QoS实现之报文简单分类与标记

QoS实现之报文简单分类与标记

优先级映射用于实现报文携带的QoS优先级与设备本地优先级（即设备内部区分报文的服务等级）之间的转换。设备根据本地优先级提供差异化的QoS服务。

当携带QoS优先级的报文到达设备时，外部优先级（如802.1p、DSCP）会被映射为设备的本地优先级，使设备能够识别如何处理报文。报文离开设备时，本地优先级再被映射回外部优先级，确保下一台设备能继续根据优先级字段提供差分服务。因此，通过优先级映射对报文分类是实施差异化服务的基础。

用户可根据网络规划在不同网络层使用不同的QoS优先级字段：

• 二层网络：使用802.1p优先级
• 三层网络：使用DSCP优先级
• MPLS网络：使用EXP优先级

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一、QoS优先级字段

1. VLAN帧头中的802.1p优先级

根据IEEE 802.1Q定义，VLAN帧头的PRI字段（即802.1p优先级，或CoS字段）标识服务质量需求。其结构如下：

• 字段位置：802.1Q头部中3比特长的PRI字段。
• 优先级范围：8种业务优先级（CoS），从高到低依次为7、6、5、4、3、2、1、0。

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2. IP报文头中的IP Precedence字段和DSCP字段

IP Precedence

• 定义：RFC 791中，IP报文头ToS域的最高3位为IP Precedence字段，定义8个优先级（7最高，0最低）。
• 扩展功能：ToS域中还包括D（延迟）、T（吞吐量）、R（可靠性）三个比特。

DSCP（Differentiated Services Code Point）

• 定义：RFC 2474重新定义ToS域，将前6位改为DSCP字段，后2位保留。
• 结构：
  

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二、DiffServ域模型的优先级映射

在DiffServ域模型下，优先级映射通过DS域管理QoS优先级与服务等级、颜色的关系。流程如下：

1. 服务等级（PHB）

服务等级（本地优先级）决定报文在设备内部的队列类型，以PHB（Per Hop Behavior）表示。RFC定义的PHB类型：

PHB类型	用途	优先级顺序（高→低）
CS7、CS6	协议报文（STP、LLDP、LACP等）	最高
EF	VoIP语音、视频会议	次高
AF4	VoIP信令流量
AF3	Telnet、FTP等实时敏感业务
AF2	IPTV直播流量
AF1	普通数据流（如E-Mail）
BE	尽力而为服务（如HTTP网页浏览）	最低

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2. 颜色（丢弃优先级）

颜色决定队列拥塞时报文丢弃顺序，分3种：

• Green：低丢弃优先级
• Yellow：中丢弃优先级
• Red：高丢弃优先级

注意：丢弃优先级实际由缓存配置决定。例如，若Green最多使用50%缓存，Red可使用100%，则Green的丢弃优先级更高。

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3. 优先级映射关系

802.1p优先级映射

• 入方向：802.1p优先级映射为PHB行为和颜色（默认颜色为Green）。

• 出方向：PHB行为映射回802.1p优先级（颜色不影响映射）。

DSCP优先级映射

• 入方向：DSCP优先级映射为PHB行为和颜色。

• 出方向：PHB行为映射回DSCP优先级，默认关系如下：

总结

通过优先级映射，网络设备能够根据报文的服务等级和颜色提供差异化的QoS保障。合理配置DiffServ域中的映射关系，是实现高效流量管理的关键。