【文章內容簡介】 備框主控都拔出時，備框的數據轉發(fā)不受影響。需要說明：216。 主、備框必須至少有一塊主控，CSS2集群才可以建立，所謂的單主控集群是指在CSS2集群建立以后可以支持單主控集群。216。 S12700的CSS2集群系統，在備框設備無主控時，仍然能夠正常運行。圖 08 單主控集群最后，針對鏈路故障檢測協議OAM，華為公司通過硬件OAM（CFM）提高檢測效率。相對于業(yè)界300ms的檢測效率，華為公司可以實現10ms檢測到鏈路故障，該性能與業(yè)內廠家相比提升了30倍。 其他技術方案三層網絡比較常用的可靠性技術包括：IP FRR、NSF/GR、ECMP/UCMP、BFD。l IP FRRIP FRR（IP Fast Reroute）即IP快速重路由。IP FRR是一種轉發(fā)快速切換技術，當物理層或鏈路層檢測到故障時無需等待路由收斂，立即開始采取措施，使用一條備份的鏈路將報文轉發(fā)出去，從而將鏈路故障對承載業(yè)務的影響降低到最小限度。通常在匯聚層到核心層、核心層到出口路由器之間部署。l NSF(GR)NSF（None Stop Forwarding）是設備本身可靠性的一種，屬于GR（Graceful Restart）的一種形態(tài)。NSF是指在路由器/三層交換機控制層面故障的過程中，數據轉發(fā)不間斷地正常執(zhí)行。通常情況下，路由器/三層交換機故障后，其路由協議層面的鄰居會檢測到它們之間的鄰居關系Down掉，然后過段時間再次UP，這個過程被稱之為鄰居關系震蕩。這種鄰居關系的震蕩將最終導致路由震蕩的出現，使得重啟路由器/三層交換機在一段時間內出現路由黑洞或者導致鄰居將數據業(yè)務從重啟路由器/三層交換機處旁路，從而導致網絡的可靠性大大降低。NSF技術的目標就是為了解決上述路由震蕩的問題，在設備主控倒換時，轉發(fā)層面不等待控制平面重新計算路由，先保持現有轉發(fā)路徑不變。NSF功能通常在所有三層設備上部署。l ECMP/UCMPECMP（Equal Cost Multiple Path）是解決三層設備之間的轉發(fā)能力擴展和可靠性問題的協議。根據實際鏈路情況和需要配置成等價轉發(fā)路徑或者非等價轉發(fā)路徑，實際轉發(fā)路徑通過HASH得到，根據需要進行3元組、4元組或者5元組HASH，是解決三層多路徑的一種非常好的辦法。ECMP負載分擔模式是等價負載分擔，而UCMP（Unequal Cost Multiple Path）則流量可以根據帶寬按比例分擔到每條鏈路上。這樣所有鏈路可根據帶寬不同而分擔不同比例的流量，使流量轉發(fā)更合理。ECMP和UCMP主要用于園區(qū)出口連接廣域網和Internet的不同運營商。l BFDBFD是一種三層檢測機制，對相鄰轉發(fā)引擎之間通道故障提供輕負荷、持續(xù)時間短的檢測。這些故障包括接口、數據鏈路，甚至是轉發(fā)引擎本身。BFD提供一個單一的機制，它能夠用來對任何媒介、任何協議層進行實時地檢測，并且檢測的時間與開銷范圍比較寬。BFD故障檢測機制與以往的其他“Hello”檢測機制相比，具有許多獨到的優(yōu)勢。目前的網絡路由協議一般采用慢Hello機制，在沒有硬件幫助下，檢測時間會很長（例如：OSPF需要2秒的檢測時間，ISIS需要1秒的檢測時間）。這對某些應用來說時間太長了，當故障發(fā)生時，故障感應時間越長代表著數據丟失量越大。BFD協議的出現，為上述問題提出了一種解決方案。BFD協議可以通過硬件發(fā)包做到最短10ms的“Hello”檢測周期。BFD For 路由，就是將BFD和路由協議關聯起來，通過BFD對鏈路故障的快速感應進而通知路由協議，從而加快路由協議對于網絡拓撲變化的響應。三層可靠性保護方式組網部署建議IP FRR在匯聚層和核心層部署IP FRR。對主用路徑和備用路徑可以靈活指定。NSF/GR在核心層和出口路由器/交換機上部署GR功能，當設備主用主控失效，備用主控接管控制平面，轉發(fā)平面不受影響。ECMP/UCMP部署在出口路由器/交換機上，將流量負載均衡到不同的出口鏈路上。BFD在匯聚層配置BFD For VRRP；在核心層、出口路由器/交換機上部署B(yǎng)FD For OSPF。表 三層可靠性部署建議 QoS設計企業(yè)網絡中，除了傳統的WWW、EMail、FTP等數據業(yè)務，還承載著視頻監(jiān)控、電視會議、語音電話、生產調度等業(yè)務，這些業(yè)務有一個共同特點，即對帶寬、延遲、延遲抖動等傳輸性能有著特殊的需求。比如視頻監(jiān)控、電視會議需要高帶寬、低延遲抖動的保證。