存儲qos

1. QOS是什麼意思有什麼作用

QoS（Quality of Service）即服務質量。對於網路業務，服務質量包括傳輸的帶寬、傳送的時延、數據的丟包率等。在網路中可以通過保證傳輸的帶寬、降低傳送的時延、降低數據的丟包率以及時延抖動等措施來提高服務質量。

網路資源總是有限的，只要存在搶奪網路資源的情況，就會出現服務質量的要求。服務質量是相對網路業務而言的，在保證某類業務的服務質量的同時，可能就是在損害其它業務的服務質量。例如，在網路總帶寬固定的情況下，如果某類業務佔用的帶寬越多，那麼其他業務能使用的帶寬就越少，可能會影響其他業務的使用。因此，網路管理者需要根據各種業務的特點來對網路資源進行合理的規劃和分配，從而使網路資源得到高效利用。

作用：

在識別數據包之後，要對它進行標注，這樣其他網路設備才能方便地識別這種數據。由於分類可能非常復雜，因此最好只進行一次。識別應用之後就必須對其數據包進行標記處理，以便確保網路上的交換機或路由器可以對該應用進行優先順序處理。通過採納標注數據的兩種行業標准，即IEEE 802.1p或差異化服務編碼點(DSCP)，就可以確保多廠商網路設備能夠對該業務進行優先順序處理。

在選擇交換機或路由器等產品時，一定要確保它可以識別兩種標記方案。雖然DSCP可以替換在區域網環境下主導的標注方案IEEE802.1p，但是與IEEE 802.1p相比，實施DSCP有一定的局限性。在一定時期內，與IEEE 802.1p 設備的兼容性將十分重要。作為一種過渡機制，應選擇可以從一種方案向另一種方案轉換的交換機。

2. 如何使用qos管理分配存儲iops

盡管任何硬體資源都有可能成為影響虛擬機性能的瓶頸，但存儲IOPS往往是限制因素之一。因為存儲IOPS往往供不應求，所以虛擬化廠商提供了允許管理員限制虛擬機存儲I/O消耗的功能。然而高效率地使用上述功能的關鍵是了解存儲IOPS當前是如何在虛擬機之間分配的。
每個hypervisor廠商都有各自的測量並分配存儲IOPS的方式。以微軟Hyper-V為例，調節存儲IOPS消耗的主要機制藉助於QoS管理功能，該功能往往被稱為存儲QoS。
使用QoS管理
QoS管理設置基於單塊虛擬硬碟。如圖A所示，該功能可以被用於限制虛擬機消耗更少的存儲IOPS。作為一個替代方案，QoS管理可以被用於為虛擬機預留存儲IOPS，這樣就可以保證虛擬機能夠獲得的最小IOPS值——如果有更多可用的IOPS，那麼虛擬機能夠使用的IOPS將相應增加。
圖A. 虛擬硬碟QoS管理配置界面
QoS管理功能允許管理員基於單塊虛擬硬碟預留存儲IOPS或者對其進行限制。
盡管QoS管理功能很便利，但只有管理員知道可用的存儲IOPS有多少以及當前使用情況時，該功能才能夠派上用場。不幸的是，Hyper-V Manager並沒有提供該信息，但可以使用PowerShell檢索與Hyper-V相關的存儲性能信息。
虛擬機指標追蹤
PowerShell提供了一個名為Measure-VM的cmdlet，使你能夠追蹤各類虛擬機指標。在能夠使用該cmdlet前，需要啟用虛擬機的資源消耗計量。輸入如下命令可以啟用運行在當前Hyper-V伺服器上所有虛擬機的資源消耗計量：Get-VM | Enable-VMResourceMetering
輸入如下命令可以確認是否已經啟用了虛擬機的資源消耗計量：
Get-VM | Select-Object Name, ResourceMeteringEnabled
啟用虛擬機的資源消耗計量並且生成了一些計量數據後，你可以使用Measure-VM cmdlet顯示虛擬機的資源使用情況。例如，如果你想針對所有虛擬機使用默認的資源計量數據，可以輸入如下命令：
Get-VM | Measure-VM
圖B顯示了啟用虛擬機計量、確認虛擬機計量以及用以及顯示默認計量數據的過程。
圖B：你可以使用Measure-VM cmdlet顯示虛擬機計量數據
如上圖所示，資源計量機制運轉良好，顯示值為零表明虛擬機未啟動。然而問題是並沒有顯示與存儲IOPS相關的信息。
顯示IOPS數據
盡管Measure-VM cmdlet默認沒有顯示存儲IOPS數據，但可以做到。實際上，cmdlet可以顯示每台虛擬機的IOPS平均值、平均延遲情況、磁碟數據寫入以及磁碟數據讀取情況。
只需要在Measure-VM cmdlet後追加 Select-Object參數就可以顯示上述數據，然後指定你想顯示的指標即可。然而，務必牢記在生產環境中虛擬機往往位於使用共享存儲的故障切換集群中。因此全面獲取IOPS數據的唯一方式是查看所有伺服器上的所有虛擬機。可以嘗試利用如下命令創建一個簡單的腳本：
$Servers = "Hyper-V-4", "Prod1"
ForEach ($Server in $Servers){
$VMs = Get-VM
ForEach ($VM in $VMs){
$VM | Measure-VM | Select-Object VMName, ComputerName, , AggregatedAverageLatency, AggregatedDiskDataRead, AggregatedDiskDataWritten | Format-List
}
}
腳本的第一行列出了將要被監控的每台Hyper-V主機的名字。簡單起見，這里只列出了兩台伺服器，但你通常要輸入所有Hyper-V伺服器的名字。該腳本使用循環檢查所有的伺服器，每次檢查一台。然後嵌套循環檢索並顯示當前伺服器上所有虛擬機的性能數據。你可以看到圖C中腳本的部分輸出結果。腳本列出了每台虛擬機的性能數據、虛擬機名以及虛擬機當前所在的主機伺服器。
圖C. 腳本顯示虛擬機的存儲性能數據
Hypervisor功能，比如QoS管理有助於分配存儲IOPS。然而為了高效率地使用該功能，你需要知道IOPS目前的使用情況。

