腾科教育给大家分享下数通HCIE
PS：希望大家是一口气读完这篇文章 谢谢！
首先来讲讲QOS是啥？
文档定义如下：服务质量QoS（Quality of Service）用于评估服务方满足客户服务需求的能力。通过配置QoS，对企业的网络流量进行调控，避免并管理网络拥塞，减少报文的丢失率，同时也可以为企业用户提供专用带宽或者为不同的业务（语音、视频、数据等）提供差分服务。
用简单的一句话概括一下：对不同业务区别对待，达到客户满意！
好 接下来呢 我们用一图 来引入我们的QOS（建议考生记住这个图，然后平时练习的时候也照着这个图来练习）
这个图非常好哈，一张图概括了QOS的大致框架及逻辑。接下来，我们来一一解释。
首先呢，我们的QOS目前常用于差分服务模型中，那么QOS到底有几个模型呢
①尽力而为模型-------简单粗暴 不区别对待 谁先来就帮谁转
②综合服务模型------利用RSVP协议（资源预留协议）预留出比如一个10M的带宽给客户的特殊流量单独使用 优点：特殊流量得到区分对待 缺点：客户不用时，10M带宽也无法给其他流量使用，浪费带宽
③差分服务模型-----就是我们现在要讲的啦
PS：如果考试遇到OQS，我们从头讲这三个模型快速讲 刚好讲到差分服务模型时，顺利的承接到下文。
那我们差分服务模型是如何做到既兼顾区分对待，又能做到不浪费带宽呢，是这样的。首先
①数据 语音 视频流量 进入接口 然后我们对其进行一个分类和标记！画重点，分类又是怎么分？标记又是怎么标记？标记在哪里呢？交换机或者路由器是怎么识别这份流量是数据，语音or视频呢
分类有两种。
一为简单流分类：利用我们在vlan，mpls，ip报文里面标记的字段 进行分类 称简单流分类
二为复杂流分类：通过五元组（源IP，目的IP，源端口，目的端口，传输层协议）来唯一区分一条流。
OK 分类完 然后呢？当然是我们的标记啦。
标记可以标记在三个地方。
1. vlan tag中的pri字段（这里要把vlan的格式+长度记住）
2.mpls中的exp字段（同上 要记住！Mpls头部也是一个大题来的，题为：mpls头部字段分别是什么和其作用）
3.IP报文中的Tos字段
IP Precedence 一共3个bit 所以可以定义的优先级为7-0；后续呢 觉得不够用了边又开发了D,T,R位 叫DSCP
所以可以定义的优先级为0-63
所以用前3位称IPP 用前五位称DSCP（这边还遗留一点知识 我们卖个关子 后面会讲到）
OK，接下来是流量监管和限速这个我们放到后面讲。
我们先讲入队列。我们再一次捋一捋思路，现在我们的语音 数据 视频流量分类好了，标记好了，要进入交换机or路由器的内部了，内部的有一个虚拟出来的队列，高优先级的则会进入高队列，低优先级则进入低队列。
那么是哪个协议定义了我们标记的优先级7就比优先级0更牛，更优呢？
好，是我们的PHB（Per Hop Behavior）协议，一句话概括这个协议的作用：定义了服务等级也就是7>6>5>4>3>2>1>0
接下来大家来看一下一张表，我们来具体的讲一讲我们的PHB协议。
PS：PHB协议了解即可。
在PHB协议定义了CS,EF,AF,BE队列 我们这样理解，
A为DSCP一共有0-63个优先级
B为IPP，mpls，vlan有0-7个优先级
我们来做一个划分，我们把DSCP称A，IPP,mpls，vlan称B，那么
B=0时，A=0-7 CS0 B=1时，A=8-15 CS1 B=2时，A=16-23 CS2 B=3时，A=24-31 CS3
B=4时，A=32-39 CS4 B=5时，A=40-47 CS5 B=6时，A=48-55 CS6 B=7时，A=56-63 CS7
大家仔细观察一下这个表格可以看出 A-B-CS之间的关系，也就是说PHB把这些优先级都纳入到了CS的范围，而EF，AF，BE则是什么呢
BE则是CS0中DSCP为0时一个特殊称呼（如果标记成0，进入BE队列，尽力转发）
EF 则是CS4中DSCP为46时的一个特殊称呼（如果标记成46，进入EF队列 加速转发）
AF1则是CS1中DSCP为10,12,14时的特殊称呼（如果标记成10,12,14（对应AF11，AF12，AF13）则进入AF1队列 确保转发）
