QoS（服務質(zhì)量）用于為不同的流量提供不同的優(yōu)先級，以控制延遲和抖動，并降低丟包率。當網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時，QoS可以確保關(guān)鍵業(yè)務流量的正常傳輸，QoS（服務質(zhì)量）不是一個技術(shù)，是多個技術(shù)的組合。

QoS是用于控制網(wǎng)絡(luò)中的帶寬，延遲，抖動和數(shù)據(jù)包丟失的技術(shù)的組合。所有QoS機制均設(shè)計為影響至少一個或所有上述功能。

影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的四個主要因素包括：

帶寬：網(wǎng)絡(luò)最熟悉的因素是帶寬，它是網(wǎng)絡(luò)鏈路上可用容量的度量，即鏈路的寬度。通常以每秒位數(shù)（bps）為單位。

延遲：也稱為延遲，延遲處理的是數(shù)據(jù)包從發(fā)送方到接收方所花費的時間。當然，延遲越大，網(wǎng)絡(luò)“似乎”就越慢。延遲通常以毫秒（ms）為單位。

抖動：這是數(shù)據(jù)包之間延遲變化的一種度量。例如，如果一個數(shù)據(jù)包從A點到達B點需要30ms（即延遲），而另一個數(shù)據(jù)包從同一點A到達B點則需要40ms，則抖動為10ms（即40ms–30ms）。

丟包：當數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)“飛行”時，其中一些可能會丟失，即無法到達目的地。

Classification and marking mechanisms分類和標記機制

Policing and shaping mechanisms監(jiān)管和整形機制

Congestion management mechanism擁塞管理機制

Congestion avoidance mechanism擁塞避免機制

從入口接口進入系統(tǒng)后，對數(shù)據(jù)包進行分類和標記。在此過程中，監(jiān)管機制將丟棄某些數(shù)據(jù)包。然后，將根據(jù)其標記再次對數(shù)據(jù)包進行分類。擁塞管理和擁塞避免機制為不同類型的數(shù)據(jù)包賦予不同的優(yōu)先級，以便在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下，具有較高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)包可以更早地通過網(wǎng)關(guān)。最后，系統(tǒng)將從出口接口發(fā)送經(jīng)過QoS機制處理過的數(shù)據(jù)包。

擁塞管理

?First-In-First-Out (FIFO)

?Priority Queuing (PQ)

?Custom Queuing (CQ)

?Weighted Fair Queuing (WFQ)

?Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ)

?Low-Latency Queuing (LLQ)

1、FlFO（先進現(xiàn)出隊列）

先進先出隊列(First In First Out Queuing,簡稱FIFO)不對報文進行分類，當報文進入接口的速度大于接口能發(fā)送的速度時，F(xiàn)IFO按報文到達接口的先后順序讓報文進入隊列，同時，F(xiàn)IFO在隊列的出口讓報文按進隊的順序出隊，先進的報文將先出隊，后進的報文將后出隊。

2、PQ (優(yōu)先隊列）----低優(yōu)先級可能會“餓死”

PQ使用了4個子隊列，優(yōu)先級分別是high，medium，normal，low。PQ會先服務高優(yōu)先級的子隊列，若高優(yōu)先級子隊列里沒有數(shù)據(jù)后，再服務中等優(yōu)先級子隊列，依次類推。

如果PQ正在服務中等優(yōu)先級子隊列，但是高優(yōu)先級里又來了數(shù)據(jù)包，則PQ會中斷中等優(yōu)先級子隊列的服務，轉(zhuǎn)而服務高優(yōu)先級子隊列。每一個子隊列都有一個最大隊列深度(queue-size)，如果達到了最大隊列深度，則進行尾丟棄。

3、CQ（用戶自定義隊列）---不同優(yōu)先級獲得不同的帶寬---避免低優(yōu)先級“餓死”

CQ最多可包含16個組(即group-number的取值范圍為1～16)，在每個組中指明了什么樣的數(shù)據(jù)包進入什么樣的隊列、各隊列的長度和每次輪詢各隊列所能連續(xù)發(fā)送的字節(jié)數(shù)等信息。CQ對報文進行分類，將所有報文分成最多至17類，分別屬于CQ的17個隊列中的一個，然后，按報文的類別將報文進入相應的隊列。

