CƠ CHẾ CẤU HÌNH QOS TỰ ĐỘNG (AUTO QOS)
Tính năng áp dụng cho các hệ thống mạng lớn (AutoQoS - Enterprise) tự động tạo ra các chính sách QoS dành cho môi trường doanh nghiệp nói chung, đặc biệt đối với các doanh nghiệp cỡ vừa và chi nhánh của các công ty lớn. Tính năng này bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn khám phá lưu lượng tự động (Auto Discovery) và giai đoạn tự động tạo ra các chính sách QoS (AutoQoS – generated policy). Giai đoạn đầu cho phép sự hiện diện của các chính sách QoS trên cổng, tuy nhiên, giai đoạn sau buộc người dùng phải gỡ bỏ toàn bộ các chính sách đã tồn tại trước đó. Tính năng AutoQoS – Enterprise sẽ cấu hình lại toàn bộ QoS cho interface đang xét.
1. Những yêu cầu khi triển khai AutoQoS – Enterprise
Đảm bảo rằng không có chính sách QoS nào đang được áp dụng trên interface đang đề cập. Tính năng này sẽ không có hiệu lực nếu như có một chính sách QoS đang áp dụng lên interface đó.
Để các bẫy SNMP hoạt động (dùng để giám sát), phải bật tính năng SNMP server.
2. Hạn chế đối với AutoQoS – Enterprise
a. Hạn chế chung
Tính năng AutoQoS – Enterprise chỉ được hỗ trợ trên các interface, DLCI và PVC sau:
Tính năng áp dụng cho các hệ thống mạng lớn (AutoQoS - Enterprise) tự động tạo ra các chính sách QoS dành cho môi trường doanh nghiệp nói chung, đặc biệt đối với các doanh nghiệp cỡ vừa và chi nhánh của các công ty lớn. Tính năng này bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn khám phá lưu lượng tự động (Auto Discovery) và giai đoạn tự động tạo ra các chính sách QoS (AutoQoS – generated policy). Giai đoạn đầu cho phép sự hiện diện của các chính sách QoS trên cổng, tuy nhiên, giai đoạn sau buộc người dùng phải gỡ bỏ toàn bộ các chính sách đã tồn tại trước đó. Tính năng AutoQoS – Enterprise sẽ cấu hình lại toàn bộ QoS cho interface đang xét.
1. Những yêu cầu khi triển khai AutoQoS – Enterprise
Đảm bảo rằng không có chính sách QoS nào đang được áp dụng trên interface đang đề cập. Tính năng này sẽ không có hiệu lực nếu như có một chính sách QoS đang áp dụng lên interface đó.
Để các bẫy SNMP hoạt động (dùng để giám sát), phải bật tính năng SNMP server.
2. Hạn chế đối với AutoQoS – Enterprise
a. Hạn chế chung
Tính năng AutoQoS – Enterprise chỉ được hỗ trợ trên các interface, DLCI và PVC sau:
- Cổng giao tiếp serial với kiểu đóng gói PPP hoặc HDLC
- Frame Relay DLCI đấu nối theo dạng điểm-điểm cho subinterface
- ATM PVC
- AutoQoS – Enterprise hỗ trợ ATM PVC ở dạng cổng phụ điểm-điểm (point-to-point) ở cả tốc độ thấp và tốc độ cao. Chú ý: ATM PVC được xem là tốc độ thấp khi băng thông bằng hoặc nhỏ hơn 768 kbps, nếu lớn hơn thì được xếp loại tốc độ cao.
- Đường liên kết đấu nối giữa Frame Relay – ATM
b. Hạn chế về cổng đấu nối serial
Đối với cổng serial tốc độ thấp, Multilink PPP (MLP) sẽ được tự động cấu hình. Cổng serial phải có một địa chỉ IP. Khi MLP được cấu hình xong, địa chỉ IP này sẽ được gỡ bỏ khỏi cổng serial và được gán cho toàn bộ bó MLP. Để đảm bảo cho lưu lượng đi qua đường tốc độ thấp, phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- AutoQoS – Enterprise phải được cấu hình ở cả 2 đầu của kết nối
- Băng thông ở cả 2 đầu kết nối phải giống nhau hoàn toàn.
c. Hạn chế trên Frame Relay DLCI
- AutoQoS – Enterprise không thể cấu hình trên một DLCI nếu DLCI này đã áp dụng một class map trước đó
- Khi AutoQoS – Enterprise đã được cấu hình trên một subinterface thì các subinterface khác không thể cấu hình AutoQoS – Enterprise nữa
- Trong trường hợp Frame Relay DLCI tốc độ thấp được sử dụng để tạo kết nối Frame Relay – ATM, MLP chạy qua Frame Relay (MLPoFR) phải được tự động thiết lập. Subinterface phải có địa chỉ IP. Sau khi MLPoFR đã được thiết lập thì địa chỉ IP này sẽ được gán lại cho bó MLP mới. AutoQoS – Enterprise phải được cấu hình trên cả 2 đầu kết nối.
- Cũng trong trường hợp Frame Relay DLCI tốc độ thấp được sử dụng để tạo kết nối Frame Relay – ATM, nếu DLCI đã cấu hình một virtual template thì AutoQoS – Enterprise không thể cấu hình trên đó nữa.
d. Hạn chế trên ATM PVC
- Đối với ATM PVC tốc độ thấp, AutoQoS – Enterprise không thể cấu hình nếu một virtual template đã được cấu hình trước đó.