AF2则是CS1中DSCP为18,20,22时的特殊称呼（如果标记成18,20,22（对应AF21，AF22，AF23）则进入AF2队列 确保转发）
AF3则是CS1中DSCP为26,28,30时的特殊称呼（如果标记成26,28,30（对应AF31，AF32，AF33）则进入AF3队列 确保转发）
AF4则是CS1中DSCP为34,36,38时的特殊称呼（如果标记成34,36,38（对应AF41，AF42，AF43）则进入AF4队列 确保转发）
PS:CS7,CS6默认用于协议报文，如STP等报文。优先级比较：EF>AF4 3 2 1>BE
这边在注意一个点：在AF1中 AF13的丢弃等级>AF12>AF11 为啥呢？ 我们来看一下补回前面DSCP的一个知识点。
AF11则是标记成10写成8bit的二进制则是 001010 00（回忆一下一个字节的Tos字段 前6bit为DSCP 后2bit保留）
AF12则是标记成12写成8bit的二进制则是 001100 00
AF13则是标记成14写成8bit的二进制则是 001110 00
OK Tos字段 前3bit为IPP 然后是D T R位 这三位 置1越多代表丢弃概率越高（D、T、R三个比特，分别表示延迟要求、吞吐量和可靠性。）故AF11比AF12 AF13重要 而AF21比AF11重要。
好，我们扩展了一下PHB协议 了解了PHB是定义了服务等级的就OK
然后呢我们的语音 视频 数据这三份流量进入到了各自的队列中，然后我们对其进行一个叫做调度的方法（拥塞管理）。
调度怎么理解呢？就是如何安排进来的流量有次序有主次的出去。
OK 我们的调度又分两种。
①基于队列的调度，大家了解路由器or交换机内部是虚拟出了7个队列
假如我们的语音进入了队列5 视频队列4 数据队列3.
那么我来讲讲基于队列的调度是怎么工作的。
首先基于队列的调度分RR（轮询）----WRR（加权轮询）----WFQ（加权公平）---PQ（按优先级出流量）
很明显我们语音（队列5）>视频>数据
则RR呢就语音走一个包，视频走一个包，数据走一个包，然后循环 RR虽说非常公平，但是吧我们要的就是区别对待，高优先级先溜，低优先级排后面。
所以呢又开发了WRR，我们给语音队列加一个权重值3 视频2 数据不给 这样 每一个循环 语音就走3个包，视频走2个 数据还是走1个 这样就解决高优先级先溜的问题，不过又有一个问题，现实中，我们通常是以带宽来衡量的，假如数据的一个包1500字节，语音1个包100个字节，那么这样的一个循环，数据反而占用的带宽更高
所以又开发了WFQ 加权又公平，基于带宽来分配，语音呢 分30M 视频呢分20M 数据分10M 这样就解决了上述问题。
那么PQ是啥呢，PQ就是莽夫，冲就对了，语音优先级高，那我就先把语音的流量走完，再走视频再走数据。这样虽然高优先级的很开心，但是如果语音一直有流量，那么我的视频，数据就一个包都发不出了，会造成低优先级流量饿死的情况。
不过一般来说，现实中，一般会采用结合的方式比如PQ+WRR，PQ+WFQ这种方式
讲完基于队列的调度，那么接下来到了基于类的调度
②CBQ（Class-based Queueing）基于类的加权公平队列是对WFQ功能的扩展，为用户提供了定义类的支持。CBQ首先根据IP优先级或者DSCP优先级、输入接口、IP报文的五元组等规则来对报文进行分类，然后让不同类别的报文进入不同的队列。对于不匹配任何类别的报文，送入系统定义的缺省类。
类的概念呢可以理解成语音为一类，视频一类，数据一类，我匹配语音这一类报文，然后送到我CBQ规划的3个队列里面
EF队列---满足低时延
AF队列----满足需要带宽保证的关键数据业务
BE队列：满足不需要严格QoS保证的尽力发送业务
在EF队列中采用PQ调度，在AF队列中采用WFQ，在BE采用WFQ
所以我们会为EF队列设置一个最大带宽（毕竟用PQ免得BE的流量饿死了） 会为AF队列设置一个最小带宽（怎么样都得给我发出去一点） BE呢就剩下的带宽给BE用。在EF中还有一个特殊的队列LLQ LLQ比EF更优。
这样呢我们就调度完了 该分配的也分配好了 接下来是不是该出去了？这个时候呢我们可以在出接口的地方做流量管理。讲流量管理前我们再想想，假如流量真的很多很多，我再怎么调度，所有队列都满了，但是入口还一直进来流量，这个时候怎么办？会发生拥塞对吧？堵住了，难进，出去又慢。这个时候我们就要讲一讲发生拥塞时候的拥塞避免。