CQ的17個隊列中，0號隊列是PQ隊列，路由器總是先把0號隊列中的報文發(fā)送完，然后才處理1到16隊列中的報文，所以0號隊列一般作為系統(tǒng)隊列把實時性要求高的交互式協(xié)議報文放到0號隊列。1到16號隊列可以按用戶的定義分配它們能占用接口帶寬的比例，在報文出隊的時候，CQ按定義的帶寬比例分別從1到16號隊列中取一定量的報文在接口上發(fā)送出去。其中，按帶寬比例分別發(fā)送的實現(xiàn)過程是這樣的，16個普通隊列采用輪詢的方式進行調(diào)度，當調(diào)度到某一個隊列時，從這個隊列取出一定字節(jié)數(shù)的報文發(fā)送，用戶通過指定這個字節(jié)數(shù)，就可以控制不同隊列之間的帶寬分配比例。

4、WFQ（加權(quán)公平隊列）---相比于CQ不用手工分類

WFQ是一個復雜的排隊過程，可以保證相同優(yōu)先級業(yè)務間公平，不同優(yōu)先級業(yè)務間加權(quán)。隊列的數(shù)目可預先配置，范圍是(16-4096)。

WFQ，在保證公平(帶寬、延遲)的基礎(chǔ)上體現(xiàn)權(quán)值，權(quán)值大小依賴于JP報文頭中攜帶的IP優(yōu)先級(Precedence)。WFQ對報文按流進行分類(相同源IP地址，目的IP地址，源端口號，日的端口號，協(xié)議號，Precedence的報文屬于同一個流)，每一個流被分配到一個隊列，該過程稱為散列。WFQ入隊過程采用HASH算法來自動完成，盡量將不同的流分入不同的隊列。在出隊的時候，WFQ按流的優(yōu)先級(precedence)來分配每個流應占有出口的帶寬。優(yōu)先級的數(shù)值越小，所得的帶寬越少。優(yōu)先級的數(shù)值越大，所得的帶寬越多。這樣就保證了相同優(yōu)先級業(yè)務之間的公平，體現(xiàn)了不同優(yōu)先級業(yè)務之間的權(quán)值。

5、CBWFQ（基于類的加權(quán)公平隊列）

CBWFQ通常使用ACL定義數(shù)據(jù)流類別，并將注入寬帶和隊列限制等參數(shù)應用于這些類別。CBWFQ是網(wǎng)絡(luò)中的一個隊列配置方案，其允許通信基于標準分類，例如訪問控制列表，輸入界面名，協(xié)議和服務質(zhì)量（QoS）標志。CBWFQ擴展了加權(quán)公平隊列WFQ功能的標準來提供自定義通信類型支持。

6、LLQ（低延遲隊列）

LLQ為基于類別的加權(quán)公平排隊（CBWFQ）提供絕對優(yōu)先排隊功能，減少了語音會話的抖動。LLQ相當于CBWFQ加上一個嚴格優(yōu)先級隊列，該隊列優(yōu)先級高于其他所有隊列，非常適合時延敏感性應用。LLQ的嚴格優(yōu)先級隊列是一個有最小保證帶寬的優(yōu)先級隊列，出現(xiàn)擁塞時，該隊列的數(shù)據(jù)量不能超過所允許的帶寬，否則會被丟棄。

LLQ具有CBWFQ的所有優(yōu)點，包括自定義流量類別，為每種類別的流量提供帶寬保證，并且可以在所有類別的隊列上應用WRED。（嚴格優(yōu)先級隊列除外）

對于LLQ和CBWFQ來說，任何沒有被顯示分類的流量都被認為class-default流量，可以將class-default流量類別隊列由FIFO改為WFQ，需要時也可以用WRED。

LLQ最大優(yōu)勢是可以為時延和抖動敏感型應用的流量提供一個或多個有帶寬保證的嚴格優(yōu)先級隊列，LLQ并不局限于特定平臺或傳輸介質(zhì)。