- Đối với ATM PVC tốc độ thấp, MLPoATM được cấu hình tự động. Subinterface cũng phải có địa chỉ IP. Khi MLPoATM cấu hình xong, địa chỉ này sẽ được gán lại cho bó MLP. AutoQoS – Enterprise phải được cấu hình trên cả 2 đầu kết nối.
3. Đặc điểm của AutoQoS – Enterprise
a. Lợi ích của AutoQoS – Enterprise
AutoQoS – Enterprise có những lợi ích chủ yếu sau:
- Khách hàng có thể sử dụng tính năng AutoQoS – Enterprise mà không cần hiểu sâu về công nghệ bên dưới như PPP, Frame Relay, ATM, các kỹ thuật nâng cao hiệu quả kết nối (Link Efficiency Mechanism – LEM, ví dụ như Link Fragmentation và Interleaving - LFI) ..v..v
- AutoQoS – Enterprise đơn giản việc thực hiện QoS và đẩy nhanh tốc độ phân phối QoS trên toàn mạng Cisco. Nó giảm sai sót so với kiểu cấu hình trước đây và giảm luôn chi phí đào tạo cho nhân viên.
- Tính năng này tạo ra các class map và policy map dựa trên kinh nghiệm và thực tiễn “tốt nhất” của Cisco.
- Khách hàng có thể dùng câu lệnh ở mode command line để chỉnh sửa cấu hình đã được tạo sẵn của AutoQoS cho phù hợp với yêu cầu của mình.
b. Các yếu tố cần xét khi thiết kế
Các yêu cầu QoS chung
- Sử dụng các phương pháp và các giá trị được khuyến nghị để cấu hình cho voice traffic
- Xem xét đến kiểu interface và băng thông của chúng khi cấu hình các thông số cho QoS.
Phân loại. Phân biệt gói voice và gói dữ liệu bình thường để kiểm soát gói voice cho hợp lý
Hàng đợi LLQ – Priority Queueing (PQ). Sử dụng kỹ thuật LLQ hoặc PQ để ưu tiên cho gói voice.
Nén gói voice (cRTP). Sử dụng cRTP để giảm header của gói voice (40 byte) xuống từ 2 đến 4 byte, làm giảm băng thông cần thiết dành cho voice. Phải sử dụng cRTP ở cả 2 đầu kết nối.
Phân mảnh dữ liệu và chèn giữa gói tin (Link Fragmentation and Interleaving). LFI (Link Fragmentation and Interleaving)dùng để giảm độ jitter của các gói thoại, tránh việc các gói thoại bị cách nhau giữa quá nhiều gói dữ liệu khác, gây ra chậm trễ. LFI cũng phải được cấu hình ở cả 2 đầu kết nối.
Băng thông: Băng thông của cổng serial xác định tốc độ của kết nối. Tốc độ của kết nối, đến lượt nó lại xác định cấu hình được tạo ra bởi tính năng AutoQoS – Enterprise.
Chú ý: Dừng và khởi động lại Auto – Discovery nếu băng thông bị thay đổi.
Tính năng AutoQoS – Enterprise sử dụng băng thông của cổng giao tiếp ngay khi lệnh auto qos được dùng. AutoQoS – Enterprise sẽ không đáp ứng đối với những thay đổi về băng thông sau câu lệnh trên.
Ví dụ, nếu lệnh auto qos voip được dùng để cấu hình AutoQoS – Enterprise cho một interface có băng thông là 1000 kbps, tính năng AutoQoS – Enterprise sẽ tạo ra các chính sách cần thiết cho một kết nối tốc độ cao. Sau đó, ta thay đổi băng thông của interface đó chỉ còn 500 kbps thì cấu hình do AutoQoS – Enterprise đưa ra ban đầu vẫn không thay đổi.
Để ép buộc tính năng AutoQoS – Enterprise sử dụng băng thông thấp (mới được cấu hình thêm), phải thực hiện tuần tự các bước sau:
Hàng đợi LLQ – Priority Queueing (PQ). Sử dụng kỹ thuật LLQ hoặc PQ để ưu tiên cho gói voice.
Nén gói voice (cRTP). Sử dụng cRTP để giảm header của gói voice (40 byte) xuống từ 2 đến 4 byte, làm giảm băng thông cần thiết dành cho voice. Phải sử dụng cRTP ở cả 2 đầu kết nối.
Phân mảnh dữ liệu và chèn giữa gói tin (Link Fragmentation and Interleaving). LFI (Link Fragmentation and Interleaving)dùng để giảm độ jitter của các gói thoại, tránh việc các gói thoại bị cách nhau giữa quá nhiều gói dữ liệu khác, gây ra chậm trễ. LFI cũng phải được cấu hình ở cả 2 đầu kết nối.
Băng thông: Băng thông của cổng serial xác định tốc độ của kết nối. Tốc độ của kết nối, đến lượt nó lại xác định cấu hình được tạo ra bởi tính năng AutoQoS – Enterprise.
Chú ý: Dừng và khởi động lại Auto – Discovery nếu băng thông bị thay đổi.
Tính năng AutoQoS – Enterprise sử dụng băng thông của cổng giao tiếp ngay khi lệnh auto qos được dùng. AutoQoS – Enterprise sẽ không đáp ứng đối với những thay đổi về băng thông sau câu lệnh trên.
