演示： GTS流量×××和CAR流量监管的效果及相关实践计划
?演示： GTS流量×××和CAR流量監(jiān)管的效果及相關(guān)實踐計劃
演示目標(biāo)：
1 理解clock rate(時鐘頻率)和bandwidth（帶寬）與接入速率的關(guān)系
2 在模擬運(yùn)營商的接入路由器ISP上配置CAR監(jiān)管用戶流量到認(rèn)購速率64K
3 取證模擬的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)以128K的接入速率沖擊64K的認(rèn)購監(jiān)管速率，出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象
4 通過在企業(yè)邊界R1上作流量×××，將128K×××為64K的速率，看到延遲增大，緩解丟包
5 企業(yè)發(fā)送同樣大小的包，將接入速率（AR）改變成與認(rèn)購速率相同，此時會發(fā)生什么情況？
演示背景：
R1和R2的10MB以太網(wǎng)部分模擬企業(yè)的內(nèi)部高速網(wǎng)絡(luò)，R1和ISP路由器的串口鏈路部分模擬企業(yè)到運(yùn)營商的WAN鏈路接入，將ISP的時間頻率配置為128000，那么此時整個鏈路的接入速率AR就是128K，也就是說R1將以128K的速率發(fā)送數(shù)據(jù)到ISP，但是由于企業(yè)只支付了64K認(rèn)購速率的費(fèi)用，所以運(yùn)營商會使用監(jiān)管工具將用戶的發(fā)送速率監(jiān)管在64K范圍內(nèi)，如果有超過的數(shù)據(jù)包，那么這些超過的數(shù)據(jù)包將被丟棄，為了避免過量的數(shù)據(jù)包被丟棄，所以在路由器R1上部署流量×××，以犧牲更大的延遲來緩解丟包。
演示環(huán)境：如圖所示：
演示步驟：
第一步：配置路由器R1和ISP之間的串口鏈路，讓ISP提供時鐘，并將時鐘配置為128000，帶寬配置為128K，注意在這個環(huán)境中，完成這樣的配置，其主要的目標(biāo)是讓鏈路的接入速率為128K，要將鏈路的接入速率仿真為128K，必須將時鐘頻率配置為128000，因為決定速率的關(guān)鍵因素是時鐘頻率，關(guān)于這一點(diǎn)后面有詳細(xì)描述。注意這樣這樣配置，才能讓整個實驗最大程度接近真實，讀者才能看到監(jiān)管和×××的不同效果。
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ISP路由器的配置：
ISP(config)#inte s1/0
ISP(config-if)#ipaddress 192.168.1.2 255.255.255.252
ISP(config-if)#clockrate 128000*配置時鐘頻率為128000
ISP(config-if)#bandwidth 128????? ?*配置帶寬為128K
ISP(config-if)#noshutdown
ISP(config-if)#exit
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請嚴(yán)格區(qū)別clock rate和bandwidth的不同意義：
?? ?Clock rate是定義了真實的物理層轉(zhuǎn)輸?shù)?/span>bit（比特率），這被路由器應(yīng)用到需要提供時鐘頻率的接口上，比如某臺路由器的同步串口上(S1/0)，所以鏈路真正的傳輸速率是由Clock rate來決定，而bandwidth是通過申明帶寬來告之路由器的一些其它應(yīng)用，當(dāng)前的帶寬是多少，這種典型的應(yīng)用包據(jù)OSPF或者EIGRP再計算路由度量值的時候使用。在計算度量值是使用的是bandwidth，而不是依據(jù)Clock rate，但是bandwidth是不應(yīng)響真實的發(fā)送率的，最后建議將bandwidth與clock rate進(jìn)行對應(yīng)配置，比如鏈路的時鐘頻率為128000，那么建議將帶寬配置為128K。
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ISP(config)#inteloopback 1
ISP(config-if)#ipaddress 192.168.4.1 255.255.255.0
ISP(config-if)#noshutdown
ISP(config-if)#exit
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ISP(config)#router rip?????????? * 在ISP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上公告路由
ISP(config-router)#noauto-summary?