当我们拥塞的时候，队列满了 会造成什么问题呢？尾丢弃，是个什么意思？就是后面进来的流量直接就丢包了。所以尾丢弃会造成3个问题
一.不加分区丢包
二.TCP全局同步
三.TCP流量饿死
接下来我们来进入TCP，来聊聊TCP。
我们知道TCP是一个可靠安全的传输协议，有确定机制，丢包会重传等。
假如TCP丢包了，等待重传计时器超时，然后重传，称超时重传。
假如TCP丢了一部分的包，接收方能够通过序列号等参数，确定你发来的数据不完整，这个时候接收方会立刻连续重复发三个ACK报文，发送方立刻意识到接收方刚刚没收完整我发的包，立刻重发，称快重传。
接下来我们来看看在网络中，我们的TCP如何启动并且发送数据的（TCP的一个窗口）
我们来看一下这个图，看上去有点懵不要紧，我们一步一步来 先解释一些名词
拥塞窗口cwnd是发送方为一个动态变化的窗口叫做拥塞窗口，拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度
Ssthresh是慢启动门限（这里我们设置成16） cwnd=24时为阈值（默认是56636B）
慢开始也称慢启动是指建立TCP连接时，把cwnd设置=1（536B）然后进行一个指数增长。
OK接下来进入重点：
现在有一个TCP连接-->开始一个慢启动从cwnd=1开始指数增长到cwnd=16的时候 到达门限了，开始拥塞避免，就不指数增加了，进入一个加法增长（发送的报文如果都收到ACK回复，cwnd会加法性的+1+1+1）---->到达cwnd=24阈值时检测到了拥塞---->立马把ssthresh门限降为阈值的一半也就是12 即新的ssthresh=12 为上图的②+③ 接来下有两种处理行为
①：拥塞后如果是超时重传造成的丢包则cwnd=1，此时的ssthresh则为12，为上图的④+⑤
②：拥塞后如果是快重传造成的丢包则cwnd=12，进行一个拥塞避免为上图的①
大家捋清楚上图后 接下来是TCP全局同步是什么意思呢？上图是一个TCP连接，假如有100个N个TCP连接用时进行，那么这100个TCP连接同时到达阈值，同时把阈值下降一半，这样会造成一个带宽的浪费，如果50个先到阈值，下降一半，再慢启动，另外50个就可以利用之前50个的带宽。
那TCP流量饿死又是什么呢？TCP流量饿死是指，当我的TCP在cwnd很小的时候，如果UDP流量大量的，持续的进来，就会造成TCP的cwnd一直很小最后TCP流量无法传出则称饿死。
那我们是怎么解决这些拥塞造成的问题呢？在我们拥塞避免的阶段，我们用一个叫做wred（加权早期随机检测）的技术，这个技术呢，是我们为每一个队列配置一个丢弃模板，在队列还没满的时候，高优先级的丢10个包，低优先级丢20个包这样的处理方法。有效的解决了TCP全局同步+TCP流量饿死+不加区分的丢包。
接下来我们的流量从入接口进来，经过了分类标记，调度（拥塞管理），拥塞避免终于到出接口了，在出接口这里呢，我们可以对其做一个流量管理。
流量管理分三个
流量监管TP（Traffic Policing）可以监督不同流量进入网络的速率，对超出部分的流量进行“惩罚”，使进入的流量被限制在一个合理的范围之内，从而保护网络资源和用户的利益。
流量整形TS（Traffic Shaping）是一种主动调整流量输出速率的措施。流量整形将上游不规整的流量进行削峰填谷，使流量输出比较平稳，从而解决下游设备的拥塞问题。
接口限速LR（Line Rate）可以对一个接口上发送或者接收全部报文的总速率进行限制。当不需要区分报文类型而要限制通过接口全部流量速率时，接口限速功能可以简化配置。
一句话简单概括一下：监管则超出的流量丢弃，整形则超出的流量缓存待会再发，限速则懒得做配置直接在接口限速。
现在有一个问题，那路由器或者交换机是如何知道流量是否超出呢？这里我们是用令牌桶技术，下面我们来聊聊令牌桶技术是如何检测出流量是否超出规格了呢。
令牌桶技术
我们直奔主题，有些概念我们边理解边想。
1. 单速单桶
CIR：承诺信息速率，表示向C桶中投放令牌的速率，即C桶允许传输或转发报文的平均速率
CBS：承诺突发尺寸，表示C桶的容量，即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量
