QOS面试考点-第一篇

HCIER&S面试高频面试知识点QOS，近期会将QOS专题的所有知识点及面试中考官问到的问题点做一个分析。

1QOS 的服务模型有几种？

（1）尽力而为服务模型

（2）综合服务模型 （资源预留，场景：公交车专用道，导致的问题，资源空 闲时其他的业务流量也不能够使用）

（3）区分服务模型 （标记--分类--差分服务）

2分类/标记怎么做？

分类/标记有以下两种做法：

（1）简单流分类标记：根据各层报文头部中的优先级字段，来将外部优先级映 射成为内部优先级。

（2）复杂流分类重标记：根据各层报文头部中的优先级字段，或者SIP、DIP等 的五元组来对，流量进行分类，然后在打上相应的优先级。（使用MQC实现，流分类、流行为、流策略）

问题1：DSCP（差分服务代码点）和IPP（ip优先级）的区别？

都为IP报文中的TOS的一部分：IPP是TOS前3bit DSCP是TOS前6bit---前3bit代表优先级，后3bit代表D延迟、T吞吐、R可靠性 AF（Assured-forwarding）（第6bit固定为0）（后3bit代表丢弃概率）

CS类选择器 （DSCP用于兼容IPP）

问题2：COS和TOS的区别？

COS指的是二层和2.5层中的优先级字段，分别为vlan-tag中的PRI（802.1p）和 mpls报头中EXP。

TOS指的是三层ip报头中的优先级字段，前3bit为IPP，前6bit为DSCP。

3拥塞避免的技术有哪些？

（1）尾丢弃：当队列的长度达到最大值后，所有新入队列的报文（缓存在队列 尾部）都将被丢弃，这种丢弃策略会引发TCP全局同步现象，导 致TCP连接始终无法建立。所谓TCP全局同步现象如图，三种颜 色表示三条TCP连接，当同时丢弃多个TCP报文时，将造成多个 TCP连接，同时触发滑窗减半机制。又会由于慢启动的机制，将 流量慢慢的增大，之后又会在某个时间同时出现流量高峰，触发滑窗减半的机制。如此反复，使网络流量忽大忽小。

尾丢弃出现的问题：

1. TCP同步 （没有充分利用链路带宽）
2. TCP饿死 （ UDP没有TCP那种滑动窗口）
3. 无差别的丢弃

在CBQ中，EF队列和LLQ队列不能使用丢弃策略，只能尾丢弃。为避免TCP 全局同步现象，出现了RED（Random Early Detection）技术。RED通过随 机地丢弃数据报文，让多个TCP连接不同时降低发送速度，从而避免了TCP 的全局同步现象。使TCP速率及网络流量都趋于稳定。

（2）WRED：RED是没有差分服务的，即使优先级高的也可能被随机丢弃掉， 所以基于RED，实现了WRED。流队列支持基于DSCP或IP优先级 进行WRED丢弃，每一种优先级都可以独立设置报文丢包的上下 门限及丢包率，报文到达下限时，开始丢包，随着门限的增高， 丢包率不断增加，最高丢包率不超过设置的丢包率，直至到达高 门限，报文全部丢弃，这样按照一定的丢弃概率主动丢弃队列中 的报文，从而一定的程度上避免拥塞问题

WRED针对队列，先有队列，才能配置相应的丢弃技术；

1. 可以在队列模板中使用
2. MQC-CBQ中使用

问题1：尾丢弃和WRED的区别的什么？

尾丢弃：

针对一个队列，当队列满的时候，对后续来的流量无差分的丢弃；

缺点：

1、无法提供差分服务

2、导致TCP全局同步

3、导致TCP饿死 ---- 记得分别画图解释针对尾丢弃的这些缺点，就有了WRED，WRED可以针对不同的流量设置一个从 什么时候开始丢弃（丢弃的低门限值）和最高门限，丢弃概率是多少，当队列中 该流量达到最高门限值时，该报文将全部丢弃。队列满的时候也是执行尾丢弃，从而实现差分的服务；同时举例说明如何解决尾丢弃的其他缺点；