Ví dụ, nếu lệnh auto qos voip được dùng để cấu hình AutoQoS – Enterprise cho một interface có băng thông là 1000 kbps, tính năng AutoQoS – Enterprise sẽ tạo ra các chính sách cần thiết cho một kết nối tốc độ cao. Sau đó, ta thay đổi băng thông của interface đó chỉ còn 500 kbps thì cấu hình do AutoQoS – Enterprise đưa ra ban đầu vẫn không thay đổi.
Để ép buộc tính năng AutoQoS – Enterprise sử dụng băng thông thấp (mới được cấu hình thêm), phải thực hiện tuần tự các bước sau:
- Dùng lệnh no auto qos để gỡ bỏ tính năng AutoQoS – Enterprise.
- Dùng lệnh no auto discovery qos để dừng việc thu thập dữ liệu (data collection) của giai đoạn đầu (Auto – Discovery).
- Kích hoạt lại việc thu thập dữ liệu bằng lệnh auto discovery qos.
- Cho thiết bị sử dụng lại tính năng AutoQoS – Enterprise bằng lệnh auto qos
Phân mảnh trên mạng Frame Relay
Đối với mạng Frame Relay, sự phân mảnh (fragmentation) mặc định có thông số delay là 10 ms và kích cỡ phân mảnh nhỏ nhất là 60 byte. Điều này đảm bảo rằng gói tin thoại không bị phân mảnh khi đi qua môi trường Frame Relay. Tuy nhiên, khi bộ codec G.711 được sử dụng trên kết nối tốc độ thấp thì kích cỡ phân mảnh do tính năng AutoQoS đưa ra có thể nhỏ hơn kích cỡ của G.711 quy định.
Để giải quyết vấn đề này ta có thể dùng một trong 2 cách sau:
- Thay đổi kích thước phân mảnh cho phù hợp
- Đưa kích cỡ gói tin VoIP của G.711 về giá trị nhỏ hơn
Ví dụ, nếu AutoQoS – VoIP được cấu hình trên một Frame Relay DLCI 128 kbps, kích cỡ phân mảnh do tính năng AutoQoS – VoIP sẽ có giá trị là 160 byte. Gói tin VoIP G.711 sẽ là 160 byte, trừ đi phần header của các layer. Giải pháp đặt ra có thể là thay đổi kích cỡ phân mảnh từ 160 byte thành 220 byte, hoặc thay đổi kích cỡ gói tin VoIP của G.711 từ 160 byte thành 80 byte.
c. Các giai đoạn cấu hình
AutoQoS – Enterprise bao gồm 2 giai đoạn cấu hình theo thứ tự sau:
Trong kiểu dùng lại các giá trị đánh dấu (trust mode), Auto – Discovery sử dụng giá trị DSCP để phân loại gói tin, sau đó cũng thống kê và tính toán băng thông cũng như tốc độ trung bình, tốc độ đỉnh, cuối cùng chuyển những thông tin này cho giai đoạn tạo biểu mẫu (template generation).
Hình 129 mô tả quá trình cấu hình AutoQoS – Enterprise, đường chấm chấm là các tùy chọn.
Quá trình AutoQoS – Enterprise thực hiện
Đầu tiên, khởi động Auto – Discovery bằng lệnh auto discovery qos [trust].
Chú ý:
Tiếp theo, cho khởi động giai đoạn tạo và áp dụng mẫu lên interface bằng lệnh auto qos. Router sẽ tạo mẫu, sau đó dựa trên mẫu này để sinh ra các class map và policy map rồi áp dụng lên interface. Sau khi lệnh auto qos đã thực hiện xong, có thể dùng lệnh show auto qos để xem các class map và policy map.
Chi tiết về các giai đoạn Auto – Discovery và tạo mẫu như sau:
Trong kiểu dùng lại các giá trị đánh dấu (trust mode), Auto – Discovery sử dụng giá trị DSCP trong IP header để phân loại gói tin và thống kê để tính băng thông cũng như các tốc độ đỉnh và trung bình của kết nối, sau đó chuyển thông tin này cho giai đoạn kế tiếp.
Dữ liệu thu thập nên là những mẫu lưu lượng voice, video và data trên mạng. Do vậy, thời gian dành cho việc lấy mẫu những lưu lượng cũng khác nhau đối với từng mạng cụ thể. Tuy nhiên khuyến nghị nên dành thời gian đủ để lấy mẫu chính xác, nghĩa là chạy giai đoạn Auto – Discovery đến lúc thỏa mãn yêu cầu.
AutoQoS – Enterprise tạo ra nhiều biểu mẫu class-map cho 2 mục đích chính: phân loại ứng dụng và ánh xạ chúng vào các class để thực hiện ánh xạ các kiểu hành xử PHB theo mô hình DiffServ; định nghĩa các mẫu chính sách dùng trong QoS dựa vào class.
Các lớp dữ liệu được sinh ra bởi AutoQoS
AutoQoS – Enterprise đưa ra tối đa 10 loại lớp dữ liệu AutoQoS, chúng được thiết kế để đáp ứng cho các mạng khác nhau. Bảng 35 liệt kê các lớp dữ liệu AutoQoS.
Bảng 35. Định nghĩa class trong AutoQoS – Enterprise
AutoQoS – Enterprise dùng DSCP
Trong kiểu sử dụng lại các giá trị đã đánh dấu (trust mode), giá trị DSCP được tính năng AutoQoS – Enterprise sử dụng để phân loại ứng dụng. Giá trị này nằm trong IP header của gói tin, AutoQoS – Enterprise dùng nó để tính toán băng thông cũng như các tốc độ đỉnh và trung bình của kết nối.