如果不理解这两个概念没关系，我们来举个例子，比如老丈人测女婿酒量这个场景就很符合，想象这个令牌桶是装酒的，那老丈人如何测得女婿的酒量呢？老丈人每秒往桶里放1ml的白酒，放了500S，满了，此时桶的CBS（容量）为500ml，CIR=1ml/s，我们用Tc表示桶现在有多少酒，用B表示女婿每秒喝的酒，然后女婿开始喝酒，女婿第一秒就喝了10ml，此时B=10ml，B<Tc，桶里还有酒，继续，把你标记为绿色，代表继续测量，此时CBS=500-10+1（CIR）=489ml，第二秒，你喝了500ml一口，此时B=500ml，Tc=489ml，B>Tc，太猛，老丈人都喝不了这么多，把你标记为红色，代表你过分显摆自己酒量，并且让你把酒吐回桶里，换下一个女婿。
也就是说我们把Tc用来表示令牌桶里的令牌，B代表目前到达的报文大小，系统会按照CIR速率往桶里丢令牌，CBS则是桶的容量，如果B<Tc 标记绿色并拿走桶里的令牌 如果B>Tc 标记红色 Tc不减少 绿色就报文通行，红色则丢弃。
2. 单速双通
回到我们的老丈人测女婿酒量，这次老丈人吸取了上次的经验，放了两个桶，C桶和E桶，老丈人以CIR的速率往C桶倒酒，如果C桶满了，就把酒倒点给E桶，防一手。女婿来了，女婿一开始小酌一口，绿色，然后女婿上头了，C桶就剩10ml，女婿说满上，给我来杯50ml的，很尴尬，C桶没酒了，老丈人打开E桶，倒出40ml，给女婿喝，此时女婿被标记黄色，女婿还能喝，这次一次性喝100ml，E桶的酒也不够，被标记红色。
EBS（Excess Burst Size）：超额突发尺寸，表示E桶的容量，即E桶瞬间能够通过的超出突发流量。
回归正题，Tc=C桶令牌，Te=E桶令牌B=报文大小，Cbs=C桶容量，Ebs=E桶容量
如果C桶满了 CIR就把令牌给E桶，防止突发流量
B<Tc 报文标记绿色
Tc<B<Te 报文标记黄色
B>Tc且>Te 报文被标记红色
3. 双速双桶
再回到我们的老丈人测女婿酒量，这次老丈人不再一个人往两个桶倒酒了，叫上了老婆，一人负责一个桶
PIR（Peak information rate）：表示向P桶中投放令牌的速率，PIR大于CIR；
CIR：承诺信息速率，表示向C桶中投放令牌的速率，即C桶允许传输或转发报文的平均速率；
PBS（Peak Burst Size）：峰值突发尺寸，表示P桶的容量，即P桶瞬间能够通过的峰值突发流量；
CBS：承诺突发尺寸，表示C桶的容量，即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量
例子就不举了，我们直接进入正题。
Tc=C桶令牌，Tp=P桶令牌B=报文大小，Cbs=C桶容量，Pbs=E桶容量
CIR往C桶丢令牌，PIR往P桶丢令牌 同步进行
Tp<B，报文被标记为红色；
Tc<B≤Tp，报文被标记为黄色，且Tp减少B；
B≤Tc，报文被标记为绿色，且Tp和Tc都减少B。
Okk，总结一下也就是说，通过令牌桶技术，我们把报文标记成不同的颜色，来看出流量是否超出规格了。
回到我们的流量管理
流量监管TP 通常使用car来限制流量。使用的是双通双速**。
可以根据**来自定义行为，默认是绿色转发，黄色重新分析再标记，红色丢弃。
流量整形TS 通常使用gts来限制流量。使用单桶单速双色。
绿色转发，红色缓存。
接口限速LR 通常使用lr +inbound/outbound来限制流量速率。使用单速单通双色。
绿色转发，红色（如果在交换机出方向为缓存，入则丢弃）
接下来我们再来说说TP TS LR的区别
路由器上：
TP 可以基于接口和类
TS 可以基于接口，队列和类
LR 只支持配置在WAN的出口
交换机
TP 可以基于类
TS 可以基于队列
LR 可以基于接口
好的 那我们的QOS就讲完啦！我们再来捋一捋，流量从入接口进入--分类标记--进入队列--拥塞管理（调度机制）--拥塞避免--流量管理！也就是我们的QOS的一个大致流程，希望这篇文章对备考的考生有用！如果QOS想学好，还需要多配置多试验哦！下面给大家几个考试中的常见追问！
1. 整形和监管的区别
2. 交换机上做整形可以基于队列和MQC吗？
3. 交换机和路由器的整形有什么差别？
4. 配置QOS而不应用的情况？
5. 尾丢弃的问题？
谢谢大家，祝大家考证一次过！