问题2：WRED是怎么区分不同数据流的？

根据数据中的优先级字段来对数据流进行区分。

问题3：WRED中的W是什么意思？

W的英文为weight，是权值的意思，在WRED中，主要是用于实现针对不用的优 先级的数据配置不同的丢弃上下阈值和丢弃百分比。路由器根据IPP或者DSCP判断权重值；交换机根据数据包的颜色判断权重值。

问题4：TCP是怎么检测发生拥塞的？

没有收到相关的TCP ACK确认。

问题5：TCP全局同步是什么原因导致的？

当多个TCP连接在发送数据时，TCP数据发送过程中有慢启动机制，因此发送的 TCP流量会逐渐增大，当网络发生拥塞时，TCP又会有滑窗减半的机制，这样TCP 的流量又会减半下来，如此重复，就形成了TCP全局同步的问题。

问题6：TCP慢收敛机制？

其实就是TCP发送数据包的数量逐渐增多的过程。

4队列技术有哪些？

（1）FIFO：先进先出队列

是单队列技术，不会引入额外延迟，延迟只与队列 长度有关，不提供任何差分服务。

（2）RR：轮询调度

采用轮询的方式，对多个队列进行调度RR以环形的方式轮 询多个队列。如果轮询的队列不为空，则从该队列取走一个报文；如 果该队列为空，则直接跳过该队列，调度器并不等待。单队列里还是 先进先出。

（3）WRR：加权轮询调度

在队列之间进行轮流调度，根据每个队列的权重来 调度各队列中的报文流。在进行WRR调度时，设备根据每个队列的 权值进行轮循调度。调度一轮权值减一，权值减到零的队列不参加调 度，当所有队列的权限减到0时，开始下一轮的调度。从统计上看，各队列中的报文流被调度的次数与该队列的权值成正比，权值越大被 调度的次数相对越多。由于WRR调度的以报文为单位，因此每个队 列没有固定的带宽，同等调度机会下大尺寸报文获得的实际带宽要大 于小尺寸报文获得的带宽。

（4）DRR：差额轮询调度，类似于CQ。

解决了WRR只关心报文，同等调度机会 下大尺寸报文获得的实际带宽要大于小尺寸报文获得的带宽的问题， 通过调度过程中考虑了包长的因素，从而达到调度的速率公平性。DRR调度中，Deficit表示队列的带宽赤字，初始值为0。每次调度前， 系统按权重为各队列分配带宽，计算Deficit值，如果队列的Deficit值 大于0，则参与此轮调度，发送一个报文，并根据所发送报文的长度 计算调度后Deficit值，作为下一轮调度的依据；如果队列的Deficit值 小于0，则不参与此轮调度，当前Deficit值作为下一轮调度的依据。

（5）PQ：PQ调度算法

维护一个优先级递减的队列系列并且只有当更高优先级的 所有队列为空时才服务低优先级的队列，PQ调度算法对低时延业务 非常有用，然而PQ调度机制会使低优先级队列中的报文由于得不到 服务而“饿死”。

（6）FQ：公平队列

目的是尽可能公平地分享网络资源，使所有流的延迟和抖 动达到最优。不同的队列获得公平的调度机会，从总体上均衡各个流 的延迟。短报文和长报文获得公平的调度：如果不同队列间同时存在 多个长报文和短报文等待发送，让短报文优先获得调度，从而在总体 上减少各个流的报文间的抖动。

（7）WFQ：

与FQ相比，WFQ（Weighted Fair Queue）在计算报文调度次序时增 加了优先权方面的考虑。从统计上，WFQ使高优先权的报文获得优先 调度的机会多于低优先权的报文，短报文的调度机会多于长报文的调 度机会。WFQ调度在报文入队列之前，先对流量进行分类，有两种分 类方式：