AutoQoS – Enterprise dùng NBAR
Trong kiểu không sử dụng các giá trị đã đánh dấu (untrust mode), AutoQoS – Enterprise dùng giao thức NBAR để phân loại lưu lượng. NBAR là giao thức của Cisco đưa ra, nhằm phân loại lưu lượng dựa vào thông tin về ứng dụng như loại giao thức, URL và port. Tính năng AutoQoS đưa ra các luật ánh xạ tĩnh (static default mapping rule) để xây dựng các biểu mẫu class-map. Bảng 36 liệt kê AutoQoS class, các ứng dụng tương ứng và lệnh match protocol của Cisco IOS trong policy map để thiết lập ánh xạ.
Bảng 36. Các lớp dữ liệu sinh ra bởi AutoQoS, các ứng dụng và câu lệnh match protocol
Bảng 37 liệt kê các class best-effort AutoQoS, ứng dụng trong class này và các giao thức NBAR tương ứng.
Bảng 37. Tên các lớp ứng dụng theo kiểu Best Effort, loại ứng dụng và giao thức NBAR tương ứng.
Chú ý: NBAR cho phép các ứng dụng mới được định nghĩa và thêm vào mạng bằng cách dùng các công cụ khác như khối ngôn ngữ mô tả gói (Packet Description Language Module – PDLM). Việc ánh xạ class trong AutoQoS không thể định nghĩa trước những ứng dụng loại này. Do vậy, các ứng dụng mới được xem như là không xác định và đặt trong class default của AutoQoS.
Bảng 38 liệt kê lớp IP routing, các ứng dụng và giao thức NBAR tương ứng.
Bảng 38. Các lớp cho dữ liệu định tuyến IP, loại ứng dụng tương ứng và các câu lệnh để phân loại trong NBAR
Bảng 39 liệt kê các lớp dữ liệu cho lưu lượng quản lý trong AutoQoS, ứng dụng và lệnh match protocol tương ứng.
Bảng 39. các lớp dữ liệu cho lưu lượng quản lý trong AutoQoS, ứng dụng và lệnh match protocol tương ứng.
Trên đây là các class và kiểu ánh xạ trong AutoQoS, nếu những cái này không phù hợp hoàn toàn đối với mạng đang xét thì có thể dùng lệnh của Cisco IOS để cấu hình thêm.
Biên giới xác lập các giá trị đánh dấu (Trusted Boundary)
Trusted boundary là nơi bắt đầu đánh dấu QoS cho lưu lượng. AutoQoS có thể được bật lên với từ khóa trust trong câu lệnh auto discovery qos khi khởi động quá trình thu thập dữ liệu.
Bảng 40 liệt kê các loại lưu lượng và phát biểu match tương ứng.
Bảng 40.
Biểu mẫu Policy-map được sinh ra:
Các biểu mẫu policy-map do AutoQoS – Enterprise tạo ra được dùng để định nghĩa 3 thành phần sau:
4. Cách cấu hình tính năng AutoQoS – Enterprise
a. Bật tính năng AutoQoS – Enterprise
Auto-Discovery sử dụng NBAR trong kiểu không dùng các giá trị đã đánh dấu (untrust mode) hoặc DSCP trong kiểu dùng các giá trị đã đánh dấu (trust mode) để phát hiện các ứng dụng và giao thức trên mạng khi chúng rời interface, thu thập dữ liệu từ các lưu lượng và thực hiện phân tích thống kê. Thông tin thu thập được sẽ dùng để xây dựng biểu mẫu AutoQoS. Những biểu mẫu này sẽ được dùng để tạo class-map và policy-map phù hợp. Để khởi động Auto-Discovery, dùng lệnh auto discovery qos.
Một số điều kiện tiên quyết khi sử dụng lệnh auto discovery qos:
Lệnh auto discovery qos không được hỗ trợ trên subinterface.
Không được thay đổi băng thông của interface trước khi sử dụng lệnh auto discovery qos.
Gỡ bỏ tất cả các chính sách đã áp dụng trên interface.
Tóm tắt các bước thực hiện:
1. enable
2. configure terminal
3. interface type number
4. bandwidth kilobits
5. vbr-nrt output-pcr output-scr output-mbs [input-pcr] [input-scr] [input-mbs]
6. vbr-rt peak-rate average-rate burst
7. cbr rate
8. pvc [name] vpi/vci [ces | ilmi | qsaal | smds]
9. ip address ip-address mask [secondary]
10. frame-relay interface-dlci dlci [ietf | cisco] [voice-cir cir] [ppp virtual-template-name]
11. auto discovery qos [trust]
12. exit
Sử dụng lệnh show auto discovery qos để thể hiện những dữ liệu đã thu thập được. Nên xem các thống kê QoS trong policy đề nghị trước khi áp dụng policy map lên interface. Điều này cho phép tiếp tục giai đoạn Auto-Discovery hoặc copy và thay đổi policy.
b. Bật giai đoạn tạo biểu mẫu và cài đặt
Giai đoạn này tạo các biểu mẫu dựa vào dữ liệu đã thu thập được từ giai đoạn trước đó và cài đặt các biểu mẫu này lên interface. Sau đó, các biểu mẫu tiếp tục được sử dụng để tạo class-map và policy-map, cuối cùng, những thứ này lại được áp dụng lên interface.
