> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://almukhametov.gitbook.io/sdsm/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://almukhametov.gitbook.io/sdsm/15.-qos/3.-mekhanizmy-diffserv-1.md). # 3. Механизмы DiffServ ``` Что же собой являет DiffServ и почему он выигрывает у IntServ? ``` Если очень просто, то трафик делится на классы. Пакет на входе в каждый узел классифицируется и к нему применяется набор инструментов, который по-разному обрабатывает пакеты разных классов, таким образом обеспечивая им разный уровень сервиса. ``` Но просто [не будет](https://cs5.pikabu.ru/images/big_size_comm/2015-11_1/1446439461128686990.jpg). ``` В основе DiffServ лежит идеологически выдержанная в традициях IP концепция **PHB — Per-Hop Behavior**. Каждый узел по пути трафика самостоятельно принимает решение о том, как вести себя относительно пришедшего пакета, на основе его заголовков.\ Действия маршрутизатора с пакетом назовём моделью поведения (**Behavior**). Количество таких моделей детерминировано и ограничено. На разных устройствах модели поведения по отношению к одному и тому же трафику могут отличаться, поэтому они и per-hop.\ Понятия **Behavior** и **PHB** я буду использовать в статье как синонимы. > Тут есть лёгкая путаница. PHB — это с одной стороны общая концепция независимого поведения каждого узла, с другой — конкретная модель на конкретном узле. С этим мы ещё разберёмся. ![](/files/-LMBZCEY0eQ0IgMPHhMP) ``` Модель поведения определяется набором инструментов и их параметров: Policing, Dropping, Queuing, Scheduling, Shaping. Используя имеющиеся модели поведения, сеть может предоставлять различные классы сервиса \(**Class of Service**\). ``` То есть разные категории трафика могут получить разный уровень сервиса в сети путём применения к ним разных PHB. ``` Соответственно прежде всего нужно определить к какому классу сервиса относится трафик — классификация \(**Classification**\). ``` Каждый узел самостоятельно классифицирует поступающие пакеты. ![](/files/-LMBZCE_Bp_6DxjSI6sh) ``` После классификации происходит измерение \(**Metering**\) — сколько битов/байтов трафика данного класса пришло на маршрутизатор. ``` На основе результатов пакеты могут окрашиваться (**Coloring**): зелёный (в рамках установленного лимита), жёлтый (вне лимита), красный (совсем берега попутал). ![](/files/-LMBZCEb3bwpptHBbg_h) ``` Если необходимо, далее происходит полисинг \(**Policing**\) \(уж простите за такую кальку, есть вариант лучше — пишите, я поменяю\). Полисер на основе цвета пакета назначает действие по отношению к пакету — передать, отбросить или перемаркировать. ``` ![](/files/-LMBZCEdAvtAq5u3-Wv4) ``` После этого пакет должен попасть в одну из очередей \(**Queuing**\). Для каждого класса сервиса выделена отдельная очередь, что и позволяет их дифференцировать, применяя разные PHB. ``` Но ещё до того, как пакет попадёт в очередь, он может быть отброшен (**Dropper**), если очередь заполнена. ``` Если он зелёный, то он пройдёт, если жёлтый, то его вполне вероятно, отбросят, если очередь полна, а если красный — это верный смертник. Условно, вероятность отбрасывания зависит от цвета пакета и наполненности очереди, куда он собирается попасть. ``` ![](/files/-LMBZCEfE-KocM9tREpo) ``` На выходе из очереди работает шейпер \(**Shaper**\), задача которого очень похожа на задачу полисера — ограничить трафик до заданного значения. ``` Можно настроить произвольные шейперы для отдельных очередей или даже внутри очередей.\ Об отличии шейпера от полисера в главе [Ограничение скорости](/sdsm/15.-qos/8.-ogranichenie-skorosti/sheiping-protiv-polisinga.md). ``` Все очереди в итоге должны слиться в единый выходной интерфейс. ``` Вспомните ситуацию, когда на дороге 8 полос сливаются в 3. Без регулировщика это превращается в хаос. Разделение по очередям не имело бы смысла, если бы на выходе мы имели то же, что на входе.\ Поэтому есть специальный диспетчер (**Scheduler**), который циклически вынимает пакеты из разных очередей и отправляет в интерфейс (**Scheduling**).\ На самом деле связка набора очередей и диспетчера — самый главный механизм QoS, который позволяет применять разные правила к разным классам трафика, одним обеспечивая широкую полосу, другим низкие задержки, третьим отсутствие дропов. ``` Далее пакеты уже выходят на интерфейс, где происходит преобразование пакетов в поток битов — сериализация \(**Serialization**\) и далее сигнал среды. ``` ![](/files/-LMBZCEhhhhTwznmJ4fG) ``` В DiffServ поведение каждого узла независимо от остальных, нет протоколов сигнализации, которые бы сообщили, какая на сети политика QoS. При этом в пределах сети хотелось бы, чтобы трафик обрабатывался одинаково. Если всего лишь один узел будет вести себя иначе, вся политика QoS псу под хвост. ``` Для этого, во-первых, на всех маршрутизаторах, настраиваются одинаковые классы и PHB для них, а во-вторых, используется маркировка (**Marking**) пакета — его принадлежность определённому классу записывается в заголовок (IP, MPLS, 802.1q).