【文章內(nèi)容簡介】 備框主控都拔出時，備框的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(tǒng)，在備框設(shè)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(xié)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(xiàn)10ms檢測到鏈路故障，該性能與業(yè)內(nèi)廠家相比提升了30倍。 其他技術(shù)方案三層網(wǎng)絡(luò)比較常用的可靠性技術(shù)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(zhuǎn)發(fā)快速切換技術(shù)，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(zhuǎn)發(fā)出去，從而將鏈路故障對承載業(yè)務(wù)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(shè)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(xié)議層面的鄰居會檢測到它們之間的鄰居關(guān)系Down掉，然后過段時間再次UP，這個過程被稱之為鄰居關(guān)系震蕩。這種鄰居關(guān)系的震蕩將最終導(dǎo)致路由震蕩的出現(xiàn)，使得重啟路由器/三層交換機在一段時間內(nèi)出現(xiàn)路由黑洞或者導(dǎo)致鄰居將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從重啟路由器/三層交換機處旁路，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的可靠性大大降低。NSF技術(shù)的目標就是為了解決上述路由震蕩的問題，在設(shè)備主控倒換時，轉(zhuǎn)發(fā)層面不等待控制平面重新計算路由，先保持現(xiàn)有轉(zhuǎn)發(fā)路徑不變。NSF功能通常在所有三層設(shè)備上部署。l ECMP/UCMPECMP（Equal Cost Multiple Path）是解決三層設(shè)備之間的轉(zhuǎn)發(fā)能力擴展和可靠性問題的協(xié)議。根據(jù)實際鏈路情況和需要配置成等價轉(zhuǎn)發(fā)路徑或者非等價轉(zhuǎn)發(fā)路徑，實際轉(zhuǎn)發(fā)路徑通過HASH得到，根據(jù)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(dān)模式是等價負載分擔(dān)，而UCMP（Unequal Cost Multiple Path）則流量可以根據(jù)帶寬按比例分擔(dān)到每條鏈路上。這樣所有鏈路可根據(jù)帶寬不同而分擔(dān)不同比例的流量，使流量轉(zhuǎn)發(fā)更合理。ECMP和UCMP主要用于園區(qū)出口連接廣域網(wǎng)和Internet的不同運營商。l BFDBFD是一種三層檢測機制，對相鄰轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)鏈路，甚至是轉(zhuǎn)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(xié)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(wǎng)絡(luò)路由協(xié)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(yīng)用來說時間太長了，當故障發(fā)生時，故障感應(yīng)時間越長代表著數(shù)據(jù)丟失量越大。BFD協(xié)議的出現(xiàn)，為上述問題提出了一種解決方案。BFD協(xié)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(xié)議關(guān)聯(lián)起來，通過BFD對鏈路故障的快速感應(yīng)進而通知路由協(xié)議，從而加快路由協(xié)議對于網(wǎng)絡(luò)拓撲變化的響應(yīng)。三層可靠性保護方式組網(wǎng)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(shè)備主用主控失效，備用主控接管控制平面，轉(zhuǎn)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(shè)計企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，除了傳統(tǒng)的WWW、EMail、FTP等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還承載著視頻監(jiān)控、電視會議、語音電話、生產(chǎn)調(diào)度等業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)質(zhì)量QoS是各種存在服務(wù)供需關(guān)系的場合中普遍存在的概念，它評估服務(wù)方對客戶的服務(wù)需求提供支持的能力，目的就是向用戶的業(yè)務(wù)提供端到端的服務(wù)質(zhì)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(nèi)業(yè)務(wù)流的平均速率。通常通過流量監(jiān)管（CAR）、流量整形（GTS）實現(xiàn)帶寬調(diào)度。