合理配置QoS改善校园网络环境

李刚

摘要：QoS（Quality of Service，服务质量）的作用不言而喻。通过在交换设备上部署QoS命令，不仅可以解决网络延迟和阻塞，提升服务品质，还可有针对性地对部分数据进行强控。笔者通过对校内交换设备使用QoS后，有效改善了网络拥堵问题。

关键词：流量管理；网络带宽；优化配置

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）25-0016-02

在P2P、ARP充斥的校园网里，如何更好地管理和分配网络流量，即保障了关键业务的需求，又提升了用户的体验度，一直是令网络管理人员感到头疼的事情。端口限速、按需分配、出口压缩、流量整形等技术手段的应用，最核心的内容还是为了提升网络的服务质量。因此QoS的部署必不可少。

QoS作为网络交换设备中的高级应用，在结合ACL（access control list，访问控制列表）的同时，实现了对特定数据流或IP的管控。即可以保障关键业务的运行，也可对网络流量进行分层、分级管理。

1网络交换中常见管理手段的案例分析

除软件外（交换机管理软件不具备三层管理能力，一般网络管理软件只能对本网段内用户进行管理，不能实现跨网段管理），二层交换设备是基于MAC地址信息转发，只能完成网络上两个结点之间的无差错传输，是针对端口速率的管理，比如全双工到半工，1000Mbps自适应到10Mbps的调整。再智能一点的交换机还自带“颗粒化”管理功能，把上行和下行按交换机“线速”能力做了管控。三层交换设备是网络层信息转发，是源结点到目的结点的数据包发送，是基于IP地址的，是有指向性的。因此除了端口管理外，还可对VLAN和ROUTE进行管控。

在网络架构中，二层设备用于接入，三层设备用于汇聚或核心。用户数据在传输时，会先流向路径最短的二层交换设备，在不跨网段的传输中，三层路由设备的开销最小。

案例一：A和B同在一栋楼里的不同VLAN，A访问B服务器的资源时，占用了B的大量带宽，B感到自己的数据传输受到影响，于是请求技术处理。技术人员把A的网络端口做了速率限制，全双工改为半工，并降为10Mbps。B的网络恢复了通畅，但A访问任何节点都变成了10Mbps半工，并在网卡连接时有显示，于是A也请求技术处理。技术人员将A的网络端口恢复，并设置上行2Mbps，下行5Mbps（交换机端口中的上行为用户上传，下行为用户接收），A的网卡显示速率恢复，但网络访问速度一直起不来，特别是在P2P时，系统有时卡的不能正常使用。

案例二：A的电脑系统未开启局域网防护，在上网中着了ARP病毒而不知，并在局域网中急速扩散，造成同一交换机中的接入用户全部不能上网（二层与三层之间为TRUNK模式）。技术人员检查时发现，接入交换机无法进行远程管控，且重启后几秒内上联口即堵死，只能对接入用户逐一排查。

案例三：小型电子阅览室每次开放时，全校上网用户都明显感觉网速变慢，甚至网页打不开。技术人员将电子阅览室的网络端口用rate-limit命令做了限制，造成电子阅览室的网络不能正常使用。经几次调试，还是不能很好地解决此问题。

上述三个案例都是校园网中最常见的现象。案例一中，A的流量未做QoS处理，只对网络接口硬件进行了限制，因此造成大量数据包在队列时被丢弃，增加了交换机包转发的校验次数和时间，同时也增加了交换机的开销，使网络延迟变大。案例二中，A在网络中扩散ARP，造成了网络的堵塞和广播风暴，小数据包的吞吐量变大，端口包转发异常。案例三中，电子阅览室是公共场所，接入用户较集中，带宽需求较大。在不影响校园网整体传输质量的同时，必须做流量分离和管控。

2 QoS的优化配置

2.1QoS的简单配置方法（以锐捷设备为例）

第1步，配置端口的信任模式，并选择信任的类型。即MLS QOS TRUST COS|DSCP|IP-PERECEDENCE（COS基于队列，DSCP基于优先级，IP-PERECEDENCE为IP优先）。

第2步，创建ACL的策略。即ip access-list extended策略名。

第3步，创建一个分类，并匹配ACL策略。match access-group ACL策略名。

第4步，设置限制速率。police 下行速率 上行速率

第5步，应用到网络接口。service-policy input 巡查策略表名

例如，需要配置一个针对某个IP段对外访问限速，名为XS的典型策略。其配置如下：

ip access-list extended XS //XS为策略名

permit ip any 10.10.10.0 0.0.0.255 //10.10.10.0为内部子网，掩码为反码模式

！

class-map XS_C //XS_C为分类名，与下同

match access-group XS //匹配ACL的策略名，指对XS配置的内容有效

！

policy-map XS_P //XS_P为巡查策略表名

class XS_C //巡查名为XS_C的分类名

police 15M 65536 //对XS所配置的子网，做下行为15Mbps，猝发为65536bps的限制

QoS的灵活性主要来自由第1步和第2步的配置。特别是ACL内的策略配置。

2.2QoS的分层优化

我们熟悉了QoS的配置方法后，可针对校园网的不同情况和接入法式进行定制化的配置，同时也可实现分层管理，比如接入做流量管理、楼宇做汇聚管理、核心做楼宇识别、出口做关键业务管理等。

QoS策略的执行端口分为接入口和上联口。在接入层、汇聚层、核心层中，可分别实现不同的应用和功能。二层交换设备主ACL策略，三层路由设备主接入流量控制，核心路由主业务分流。依据不同的策略组合，实现管控的目的。

我院在未做QoS管理以前，一直采用端口限速管理，教学办公用户（不含宿舍）共享百兆出口。由于教学需要，各院系机房接入校园网后，端口限速造成机房上网不稳，后改为QoS楼宇限速策略，对有机房上网需求的教学楼进行了整体流量限制。随着新建实训室和小机房的数量逐渐增加，楼内各上网用户还是经常出现断流的现象。经排查，发现个别接入的小机房上网流量特别大，已经远远超过正常使用流量，遂添加接入网段限速策略，对相同教学单位的小机房进行统一流量管控，保障了其他用户的上网速率。

这样我院同时在实行两种策略，即二层接入按机房IP段进行流控管理，三层汇聚按楼宇进行流控管理。为少轻设备的开销，将接入策略配置在汇聚设备上，将汇聚策略配置在核心设备上，并在核心出口配置了关键业务的保障带宽，缓解了出口访问压力。

策略实施后，出口压力由原先的上下行共210～260Mbps（含猝发），下降到90～160Mbps（含猝发），极大程度地改善了网络运行情况，提升了用户上网的满意度。

3结束语

虽然网络设备的功能越来越强大，产品针对性也越来越强，但还是离不开人的管理。因此技术保障应优先于设备保障。只有更好的发挥和应用设备自身的技术体系，因地制宜，才会从根本上改善校园网络环境。

参考文献：

[1] 牛军，余萍萍，李思恩.校园网流量控制初探[J].中国教育信息化（基础教育），2009（2）：66-68.

[2] 张巍娜.QoS与ACL的配置及应用[J].赤峰学院学报（自然科学版），2009，25（2）：37-39.