Tóm tắt các bước thực hiện:
1. enable
2. configure terminal
3. interface type number
4. bandwidth kilobits
5. vbr-nrt output-pcr output-scr output-mbs [input-pcr] [input-scr] [input-mbs]
6. vbr-rt peak-rate average-rate burst
7. cbr rate
8. pvc [name] vpi/vci [ces | ilmi | qsaal | smds]
9. ip address ip-address mask [secondary]
10. frame-relay interface-dlci dlci [ietf | cisco] [voice-cir cir] [ppp virtual-template-name]
11. auto qos
12. exit
Một số sự cố thường gặp và cách xử lý:
c. Kiểm tra cấu hình
Giai đoạn 2 của AutoQoS – Enterprise tự động sinh ra các biểu mẫu và từ đó xây dựng nên các class map và policy map. Để kiểm tra cấu hình có thể dùng các lệnh sau:
show auto discovery qos [interface [interface type]]
show auto qos [interface [interface type]]
show policy-map interface [interface type]
c. Các giai đoạn cấu hình
AutoQoS – Enterprise bao gồm 2 giai đoạn cấu hình theo thứ tự sau:
- Auto – Discovery (thu thập dữ liệu)
Trong kiểu dùng lại các giá trị đánh dấu (trust mode), Auto – Discovery sử dụng giá trị DSCP để phân loại gói tin, sau đó cũng thống kê và tính toán băng thông cũng như tốc độ trung bình, tốc độ đỉnh, cuối cùng chuyển những thông tin này cho giai đoạn tạo biểu mẫu (template generation).
- Tạo biểu mẫu và cài đặt
Hình 129 mô tả quá trình cấu hình AutoQoS – Enterprise, đường chấm chấm là các tùy chọn.
Quá trình AutoQoS – Enterprise thực hiện
Đầu tiên, khởi động Auto – Discovery bằng lệnh auto discovery qos [trust].
Chú ý:
- Nếu muốn dừng quá trình này thì dùng lệnh no auto discovery qos. Lệnh này sẽ dừng thu thập dữ liệu và hủy các báo cáo đã tạo ra.
- Nếu muốn quan sát quá trình thu thập dữ liệu, sử dụng lệnh show auto discovery qos, cho phép xem kết quả thu thập đã tiến hành.
Tiếp theo, cho khởi động giai đoạn tạo và áp dụng mẫu lên interface bằng lệnh auto qos. Router sẽ tạo mẫu, sau đó dựa trên mẫu này để sinh ra các class map và policy map rồi áp dụng lên interface. Sau khi lệnh auto qos đã thực hiện xong, có thể dùng lệnh show auto qos để xem các class map và policy map.
Chi tiết về các giai đoạn Auto – Discovery và tạo mẫu như sau:
- Quá trình khám phá tự động (Auto – Discovery):
Trong kiểu dùng lại các giá trị đánh dấu (trust mode), Auto – Discovery sử dụng giá trị DSCP trong IP header để phân loại gói tin và thống kê để tính băng thông cũng như các tốc độ đỉnh và trung bình của kết nối, sau đó chuyển thông tin này cho giai đoạn kế tiếp.
Dữ liệu thu thập nên là những mẫu lưu lượng voice, video và data trên mạng. Do vậy, thời gian dành cho việc lấy mẫu những lưu lượng cũng khác nhau đối với từng mạng cụ thể. Tuy nhiên khuyến nghị nên dành thời gian đủ để lấy mẫu chính xác, nghĩa là chạy giai đoạn Auto – Discovery đến lúc thỏa mãn yêu cầu.
- Tạo biểu mẫu và cài đặt:
AutoQoS – Enterprise tạo ra nhiều biểu mẫu class-map cho 2 mục đích chính: phân loại ứng dụng và ánh xạ chúng vào các class để thực hiện ánh xạ các kiểu hành xử PHB theo mô hình DiffServ; định nghĩa các mẫu chính sách dùng trong QoS dựa vào class.
Các lớp dữ liệu được sinh ra bởi AutoQoS
AutoQoS – Enterprise đưa ra tối đa 10 loại lớp dữ liệu AutoQoS, chúng được thiết kế để đáp ứng cho các mạng khác nhau. Bảng 35 liệt kê các lớp dữ liệu AutoQoS.
Bảng 35. Định nghĩa class trong AutoQoS – Enterprise
AutoQoS – Enterprise dùng DSCP
Trong kiểu sử dụng lại các giá trị đã đánh dấu (trust mode), giá trị DSCP được tính năng AutoQoS – Enterprise sử dụng để phân loại ứng dụng. Giá trị này nằm trong IP header của gói tin, AutoQoS – Enterprise dùng nó để tính toán băng thông cũng như các tốc độ đỉnh và trung bình của kết nối.
AutoQoS – Enterprise dùng NBAR
Trong kiểu không sử dụng các giá trị đã đánh dấu (untrust mode), AutoQoS – Enterprise dùng giao thức NBAR để phân loại lưu lượng. NBAR là giao thức của Cisco đưa ra, nhằm phân loại lưu lượng dựa vào thông tin về ứng dụng như loại giao thức, URL và port. Tính năng AutoQoS đưa ra các luật ánh xạ tĩnh (static default mapping rule) để xây dựng các biểu mẫu class-map. Bảng 36 liệt kê AutoQoS class, các ứng dụng tương ứng và lệnh match protocol của Cisco IOS trong policy map để thiết lập ánh xạ.
Bảng 36. Các lớp dữ liệu sinh ra bởi AutoQoS, các ứng dụng và câu lệnh match protocol
Bảng 37 liệt kê các class best-effort AutoQoS, ứng dụng trong class này và các giao thức NBAR tương ứng.