語音業(yè)務雖然不一定要求高帶寬，但非常注重時延，在擁塞發(fā)生時要求優(yōu)先獲得處理。服務質量QoS是各種存在服務供需關系的場合中普遍存在的概念，它評估服務方對客戶的服務需求提供支持的能力，目的就是向用戶的業(yè)務提供端到端的服務質量保證。一般情況，QoS度量指標如下：l 吞吐量（Throughput）：又可稱為帶寬，表示一定時間內業(yè)務流的平均速率。通常通過流量監(jiān)管（CAR）、流量整形（GTS）實現帶寬調度。l 時延(Latency)：表示業(yè)務流穿過網絡時需要的平均時間。對于網絡中的一個設備來說，一般將不同時延的業(yè)務分為幾種優(yōu)先級，通過隊列調度保證業(yè)務需求。l 抖動(Jitter)：表示業(yè)務流穿過網絡的時間的變化，可通過擁塞避免等技術防止流量抖動。l 丟包率（Drop Ratio）：在網絡中傳輸數據包時丟棄數據包的最高比率。數據包丟失一般是由網絡擁塞引起的。針對帶寬、時延、抖動、丟包率等要求，QoS可以通過優(yōu)先級映射、流量監(jiān)管、流量整形、隊列調度、擁塞避免等技術提升網絡服務質量，滿足用戶在有限的資源限制情況下，獲得多業(yè)務部署的最佳體驗。QoS部署模型規(guī)定了多種QoS技術如何組合滿足用戶網絡服務需求，當前主要存在兩種部署模型：l IntServ模型IntServ（Integrated Service）模型是一個綜合服務模型，它的特點是在發(fā)送報文前要先向網絡提出申請，一般通過資源預留協議RSVP實現。可以提供端到端的QoS投遞服務是IntServ的最大優(yōu)點；其最大缺點是可擴展性不好，通信設備需要為每個資源預留維護一些必要的軟狀態(tài)（SoftState）信息，當網絡中的數據流數量很大時，設備的存儲和處理能力會遇到很大的壓力。l DiffServ模型DiffServ（Differentiated Service）模型是一種多服務模型，它通過攜帶在報文頭部的優(yōu)先級參數（、DSCP、EXP）來告知網絡節(jié)點它的QoS需求，這樣，DiffServ在提供服務時，可以為屬于同一需求類別的分組提供同樣的服務策略，而無需通過信令協議再去申請資源。正是由于擁有“帶內”信令和基于流進行服務的特點，在網絡部署中，DiffServ具有良好的可擴展性，成為企業(yè)園區(qū)網絡部署的主流方案。 業(yè)務模型對于DiffServ部署，RFC 4594把業(yè)務劃分為12種類型，并對每一類型的業(yè)務對于丟包、時延和抖動的要求做了分析。業(yè)務分類RFC名稱業(yè)務說明丟包時延抖動網絡控制NetworkControl網絡控制平面業(yè)務，如OSPF/BGP/VRRP/EIGRP等。LowLowHigh語音業(yè)務TelephonyVoIP業(yè)務，、Very LowVery LowVery Low廣播視頻BroadcastVideo廣播電視和視頻監(jiān)控業(yè)務，特點是丟包敏感，不具備重新發(fā)送和流控能力。Very LowMediumHigh桌面會議MultimediaConferencing桌面多媒體協同應用軟件，包括語音和視頻的應用，如華為eSpace。Low MediumVery LowLow交互視頻RealtimeInteractive室內部署的交互視頻應用，具有語音和視頻能力。如視頻會議、高清視頻等LowVery LowLow視頻點播MultimediaStreamingVoD視頻點播業(yè)務。這類業(yè)務允許一定的時延，丟包能夠重傳，比廣播和實時媒體業(yè)務更具彈性Low MediumMediumHigh呼叫信令SignalingIP語音和視頻業(yè)務信令流。如SIP、H32MGCP、VMP等LowLowHigh事務處理LowLatencyData交互式的重要數據業(yè)務，如即時消息、ERP、數據庫查詢LowLow MediumHigh網絡管理OAM網絡維護和管理業(yè)務。SNMP、SSH、SysLogLowMediumHighBulk數據HighThroughputData指非交互式“背景”業(yè)務，其特點是不需要等待業(yè)務響應，不會影響工作效率。如Email、FTP、文件共享等業(yè)務LowMediumHigh背景流量LowPriorityData與公司業(yè)務無關，多是娛樂性的業(yè)務。如BT、eMule、YouTube等非組織性的內容HighHighHigh盡力服務Standard采用默認優(yōu)先級0，大多數業(yè)務不進行優(yōu)先級標記NANANA表 01 業(yè)務模型分析表 隊列調度隊列指的是在緩存中對報文進行排序的邏輯。