide frente a una tasa contratada y luego lo encola, planifica y conforma en la salida, con el mismo modelo de configuración en todas las plataformas de enrutamiento y conmutación que suministra IP Infusion.

El pipeline de QoS

Un paquete pasa por la QoS dos veces. A la entrada se clasifica, opcionalmente se remarca y se mide con un policer. A la salida se coloca en una cola, lo selecciona un planificador y se libera a través de un shaper. Cada etapa tiene su propio estándar y su propio modo de fallo.

El pipeline de QoS en un router OcNOS El recorrido de un paquete de izquierda a derecha por seis etapas. Entrada: clasificación por interfaz, ACL, DSCP, precedencia IP, RTP o 802.1p; marcado o confianza en los valores DSCP y 802.1p existentes; policing con un medidor de tres colores de una o dos tasas que puede descartar o remarcar. Salida: colocación en una de varias colas de hardware, con WRED aplicado a medida que la cola se llena; selección entre colas con round robin ponderado, encolamiento equitativo ponderado o prioridad estricta; liberación a través de un shaper por cola o por puerto. ENTRADA SALIDA Clasificar ACL / DSCP / 802.1p Marcar / confiar RFC 2474 Policing srTCM / trTCM Encolar WRED, RFC 2309 Planificar WRR / WFQ / SP Shaping RFC 3644 descartar o remarcar búfer y retardo CLASIFICAR · MARCAR · POLICING · ENCOLAR · PLANIFICAR · SHAPING

El policing y el shaping resuelven problemas distintos

Ambos suelen tratarse como intercambiables y no lo son. Un policer mide un flujo y actúa de inmediato sobre el paquete que tiene delante. El tráfico dentro de la tasa contratada pasa; el que la supera se descarta o se remarca con menor prioridad, y no se almacena nada. Como un policer nunca almacena en búfer, no añade retardo, y como nunca retrasa, no puede suavizar nada. Las ráfagas se cortan en lugar de absorberse.

Un shaper hace lo contrario. El tráfico excedente se retiene en una cola y se libera a la tasa configurada, de modo que el perfil que sale del puerto es uniforme aunque el tráfico que llegó fuera a ráfagas. Eso protege un enlace aguas abajo o una entrega al cliente frente a recibir más de lo acordado, pero el suavizado se paga en latencia y ocupación de búfer.

La división práctica se deriva de ello. Aplique policing en la entrada para proteger su propia red del tráfico que supera lo vendido. Aplique shaping en la salida para proteger lo que haya aguas abajo. El policing en una entrega de salida provoca en la aplicación descartes que no puede prever. El shaping en la entrada solo traslada su problema de congestión a sus propios búferes.

Tres colores, dos formas de medir

Los dos policers de OcNOS son marcadores de tres colores. Verde está dentro de la tasa comprometida, amarillo dentro de la tolerancia de ráfaga y rojo fuera de contrato. Lo que cambia es cómo se mide la tasa. Un marcador de tres colores de una tasa (RFC 2697) trabaja con una tasa y una ráfaga comprometida y otra excedente, lo que se adapta a un contrato que permite ráfagas pero no una tasa superior sostenida. Un marcador de tres colores de dos tasas (RFC 4115) mide por separado una tasa comprometida y una tasa pico, lo que se adapta a un contrato con un techo real por encima de la tasa comprometida. Ambos están disponibles en las 26 plataformas de proveedor de servicios y en las 18 de centro de datos.

Lo que implementa OcNOS

Coincidencia con lo que realmente existe

Interfaz, lista de acceso, DSCP, precedencia IP, RTP o 802.1p, según la arquitectura DiffServ de la RFC 2475. Un puerto también puede configurarse para confiar en los valores 802.1p o DSCP ya aplicados aguas arriba en lugar de reclasificar.

srTCM y trTCM

Medición de tres colores de una tasa según la RFC 2697 y de dos tasas según la RFC 4115, con descarte o remarcado para el color fuera de contrato. Disponible en todas las plataformas.

WRED antes del desbordamiento

Weighted Random Early Detection según la RFC 2309 descarta una proporción creciente de paquetes a medida que la cola crece, para que los emisores reduzcan su velocidad antes de que un tail drop elimine todos los flujos a la vez.

WRR, WFQ y prioridad estricta

Round robin ponderado, encolamiento equitativo ponderado y prioridad estricta en varias colas de hardware por puerto, con las pautas de clases de servicio de la RFC 4594 como punto de partida. Se puede definir ancho de banda mínimo y máximo por cola.

Por cola y por puerto

Shaping de tasa aplicado a una cola individual o al puerto en su conjunto, según el modelo de políticas de la RFC 3644, de modo que un techo agregado y techos por clase pueden coexistir en la misma interfaz.

Contadores que responden a la pregunta

Estadísticas de class-map y contadores por cola de salida, para demostrar que una política coincide con el tráfico que usted cree y que una cola se está vaciando.

