路由器限速之QoS原理解剖
路由器限速是我們經(jīng)常需要用到的功能，那么路由器是根據(jù)什么來限速的，內(nèi)部情況是怎么樣的呢?下面是學習啦小編整理的一些關(guān)于路由器限速之QoS原理解剖的相關(guān)資料，供你參考。
路由器限速之QoS原理解剖
一、什么是QoS
當網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時，QoS 能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時保證網(wǎng)絡(luò)的高效運行。QoS(Quality of Service)服務(wù)質(zhì)量，是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機制, 是用來解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題的一種技術(shù)，路由器就是利用QoS來限速的。
如果網(wǎng)絡(luò)只用于特定的無時間限制的應(yīng)用系統(tǒng)，并不需要QoS，比如Web應(yīng)用，或E-mail設(shè)置等，但是對關(guān)鍵應(yīng)用和多媒體應(yīng)用就十分必要。
二、QoS的分類與定義
對QoS進行分類定義方便用戶根據(jù)不同的應(yīng)用提出QoS需求，對QoS進行分類和定義的目的是使網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)不同類型的QoS進行管理和分配資源。例如，給實時服務(wù)分配較大的帶寬和較多的CPU處理時間等。
(1)資源調(diào)度與管理
對資源進行預(yù)約之后，是否能得到這些資源，還依賴于相應(yīng)的資源調(diào)度與管理系統(tǒng)。
(2)準入控制和協(xié)商
即根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中資源的使用情況，允許用戶進入網(wǎng)絡(luò)進行多媒體信息傳輸并協(xié)商其QoS。
(3)資源預(yù)約
為了給用戶提供滿意的QoS，必須對端系統(tǒng)、路由器以及傳輸帶寬等相應(yīng)的資源進行預(yù)約，以確保這些資源不被其他應(yīng)用所強用。
QoS的應(yīng)用可以有效解決傳輸順序出錯、延遲、丟失數(shù)據(jù)包、出錯等問題，為最大化利于帶寬提供了一種方案。
路由器QoS的設(shè)置方法
比較上面的兩個設(shè)置界面可以看到企業(yè)級路由器IP QOS功能與SOHO級路由器IP帶寬控制不同之處：
1) 設(shè)置帶寬控制規(guī)則時，SOHO級路由器只能選擇“保障最小帶寬”和“限制最大帶寬”二者中的一個，也就是只能設(shè)置上限或者下限，不可以同時對二者進行限制。相反的企業(yè)級路由器在設(shè)置的時候既可設(shè)置最小帶寬，又可設(shè)置最大帶寬的值。
2) 當一條規(guī)則的IP地址是一個地址段時，SOHO級路由器是此地址段內(nèi)的所有電腦共享填寫在“帶寬大小”里的值。而企業(yè)級路由器則可以選擇“獨立帶寬”和“共享帶寬”。獨立帶寬是此地址段內(nèi)每一臺電腦分配最大和最小的帶寬值，當我們要設(shè)置的內(nèi)網(wǎng)電腦數(shù)目比較多時，利用獨立帶寬可以方便快捷的設(shè)置QOS規(guī)則;共享帶寬是此地址段內(nèi)所有電腦共享所分配最大和最小的帶寬值。可以理解為SOHO級路由器只有共享帶寬模式
點擊“QoS 設(shè)置”界面如下圖：
上圖中紅線勾勒部分的信息重要性就不強調(diào)了，下面有“上行總帶寬”和“下行總帶寬”兩項參數(shù)，點擊頁面“幫助”按鈕可以看到下圖信息：
可以將“上行總帶寬”和“下行總帶寬”理解為用戶申請的寬帶線路的實際上下行帶寬，上面是10M光纖接入的數(shù)值。需要注意的是，普通的ADSL接入方式，上帶寬會遠遠小于下行帶寬的值，往往我們申請寬帶是的ADSL2M或者6M這些值指的都僅僅是下行總帶寬，上行總帶寬要向運行商咨詢具體數(shù)值。
注意：如果是多WAN口路由器，此處填寫數(shù)值因為各個WAN口上下行帶寬之和。
如上圖，在這里強調(diào)的是：必須先開啟這里的開關(guān)“開啟QoS”并填入線路實際的上下行帶寬，然后才能在IP QoS頁面繼續(xù)配置，否則會提示錯誤。
下面來具體添加QOS規(guī)則，點擊QOS 規(guī)則出現(xiàn)如下界面：
舉例添加如下新條目，如下圖：
相關(guān)參數(shù)解釋如下：
1) “地址段”——包含了從.100到.190總共100個IP地址。
另：這里的地址段允許輸入和路由器LAN口IP地址不在同一網(wǎng)段的IP地址，意味著用戶內(nèi)網(wǎng)如果采用三層交換設(shè)備規(guī)劃了不同子網(wǎng)的方案下，我們的路由器也可以支持對不同網(wǎng)段IP的帶寬限制。
2) “模式”——獨立帶寬，顧名思義下面的“最大帶寬”“最小帶寬”是針對這段IP地址里面的每一個IP而言，如果模式選擇了“共享帶寬”也就是這段IP共享下面的參數(shù)。
3) “上行/下行”——我們都知道網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流是有方向的，比如BT下載，可以從Internet上的服務(wù)器下載數(shù)據(jù)，自身也作為服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)，我司路由器IP QoS就是根據(jù)這種“有方向性的數(shù)據(jù)流”來分別進行限制。
