第 5 章 QoS 編
有限な帯域の中で通信に優先順位をつける QoS を扱う。3 モデル・マーキング (DSCP)・信頼境界・ポリシング/シェーピング・キューイング (LLQ)・HQoS・輻輳回避・設計・トラブルシュートを 11 ページで CML 実機検証とともに掘り下げる。
5-1 QoS の必要性と 3 モデル — なぜ優先順位が要るのか
帯域が有限なとき通すと決めた通信のどれを先に通すかを扱う QoS の入口。輻輳と 4 指標 (帯域・遅延・ジッタ・損失)、Best Effort / IntServ (RSVP) / DiffServ (DSCP・PHB) の 3 モデルをスケーラビリティ軸で対比する概念節。
5-2 マーキング体系 — DiffServ が見る「印」の中身
DiffServ が見る印の中身を扱う概念節。L2 の CoS、旧標準 IP Precedence、現在の標準 DSCP と PHB 体系 (BE・CS・AF・EF) を整理し、DSCP 値の大小は優先順位ではなく PHB を選ぶコードポイントである点を軸に据える。
5-3 Trust Boundary — 信頼境界を実機で引く
アクセス端の信頼境界を Cat9000v で引く。mls qos 無しの MQC、既定は DSCP を信頼、untrust (set dscp default) で 0 に付け直し、trust device の条件付き信頼、table-map の CoS↔DSCP を扱う実機節。
5-4 Classification と Marking — 分類してクラス別にマーキングする
Cat9000v の MQC で EF・AF41・BE を分類し set dscp でクラス別にマーキングする。match access-group・table-map・NBAR2 も扱い、PC2 の tcpdump の ToS で検証する第 5 章 QoS 編の実機節。
5-5 Policing と Shaping — 超過を捨てるか待たせるか
超過を policing で drop するか shaping で buffer に待たせるかを csr1000v で扱う。同じトークンバケツ上の 1R2C・2R3C を PC2 の実測レートで検証し、three-color marker も扱う第 5 章 QoS 編の実機節。
5-6 Queuing 基礎 — FIFO・WFQ・CBWFQ・LLQ で輻輳をさばく
輻輳時の送出順を決めるキューイングを csr1000v の実機で扱う。親 shaper 500k で作った同じ輻輳に FIFO・WFQ と階層型の子 CBWFQ / LLQ を当てて対比し、CBWFQ は帯域を、LLQ は遅延を守る違いを実測で示す第 5 章 QoS 編の実機節。
5-7 HQoS (階層QoS) — 1本のWANを拠点ごとのサブレートに分ける
WAN 1 本を dot1q サブ IF で拠点別サブレートに分け、親 shaper と子 CBWFQ / LLQ の階層 QoS (HQoS) を csr1000v で扱う。過負荷の拠点A が drops 522 でも拠点B は 0 に守られるサブレート分離を実測する実機節。
5-8 輻輳回避 (Congestion Avoidance) — Tail Drop と WRED
満杯後に捨てる Tail Drop と早期に確率破棄する WRED を csr1000v で対比し、Random drop / Tail drop 列と dscp-based で AF13 が AF11 の約 4 倍の破棄率になることを実測する第 5 章 QoS 編の実機節。
5-9 LAN QoS / WAN QoS 設計 — 8 クラスモデルと帯域配分のトレードオフ
Cat9000v の Auto-QoS と csr1000v の 8 クラス設計を組む。shape 500 kbps に LLQ priority 10% では EF が 79% 損失し、45% では AF41 が 37% 落ちる配分を実測する第 5 章 QoS 編の統合設計節。
5-10 ハンズオン: 音声優先化 — 信頼境界と LLQ の通し検証
Catalyst 9000v と csr1000v の直列ラボで、アクセス端の信頼境界が付ける EF と WAN 出口の LLQ を構成だけ 4 通りに変えて対比し、音声が無損失になるのは両方が揃った状態だけであることを実測する第 5 章 QoS 編の再現手順。
5-11 QoS トラブルシュート — 効かない QoS の段を特定する
効かない QoS がどの段で崩れたかを Cat9000v と csr1000v で特定する。LLQ の正常形に誤設定を 1 箇所入れた 3 故障を、match 差分・tos (EF/AF31)・b/w exceed drops で分類・マーキング・キューイングに切り分ける章末節。