Dónde difieren las plataformas de proveedor de servicios y de centro de datos

La mayor parte de las herramientas de QoS es común a ambas familias de plataformas, pero tres capacidades no lo son, y suponer lo contrario es un error de diseño que conviene detectar pronto.

  • El encolamiento jerárquico es una capacidad de las plataformas de proveedor de servicios. Una jerarquía de encolamiento de uno, dos o tres niveles (RFC 3644) permite situar un shaper de nivel de puerto por encima de colas por servicio, lo que necesita una entrega Carrier Ethernet o un puerto de agregación de servicios empresariales. Está disponible en las 26 plataformas de proveedor de servicios y no forma parte del conjunto de centro de datos. El modelo de encolamiento por servicio relacionado, que asigna servicios a VLAN y aplica shaping a cada una, tiene el mismo alcance.
  • Explicit Congestion Notification es una capacidad de las plataformas de centro de datos. ECN (RFC 3168) marca los paquetes en lugar de descartarlos para que el extremo pueda reaccionar, lo que hace viable el transporte RDMA sin pérdidas. En un fabric de IA o de almacenamiento es la base sobre la que DCQCN se construye, junto con PFC.
  • El remarcado de paquetes puenteados es una capacidad de las plataformas de centro de datos, disponible en las 18 plataformas de centro de datos.

Si un diseño depende de alguna de ellas, confirme primero la plataforma. La matriz de funciones recoge el detalle por plataforma, y la lista de compatibilidad de hardware lo relaciona con los routers y switches en los que funcionan esas capacidades.

Control de congestión DCQCN Detección de bloqueo mutuo de PFC Tejido sin pérdidas RoCEv2 la ingeniería de tráfico MPLS Telemetría por streaming Metro Ethernet Banda ancha y acceso Matriz de funciones Hardware validado OcNOS-SP

¿Está definiendo una política de QoS para una entrega real?

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Preguntas frecuentes

¿Qué es la QoS en un router?
La calidad de servicio es el conjunto de mecanismos que utiliza un router para decidir qué paquetes se reenvían primero, cuáles se retrasan y cuáles se descartan cuando un enlace está ocupado. En OcNOS funciona como un pipeline: clasificar el tráfico, marcarlo, aplicarle policing según una tasa contratada en la entrada y, después, encolarlo, planificarlo y aplicarle shaping en la salida.
¿Cuál es la diferencia entre policing y shaping de tráfico?
El policing mide un flujo frente a una tasa y actúa de inmediato: el tráfico que supera la tasa se descarta o se remarca con menor prioridad, y no se almacena nada. El shaping retiene el tráfico excedente en una cola y lo libera a la tasa configurada, de modo que el flujo se suaviza en lugar de cortarse. El policing protege la red y normalmente se aplica en la entrada. El shaping protege el extremo remoto y se aplica en la salida, a costa de más retardo y uso de búfer.
¿Qué es WRED y por qué usarlo?
Weighted Random Early Detection descarta una proporción pequeña y creciente de paquetes a medida que se llena una cola, en lugar de esperar a que se desborde y descartarlo todo de golpe. Según la RFC 2309, esto señala la congestión a los emisores con antelación y evita que los flujos se sincronicen en un ciclo repetido de colapso y recuperación. OcNOS admite WRED en las 26 plataformas de proveedor de servicios y en las 18 de centro de datos.
¿Qué son srTCM y trTCM?
Son los dos esquemas estándar de medición de tres colores que se usan para el policing. Un marcador de tres colores de una tasa (RFC 2697) mide una tasa con una ráfaga comprometida y otra excedente, y colorea el tráfico de verde, amarillo o rojo. Un marcador de tres colores de dos tasas (RFC 4115) mide por separado una tasa comprometida y una tasa pico. OcNOS implementa ambos, de modo que un policer puede permitir ráfagas frente a una tasa o imponer un techo de pico distinto.
¿Admite OcNOS QoS jerárquica?
Sí, en las plataformas de proveedor de servicios. OcNOS admite una jerarquía de encolamiento de uno, dos o tres niveles (RFC 3644), de modo que un shaper agregado de puerto puede situarse por encima de colas por servicio o por cliente. El encolamiento jerárquico y el modelo relacionado de encolamiento por servicio son funciones de proveedor de servicios y no forman parte del conjunto de plataformas de centro de datos.
¿Según qué criterios puede OcNOS clasificar el tráfico?
La clasificación puede basarse en la interfaz de entrada, una lista de acceso, DSCP, precedencia IP, RTP o los bits de prioridad 802.1p, según la arquitectura DiffServ de la RFC 2475. También se puede indicar a un router que confíe en los valores 802.1p o DSCP que un vecino ya ha establecido, lo que evita reclasificar tráfico que se marcó correctamente en el borde de la red.

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Dos descargas técnicas y breves que profundizan más que esta página: el datasheet completo de OcNOS-SP y el datasheet completo de OcNOS-DC.

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Especificación completa de OcNOS-SP: el conjunto de funciones de acceso, cell site y agregación, los SKU de software, las plataformas de hardware compatibles y la guía de pedido de la solución.

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