لب عملی: پیکربندی Traffic Shaping و Policing

هدف لب

پیکربندی traffic shaping روی یک اینترفیس که نرخ خروجی را با بافرکردن ترافیک اضافی محدود می‌کند، پیکربندی traffic policing روی یک اینترفیس جداگانه که نرخ را با دورریختن مستقیم ترافیک اضافی محدود می‌کند، و تولید ترافیک فراتر از هر نرخ پیکربندی‌شده برای مشاهده مستقیم تفاوت رفتاری بین این دو مکانیزم.

هدف لب (چرا مهم است)

لب QoS پیش‌تر در این مجموعه صف‌بندی اولویت برای ترافیک صوتی پیکربندی کرد اما به دو مکانیزم اصلی برای اعمال یک نرخ حداکثر روی ترافیک غیر-اولویتی نپرداخت. Shaping و policing هر دو throughput را به یک نرخ پیکربندی‌شده محدود می‌کنند، اما مدیریت اساساً متفاوتشان از ترافیک اضافی — بافر در مقابل drop — آن‌ها را برای سناریوهای متفاوت مناسب می‌کند.

توپولوژی لب

R1
  Gi0/1 (shaped، به‌سمت لینک WAN A)
  Gi0/2 (policed، به‌سمت لینک WAN B)

هر دو لینک پهنای‌باند فیزیکی واقعی 100 Mbps
دارند، اما نرخ قراردادی با ارائه‌دهنده 10 Mbps
روی هرکدام است

وظیفه ۱: پیکربندی Traffic Shaping روی Gi0/1

shaping مبتنی‌بر-کلاس که ترافیک خروجی روی Gi0/1 را به 10 Mbps محدود می‌کند پیکربندی کن.

وظیفه ۲: پیکربندی Traffic Policing روی Gi0/2

policing مبتنی‌بر-کلاس که ترافیک خروجی روی Gi0/2 را به 10 Mbps محدود می‌کند، و ترافیک فراتر از این نرخ را دور می‌ریزد، پیکربندی کن.

وظیفه ۳: تولید ترافیک فراتر از نرخ روی Gi0/1

یک انفجار ترافیک فراتر از 10 Mbps به‌سمت Gi0/1 تولید کن و رفتار حاصل را مشاهده کن.

وظیفه ۴: تولید ترافیک فراتر از نرخ روی Gi0/2

همان انفجار را به‌سمت Gi0/2 تولید کن و رفتار حاصل را مشاهده کن.

وظیفه ۵: مقایسه تأخیر و از‌دست‌رفتن بین دو رویکرد

ویژگی‌های تأخیر و از‌دست‌رفتن بسته ترافیک shaped در مقابل policed را در طول انفجار اندازه‌گیری و مقایسه کن.

راه‌حل و تأیید

R1(config)# class-map match-all ALL-TRAFFIC
R1(config-cmap)# match any

R1(config)# policy-map SHAPE-POLICY
R1(config-pmap)# class ALL-TRAFFIC
R1(config-pmap-c)# shape average 10000000

-- Shaping ترافیک را به نرخ پیکربندی‌شده هموار
-- می‌کند با نگه‌داشتن ترافیک اضافی در یک
-- بافر/صف و رهاکردنش بعداً، به‌جای دورریختن
-- فوری آن

R1(config)# interface gigabitethernet0/1
R1(config-if)# service-policy output SHAPE-POLICY

R1(config)# policy-map POLICE-POLICY
R1(config-pmap)# class ALL-TRAFFIC
R1(config-pmap-c)# police 10000000 conform-action transmit exceed-action drop

-- Policing یک محدودیت نرخ سخت اعمال می‌کند --
-- ترافیک فراتر از آن بلافاصله دور ریخته
-- می‌شود، اصلاً بدون هیچ بافرینگی

R1(config)# interface gigabitethernet0/2
R1(config-if)# service-policy output POLICE-POLICY

TrafficGen> [یک انفجار 20 Mbps به‌سمت Gi0/1
             برای 10 ثانیه تولید می‌کند]

R1# show policy-map interface gigabitethernet0/1

  Service-policy output: SHAPE-POLICY
    Class-map: ALL-TRAFFIC
      Queueing
      queue limit 64 packets
      (queue depth/total drops/no-buffer drops) 12/0/0
      shape (average) cir 10000000, bc 40000, be 40000
-- ترافیک صف‌بندی‌شده (عمق 12) به‌جای دورریخته‌شده
-- -- انفجار در طول یک دوره کمی طولانی‌تر
-- هموار می‌شود، به هزینه تأخیر اضافه‌شده برای
-- بسته‌های به‌تعویق‌افتاده، اما با صفر drop

TrafficGen> [همان انفجار به‌سمت Gi0/2
             تولید می‌کند]

R1# show policy-map interface gigabitethernet0/2

  Service-policy output: POLICE-POLICY
    Class-map: ALL-TRAFFIC
      police:
        cir 10000000 bps
        conformed 1250000 bytes; actions:
          transmit
        exceeded 1250000 bytes; actions:
          drop
-- تقریباً نیمی از ترافیک (بخشی که از 10 Mbps
-- فراتر رفت) بلافاصله دور ریخته شد -- هیچ
-- تأخیر صف‌بندی‌ای معرفی نشد، اما از‌دست‌رفتن
-- داده واقعی رخ داد

-- مقایسه تأخیر/از‌دست‌رفتن:

Gi0/1 (shaped):  0٪ از‌دست‌رفتن بسته، تأخیر
                 افزایش‌یافته در طول انفجار
                 (بسته‌های بافرشده به‌تعویق‌افتاده)

Gi0/2 (policed): ~50٪ از‌دست‌رفتن بسته در طول
                 انفجار، اما بدون تأخیر
                 اضافه‌شده برای بسته‌هایی که
                 واقعاً عبور کردند

نکته کلیدی

Shaping تأخیر افزایش‌یافته را با صفر از‌دست‌رفتن معامله می‌کند با بافرکردن ترافیک اضافی و رهاکردنش بعداً، و آن را برای ترافیکی که تأخیر را تحمل می‌کند اما از‌دست‌رفتن را نه (مثلاً انتقال‌های داده انبوه) مناسب می‌کند، در حالی که policing از‌دست‌رفتن گاه‌به‌گاه را با تأخیر سازگار و بدون‌بافر معامله می‌کند با دورریختن مستقیم ترافیک اضافی — انتخاب درست بین آن‌ها کاملاً بستگی دارد به اینکه ترافیک خاص مدیریت‌شده حساس‌تر به تأخیر است یا از‌دست‌رفتن، تمایزی بدون پاسخ درست جهانی در سراسر هر نوع ترافیک.