當流量的速率超過接口帶寬或超過為該流量設置的帶寬時，報文就以隊列的形式暫存在緩存中。報文離開隊列的時間、順序，以及各個隊列之間報文離開的相互關系則由隊列調度算法決定。S12700交換機設備的每個端口上都有8個下行隊列，稱為CQ（Class Queue）隊列，也叫端口隊列（Portqueue），在交換機內部與前文提到的8個PHB一一對應，分別為BE、AFAFAFAFEF、CS6和CS7。單個隊列的報文采用FIFO（First In First Out）原則入隊和出隊。圖 09 隊列FIFO模型S12700交換機支持的隊列調度算法包括：l PQ（Priority Queuing）調度PQ調度，就是嚴格按照隊列優(yōu)先級的高低順序進行調度。只有高優(yōu)先級隊列中的報文全部調度完畢后，低優(yōu)先級隊列才有調度機會。l RR（Round Robin）調度RR調度采用輪詢方式，對多個隊列進行調度。RR以環(huán)形方式輪詢多個隊列。如果輪詢的隊列不為空，則從該隊列取走一個報文；如果該隊列為空，則直接跳過該隊列，調度器不等待。l WRR（Weighted Round Robin）調度加權輪詢WRR調度主要解決RR不能設置權重的不足。在輪詢的時候，WRR每個隊列享受的調度機會和該隊列的權重成比例。RR調度相當于權值為1的WRR調度。l DRR（Deficit Round Robin）調度差分輪詢DRR調度實現原理與RR調度基本相同。DRR與RR的區(qū)別是：RR調度是按照報文個數進行調度，而DRR是按照報文長度進行調度。l DWRR（Deficit Weighted Round Robin）調度差分加權輪詢DWRR調度主要解決DRR不能設置權重的不足。DRR調度相當于權值為1的DWRR調度。 端口緩存當網絡中有視頻業(yè)務并存在突發(fā)時，核心/匯聚層可能會出現擁塞，導致視頻報文丟失，從效果上看就是視頻出現馬賽克。提高核心/匯聚層設備的緩存，可以有效解決上述問題。圖 010視頻業(yè)務需要大緩存，該緩存可以被單板上所有端口共享，對于48端口的單板而言，平均每個端口可以緩存200ms以上的線速流量，遠遠超過業(yè)內的商用ASIC單板。圖 011 端口緩存對比 QoS方案園區(qū)網絡部署的主流方案使用DiffServ模型。 業(yè)務優(yōu)先級由于S12700部署于網絡核心/匯聚層，業(yè)務以三層為主時，業(yè)務優(yōu)先級主要根據DSCP字段指定。根據RFC 4594，各個業(yè)務類型按如下方式劃分。業(yè)務分類RFC名稱業(yè)務說明PHBDSCP網絡控制Network Control網絡控制平面業(yè)務，如OSPF/BGP/VRRP/EIGRP等。CS648語音業(yè)務VoIP TelephonyVoIP業(yè)務，、EF46廣播視頻BroadcastVideo廣播電視和視頻監(jiān)控業(yè)務，特點是丟包敏感，不具備重新發(fā)送和流控能力。CS540桌面會議MultimediaConferencing桌面多媒體協同應用軟件，包括語音和視頻的應用，如華為eSpace。AF4AF4AF433338交互視頻RealtimeInteractive室內部署的交互視頻應用，具有語音和視頻能力。如視頻會議、高清視頻等CS432視頻點播MultimediaStreamingVoD視頻點播業(yè)務。這類業(yè)務允許一定的時延，丟包能夠重傳，比廣播和實時媒體業(yè)務更具彈性AF3AF3AF332230呼叫信令SignalingIP語音和視頻業(yè)務信令流。如SIP、H32MGCP、VMP等CS324事務處理LowLatency Data交互式的重要數據業(yè)務，如即時消息、ERP、數據庫查詢AF2AF2AF23122網絡管理OAM網絡維護和管理業(yè)務。SNMP、SSH、Sys LogCS216Bulk數據HighThroughputData指非交互式“背景”業(yè)務，其特點是不需要等待業(yè)務響應，不會影響工作效率。如Email、FTP、文件共享等業(yè)務AF1114背景流量LowPriorityData與公司業(yè)務無關，多是娛樂性的業(yè)務。如BT、eMule、YouTube等非組織性的內容CS18盡力服務Standard采用默認優(yōu)先級0，大多數業(yè)務不進行優(yōu)先級標記DF(CS0)0表 02 業(yè)務模型優(yōu)先級隊列優(yōu)先級對于8隊列的設備，可以按照1P7Q模型設計：其中Q7指定為優(yōu)先級隊列（PQ調度），其他指定為WRR