l 時延(Latency)：表示業(yè)務(wù)流穿過網(wǎng)絡(luò)時需要的平均時間。對于網(wǎng)絡(luò)中的一個設(shè)備來說，一般將不同時延的業(yè)務(wù)分為幾種優(yōu)先級，通過隊列調(diào)度保證業(yè)務(wù)需求。l 抖動(Jitter)：表示業(yè)務(wù)流穿過網(wǎng)絡(luò)的時間的變化，可通過擁塞避免等技術(shù)防止流量抖動。l 丟包率（Drop Ratio）：在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包時丟棄數(shù)據(jù)包的最高比率。數(shù)據(jù)包丟失一般是由網(wǎng)絡(luò)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(diào)度、擁塞避免等技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，滿足用戶在有限的資源限制情況下，獲得多業(yè)務(wù)部署的最佳體驗。QoS部署模型規(guī)定了多種QoS技術(shù)如何組合滿足用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)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(wù)模型，它的特點是在發(fā)送報文前要先向網(wǎng)絡(luò)提出申請，一般通過資源預(yù)留協(xié)議RSVP實現(xiàn)?？梢蕴峁┒说蕉说腝oS投遞服務(wù)是IntServ的最大優(yōu)點；其最大缺點是可擴展性不好，通信設(shè)備需要為每個資源預(yù)留維護一些必要的軟狀態(tài)（SoftState）信息，當網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流數(shù)量很大時，設(shè)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(wù)模型，它通過攜帶在報文頭部的優(yōu)先級參數(shù)（、DSCP、EXP）來告知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點它的QoS需求，這樣，DiffServ在提供服務(wù)時，可以為屬于同一需求類別的分組提供同樣的服務(wù)策略，而無需通過信令協(xié)議再去申請資源。正是由于擁有“帶內(nèi)”信令和基于流進行服務(wù)的特點，在網(wǎng)絡(luò)部署中，DiffServ具有良好的可擴展性，成為企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)部署的主流方案。 業(yè)務(wù)模型對于DiffServ部署，RFC 4594把業(yè)務(wù)劃分為12種類型，并對每一類型的業(yè)務(wù)對于丟包、時延和抖動的要求做了分析。業(yè)務(wù)分類RFC名稱業(yè)務(wù)說明丟包時延抖動網(wǎng)絡(luò)控制NetworkControl網(wǎng)絡(luò)控制平面業(yè)務(wù)，如OSPF/BGP/VRRP/EIGRP等。LowLowHigh語音業(yè)務(wù)TelephonyVoIP業(yè)務(wù)，、Very LowVery LowVery Low廣播視頻BroadcastVideo廣播電視和視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，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(xié)同應(yīng)用軟件，包括語音和視頻的應(yīng)用，如華為eSpace。Low MediumVery LowLow交互視頻RealtimeInteractive室內(nèi)部署的交互視頻應(yīng)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(wù)。這類業(yè)務(wù)允許一定的時延，丟包能夠重傳，比廣播和實時媒體業(yè)務(wù)更具彈性Low MediumMediumHigh呼叫信令SignalingIP語音和視頻業(yè)務(wù)信令流。如SIP、H32MGCP、VMP等LowLowHigh事務(wù)處理LowLatencyData交互式的重要數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如即時消息、ERP、數(shù)據(jù)庫查詢LowLow MediumHigh網(wǎng)絡(luò)管理OAM網(wǎng)絡(luò)維護和管理業(yè)務(wù)。SNMP、SSH、SysLogLowMediumHighBulk數(shù)據(jù)HighThroughputData指非交互式“背景”業(yè)務(wù)，其特點是不需要等待業(yè)務(wù)響應(yīng)，不會影響工作效率。如Email、FTP、文件共享等業(yè)務(wù)LowMediumHigh背景流量LowPriorityData與公司業(yè)務(wù)無關(guān)，多是娛樂性的業(yè)務(wù)。如BT、eMule、YouTube等非組織性的內(nèi)容HighHighHigh盡力服務(wù)Standard采用默認優(yōu)先級0，大多數(shù)業(yè)務(wù)不進行優(yōu)先級標記NANANA表 01 業(yè)務(wù)模型分析表 隊列調(diào)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(shè)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(guān)系則由隊列調(diào)度算法決定。