Guia da Aula Pratica
QoS
Objectivo
Pretende-se nesta aula que os alunos tomem contacto com o funcionamento dos diferentes mecanismos
de QoS, para isso iremos simular numa rede totalmente congestionada um streaming de vídeo com
garantias de QoS.
Nota
Devem desligar a firewall do computador e desactivar todas as interfaces de rede excepto a de
GigabitEthernet que vão utilizar. Devem instalar os seguintes programas:
Iperf
VLC
Vídeo
http://www.noc.ucf.edu/Tools/Iperf/
http://www.videolan.org/vlc/download-windows.html
http://pwp.net.ipl.pt/net/ncruz/rdc/warriors-700-VBR.mpg
Tabela de Endereços
PC-IPERF
Servidor Streaming
Router Servidores
Router Clientes
PC Cliente
QoS – Nuno Cruz
10.0.1.2/24
10.0.1.1/24
10.0.1.254/24 | 10.0.2.254/24
10.0.2.253/24 | 10.0.3.254/24
10.0.3.1/24
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Arquitectura de rede
Guia da aula prática
Fase 1: Configuração das interfaces unicast de ambos os routers e das máquinas (PCs)
Configure ambas as interfaces segundo o diagrama indicado na figura da arquitectura recorrendo aos
comandos:
router> enable
router# configure terminal
router(config)# hostname XXX
RX(config)# no ip domain-lookup
RX(config)# interface FastEthernet 0/0
RX(config-if)# ip address XXXX YYYY
RX(config-if)# no shutdown
RX(config-if)# end
RX(config)# interface FastEthernet 0/1
RX(config-if)# ip address XXXX YYYY
RX(config-if)# no shutdown
RX(config-if)# end
Configure de seguida as máquinas e verifique o encaminhamento com a gateway. A interface “Fa0/1” do
“Router Servidores” deve ser colocada a funcionar a 10Mbit/s, isto é possível com o comando “speed 10”.
Fase 2: Configuração do protocolo de encaminhamento OSPF em ambos os routers
Utilize os seguintes comandos para a configuração OSPF em cada router:
RX(config)# router
RX(config-router)#
RX(config-router)#
RX(config-router)#
ospf 1
network XXXX YYYY area 0
network XXXX YYYY area 0
end
Verifique a conectividade unicast entre os dois PCs através do comando ping.
Fase 3: Familiarização com a ferramenta de teste (e de avaliação de desempenho)
Nesta fase pretende-se avaliar a performance da rede. As seguintes tarefas deverão ser realizadas:
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




O PC Cliente Streaming deverá ser configurado como servidor com o protocolo de transporte UDP.
Comando: iperf -s -u -i 1
O PC IPERF deverá ser configurado como cliente com o protocolo de transporte UDP e fazendo uma
ligação ao servidor com o endereço 10.0.3.1. Comando: iperf -c 10.0.3.1 -u -i 1 -t 60
Devem garantir que o porto no servidor e cliente é igual.
Observem o correcto funcionamento do sistema recorrendo ao iperf
Durante a execução da ferramenta está a forçar a ocupação da rede próximo dos 100%
Fase 4: Configuração do streaming de vídeo
Configure o VLC no Servidor Streaming e no Cliente Streaming, no Servidor configure para enviar o vídeo
para o cliente. Coloque o vídeo em Loop. Coloque o iperf a correr infinitamente.
Verifique a qualidade de recepção do vídeo com o iperf a correr e sem o iperf a correr.
Verifique a largura de banda reportada no iperf e no vlc.
Fase 5: Marcação de tráfego
Configure o Router Servidores para marcar o tráfego referente ao streaming de vídeo:
1) Criar uma Access list que identifique o tráfego:
RSRV>en
RSRV#conf t
RSRV(config)#access-list 101 permit “PROTO” “HOSTS” “PORT”
2) Criar as regras de classificação.
RSRV(config)#class-map STREAM
RSRV(config-cmap)#match access-group 101
3) Criar a política a aplicar ao tráfego, neste caso marcar apenas.
RSRV(config)#policy-map QoS-RTP
RSRV(config-pmap)#class STREAM
RSRV(config-pmap-c)#set dscp EF
4) Aplique a política na interface de entrada
RSRV(config)#int “nome da interface”
RSRV(config-if)#service-policy input QoS-RTP
5)
6)
7)
8)
Verifique a marcação no PC cliente
Crie agora uma classe para o tráfego do IPERF, marque-o como AF43
Confirme a marcação correcta no PC Cliente
Use os seguintes comandos para verificar o funcionamento correcto do lado do router
RSRV#show class-map
RSRV#show policy-map
RSRV#show policy-map interface “nome da interface”
9) Verifique o funcionamento do iperf e vídeo e a largura de banda reportada no PC Cliente (no iperf e
vlc)
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Fase 6: Activar os mecanismos de scheduling baseados em prioridade
1) Classifique o tráfego à saída do equipamento baseado na marcação feita anteriormente
RSRV(config)# class-map EF-OUT
RSRV(config-cmap)# match dscp EF
2) Aplique uma política baseada em prioridades (LLQ – Low Latency Queueing), os pacotes marcados
com EF devem obter 50% da largura de banda garantida, os restantes devem ser scheduled
recorrendo a Fair-Queue, por fim vamos aplicar esta nova política à interface de saída:
RSRV(config)#policy-map QoS-OUT
RSRV(config-pmap)#class EF-OUT
RSRV(config-pmap-c)#priority percent 50
RSRV(config-pmap-c)#exit
RSRV(config-pmap)#class class-default
RSRV(config-pmap-c)#fair-queue
RSRV(config)#int “nome da interface”
RSRV(config-if)#service-policy output QoS-OUT
3) Identifique o correcto funcionamento da classificação e policiamento recorrendo aos comandos
“show” já anteriormente utilizados.