Bảng 37. Tên các lớp ứng dụng theo kiểu Best Effort, loại ứng dụng và giao thức NBAR tương ứng.
Chú ý: NBAR cho phép các ứng dụng mới được định nghĩa và thêm vào mạng bằng cách dùng các công cụ khác như khối ngôn ngữ mô tả gói (Packet Description Language Module – PDLM). Việc ánh xạ class trong AutoQoS không thể định nghĩa trước những ứng dụng loại này. Do vậy, các ứng dụng mới được xem như là không xác định và đặt trong class default của AutoQoS.
Bảng 38 liệt kê lớp IP routing, các ứng dụng và giao thức NBAR tương ứng.
Bảng 38. Các lớp cho dữ liệu định tuyến IP, loại ứng dụng tương ứng và các câu lệnh để phân loại trong NBAR
Bảng 39 liệt kê các lớp dữ liệu cho lưu lượng quản lý trong AutoQoS, ứng dụng và lệnh match protocol tương ứng.
Bảng 39. các lớp dữ liệu cho lưu lượng quản lý trong AutoQoS, ứng dụng và lệnh match protocol tương ứng.
Trên đây là các class và kiểu ánh xạ trong AutoQoS, nếu những cái này không phù hợp hoàn toàn đối với mạng đang xét thì có thể dùng lệnh của Cisco IOS để cấu hình thêm.
Biên giới xác lập các giá trị đánh dấu (Trusted Boundary)
Trusted boundary là nơi bắt đầu đánh dấu QoS cho lưu lượng. AutoQoS có thể được bật lên với từ khóa trust trong câu lệnh auto discovery qos khi khởi động quá trình thu thập dữ liệu.
Bảng 40 liệt kê các loại lưu lượng và phát biểu match tương ứng.
Bảng 40.
Biểu mẫu Policy-map được sinh ra:
Các biểu mẫu policy-map do AutoQoS – Enterprise tạo ra được dùng để định nghĩa 3 thành phần sau:
- Cơ chế định thời hàng đợi
- Băng thông đảm bảo thấp nhất
- Default WRED đối với các class có thể áp dụng
4. Cách cấu hình tính năng AutoQoS – Enterprise
a. Bật tính năng AutoQoS – Enterprise
Auto-Discovery sử dụng NBAR trong kiểu không dùng các giá trị đã đánh dấu (untrust mode) hoặc DSCP trong kiểu dùng các giá trị đã đánh dấu (trust mode) để phát hiện các ứng dụng và giao thức trên mạng khi chúng rời interface, thu thập dữ liệu từ các lưu lượng và thực hiện phân tích thống kê. Thông tin thu thập được sẽ dùng để xây dựng biểu mẫu AutoQoS. Những biểu mẫu này sẽ được dùng để tạo class-map và policy-map phù hợp. Để khởi động Auto-Discovery, dùng lệnh auto discovery qos.
Một số điều kiện tiên quyết khi sử dụng lệnh auto discovery qos:
- Nếu interface hay subinterface có tốc độ bằng 768 kbps hoặc thấp hơn, phải cấu hình địa chỉ IP (primary hoặc secondary) cho interface/subinterface đó.
- Đối với tất cả interface hay subinterface, phải cấu hình băng thông cho chúng bằng câu lệnh bandwidth. Băng thông được cấu hình phải dựa vào tốc độ thực của kết nối.
- Đối với ATM PVC, phải cấu hình tốc độ bit biến đổi (variable bit rate – VBR) bằng cách sử dụng câu lệnh vbr-nrt hoặc câu lệnh vbr-rt; hoặc cấu hình tốc độ bit không đổi (constant bit rate – CBR) bằng lệnh cbr.
Lệnh auto discovery qos không được hỗ trợ trên subinterface.
Không được thay đổi băng thông của interface trước khi sử dụng lệnh auto discovery qos.
Gỡ bỏ tất cả các chính sách đã áp dụng trên interface.
Tóm tắt các bước thực hiện:
1. enable
2. configure terminal
3. interface type number
4. bandwidth kilobits
5. vbr-nrt output-pcr output-scr output-mbs [input-pcr] [input-scr] [input-mbs]
6. vbr-rt peak-rate average-rate burst
7. cbr rate
8. pvc [name] vpi/vci [ces | ilmi | qsaal | smds]
9. ip address ip-address mask [secondary]
10. frame-relay interface-dlci dlci [ietf | cisco] [voice-cir cir] [ppp virtual-template-name]
11. auto discovery qos [trust]
12. exit
Sử dụng lệnh show auto discovery qos để thể hiện những dữ liệu đã thu thập được. Nên xem các thống kê QoS trong policy đề nghị trước khi áp dụng policy map lên interface. Điều này cho phép tiếp tục giai đoạn Auto-Discovery hoặc copy và thay đổi policy.
b. Bật giai đoạn tạo biểu mẫu và cài đặt
Giai đoạn này tạo các biểu mẫu dựa vào dữ liệu đã thu thập được từ giai đoạn trước đó và cài đặt các biểu mẫu này lên interface. Sau đó, các biểu mẫu tiếp tục được sử dụng để tạo class-map và policy-map, cuối cùng, những thứ này lại được áp dụng lên interface.