ISP(config-router)#version2
ISP(config-router)#network192.168.4.0
ISP(config-router)#network192.168.1.0
ISP(config-router)#exit
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路由器R1的基礎(chǔ)配置：
R1(config)#intes1/0
R1(config-if)#ipaddress 192.168.1.1 255.255.255.252
R1(config-if)#bandwidth128??? * 為路由器R1配置物理鏈路的接入帶寬
R1(config-if)#noshutdown
R1(config-if)#exit
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??? 注意在配置R1的S1/0接口的接入帶寬時，請將其配置為與DCE端（ISP路由器）的時鐘頻率相同，如圖所示，因為時鐘頻率是128000，所以請將R1的帶寬也配置成128K。
R1(config)#intee2/0
R1(config-if)#ipaddress 192.168.2.1 255.255.255.0
R1(config-if)#noshutdown
R1(config-if)#exit
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R1(config)#routerrip???????????? * 在R1上啟動并公告路由
R1(config-router)#noauto-summary
R1(config-router)#version2
R1(config-router)#network192.168.1.0
R1(config-router)#network192.168.2.0
R1(config-router)#exit
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路由器R2的基礎(chǔ)配置：
R2(config)#intee2/0
R2(config-if)#ipaddress 192.168.2.2 255.255.255.0
R2(config-if)#noshutdown
R2(config-if)#exit
?
R2(config)#routerrip?????????? * R2上啟動并公告路由
R2(config-router)#version2
R2(config-router)#network192.168.2.0
R2(config-router)#noauto-summary
R2(config-router)#exit
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第二步：ISP路由器的S1/0接口上，也就是允許企業(yè)接入ISP的接入端口配置基于CAR的流量監(jiān)管，監(jiān)管的具體內(nèi)容如下所示：將流量監(jiān)管到每秒64K，監(jiān)管到該速率的原因可能是企業(yè)用戶只向ISP運(yùn)營商支付了64K速率的流量費(fèi)用，然后配置持續(xù)突發(fā)Bc為1500個字節(jié)，而最大突發(fā)（Bc+Be）=2000個字節(jié)，事實上，真正的Be只有500個字節(jié)。如果滿足CAR語句所定義的監(jiān)管范圍，數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)發(fā)，如果超過了監(jiān)管范圍，那么這些數(shù)據(jù)包將被丟棄。
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在ISP上配置基于CAR的流量監(jiān)管：
ISP(config)#interfaceSerial1/0
ISP(config-if)#rate-limitinput 64000 1500 2000 conform-action transmit exceed-action drop
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注意這里的Bc=1500個字節(jié)，并沒有使用公式Bc=Tc*CIR也就是Bc=0.125*64000=8000bits，再將8000個位除以8得到1000個字節(jié)的原因是：因為Bc大小不能低于接口的MTU值，關(guān)于這一點(diǎn)在12.7.5關(guān)于CAR使用Bc=監(jiān)管速率*Tc來確認(rèn)Bc時的小故障中已經(jīng)作了詳細(xì)描述，因為目前ISP的S1/0的接口使用的是1500個字節(jié)作為MTU，所以將Bc配置為了1500字節(jié)。
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第三步：在該實驗環(huán)境中模擬的企業(yè)內(nèi)部路由器R2上，發(fā)起對192.168.4.1的ping，連續(xù)發(fā)50個ping包，每個ping包的大小為2000字節(jié)，以192.168.2.2作為源地址ping192.168.4.1。具體的顯示結(jié)果如圖所示：可以看出在帶上如圖所示的各項參數(shù)完成ping時，192.168.2.2到192.168.4.1的流量有嚴(yán)重的丟包現(xiàn)象。數(shù)據(jù)的成功率只有66%,50個包通了33個，丟棄了17個包，平均延遲為91ms。然后可以通過show interfaces s1/0rate-limit指令查看到超過CAR定義監(jiān)管范圍的17個包被丟棄，如圖所示，