4) Verifique o funcionamento do iperf e vídeo e a largura de banda reportada no PC Cliente (no iperf e
vlc)
Fase 7: Activar os mecanismos de scheduling baseados em WFQ/CBWFQ
1) Classifique o tráfego baseado em AF4
RSRV(config)#class-map match-any AF4
RSRV(config-cmap)#match dscp AF41
RSRV(config-cmap)#match dscp AF42
RSRV(config-cmap)#match dscp AF43
2) Adicione à política QoS-OUT a gestão baseada em CBWFQ para o tráfego marcado com AF43,
atribuindo-lhe uma largura de banda de 1Mbit/s ou 10% da largura de banda.
RSRV(config)#policy-map QoS-OUT
RSRV(config-pmap)#class AF4
RSRV(config-pmap-c)#bandwidth percent 10
5) Identifique o correcto funcionamento da classificação e policiamento recorrendo aos comandos
“show” já anteriormente utilizados.
6) Verifique o funcionamento do iperf e vídeo e a largura de banda reportada no PC Cliente (no iperf e
vlc)
Fase 8: Activar os mecanismos de gestão de filas de espera baseados em WRED/CBWRED
1) Active o RED por omissão baseado em DSCP no tráfego AF43 e todos os restantes.
RSRV(config)#policy-map QoS-OUT
RSRV(config-pmap)#class AF4
RSRV(config-pmap-c)#random-detect dscp-based
RSRV(config-pmap-c)#exit
RSRV(config-pmap)#class class-default
RSRV(config-pmap-c)#random-detect dscp-based
QoS – Nuno Cruz
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2) Identifique o correcto funcionamento da classificação e policiamento recorrendo aos comandos
“show” já anteriormente utilizados.
3) Através dos seguintes comandos, verifique o tamanho e estado das filas de espera das interfaces.
RSRV#show queue “nome da interface”
RSRV#show queueing
Fase 9: Manipular os parâmetros do WRED/CBWRED
1) Configure o WRED para começar a descartar os pacotes com a marcação AF43 dos 10 pacotes aos
40 pacotes da fila de espera com uma probabilidade máxima de 1 em cada 5 pacotes de ser deitado
fora, isto aos 40 pacotes de ocupação (ajuste estes valores face ao tamanho das filas de espera).
RSRV(config)#policy-map QoS-OUT
RSRV(config-pmap)#class AF4
RSRV(config-pmap-c)#random-detect dscp af43 10 40 5
2) Identifique o correcto funcionamento da classificação e policiamento recorrendo aos comandos
“show” já anteriormente utilizados.
3) Verifique o estado das filas de espera das interfaces, através dos comandos já utilizados.
4) Verifique o funcionamento do iperf e vídeo e a largura de banda reportada no PC Cliente (no iperf e
vlc)
Fase 10: Aplicar Traffic Policing e Shaping (opcional para alguns equipamentos apenas)
1) Configure uma política que provoque o controlo da largura de banda para o tráfego marcado com
AF3.
RSRV(config)#class-map match-any AF3
RSRV(config-cmap)#match dscp AF31
RSRV(config-cmap)#match dscp AF32
RSRV(config-cmap)#match dscp AF33
RSRV(config)#policy-map QoS-OUT
RSRV(config-pmap)#class AF3
RSRV(config-pmap-c)#police 1000000
RSRV(config-pmap-c)#conform-action transmit
RSRV(config-pmap-c)#exceed-action set-dscp-transmit af32
RSRV(config-pmap-c)#violate-action set-dscp-transmit af33
2) Pare a execução do iperf no PC IPERF e execute-o agora com a opção “-S 0x68” e altere a porta de
destino de forma a não ser classificado como AF43.
3) Capture os pacotes iniciais, no PC Cliente Streaming, referentes ao arranque do iperf, verifique a
marcação existente nestes.
4) Verifique o funcionamento do iperf e a largura de banda reportada no PC Cliente
5) Crie agora uma classificação para os pacotes marcados com AF21, e aplique-lhe uma política de
shaping
RSRV(config)#class-map AF21
RSRV(config-cmap)#match dscp AF21
RSRV(config)#policy-map QoS-OUT
RSRV(config-pmap)#class AF21
RSRV(config-pmap-c)#shape average percent 10
6) Pare a execução do iperf no PC IPERF e execute-o agora com a opção “-S 0x48”.
7) Verifique o funcionamento do iperf e vídeo e a largura de banda reportada no PC Cliente (no iperf e
vlc)
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Referências
http://www.cisco.com/en/US/partner/products/ps6558/prod_white_papers_list.html
http://www.cisco.com/en/US/partner/products/ps6558/prod_case_studies_list.html
http://www.cisco.com/en/US/partner/products/sw/iosswrel/ps1834/products_feature_guide09186a0080
08043f.html
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