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统一通信中语音，视频流量的QoS参数的需求


针对语音流量：
延时 < 150 ms*
抖动 < 30 ms*
丢包率 < 1%*
负荷带宽：17-106 kbps guaranteed priority bandwidth per call
控制带宽：150 bps (+ Layer 2 overhead) guaranteed bandwidth for voicecontrol traffic per call

针对视频流量：
延时<150 ms*
抖动<30 ms*
丢包率<1%*
Minimum priority bandwidth guarantee required is:
– Video stream + 20%
– For example, a 384 kbps
stream would require 460 kbps of priority bandwidth

* one-way requirement

针对语音或视频应用的QoS


从上述针对语音或视频流量的要求来看，要实现其要求的标准，不外乎从以下四个方面着手：
  1、线路带宽
  2、延时
  3、抖动
  4、丢包率
那么，我们可以一一来分析：（为解释方便，以下统称语音或视频流量为“多媒体”流量）
一、针对线路带宽
    线路带宽对于多媒体应用是最基本的要求。因为多媒体协议的标准和要求，每一个多媒体流对带宽的要求是必须要满足的，例如，针对G.729a 编码标准，必须保证24kbs的带宽，在设计时，如果精确推算出多媒体流的数量，就可以计算所需要的线路带宽。
    需要指出的是，在广域网线路上，可能会存在多个Hop，因此我们在设计线路带宽时，要充分考虑这一点，在多个Hop存在的情况下，线路最大带宽=min( 10M, 256k, 2M,1.5M)=256k,每个多媒体流可用带宽=线路最大带宽/多媒体流数。
    那么，增加线路带宽或可用带宽的方式有如下几种：
       租用更多的物理线路带宽以增加带宽的绝对值，实现简单，但为增加租用费
       压缩IP包头或Payload，减小每个流的带宽消耗，增加总的可用带宽。不增加费用，但会增加传送延时
       
二、延时
    延时是线路传输延时、线性延时、处理延时、排对延时等因素的总和。
    线路传输延时是指光信号在线路上传输时延。一般情况下，线路传输时延是忽略不记的，但在多媒体应用情况下，特别是垮多点的Cluster，对线路的延时会要求特别苛刻，因此两点之间的距离将要充分考虑。
    线性延时，是指把数据桢转换成可在线路上可传输信号所耗费的时间，它主要和接口的带宽相关。
    处理延时，是指网络设备接收到数据包，经过寻址、转发等过程，把数据包送到出口队列所耗费的时间，它主要与网络设备的处理能力相关，例如CPU，MEM，Hardware & Software Arch等。
    排对延时，是指数据包在出口对列里等待的时间。它主要受队列充盈度、接口带宽、队列机制等相关。
    从上述延时产生的机理与影响因素来看，需要我们充分注意是队列延时。在既定环境下，（距离、线路带宽、物理设备等），我们需要仔细设计队列机制，减少队列时延。
    概括讲，减少延时，可从增加可用带宽、设置优先级及压缩。
    压缩技术针对降低延时不是好的选择，需要注意，并且可结合其他方法使用，达到一个最佳结合点。
三、抖动
    抖动，是指延时本身的变化。它和线路的延时、网络稳定性有极大关系。减少抖动，可采用jitter buffer 等手段，当然也需要我们实际高可用性、高稳定性网络。
四、丢包
    丢包的产生，是因为线路的不问题、或者网络设备处理能力不够而产生的“尾丢弃”。
    那么避免或降低丢包率的方法也可从多个方面着手：
      增加线路能力以减少拥塞的发生
      采用PQ、CQ、LLQ、CBWFQ等手段保证多媒体流的优先传送等。
      WRED
     另外，也可以采用Trafic shapping 、Trafic policing等手段避免拥塞的发生

以上，仅从QoS设计的方法论上给予简述。总结来看，我们要保证多媒体流量，可从线路带宽、延时、抖动、丢包率四个角度着手。根据每个因素产生的原因和影响因素，找到解决问题的办法。
IPT 系统QoS设计与实现---LAN