分析為什么現(xiàn)在會存在嚴(yán)重的丟包現(xiàn)象？
???? 在一個網(wǎng)絡(luò)中存在丟包的原因，有很多種，目前這種嚴(yán)重丟包的現(xiàn)象，主要是因為用戶網(wǎng)絡(luò)以接入速率(AR)128K來發(fā)送數(shù)據(jù)，而ISP路由器的監(jiān)管器將限制進(jìn)入的流量為64K，所以就產(chǎn)生了如圖示的“瓶頸效應(yīng)”，由于沒有使用流量×××，并且配置CAR將超過認(rèn)購流量的數(shù)據(jù)包執(zhí)行丟棄（注意確認(rèn)超過認(rèn)購流量的算法是令牌桶算法，而不是簡單的對流速的加減法），所以才會出現(xiàn)嚴(yán)重的丟包。那么此時需要對用戶網(wǎng)絡(luò)的路由器R1配置流量×××，將接入速率128K×××為認(rèn)購速率也就是CIR速率64K，然后緩存超額的包，等到下一個周期再發(fā)送超額的包，來盡量避免丟棄，這樣做的目標(biāo)是使用流量×××去匹配ISP運(yùn)營商的流量監(jiān)管，所以在實踐的環(huán)境中流量×××一般會和流量監(jiān)管配合使用。
第四步：在R1上配置流量×××，將128K的接入速率×××為64K的認(rèn)購速率，而在配置流量×××?xí)r，流量×××中的Bc和Be參數(shù)，讓IOS系統(tǒng)根據(jù)配置的×××速率64K去自行計算，無需管理員手工配置，這也是思科的建議的思想，具體配置如下所示：
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在路由器R1的S1/0接口上執(zhí)行流量×××的配置：
R1(config)#inte s1/0
R1(config-if)#traffic-shaperate 64000? * 使用GTS配置流量×××的速率為64K
R1(config-if)#exit
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?? ?在配置流量×××后，首先來觀察沒有大量數(shù)據(jù)發(fā)送時的各項狀態(tài)，可以看到如圖所示的各個流量×××選項，×××的目標(biāo)速率為64000、Bc為8000位（1000字節(jié)）、Be為8000位、Tc是125ms、Bc+Be為2000字節(jié)，關(guān)于各個選項的參數(shù)都是根據(jù)Bc=CIR*Tc的公式計算而來，而關(guān)于這個公式的計算在前面的小節(jié)有更詳細(xì)的描述。
然后可以通過show traffic-shape statistics指令來查看流量×××的狀態(tài)，如圖所示，目前的流量×××為非激活狀態(tài)，因為此時暫無任何大量的數(shù)據(jù)發(fā)送，流量×××只在用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)超過擬訂的×××速率（根據(jù)令牌桶的算法決定）后，才會被激活，如果無數(shù)據(jù)發(fā)送或者發(fā)送的數(shù)據(jù)根據(jù)令牌桶的算法后低于×××速率，那么流量×××將永遠(yuǎn)不會被激活。
注意：如果用戶發(fā)送的流量沒有超過×××條件，那么流量×××將不被激活！
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??? 現(xiàn)在在路由器R2上使用與先前相同的Ping參數(shù)及攜帶數(shù)據(jù)包的大小來ping192.168.4.1,具體配置如圖所示，可以看到在相同的流量監(jiān)管條件下，因為用戶配置了流量×××功能，并將128K的接入速率×××為64K的認(rèn)購速率，也就是去匹配了ISP運(yùn)營的監(jiān)管速率，所以此時的流量沒有任何丟包現(xiàn)象，為什么不發(fā)生丟包？原為流量×××緩存了數(shù)據(jù)包，它以犧牲更大的延遲作為代價來換回數(shù)據(jù)包不被丟棄，所以它的平均延遲將增大，如圖所示，平均延遲為249ms，而在沒有執(zhí)行流量×××之前的平均延遲是91ms。
? ??在流量持續(xù)的發(fā)送周期中，可以來到路由器R1上，通過show traffic-shape statistics來查看對流量×××的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如圖所示，下面顯示了流量×××隊列的深度，沒有被×××的數(shù)據(jù)包，以及被×××延遲的數(shù)據(jù)包，以及目前的流量×××狀態(tài)為激活狀態(tài)。
根據(jù)上面的實驗可以得到一個關(guān)于流量管理的經(jīng)驗：
應(yīng)該盡量讓用戶接入速率（AR）去匹配在ISP運(yùn)營商處所購買的認(rèn)購速率（也叫CIR），通過上面的實驗取證了一個道理：接入速率（AR）并不是越高越好，而應(yīng)該是讓接入速率（AR）越匹配認(rèn)購速率越好。如果無法更改接入速率（AR）,那么就需要使用流量×××將接入速率（AR）×××為與認(rèn)購速率相匹配，讓網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包平滑過渡，避免過大的抖動和丟棄。注意很多時候把接入速率也叫做用戶的物理速率。同時還可以看出在很多時候流量×××是伴隨流量監(jiān)管在使用，為什么這樣講呢？很簡單通常管理員對某個用戶正在執(zhí)行流量監(jiān)管（或者叫限速），這大抵意味著用戶的接入速率正高于管理員不希望的速率，所以才來限制用戶，而正是因為這種限制可能會導(dǎo)致用戶丟包，從而引發(fā)用戶要使用流量×××來放慢和平滑發(fā)送速率。