1、按流的“会话”信息分类： 根据报文的协议类型、源和目的TCP或UDP端口号、源和目的 IP地址、ToS域中的优先级位等自动进行流分类，并且尽可能 多地提供队列，以将每个流均匀地放入不同队列中，从而在总 体上均衡各个流的延迟。在出队的时候，WFQ按流的优先级 （precedence）来分配每个流应占有带宽。优先级的数值越小， 所得的带宽越少。优先级的数值越大，所得的带宽越多。这种 方式只有CBQ的default-class支持。

2、按优先级分类： 通过优先级映射把流量标记为本地优先级，每个本地优先级对 应一个队列号。每个接口预分配4个或8个队列，报文根据队列 号进入队列。默认情况，队列的WFQ权重相同，流量平均分配 接口带宽。用户可以通过配置修改权重，高优先权和低优先权 按权重比例分配带宽。

（8）CBQ（EF（包含LLQ）、AF、BE）

1、EF队列：满足低时延业务 EF队列是具有高优先级的队列，一个或多个类的报文可以被设定进入EF队列，不同类别的报文可设定占用不同的带宽。在调度出队的时候，若EF队列中有报文，会优先得到调度，以保证其获得低时延。当接口发生拥塞时，EF队列的报文会优先 发送，但为了防止低优先级队列（AF、BE队列）得不到调度，EF队列以设置的带宽限速。当接口不拥塞时，EF队列可以占 用AF、BE的空闲带宽。这样，属于EF队列的报文既可以获得 空闲的带宽，又不会占用超出规定的带宽，保护了其他报文的 应得带宽。设备除了提供普通的EF队列，还支持一种特殊的EF队列—— LLQ队列。两种队列都采用绝对优先调度，但是LLQ队列使用 流量监管实现，不论接口是否拥塞，流量都不会超过设置的带 宽，LLQ队列不缓存报文，可以将报文被发送的时延降低为最 低限度。这为对时延敏感的应用（如VoIP业务）提供了良好的 服务质量保证

2、 AF队列：满足需要带宽保证的关键数据业务 每个AF队列分别对应一类报文，用户可以设定每类报文占用 的带宽。在系统调度报文出队的时候，按用户为各类报文设定 的带宽将报文出队发送，可以实现各个类的队列的公平调度。当接口有剩余带宽时，AF队列按照权重分享剩余带宽。同时， 在接口拥塞的时候，仍然能保证各类报文得到用户设定的最小 带宽对于AF队列，当队列的长度达到队列的最大长度时，缺省采 用尾丢弃的策略，但用户还可以选择用WRED丢弃策略

3、BE队列：满足不需要严格QoS保证的尽力发送业务 当报文不匹配用户设定的所有类别时，报文被送入系统定义的 缺省类。虽然允许为缺省类配置AF队列，并配置带宽，但是 更多的情况是为缺省类配置BE队列。BE队列使用WFQ调度， 使所有进入缺省类的报文进行基于流的队列调度。对于BE队列，当队列的长度达到队列的最大长度时，缺省采 用尾丢弃的策略，但用户还可以选择用WRED丢弃策略。

问题1：拥塞管理和拥塞避免那个优先使用？

控制层面上：要先有队列调度技术，才能针对不同的队列使用WRED，即使用拥 塞避免技术；

数据层面上：从进入队列的数据的角度来讲，不被WRED丢弃的数据才有资格被 队列调度技术调度；即先进行拥塞避免技术，将能够转发的数据留着队列中，再由队列调度技术来进 行调度；

问题2：MQC全称是什么，怎么使用，有什么内容？

模块化QOS命令行；在要求针对不同的业务流量进行整形或者配置WRED的时候使用；

MQC的三要素包括：流分类、流行为、流策略，最后应用流策略；

问题3：FIFO机制是不是不区分流量的优先级？

答：是的；

问题4：那为什么还需要FIFO这个机制呢？

1、在网络没有发生拥塞的时候，使用的就是FIFO的方式转发数据的；

2、在不使用任何Qos服务模型的时候，也就是使用尽力而为模型的时候， 也就是使用FIFO的方式的；

3、网络发生拥塞时，单个队列中使用的就是FIFO的方式发送数据的；