端到端QoS网络设计

《端到端QoS网络设计》是一本规划和部署QoS解决方案以满足目前商业需求的详尽指南。全书在内容上分为3个主要的部分：QoS介绍、QoS工具集和QoS设计。其中QoS设计是本书的核心部分，覆盖了LAN、WAN和VPN中的QoS设计。本书的主要内容包括：语音、交互式与流式视频以及多种数据应用类别的QoS需求；QoS最佳设计原理及其在园区LAN QoS设计中的应用；专用WAN QoS设计；基于网络的应用识别(NBAR)进行已知蠕虫标识和管制的Cisco SAFE建议；MPLS和IPSec VPN的第3层VPN QoS设计；基于企业和服务提供商MPLS VPN的QoS设计等。
　　《端到端QoS网络设计》不仅讨论了常见的QoS技术，而且给出了一些翔实的示例说明如何在LAN、WAN和VPN中部署各种QoS特性。无论您是要寻找QoS原则和实践的介绍，还是QoS规划和部署的指导，本书都为您提供了设计和实现复杂QoS解决方案所需的专家级建议。本书适合于网络工程技术人员和销售人员、准备参加Cisco相关认证考试的工程师、大专院校计算机通信专业师生参考阅读。

第一部分　QoS介绍

第1章　QoS介绍　3
1.1　简要的历史透视　3
1.2　QoS的发展　4
1.3　用户网络期望值　6
1.3.1　最终用户　6
1.3.2　信息技术(IT)管理　7
1.4　理解QoS　7
1.4.1　端到端的QoS　7
1.4.2　所有分组是(不)平等的　8
1.4.3　汇聚网络的挑战　9
1.5　QoS模型　11
1.5.1　IntServ概述　11
1.5.2　DiffServ概述　12
1.6　QoS工具集介绍　13
1.7　简化QoS　14
1.7.1　模块化的QoS命令行接口　15
1.7.2　QoS基线　15
1.7.3　默认行为　17
1.7.4　跨平台功能一致性　17
1.7.5　自动QoS　17
1.8　如果我拥有AutoQoS，为什么我需要阅读此书　19
1.9　QoS的进一步发展　21
1.10　小结　22
1.11　进一步的阅读　22
1.11.1　普通阅读　22
1.11.2　IntServ　23
1.11.3　DiffServ　23
1.11.4　AutoQoS　23

第2章　QoS设计概述　27
2.1　IP语音的QoS需求　27
2.1.1　语音(承载流量)　27
2.1.2　呼叫信令流量　31
2.2　视频的QoS需求　32
2.2.1　交互式视频　32
2.2.2　流式视频　33
2.3　数据的QoS需求　34
2.3.1　尽力服务数据　35
2.3.2　大块数据　36
2.3.3　事务处理数据/交互数据　36
2.3.4　本地定义的关键业务数据　36
2.3.5　DLSw+考虑　38
2.4　QoS的控制平面需求　38
2.4.1　IP路由选择　39
2.4.2　网络管理　39
2.5　Scavenger类型　39
2.6　利用Scavenger类别QoS的DoS和蠕虫缓解对策　40
2.7　QoS设计原则　43
2.7.1　通用QoS设计原则　44
2.7.2　分类和标记原则　45
2.7.3　管制和降格原则　46
2.7.4　排队和丢弃原则　47
2.7.5　DoS和蠕虫缓解原则　49
2.7.6　部署原则　50
2.8　小结　50
2.9　进一步的阅读　51
2.9.1　标准　51
2.9.2　Cisco的文档　52

第二部分　QoS工具集

第3章　分类和标记工具　57
3.1　分类工具　58
3.1.1　模块化QoS命令行接口类别映射　58
3.1.2　基于网络的应用识别(NBAR)　61
3.2　标记工具　64
3.2.1　基于类别的标记　64
3.2.2　基于分类的管制　65
3.2.3　承诺访问速率　66
3.2.4　基于策略的路由选择　66
3.2.5　语音网关分组标记　66
3.2.6　第2层标记字段　67
3.2.7　第3层标记字段　71
3.2.8　第2层和第3层分组标记转换　75
3.3　小结　81
3.4　进一步的阅读　81
3.4.1　普通阅读　81
3.4.2　DiffServ　82
3.4.3　L2协议隧道化　82
3.4.4　VPN　82
3.4.5　NBAR　83
3.4.6　MPLS　83
3.4.7　IP ATM/帧中继绑定　83
3.4.8　第2层到第3层分组标记转换　84