4) 這里有100個IP地址，每個IP地址保障的最小帶寬是100K，總數(shù)是100*100K=10000K。也就是所有IP地址最小帶寬的和不能超過QOS設(shè)置中的上行總帶寬和下行總帶寬。如果這里超過10000K就會報錯。
路由器非常準確的對上/下行數(shù)據(jù)流分開來進行了限制。就上圖填寫的參數(shù)，假設(shè)配置了192.168.1.100這個IP地址的主機正在進行BT下載，那么這臺主機的數(shù)據(jù)流量會比較大，這臺主機的數(shù)據(jù)流分兩部分：一部分是它從別的服務(wù)器下載數(shù)據(jù)，一部分是它上傳數(shù)據(jù)給別的主機。路由器的IP QoS將會對這臺192.168.1.100的主機下載和上傳兩個方向的數(shù)據(jù)流量分別進行規(guī)定限制。
按照上面填寫的參數(shù)，192.168.1.100主機在上行方向(上傳數(shù)據(jù))的數(shù)據(jù)流量最小保證100Kbps、最大不超過500Kbps的帶寬，下行方向(下載數(shù)據(jù))的數(shù)據(jù)流量最小保證100Kbps、最大不超過500Kbps的帶寬。這里上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的可用帶寬是以線路實際上/下行帶寬作為參考的。
那么QOS規(guī)則到底是怎么工作的呢?是不是我設(shè)置了最小保障100K的帶寬，這100K就永遠“預(yù)留”給我，無論網(wǎng)絡(luò)多么繁忙別的主機也不可能用到這100K的帶寬呢?很明顯這樣是很不合理的，會造成對帶寬的巨大浪費。我公司路由器是用優(yōu)先級的方法分配帶寬資源的。如果現(xiàn)在192.168.1.100 —192.168.1.149這50臺主機都在進行網(wǎng)絡(luò)活動，而線路的實際下行帶寬是有限的10Mbps ，可能發(fā)生帶寬爭用，按照我們上面設(shè)置的參數(shù)路由器優(yōu)先給每一個IP地址分配最小100Kbps的帶寬，也就是說在第一輪的資源分配中，帶寬占用未達到100K的主機在使用帶寬時就會優(yōu)先處理，待所有需求不到100K的主機分配到了自己需要的值，所有需求大于100K的主機分配到了100K的值之后，那么此時50臺主機總共使用了不到5000Kbps的帶寬資源，這條線路總的下行帶寬資源10000Kbps還余留超過5000Kbps的帶寬 ，這5000Kbps的剩余帶寬資源就會被仍然需求帶寬的主機競爭使用。在此期間每臺電腦又有最大帶寬的限制，當主機占用的帶寬達到最大帶寬時它將退出競爭。
舉例如下：
如上圖紅色標注，現(xiàn)在假設(shè)線路的下行帶寬是10Mbps ，配置了192.168.1.10和192.168.1.11這兩臺主機的“下行帶寬”最小都是100Kbps ，最大卻不同分別是1000Kbps和2000Kbps ，那么帶寬在分配的時候：
路由器先保證兩臺主機的“下行帶寬”最小可以使用到100Kbps 。
最小帶寬保證后，兩臺主機進一步還有下行帶寬的需求，那么超過100Kbps的流量后，路由器采用“輪詢”方式，開始增大兩臺主機占用的有效帶寬，當192.168.1.10這臺主機的下行數(shù)據(jù)流占用的帶寬達到最大1000Kbps的時候，路由器將不會載轉(zhuǎn)發(fā)超過1000Kbps帶寬的數(shù)據(jù)包。但是192.168.1.11這臺主機在爭用帶寬的時候，數(shù)據(jù)流達到1000Kbps后這臺主機仍然需要更大的帶寬，路由器會一直增大它占用的有效下行帶寬至2000Kbps后，將不再繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)超過這個帶寬范圍的數(shù)據(jù)包。
剩余的下行7Mbps的帶寬資源將閑置，不會分配給.10和.11 ，除非將其最大可用“下行帶寬”改為更大，否則它們將不能使用剩余帶寬。
配置IP QoS的時候，“模式”選擇為“共享帶寬”，則是地址段內(nèi)包含的所有IP地址共享設(shè)置的上下行最大最小帶寬。
上面我們用了較長篇幅來描述企業(yè)級路由器新增的IP QoS功能的使用，是不是看似很復(fù)雜?不過即使您看的不是太懂的話也沒有關(guān)系，您只需要按照下面的步驟來設(shè)置您的網(wǎng)絡(luò)即可：
1、將內(nèi)網(wǎng)的電腦的IP手工指定，并且是連續(xù)的，如192.168.1.2～192.168.1.100，這樣方便后面的設(shè)置;
2、在IP QOS設(shè)置開關(guān)處設(shè)置您的線路的帶寬，分別設(shè)置線路的上行帶寬和下行帶寬，如10M的光纖線路需要填入10000;然后開啟QOS總開關(guān);
3、進入IP QOS規(guī)則設(shè)置頁面，添加新條目，設(shè)置：
4、IP地址段如192.168.1.2～192.168.1.100; 模式選擇為“獨立”;
5、上行最小帶寬：線路真實上行帶寬/內(nèi)網(wǎng)電腦數(shù)，在此例中為10000/99=101;最大帶寬的設(shè)置關(guān)系不大，推薦設(shè)置800或1000或2000;
6、下行最小帶寬：線路真實下行帶寬/內(nèi)網(wǎng)電腦數(shù)，在此例中為10000/99=101;最大帶寬的設(shè)置關(guān)系不大，推薦設(shè)置800或1000或2000;
7、保存，設(shè)置完成
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