基于DynamipsGUI的網絡服務質量實驗設計

王亞文

（西安工業大學 計算機科學與工程學院，陜西 西安710032）

隨著Internet網絡及應用的飛速發展，新型業務不斷涌現，例如VoIP、IPTV和視頻會議等非傳統數據通信業務，這些通信業務需要占用大量的帶寬資源。網絡帶寬的發展永遠跟不上需求，這就帶來了巨大的挑戰，當網絡出現堵塞時如何保證網絡的正常工作成為一個亟待解決的技術問題。

服務質量（Quality of Service，QOS）就是一個解決方法，QOS的基本思想就是把數據分類，放在不同的隊列中。QOS有3種模型：盡最大努力服務、綜合服務、區分服務。區分服務是比較現實的模型，該服務包含了一系列分類工具和排隊機制，為某些數據流提供比其他數據流優先級更高的服務。優先級隊列（PQ，Priority Queue）采用的就是區分服務，有高、中、普通、低優先級四個隊列。數據包根據事先的定義放在不同的隊列中，路由器按照高、中、普通、低順序服務，只有高優先級的隊列為空后才為中優先級的隊列服務，依次類推。這樣能保證高優先級數據包一定是優先服務，然而如果高優先級隊列長期不空，則低優先級的隊列永遠不會被服務。我們可以為每個隊列設置一個長度，隊列滿后，數據包將被丟棄。

1 DynamipsGUI簡介

Dynamips網絡模擬軟件模擬了Cisco路由的硬件環境，加載相應的IOS（Internet Operate System）鏡像文件，通過真正運行IOS實現對Cisco路由器的模擬，同時加載NM-16ESW模塊還可以做交換的部分實驗，得到一個模擬的Cisco實驗環境[1-2]。

2 實驗設計

此網絡服務質量實驗的拓撲圖如圖1所示。該實驗采用3臺路由器。本實驗設計如下：在路由器R-C7200-B的接口serial 2/0上應用優先級隊列，使得telnet流量通過“高”優先級隊列傳輸，數據包大小大于500字節的流量通過“中”優先級隊列傳輸，從gigabitEthernet 1/0接口接收到流量通過“普通”優先級隊列傳輸，其它流量通過“低”優先級隊列傳輸。

圖1 實驗拓撲圖Fig.1 Experiment topology figure

圖中所涉及的實驗設備情況如表1所示。

表1 實驗設備情況表Tab.1 Experiment devices situations table

3 實驗步驟及配置分析

3.1 搭建網絡環境

啟動DynamipsGUI2.8，在“設備參數配置”中選擇3個路由器，路由器的設備類型選擇7200，加載路由器IOSc7200-is-mz.124-19b.bin，生成網絡設備。

按照圖1所示的拓撲結構進行連線。

啟動 Router1.bat、Router2.bat和 Router3.bat，讓路由器運行起來，接著啟動SecureCRT-v6.58H，用Telnet的方式登錄到網絡設備上。