第4章　管制和整形　87
4.1　令牌桶算法　88
4.2　管制器　89
4.2.1　作为标记器的管制器　90
4.2.2　承诺的访问速率(CAR)　90
4.2.3　基于类别的管制　91
4.3　整形器　99
4.3.1　整形算法　100
4.3.2　在ATM和帧中继网络上整形　101
4.3.3　通用流量整形　105
4.3.4　基于类别的整形　105
4.4　进一步的阅读　107
4.4.1　DiffServ管制标准　107
4.4.2　管制　107
4.4.3　ATM PVC流量参数　108
4.4.4　帧中继流量整形　108
4.4.5　流量整形　108

第5章　拥塞管理工具　111
5.1　理解调度与排队　112
5.2　第3层排队遗留机制　114
5.2.1　优先级排队　115
5.2.2　自定义排队　115
5.2.3　加权公平排队　115
5.2.4　IP RTP优先级排队　115
5.3　当前推荐的第3层排队机制　116
5.3.1　基于类别的加权公平排队　116
5.3.2　低延迟排队　117
5.4　第2层排队工具　124
5.4.1　帧中继双FIFO　124
5.4.2　PVC接口优先级排队　125
5.5　传输环　126
5.6　PAK_priority　127
5.7　小结　127
5.8　进一步的阅读　128
5.8.1　第3层排队　128
5.8.2　第2层排队　129
5.8.3　传输环　129
5.8.4　PAK_priority　129

第6章　拥塞避免工具　131
6.1　早期随机检测　132
6.2　加权早期随机检测　132
6.3　基于DSCP的加权早期随机检测　133
6.4　显式拥塞通知　135
6.5　小结　136
6.6　进一步的阅读　137
6.6.1　与WRED相关的DiffServ标准　137
6.6.2　Cisco IOS WRED文档　137

第7章　链路相关工具　139
7.1　头压缩技术　140
7.1.1　相关标准　140
7.1.2　TCP头压缩　141
7.1.3　RTP头压缩　141
7.1.4　压缩格式　142
7.1.5　第2层封装协议支持　144
7.1.6　cRTP格式与协议封装总结　146
7.1.7　基于类别的头压缩　147
7.1.8　cRTP高级主题　148
7.2　链路分段与交错　149
7.2.1　分片大小　151
7.2.2　多链路PPP LFI　152
7.2.3　多类别多链路PPP　152
7.2.4　帧中继分段　153
7.2.5　用于帧中继/ATM服务互工作的LFI　155
7.2.6　IPSec预分段　157
7.3　小结　157
7.4　进一步的阅读　157
7.4.1　普通阅读　157
7.4.2　IETF标准　158
7.4.3　帧中继论坛标准　158
7.4.4　头压缩　159
7.4.5　链路分段与交错　159

第8章　带宽预留　163
8.1　RSVP概述　164
8.1.1　RSVP服务类型　164
8.1.2　接入控制　165
8.1.3　RSVP和LLQ　165
8.2　MPLS流量工程　166
8.3　可扩展性　167
8.4　RSVP-DiffServ集成　167
8.5　端点和代理　168
8.6　小结　168
8.7　进一步的阅读　169
8.7.1　标准　169
8.7.2　Cisco IOS文档　169

第9章　呼叫接入控制(CAC)　173
9.1　CAC概述　174
9.2　CAC定义　174
9.3　CAC工具类型　175
9.3.1　本地CAC工具　175
9.3.2　基于测量的CAC工具　176
9.3.3　基于资源的CAC工具　176
9.4　CallManager位置CAC　176
9.5　关守CAC　178
9.6　RSVP　179
9.7　使用RSVP的VoIP CAC实例　181
9.8　小结　183
9.9　进一步的阅读　184
9.9.1　普通阅读　184
9.9.2　Cisco IOS文档　184

第10章　Catalyst QoS工具　187
10.1　通用Catalyst QoS模型　188
10.1.1　分类、标记和映射　188
10.1.2　管制和降格　189
10.1.3　排队和丢弃　190
10.2　Catalyst 2950　194
10.2.1　Catalyst 2950分类、标记和映射　195
10.2.2　Catalyst 2950管制和降格　196
10.2.3　Catalyst 2950排队　197
10.3　Catalyst 3550　197
10.3.1　Catalyst 3550分类、标记和映射　198
10.3.2　Catalyst 3550管制和降格　200
10.3.3　Catalyst 3550排队和丢弃　201
10.4　Catalyst 2970、3650和3750　203
10.4.1　Catalyst 2970/3560/3750分类、标记和映射　204
10.4.2　Catalyst 2970/3560/3750管制和降格　204
10.4.3　Catalyst 2970/3560/3750排队和丢弃　204
10.5　Catalyst 4500　207
10.5.1　Catalyst 4500分类、标记和映射　208
10.5.2　Catalyst 4500管制和降格　209
10.5.3　Catalyst 4500排队和丢弃　210
10.6　Catalyst 6500　212
10.6.1　Catalyst 6500分类、标记和映射　213
10.6.2　Catalyst 6500管制和降格　215
10.6.3　Catalyst 6500排队和丢弃　217
10.7　小结　220
10.8　进一步的阅读　222
10.8.1　图书　222
10.8.2　Cisco Catalyst文档　222