如前所述， 针对IPT，或者讲UC环境，QoS非常重要。通过QoS机制，满足语音和视频针对带宽、延时和抖动的指标要求。在整个IPT系统中，QoS的设计和实施要通盘考虑，包括LAN、WAN、系统等。我们就从LAN着手吧。
针对任何QoS策略的设计和实施，我们必须遵循如下步骤：
  1、流量分类和标记。
  2、队列管理
  3、带宽保证
一、QoS for Access-layer
      （以Cat3550为例）
mls qos
!
mls qos map cos-dscp 0 8 16 26 34 46 48 56
!
class-map match-all voice-bearer

match access-group 101
class-map match-all voice-control
match access-group 102
class-map match-all mission-critical
match access-group 103
!
policy-map mark
class voice-bearer
set ip dscp ef
class voice-control
set ip dscp 26
class mission-critical
set ip dscp af31
!
access-list 101 permit udp any any range 16384 32767
access-list 102 permit tcp any any range 2000 2002
access-list 102 permit tcp any any eq 1720
access-list 102 permit tcp any any range 11000 11999
access-list 102 permit udp any any eq 2427
access-list 103 permit <Mission-Critical Traffic>
!
interface GigabitEthernet0/12
description Uplink to Distribution
no ip address
mls qos trust dscp
priority-queue out
wrr-queue cos-map 4 5
!
interface FastEthernet0/1
description to IP Phone
cdp enable
no ip address
service-policy input mark
mls qos trust cos
mls qos trust device cisco-phone
switchport priority extend cos 0
switchport voice vlan 111
switchport access vlan 11
priority-queue out
wrr-queue cos-map 4 5


当然，你也可以用auto qos voip实现配置。
(续上节）QoS on Distribution layer for IPT


针对分布层，设计和实施QoS需要注意如下两方面：
1、分布层交换机必须能够支持Layer2 CoS--Layer3 ToS 或者DSCP的映射
2、采用LLQ保证实时流量：
   采用PQ确保语音、视频流量的传送；
   关键流量流量，例如ERP、CRM等，采用基于权重的优先级进行传送
   其他流量采用Best effort方式进行
配置步骤如下：
  step1. 配置来自access layer流量的CoS信任关系
   例如：（以Cat65k为例）
     Cat6500>(enable) set port qos 1/2,3/2 trust trust-cos
  step2. 配置CoS-to-DSCP的映射关系
     通常情况下，CoS-to-DSCP的对应关系如下：
     CoS         DSCP
        0                0
        1                8
        2                16
        3                24
        4                32
        5                46
        6                48
        7                56
    针对语音流量CoS=5, DSCP=46 (EF)
配置命令：
    Cat6500>(enable) set qos cos-dscp-map 0 8 16 24 32 46 48 56
  step3. 配置分布层VoIP控制流量的传送队列,包括语音载荷与控制流量
  step4. 采用layer3 ACL分类所有来自未信任源的流量，以实现QoS
在后续的贴子中我将附件一些配置案例
WAN QoS design and configure


针对WAN的QoS设计与实施，需要注意如下几点：
1） 采用流量分类-->队列管理-->带宽保证-->链路优化的实现流程
2）在流量分类过程中，根据企业应用和网络规模的不同情况，采用不同的分类模型。例如3-classes, 5-classess, 8-classess,11-classes.网络中流量类型越多，分类越细，越能实现精确控制。但是分类越细，系统负载消耗越大，反而会带来更多的处理延迟等影响，因此，要选择符合要求的最佳分类模型。
3）根据线路带宽的情况，决定是否采用cRTP，VOD等技术；以及LFI，traffic shapping技术。
附件是根据不同分类模型的配置案例，共您参考。而上述各项技术的含义及作用，请参考我曾经上载的帖子《学习IPT的绝佳材料》系列。
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