Tóm tắt các bước thực hiện:
1. enable
2. configure terminal
3. interface type number
4. bandwidth kilobits
5. vbr-nrt output-pcr output-scr output-mbs [input-pcr] [input-scr] [input-mbs]
6. vbr-rt peak-rate average-rate burst
7. cbr rate
8. pvc [name] vpi/vci [ces | ilmi | qsaal | smds]
9. ip address ip-address mask [secondary]
10. frame-relay interface-dlci dlci [ietf | cisco] [voice-cir cir] [ppp virtual-template-name]
11. auto qos
12. exit
Một số sự cố thường gặp và cách xử lý:
- Router không hỗ trợ tính năng AutoQoS – Enterprise: Tính năng AutoQoS – VoIP chỉ được hỗ trợ trong các phiên bản IOS IP Plus. Kiểm tra lại IOS trên router.
- Một số cấu hình QoS vẫn còn trên router khi đã gỡ bỏ tính năng AutoQoS – Enterprise: Trường hợp này có thể do đã cấu hình thêm sau khi kích hoạt tính năng AutoQoS – Enterprise, cách duy nhất là gỡ bỏ bằng tay các cấu hình QoS còn sót lại.
- Một số kết nối tốc độ thấp bị down nếu triển khai AutoQoS – Enterprise: Phải đảm bảo rằng AutoQoS – Enterprise đã được cấu hình ở cả 2 đầu kết nối
- Kết nối Frame Relay đầu cuối - đầu cuối không thực hiện được: Phải đảm bảo là băng thông 2 đầu kết nối được cấu hình giống nhau hoàn toàn, nếu không sự phân mảnh sẽ khác nhau và kết nối bị down.
c. Kiểm tra cấu hình
Giai đoạn 2 của AutoQoS – Enterprise tự động sinh ra các biểu mẫu và từ đó xây dựng nên các class map và policy map. Để kiểm tra cấu hình có thể dùng các lệnh sau:
show auto discovery qos [interface [interface type]]
show auto qos [interface [interface type]]
show policy-map interface [interface type]
5. Ví dụ của AutoQoS – Enterprise
a. Bật giai đoạn Auto-Discovery
Dùng lệnh auto discovery qos trên cổng s4/0. Trong ví dụ này, mặc dù là tùy chọn nhưng băng thông kết nối vẫn được xác định rõ. Với cấu hình này, dữ liệu sẽ được thu thập dựa vào giao thức NBAR
Router# configure terminal
Router(config)# interface s4/0
Router(config-if)# bandwidth 1540
Router(config-if)# auto discovery qos
Router(config-if)# exit
b. Bật giai đoạn tạo biểu mẫu và cài đặt
Sau khi giai đoạn AutoQoS – Enterprise kết thúc, dùng lệnh auto qos để bật giai đoạn thứ hai lên.
Router> enable
Router# configure terminal
Router(config)# interface s4/0
Router(config-if)# auto qos
Router(config-if)# exit
c. Kiểm tra cấu hình
Router# show auto discovery qosSerial2/1.1AutoQoS Discovery enabled for applicationsDiscovery up time: 2 hours, 42 minutesAutoQoS Class information:Class Voice:Recommended Minimum Bandwidth: 517 Kbps/50% (PeakRate).Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)--------- -------- -------- ----rtp audio 2/<1>Class Interactive Video:Recommended Minimum Bandwidth: 24 Kbps/2% (AverageRate).Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)--------- ----------- -------- -------rtp video 24/2 5337/52 704574Class Control:Recommended Minimum Bandwidth: 0 Kbps/0% (AverageRate).Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)--------- ----------- -------- ---------h323 0/0 74/7 30212rtcp 0/0 7/<1>Class Streaming Video:Recommended Minimum Bandwidth: 3 Kbps/<1%>Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)-------- ----------- -------- ---------Cuseeme 3/<1>Class Transactional:Recommended Minimum Bandwidth: 1 Kbps/<1%>Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)----------- ----------- -------- -------sqlnet 1/<1>Class Bulk:Recommended Minimum Bandwidth: 0 Kbps/0% (AverageRate).Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)---------- ----------- -------- --------ftp 0/0 313/30 74480Class Scavenger:Recommended Minimum Bandwidth: 1 Kbps (AverageRate)/0% (fixed).Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)--------- ----------- -------- ----------napster 1/<1>Class Management:Recommended Minimum Bandwidth: 0 Kbps/0% (AverageRate).Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)----------- ----------- -------- --------dhcp 0/0 84/8 114480ldap 0/0 169/16 55364Class Routing:Recommended Minimum Bandwidth: 0 Kbps/0% (AverageRate).Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)---------- ----------- -------- ----------icmp 0/0 2/<1>Class Best Effort:Current Bandwidth Estimation: 350 Kbps/34% (AverageRate).Detected applications and data:Application/ AverageRate PeakRate TotalProtocol (kbps/%) (kbps/%) (byte)---------- ----------- -------- ----------unknowns 336/32 99457/97 949276http 14/1 15607/15 41945