第11章　WLAN QoS工具　225
11.1　用于无线LAN的QoS与有线LAN上的QoS　226
11.2　上游QoS与下游QoS　227
11.3　IEEE 802.11 DCF　227
11.3.1　帧间空间　228
11.3.2　随机后退/竞争窗口　229
11.4　IEEE 802.11e EDCF　230
11.5　QoS基本服务集合信息元素　233
11.6　IEEE 802.1D服务类别　233
11.7　Cisco AP上的QoS操作　234
11.8　在Cisco AP上配置QoS　235
11.9　小结　237
11.10　进一步的阅读　237

第三部分　LAN QoS设计

第12章　园区QoS设计　243
12.1　DoS/蠕虫缓解对策　246
      Scavenger类别的QoS操作　247
12.2　使用中的呼叫信令TCP/UDP端口　247
12.3　接入边缘信任模型　251
12.3.1　可信任端点模型　251
12.3.2　非信任端点模型　253
12.3.3　有条件可信任端点模型　255
12.4　Catalyst 2950 QoS考虑和设计　260
12.4.1　Catalyst 2950：可信任端点模型　260
12.4.2　Catalyst 2950：使用SoftPhone的非信任PC模型　261
12.4.3　Catalyst 2950：非信任服务器模型　261
12.4.4　Catalyst 2950：有条件可信任IP电话＋PC：基本模型　264
12.4.5　Catalyst 2950：有条件可信任IP电话＋PC：高级模型　267
12.4.6　Catalyst 2950：排队　267
12.5　Catalyst 3550 QoS考虑和设计　269
12.5.1　Catalyst 3550：可信任端点模型　271
12.5.2　Catalyst 3550：使用SoftPhone的非信任PC模型　271
12.5.3　Catalyst 3550：非信任服务器模型　273
12.5.4　Catalyst 3550：有条件可信任IP电话＋PC：基本模型　275
12.5.5　Catalyst 3550：有条件可信任IP电话＋PC：高级模型　276
12.5.6　Catalyst 3550：排队和丢弃　279
12.6　Catalyst 2970/3560/3750 QoS考虑和设计　284
12.6.1　Catalyst 2970/3560/3750：可信任端点模型　285
12.6.2　Catalyst 2970/3560/3750：使用SoftPhone的非信任PC模型　285
12.6.3　Catalyst 2970/3560/3750：非信任服务器模型　286
12.6.4　Catalyst 2970/3560/3750：有条件可信任IP电话＋PC：基本模型　288
12.6.5　Catalyst 2970/3560/3750：有条件可信任IP电话＋PC：高级模型　289
12.6.6　Catalyst 2970/3560/3750：排队和丢弃　292
12.7　Catalyst 4500-SupII+/III/IV/V QoS考虑和设计　297
12.7.1　Catalyst 4500：可信任端点模型　298
12.7.2　Catalyst 4500：使用SoftPhone的非信任PC模型　299
12.7.3　Catalyst 4500：非信任服务器模型　300
12.7.4　Catalyst 4500：有条件可信任IP电话＋PC：基本模型　302
12.7.5　Catalyst 4500：有条件可信任IP电话＋PC：高级模型　303
12.7.6　Catalyst 4500：排队　306
12.8　Catalyst 6500 QoS考虑和设计　311
12.8.1　Catalyst 6500：CatOS默认和建议　313
12.8.2　Catalyst 6500：可信任端点模型　313
12.8.3　Catalyst 6500：使用SoftPhone的非信任PC模型　315
12.8.4　Catalyst 6500：非信任服务器模型　320
12.8.5　Catalyst 6500：有条件可信任的IP电话+PC：基本模型　323
12.8.6　Catalyst 6500：有条件可信任IP电话+PC：高级模型　324
12.8.7　Catalyst 6500：排队和丢弃　327
12.8.8　Catalyst 6500：PFC3分配层(Cisco IOS)每用户微流管制　350
12.9　WAN聚集器/分支路由器移交的考虑　352
12.10　案例研究：园区QoS设计　353
12.11　小结　370
12.12　进一步的阅读　371
12.12.1　标准　371
12.12.2　图书　371
12.12.3　Cisco Catalyst文档　371

