层次化QOS(HQOS)

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1、HQoSHQoSHQoS即层次化QoS（HierarchicalQualityofService），是一种通过多级队列调度机制，解决Diffserv模型下多用户多业务带宽保证的技术。传统的QoS采用一级调度，单个端口只能区分业务优先级，无法区分用户。只要属于同一优先级的流量，使用同一个端口队列，不同用户的流量彼此之间竞争同一个队列资源，无法对端口上单个用户的单个流量进行区分服务。HQoS采用多级调度的方式，可以精细区分不同用户和不同业务的流量，提供区分的带宽管理。基本调度模型调度模型分为两部分：·调度器

2、：对多个队列进行调度。调度器执行某种调度算法，决定各个队列之间报文发送的先后顺序。调度算法包括按优先级调度SP（StrictPriority），或按权重调度（DRR、WRR、DWRR、WFQ算法的其中一种）。调度算法详细介绍请参见“队列及拥塞管理”。调度器就一个动作：选择队列。队列被调度器选中时，队列最前面的报文被发送。·被调度对象：即队列。报文根据一定的映射关系进入不同的队列。队列被赋予3种属性：1）根据调度算法，队列被赋予优先级或权重。2）队列整形速率PIR。3）报文丢弃策略，包括尾丢弃（Tail-

3、drop）或WRED。队列有两个动作：1）入队：当系统收到报文时，根据报文丢弃策略决定是否丢弃报文。如果报文未被丢弃，则报文入队尾。2）出队：队列被调度器选中时，队列最前面的报文出队。出队时，先执行队列整形，之后报文被发送。HQoS层次化调度模型为了实现分层调度，HQoS采用树状结构的层次化调度模型，如图1。树状结构有三种节点：·叶子节点：处于最底层，表示一个队列。叶子节点是被调度对象，而且只能被调度。·中间节点：处于中间层，既是调度器又是被调度对象。当作为被调度对象时，一个中间节点可以看成一个虚队列。

4、所谓虚队列，是指仅作为调度结构中的一个层次，不是实际占用缓存的队列。·根节点：处于最高层，表示最高级别的调度器。根节点只是调度器，不是调度对象。根节点通常被赋予PIR属性，用于限制输出总带宽。图1层次化调度模型调度器可以对多个队列进行调度，也可以对多个调度器进行调度。其中，调度器可以看成父节点，被调度的队列/调度器看成子节点。父节点是多个子节点的流量汇聚点。每个节点可以指定分类规则和控制参数，对流量进行一次分类和控制。不同层次的节点，其分类规则可以面向不同的分类需求（如用户、业务类型等），并且在不同的节

5、点上可以对流量做不同的控制动作，从而实现了对流量进行多层次、多用户、多业务的管理。HQoS的层次划分HQoS层次化调度中，可以只有一层中间节点，实现三层调度结构；也可以有多层中间节点，实现多层调度结构。甚至可以将两个或多个层次化调度模型叠加，通过制定映射规则，将一个调度模型输出的报文映射到另一个调度模型的叶子节点，如图2，从而实现更加灵活的调度需求。图2灵活的调度层次划分不同厂家、不同芯片，实现的调度层次不同。华为路由器的调度结构在华为路由器上，没有配置HQoS的情况下，只有类队列CQ（ClassQue

6、ue）和Port调度器，其调度结构如图3。图3没有配置HQoS时的队列调度结构CQ队列的属性包括：·队列优先级、队列权重·队列整形速率PIR·报文丢弃策略，尾丢弃（Tail-drop）或WREDPort调度器可以是按优先级调度SP（StrictPriority），或按权重调度（WRR、DWRR、WFQ算法的其中一种）。说明：WRR、DWRR、WFQ都是按权重调度，为方便，本文将按权重的调度统称为WFQ。在配置HQoS的情况下，路由器另外划分缓存，用于缓存需要层次化调度的业务流队列，并对这些流队列先进行一

7、轮多层次调度，再将HQoS流与非HQoS流统一入CQ队列，进行统一调度，如图4。图4HQoS流队列调度·叶子节点：FQ（FlowQueue）队列用于暂存一个用户各个优先级中的一个优先级的数据流。每个用户的数据流都可以划分为1~8个优先级，即每个用户可以使用1~8个FQ。不同用户之间不能共享FQ。每个FQ可以配置shaping值来限制该队列的最大带宽。FQ队列与CQ队列具有相同属性：§队列优先级、队列权重§队列整形速率PIR§报文丢弃策略，尾丢弃（Tail-drop）或WRED·中间节点：SQ（Subsc

8、riberQueue）一个SQ代表一个用户（例如，一个VLAN，或一个LSP，或一个PVC），每个SQ可定义其CIR和PIR。每个SQ固定对应8种FQ业务优先级，这1～8个FQ共享该SQ的带宽。如果哪个FQ空闲，则其他FQ可以占用空闲出来的带宽，但是受限于FQ自己的PIR，最大不能超过FQ自己的PIR。SQ既是调度器，又是虚队列作为被调度对象。§作为调度器：对多个FQ队列进行调度。FQ队列可以配置为PQ、WFQ和LPQ。优先级为EF、CS6