3.2 對各路由器進行基本配置

對路由器R-C7200-B進行如下配置。

Router＞enable

Router#configure terminal

Router(config)#hostname R-C7200-B

R-C7200-B(config)#interface gigabitEthernet 1/0

R-C7200-B(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0

R-C7200-B(config-if)#no shutdown

R-C7200-B(config-if)#exit

R-C7200-B(config)#interface serial 2/0

R-C7200-B(config-if)#ip address 192.168.23.1 255.255.255.0

R-C7200-B(config-if)#clock rate 64000

R-C7200-B(config-if)#no shutdown

R-C7200-B(config-if)#end

R-C7200-B#write

路由器 R-C7200-A、R-C7200-C的基本配置與 RC7200-B相似，這里省略。

3.3 在各路由器上配置動態路由協議

對路由器R-C7200-B進行如下配置。

R-C7200-B＞enable

R-C7200-B#configure terminal

R-C7200-B(config)#router rip

R-C7200-B(config-router)#network 192.168.12.0

R-C7200-B(config-router)#network 192.168.23.0

R-C7200-B(config-router)#end

R-C7200-B#write

路由器 R-C7200-A、R-C7200-C的基本配置與 RC7200-B相似，這里省略。

3.4 在路由器R-C7200-B上配置PQ

對路由器R-C7200-B進行如下配置。

R-C7200-B＞enable

R-C7200-B#configure terminal

R-C7200-B(config)#priority-list 10 protocol ip high tcp telnet

//創建1個優先級隊列，標號為10，把telnet流量放在“高”優先級隊列中

R-C7200-B(config)#priority-list 10 protocol ip medium gt 500/

/以上把數據包大小大于500字節的流量放在“中”優先級隊列中

R-C7200-B(config)#priority-list 10 interface gigabitEthernet 1/0 normal

//以上把從gigabitEthernet 1/0接口接收到流量放在 “普通”優先級隊列中

R-C7200-B(config)#priority-list 10 default low

//以上把其他的流量放在“低”優先級隊列中

R-C7200-B(config)#priority-list 10 queue-limit 10 20 40 60

//以上定義優先級隊列高、中、普通、低隊列中的長度，如果

隊列超過這些長度，數據包將被丟棄

R-C7200-B(config)#interface serial 2/0

R-C7200-B(config-if)#priority-group 10

//以上把定義好的優先級隊列應用在serial 2/0接口上

3.5 實驗調試

1）檢查R-C7200-B的接口serial 2/0上的隊列

在R-C7200-B上檢查接口serial 2/0上的隊列情況，如圖2（a）、圖 2（b）所示。

由圖 2（a）、圖 2（b）可知，接口 serial 2/0 上的隊列策略是優先級隊列，標號為10，其分為高、中、普通、低四種，長度分別是 10、20、40、60。

2）在R-C7200-B上開啟優先級隊列的調試功能

在R-C7200-B上開啟優先級隊列調試功能的過程如圖3所示。

3）在R-C7200-A上遠程登錄R-C7200-C（R-C7200-A#telnet 192.168.2.1），觀察在R-C7200-B上的優先級隊列情況，如圖4所示。

由圖4可知，telnet時數據通過“高”優先級隊列傳輸。

4）在R-C7200-A上向R-C7200-C傳送數據包大小大于500字節的數據，這里為15000字節，其過程如圖5（a）、圖5（b）所示。

圖2 R-C7200-B的接口serial 2/0上的隊列情況Fig.2 PQ situation of interface serial 2/0 on R-C7200-B

圖3 啟動優先級隊列調試功能過程Fig.3 Process of booting PQ debugging

圖4 telnet時R-C7200-B上的優先級隊列情況Fig.4 PQsituation on R-C7200-B when telnet

圖5 從R-C7200-A到R-C7200-C的數據傳送過程Fig.5 Process of data transmission from R-C7200-A to R-C7200-C

由圖5可知，當數據大于500字節時數據通過“中”優先級隊列傳輸。

4 結論

文中在路由器R-C7200-B的接口serial 2/0上應用優先級隊列，并通過實驗驗證了telnet、大小為15 000的數據通過R-C7200-B時的數據傳輸情況。

優先級隊列根據接口上根據協議類型、報文大小、協議端口號等，劃分不同優先級隊列，當高優先級隊列中有報文時，低優先級隊列得不到調度。所以優先級隊列適用于應用簡單，對某些應用服務要求很高，而其他業務相對不高的應用。它的優勢是配置簡單，絕對保證高優先級應用的帶寬；缺點是不能保證高優先級外的服務得到合理帶寬，從而不能公平地保證各種應用的服務質量。

運用DynamipsGUI很好地完成了網絡服務質量實驗。網絡模擬軟件的使用，有效地解決了大多數工科院校網絡實驗設備有限的現實問題[2-6]，提高學生做實驗的效率。

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