S12700交換機設(shè)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(nèi)部與前文提到的8個PHB一一對應(yīng)，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(diào)度算法包括：l PQ（Priority Queuing）調(diào)度PQ調(diào)度，就是嚴格按照隊列優(yōu)先級的高低順序進行調(diào)度。只有高優(yōu)先級隊列中的報文全部調(diào)度完畢后，低優(yōu)先級隊列才有調(diào)度機會。l RR（Round Robin）調(diào)度RR調(diào)度采用輪詢方式，對多個隊列進行調(diào)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(diào)度器不等待。l WRR（Weighted Round Robin）調(diào)度加權(quán)輪詢WRR調(diào)度主要解決RR不能設(shè)置權(quán)重的不足。在輪詢的時候，WRR每個隊列享受的調(diào)度機會和該隊列的權(quán)重成比例。RR調(diào)度相當于權(quán)值為1的WRR調(diào)度。l DRR（Deficit Round Robin）調(diào)度差分輪詢DRR調(diào)度實現(xiàn)原理與RR調(diào)度基本相同。DRR與RR的區(qū)別是：RR調(diào)度是按照報文個數(shù)進行調(diào)度，而DRR是按照報文長度進行調(diào)度。l DWRR（Deficit Weighted Round Robin）調(diào)度差分加權(quán)輪詢DWRR調(diào)度主要解決DRR不能設(shè)置權(quán)重的不足。DRR調(diào)度相當于權(quán)值為1的DWRR調(diào)度。 端口緩存當網(wǎng)絡(luò)中有視頻業(yè)務(wù)并存在突發(fā)時，核心/匯聚層可能會出現(xiàn)擁塞，導(dǎo)致視頻報文丟失，從效果上看就是視頻出現(xiàn)馬賽克。提高核心/匯聚層設(shè)備的緩存，可以有效解決上述問題。圖 010視頻業(yè)務(wù)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(nèi)的商用ASIC單板。圖 011 端口緩存對比 QoS方案園區(qū)網(wǎng)絡(luò)部署的主流方案使用DiffServ模型。 業(yè)務(wù)優(yōu)先級由于S12700部署于網(wǎng)絡(luò)核心/匯聚層，業(yè)務(wù)以三層為主時，業(yè)務(wù)優(yōu)先級主要根據(jù)DSCP字段指定。根據(jù)RFC 4594，各個業(yè)務(wù)類型按如下方式劃分。業(yè)務(wù)分類RFC名稱業(yè)務(wù)說明PHBDSCP網(wǎng)絡(luò)控制Network Control網(wǎng)絡(luò)控制平面業(yè)務(wù)，如OSPF/BGP/VRRP/EIGRP等。CS648語音業(yè)務(wù)VoIP TelephonyVoIP業(yè)務(wù)，、EF46廣播視頻BroadcastVideo廣播電視和視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，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(xié)同應(yīng)用軟件，包括語音和視頻的應(yīng)用，如華為eSpace。AF4AF4AF433338交互視頻RealtimeInteractive室內(nèi)部署的交互視頻應(yīng)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(wù)。這類業(yè)務(wù)允許一定的時延，丟包能夠重傳，比廣播和實時媒體業(yè)務(wù)更具彈性AF3AF3AF332230呼叫信令SignalingIP語音和視頻業(yè)務(wù)信令流。如SIP、H32MGCP、VMP等CS324事務(wù)處理LowLatency Data交互式的重要數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如即時消息、ERP、數(shù)據(jù)庫查詢AF2AF2AF23122網(wǎng)絡(luò)管理OAM網(wǎng)絡(luò)維護和管理業(yè)務(wù)。SNMP、SSH、Sys LogCS216Bulk數(shù)據(jù)HighThroughputData指非交互式“背景”業(yè)務(wù)，其特點是不需要等待業(yè)務(wù)響應(yīng)，不會影響工作效率。如Email、FTP、文件共享等業(yè)務(wù)AF1114背景流量LowPriorityData與公司業(yè)務(wù)無關(guān)，多是娛樂性的業(yè)務(wù)。如BT、eMule、YouTube等非組織性的內(nèi)容CS18盡力服務(wù)Standard采用默認優(yōu)先級0，大多數(shù)業(yè)務(wù)不進行優(yōu)先級標記DF(CS0)0表 02 業(yè)務(wù)模型優(yōu)先級隊列優(yōu)先級對于8隊列的設(shè)備，可以按照1P7Q模型設(shè)計：其中Q7指定為優(yōu)先級隊列（PQ調(diào)度），其他指定為WRR