Suggested AutoQoS Policy based on a discovery uptime of 2 hours, 42 minutes:!class-map match-any AutoQoS-Voicematch protocol rtp audio!class-map match-any AutoQoS-Inter-Videomatch protocol rtp video!class-map match-any AutoQoS-Signalingmatch protocol sipmatch protocol rtcp!class-map match-any AutoQoS-Transactionalmatch protocol citrix!class-map match-any AutoQoS-Bulkmatch protocol exchangepolicy-map AutoQoS-Policyclass AutoQoS-Voicepriority percent 1set dscp efclass AutoQoS-Inter-Videobandwidth remaining percent 1set dscp af41class AutoQoS-Signalingbandwidth remaining percent 1set dscp cs3class AutoQoS-Transactionalbandwidth remaining percent 1random-detect dscp-basedset dscp af21class AutoQoS-Bulkbandwidth remaining percent 1random-detect dscp-basedset dscp af11class class-defaultfair-queueRouter# show auto qos!policy-map AutoQoS-Policy-Se2/1.1class AutoQoS-Voice-Se2/1.1priority percent 70set dscp efclass AutoQoS-Inter-Video-Se2/1.1bandwidth remaining percent 10set dscp af41class AutoQoS-Stream-Video-Se2/1.1bandwidth remaining percent 1set dscp cs4class AutoQoS-Transactional-Se2/1.1bandwidth remaining percent 1set dscp af21class AutoQoS-Scavenger-Se2/1.1bandwidth remaining percent 1set dscp cs1class class-defaultfair-queue!policy-map AutoQoS-Policy-Se2/1.1-Parentclass class-defaultshape average 1024000service-policy AutoQoS-Policy-Se2/1.1!class-map match-any AutoQoS-Stream-Video-Se2/1.1match protocol cuseeme!class-map match-any AutoQoS-Transactional-Se2/1.1match protocol sqlnet!class-map match-any AutoQoS-Voice-Se2/1.1match protocol rtp audio!class-map match-any AutoQoS-Scavenger-Se2/1.1match protocol napster!class-map match-any AutoQoS-Inter-Video-Se2/1.1match protocol rtp video!rmon event 33333 log trap AutoQoS description "AutoQoS SNMP traps for Voice Drops" ownAutoQoSSerial2/1.1: DLCI 58 -!interface Serial2/1.1 point-to-pointframe-relay interface-dlci 58class AutoQoS-FR-Serial2/1-58!map-class frame-relay AutoQoS-FR-Serial2/1-58frame-relay cir 1024000frame-relay bc 10240frame-relay be 0frame-relay mincir 1024000service-policy output AutoQoS-Policy-Se2/1.1-Parent
Router# show policy-map interfaceSerial2/1.1: DLCI 58 -Service-policy output: AutoQoS-Policy-Se2/1.1-ParentClass-map: class-default (match-any)725797 packets, 224584146 byte5 minute offered rate 3468.000 bps, drop rate 2605000 bpsMatch: anyTraffic ShapingTarget/Average Byte Sustain Excess Interval IncrementRate Limit bits/int bits/int (ms) (byte)1024000/1024000 6400 25600 25600 25 3200Adapt Queue Packets Byte Packets Byte ShapingActive Depth Delayed Delayed Active- 1000 268047 48786251 268032 48777309 yesService-policy : AutoQoS-Policy-Se2/1.1Class-map: AutoQoS-Voice-Se2/1.1 (match-any)80596 packets, 5158144 byte5 minute offered rate 105000 bps, drop rate 14000 bpsMatch: protocol rtp audio80596 packets, 5158144 byte5 minute rate 105000 bpsQueueingStrict PriorityOutput Queue: Conversation 72Bandwidth 70 (%)Bandwidth 716 (kbps) Burst 17900 (Byte)(pkts matched/byte matched) 82010/5248640(total drops/byte drops) 12501/8.00064QoS Setdscp efPackets marked 82010Class-map: AutoQoS-Inter-Video-Se2/1.1 (match-any)50669 packets, 42473594 byte5 minute offered rate 692000 bps, drop rate 513000 bpsMatch: protocol rtp video50669 packets, 42473594 byte5 minute rate 692000 bpsQueueingOutput Queue: Conversation 73Bandwidth remaining 10 (%) Max Threshold 64 (packets)(pkts matched/byte matched) 51558/43218807(depth/total drops/no-buffer drops) 9/37454/7588QoS Setdscp af41Packets marked 52193Class-map: AutoQoS-Stream-Video-Se2/1.1 (match-any)79843 packets, 30678725 byte5 minute offered rate 511000 bps, drop rate 428.000 bpsMatch: protocol cuseeme79843 packets, 30678725 byte5 minute rate 511000 bpsQueueingOutput Queue: Conversation 74Bandwidth remaining 1 (%) Max Threshold 64 (packets)(pkts matched/byte matched) 82381/31658370(depth/total drops/no-buffer drops) 0/63889/7245QoS Setdscp cs4Packets marked 82395Class-map: AutoQoS-Transactional-Se2/1.1 (match-any)77805 packets, 8511468 byte5 minute offered rate 157000 bps, drop rate 102000 bpsMatch: protocol sqlnet77805 packets, 8511468 byte5 minute rate 157000 bpsQueueingOutput Queue: Conversation 75Bandwidth remaining 1 (%) Max Threshold 64 (packets)(pkts matched/byte matched) 80635/8820988(depth/total drops/no-buffer drops) 64/50967/3296QoS Setdscp af21Packets marked 80655Class-map: AutoQoS-Scavenger-Se2/1.1 (match-any)30723 packets, 7127736 byte5 minute offered rate 136000 bps, drop rate 84000 bpsMatch: protocol napster30723 packets, 7127736 byte5 minute rate 136000 bpsQueueingOutput Queue: Conversation 76Bandwidth remaining 1 (%) Max Threshold 64 (packets)(pkts matched/byte matched) 31785/7373950(depth/total drops/no-buffer drops) 0/16381/6160QoS Setdscp cs1Packets marked 31955Class-map: class-default (match-any)406161 packets, 130634479 byte5 minute offered rate 2033000 bps, drop rate 1703000 bpsMatch: anyQueueingFlow Based Fair QueueingMaximum Number of Hashed Queues 64(total queued/total drops/no-buffer drops) 806/291482/13603