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在實踐中工程人員可能提出的問題：
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提問1:前面的描述一直在強(qiáng)調(diào)一個問題，就是讓用戶接入速率（AR）去匹配在ISP運(yùn)營商處所購買的認(rèn)購速率（也叫CIR），那么在這個實驗環(huán)境中，如果現(xiàn)在將用戶的接入鏈路（AR）的時鐘頻率及帶寬都改成64K，這樣就可以與認(rèn)購速率64K相匹配了，同時不再使用流量×××，會發(fā)生丟包嗎？
將接入速率（AR）更改為與認(rèn)購速率相匹配的64K，而不再使用流量×××，如果仍然是ping50個包，然后每個包帶2000字節(jié)的重量，會明顯發(fā)現(xiàn)：處于64K的接入速率時丟包沒有先前接入速率處于128K時那么嚴(yán)重，會有明顯好轉(zhuǎn)，但是可能仍然會存在丟包，此時丟包的原因就不是接入速率AR高于認(rèn)購速率所產(chǎn)生的問題了，因為接入速率AR高于認(rèn)購速率是造成丟包的一個重要原因，但是不是唯一的原因，比如：雖然接入速率與監(jiān)管速率匹配了，但是由于產(chǎn)生的高額流量是持續(xù)不間斷的發(fā)送，超過了鏈路本身能承受的壓力，此時盡管用戶的接入速率與監(jiān)管速率相匹配，但是它仍然會丟包。而這種高額流量的產(chǎn)生來源取決于應(yīng)用程序本身，比如該實例中，筆者正使用一個持續(xù)的帶大型數(shù)據(jù)的ping來制造高額流量，在實際的環(huán)境中可能是視屏系統(tǒng)，或者其它的軟件。
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提問2：如果出現(xiàn)了提問1中所描述的雖然接入速率與監(jiān)管速率匹配了，但是由于產(chǎn)生的高額流量是持續(xù)不間斷的發(fā)送，超過了鏈路本身能承受的壓力，造成丟包，該怎么辦？
??? 第一步：首先通過統(tǒng)計分析流量并計算后，然后在用戶的邊界設(shè)備上執(zhí)行流量×××，這就是所謂當(dāng)接入速率與監(jiān)管速率匹配了，但是為更好的平滑流量作為最大的目標(biāo)來作的流量×××處理。如果在這種情況下被丟棄的程度得以緩解，那么請感覺上帝啟法您的這個決定。但是此時請謹(jǐn)慎的考慮IP語音流量，如果還是出現(xiàn)丟棄。
第二步：請聯(lián)系運(yùn)營商，并申請運(yùn)營商在不違反你的認(rèn)購速率的前提條件下，適當(dāng)加大對你監(jiān)管的持續(xù)突發(fā)和最大突發(fā)，當(dāng)然這種增加是適當(dāng)?shù)?#xff0c;適當(dāng)?shù)那疤釛l件不違反你的認(rèn)購，這樣可以讓用戶的網(wǎng)絡(luò)流量性能得到最大的價值，如果用戶以一種更專業(yè)的眼光來看認(rèn)購速率，請您一定記住：在簽訂那一張紙（流量認(rèn)購合同）時，您有權(quán)力要求運(yùn)營商出了申明認(rèn)購的承諾速率CIR是多少的同時要求對持續(xù)突發(fā)和最大突發(fā)進(jìn)行說明或者書面承諾，即便是你會讓他很不開心。通常這種方案能緩解你丟棄的現(xiàn)象。如果這樣做還不能達(dá)到用戶的目標(biāo)。
第三步：如果完成了前面兩個步驟，并確定不是由于用戶內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的某個故障所導(dǎo)致的，那么此時用戶需要做的就是向運(yùn)營商申明和購買更高的認(rèn)購速率了。但是用戶所在的企業(yè)高層不愿意為購買更高的認(rèn)購速率而支付更多的費(fèi)用。
第四步：此時用戶唯一的辦法就是限制內(nèi)部用戶對一些非重要數(shù)據(jù)的訪問速率，避免這種不重要的訪問和下載來占用寶貴的WAN帶寬，然后在現(xiàn)有的，已經(jīng)出現(xiàn)匱乏的帶寬資源條件下，采取本章后面描述的各種隊列調(diào)度機(jī)制和擁塞避免機(jī)制去更合理的執(zhí)行隊列調(diào)度，比如：將非常重要的數(shù)據(jù)流量放入低延遲隊列或者優(yōu)先級隊列中執(zhí)行調(diào)度，其實這也是充分使用QOS技術(shù)來保證服務(wù)質(zhì)量的核心所在，但是這種做法并不能從根本上解問題，也是一種“割股充腹”的行為，因為隨著用戶企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展，對流量的需求不斷提高，最終用戶還是需要通地購買更高的認(rèn)購速率來緩解流量需求，但是通過在部署QOS機(jī)制后，再去購買更高的認(rèn)購速率將會使企業(yè)的資源使用更充分，過渡更平穩(wěn)，通常管這種行為叫做可持續(xù)的增長。
轉(zhuǎn)載于:https://blog.51cto.com/7658423/1577240
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的演示： GTS流量×××和CAR流量监管的效果及相关实践计划的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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