第四部分　WAN QoS设计

第13章　WAN聚集器QoS设计　377
13.1　在WAN中哪里需要QoS　377
13.2　WAN边缘QoS设计考虑　378
13.2.1　软件QoS　378
13.2.2　尽力服务流量的带宽配置　378
13.2.3　实时流量的带宽配置　379
13.2.4　串行化　379
13.2.5　IP RTP头压缩　380
13.2.6　传输环(Tx-ring)调整　380
13.2.7　PAK_priority　381
13.2.8　链路速度　381
13.2.9　分布式平台QoS和一致QoS行为　382
13.3　WAN边缘分类和供应模型　382
13.3.1　低速、中速链路QoS类别模型　383
13.3.2　高速链路QoS类别模型　387
13.4　WAN边缘链路相关QoS设计　394
13.4.1　租用线路　394
13.4.2　帧中继　403
13.4.3　ATM　412
13.4.4　ATM－帧中继服务互通　420
13.4.5　ISDN　423
13.5　案例研究：WAN聚集路由器QoS设计　426
13.6　小结　428
13.7　进一步的阅读　429
13.7.1　第三层排队　429
13.7.2　拥塞避免　429
13.7.3　帧中继流量整形　430
13.7.4　ATM PVC流量参数　430
13.7.5　链路分段和交错　430
13.7.6　压缩实时协议　430
13.7.7　传输环　431
13.7.8　PAK_priority　431
13.7.9　ISDN　431
13.7.10　标记　431

第14章　分支路由器QoS设计　433
14.1　分支路由器WAN边缘QoS设计　434
　　　单向应用　434
14.2　分支路由器LAN边缘的QoS设计　437
14.2.1　DSCP到CoS重映射　437
14.2.2　从分支路由器到园区网的分类和标记　438
14.2.3　NBAR应用分类　442
14.2.4　NBAR已知蠕虫的分类和管制　444
14.3　案例研究：分支路由器QoS设计　452
14.4　小结　457
14.5　进一步的阅读　458
14.5.1　Cisco IOS文档　458
14.5.2　Cisco SAFE白皮书　458

第五部分　VPN QoS设计

第15章　WLAN QoS工具　463
15.1　在MPLS VPN中哪里需要QoS　464
15.2　客户边缘QoS设计　466
15.2.1　第2层接入(特定链路)QoS设计　466
15.2.2　服务提供商服务级别协定(SLA)　467
15.2.3　企业到服务提供商映射模型　468
15.3　提供商边缘QoS设计　477
15.3.1　服务提供商到企业模型　477
15.3.2　MPLS DiffServ隧道化模式　480
15.4　核心QoS考虑　493
15.4.1　聚集带宽超额配给　493
15.4.2　骨干网DiffServ　494
15.4.3　MPLS流量工程　497
15.5　案例研究：MPLS VPN QoS设计(CE/PE/P路由器)　523
15.6　小结　538
15.7　进一步的阅读　539
15.7.1　标准　539
15.7.2　书籍　539
15.7.3　Cisco MPLS功能　539

第16章　IPSec VPN QoS设计　543
16.1　站点到站点V3PN QoS考虑　544
16.1.1　IPSec VPN运行模式　545
16.1.2　分组开销增加　547
16.1.3　cRTP和IPSec的不兼容性　550
16.1.4　预分段　551
16.1.5　带宽配置　551
16.1.6　逻辑拓扑结构　552
16.1.7　延迟预算增加　553
16.1.8　ToS字节保留　554
16.1.9　QoS预分类　555
16.1.10　预加密排队　556
16.1.11　抗重放影响　559
16.1.12　控制平面配置　561
16.2　站点到站点V3PN QoS设计　561
16.2.1　六类站点到站点V3PN模型　562
16.2.2　八类站点到站点V3PN模型　563
16.2.3　QoS基线(十一类)站点到站点V3PN模型　565
16.3　站点到站点V3PN中前端VPN边缘QoS选项　567
16.4　远程办公V3PN QoS考虑　568
16.4.1　远程办公部署模型　569
16.4.2　宽带接入技术　572
16.4.3　带宽配置　574
16.4.4　非对称链路和单向QoS　577
16.4.5　通过TCP最大段大小调整技术减小宽带串行化延迟　577
16.4.6　分离隧道化　579
16.5　远程办公V3PN QoS设计　581
16.5.1　集成单元和双单元模型DSL设计　581
16.5.2　DSL/线缆集成单元加接入模型设计　583
16.6　案例研究：IPSec VPN QoS设计　584
16.7　小结　593
16.8　进一步的阅读　595
16.8.1　标准　595
16.8.2　书籍　595
16.8.3　Cisco IOS文档　595

附录A　QoS总结　599
A.1　QoS工具　599
A.2　Cisco IOS基线　601
A.3　QoS尽力服务　602
A.4　用于缓解DoS/蠕虫攻击的Scavenger类别QoS策略　604
A.5　园区QoS设计　606
A.6　WAN QoS设计　608
A.7　分支QoS设计　611
A.8　MPLS VPN用户的QoS设计　612
A.9　MPLS VPN服务提供商的QoS设计　614
A.10　IPSec VPN的QoS设计　616