\ И красота DiffServ в том, что следующий узел может довериться этой маркировке при классификации. ``` Такая зона доверия, в которой действуют одинаковые правила классификации трафика и одни модели поведения, называется домен DiffServ \(**DiffServ-Domain**\). ``` ![](/files/-LMBZCEjrq2AtWH_3NUm) ``` Таким образом на входе в домен DiffServ мы можем классифицировать пакет на основе 5-Tuple или интерфейса, промаркировать \(**Remark/Rewrite**\) его согласно правилам домена, и дальнейшие узлы будут доверять этой маркировке и не делать сложную классификацию. ``` То есть явной сигнализации в DiffServ нет, но узел может сообщить все следующим, какой класс нужно обеспечить этому пакету, ожидая, что тот доверится. ``` На стыках между DiffServ-доменами нужно согласовывать политики QoS \(или не нужно\). Целиком картина будет выглядеть примерно так: ``` ![](/files/-LMBZCElY6kiyUymVD4r) {% hint style="info" %} Чтобы было понятно, приведу аналог из реальной жизни. Перелёт на самолёте (не Победой). Есть три класса сервиса (CoS): Эконом, Бизнес, Первый. При покупке билета происходит классификация (Classification) — пассажир получает определённый класс сервиса на основе цены. В аэропорту происходит маркировка (Remark) — выдаётся билет с указанием класса. Есть две модели поведения (PHB): Best Effort и Premium. Есть механизмы, реализующие модели поведения: Общий зал ожидания или VIP Lounge, микроавтобус или общий автобус, удобные большие сиденья или плотностоящие ряды, количество пассажиров на одну борт-проводницу, возможность заказать алкоголь. В зависимости от класса назначаются модели поведения — эконому Best Effort, Бизнесу — Premium базовый, а Первому — Premium SUPER-POWER-NINJA-TURBO-NEO-ULTRA-HYPER-MEGA-MULTI-ALPHA-META-EXTRA-UBER-PREFIX! При этом два Premium отличаются тем что, в одном дают бокал полусладкого, а в другом безлимит Бакарди. Далее по приезду в аэропорт все заходят через одни двери. Тех, кто попытался провезти с собой оружие или не имеет билета, не пускают (Drop). Бизнес и эконом попадают в разные залы ожидания и разный транспорт (Queuing). Сначала на борт пускают Первый класс, потом бизнес, потом эконом (Scheduling), однако потом они в пункт назначения все летят одним самолётом (интерфейс). В этом же примере перелёт на самолёте — это задержка передачи (Propagation), посадка — задержка сериализации (Serialization), ожидание самолёта в залах — Queuing, а паспортный контроль — Processing. Заметьте, что и тут Processing Delay обычно пренебрежимо мал в масштабах общего времени. Следующий аэропорт может обойтись с пассажирами совсем иначе — его PHB отличается. Но при этом если пассажир не меняет авиакомпанию, то, скорее всего, отношение к нему не поменяется, потому что одна компания — один DiffServ-domain. {% endhint %} ``` Как вы могли уже заметить, DiffServ предельно \(или беспредельно\) сложен. Но всё описанное выше, мы разберём. При этом в статье я не буду вдаваться в нюансы физической реализации \(они могут различаться даже на двух платах одного маршрутизатора\), не буду рассказывать про HQoS и MPLS DS-TE. ``` Порог входа в круг инженеров, понимающих технологию, для QoS значительно выше, чем для протоколов маршрутизации, MPLS, или, прости меня Радья, STP.\ И несмотря на это DiffServ заслужил признание и внедрение на сетях по всему миру, потому что, как говорится, хайли скэлэбл.\ Всю дальнейшую часть статьи я буду разбирать только DiffServ. ``` Ниже мы разберём все инструменты и процессы, указанные на иллюстрации. ``` ![](/files/-LMBZCEnx2rz5SYK9A7g) ``` По ходу раскрытия темы некоторые вещи я буду показывать на практике. ``` Работать мы будем вот с такой сетью: ![](/files/-LMBZCEpCJM3tpLfM8-r) ``` Trisolarans — это клиент провайдера linkmeup с двумя точками подключения. ``` Жёлтая область — это DiffServ-домен сети linkmeup, где действует единая политика QoS.\ Linkmeup\_R1 — это CPE устройство, которое находится под управлением провайдера, а потому в доверенной зоне. С ним поднят OSPF и взаимодействие происходит через чистый IP.\ В пределах ядра сети MPLS+LDP+MP-BGP с L3VPN, растянутый от Linkmeup\_R2 до Linkmeup\_R4.\ Все остальные комментарии я буду давать по мере необходимости. [*Файл начальной конфигурации*](https://docs.google.com/document/d/e/2PACX-1vRmqX4Zn20LhoAj-cmlZJq9XIB3YCE6VVgrh0Fa1E3cCW22R2S2xM4xIZu4PiTjBFvqulNLilmoaH7J/pub).