3. QOS隊列類型簡介（CQ、PQ、WFQ、CBWFQ

對於網路單元，當分組到達的速度大於該介面傳送分組的速度時，在該介面處就會產生擁塞。如果沒有足夠的存儲空間來保存這些分組，它們其中的一部分就會丟失。分組的丟失又可能會導致發送該分組的主機或路由器因超時而重傳此分組，這將導致惡性循環。 造成擁塞的因素有很多。比如，當分組流從高速鏈路進入路由器，由低速鏈路傳送出去時，就可能產生擁塞。分組流同時從多個介面進入路由器、由一個介面轉發出去或處理器速度慢也可能會產生擁塞。 擁塞管理是指網路在發生擁塞時，如何進行管理和控制。處理的方法是使用隊列技術。將所有要從一個介面發出的報文進入多個隊列，按照各個隊列的優先順序進行處理。不同的隊列演算法用來解決不同的問題，並產生不同的效果。常用的隊列有FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、LLQ等。

1、FlFO（先進現出隊列） 先進先出隊列(First In First Out Queuing,簡稱FIFO)不對報文進行分類，當報文進入介面的速度大於介面能發送的速度時，FIFO按報文到達介面的先後順序讓報文進入隊列，同時，FIFO在隊列的出口讓報文按進隊的順序出隊，先進的報文將先出隊，後進的報文將後出隊。 Internet的默認服務模式是Best-Effort，採用FIFO隊列策略。

2、PQ （Priority Queueing，優先隊列） PQ使用了4個子隊列，優先順序分別是high，medium，normal，low。PQ會先服務高優先順序的子隊列，若高優先順序子隊列里沒有數據後，再服務中等優先順序子隊列，依次類推。如果PQ正在服務中等優先順序子隊列，但是高優先順序里又來了數據包，則PQ會中斷中等優先順序子隊列的服務，轉而服務高優先順序子隊列。每一個子隊列都有一個最大隊列深度(queue-size)，如果達到了最大隊列深度，則進行尾丟棄。

PQ優點： 1）對高優先順序的數據流提供了低延遲的轉發 2）大多數平台上都支持該隊列機制 3）支持所有的IOS版本 PQ缺點： 1）對單一子隊列而言，會繼承FIFO隊列的所有缺點 2）對低優先順序的數據流而言，可能會被「餓死」，因為只有高優先順序隊列里有數據，PQ就不會服務低優先順序隊列 3）需要在每一跳上都手工的配置分類

3、CQ（Customized Queue，用戶定製隊列） CQ最多可包含16個組(即group-number的取值范圍為1～16)，在每個組中指明了什麼樣的數據包進入什麼樣的隊列、各隊列的長度和每次輪詢各隊列所能連續發送的位元組數等信息。CQ對報文進行分類，將所有報文分成最多至17類，分別屬於CQ的17個隊列中的一個，然後，按報文的類別將報文進入相應的隊列。 CQ的17個隊列中，0號隊列是優先隊列，路由器總是先把0號隊列中的報文發送完，然後才處理1到16隊列中的報文，所以0號隊列一般作為系統隊列把實時性要求高的互動式協議報文放到0號隊列。1到16號隊列可以按用戶的定義分配它們能佔用介面帶寬的比例，在報文出隊的時候，CQ按定義的帶寬比例分別從1到16號隊列中取一定量的報文在介面上發送出去。其中，按帶寬比例分別發送的實現過程是這樣的，16個普通隊列採用輪詢的方式進行調度，當調度到某一個隊列時，從這個隊列取出一定位元組數的報文發送，用戶通過指定這個位元組數，就可以控制不同隊列之間的帶寬分配比例。 用戶在指定每個隊列每次調度時發送的位元組數時，需要把握所配數值的大小，因為這關繫到輪詢中配置增加的粒度。例如，為了實現4個隊列間的1：2：2：4的關系，我們可以配置這4個隊列發送位元組數為：1、2、2、4，也可以配置為：500、1000、1000、2000。但在考慮了線路的MTU後，若MTU為500，則後一種方式較好。因為在輪詢時，所剩配額不夠發送當前報文時，會只累加配額，然後等下次調度，顯然當前條件下．第二種方案浪費在輪詢空轉上的時間要少。 PQ賦予較高優先順序的報文絕對的優先權，這樣雖然可以保證關鍵業務的優先，但在較高優先順序的報文的速度總是大於介面的速度時，將會使較低優先順序的報文始終得不到發送的機會。採用CQ，將可以避免這種情況的發生。CQ可以把報文分類，然後按類別將報文被分配到CQ的一個隊列中去，對每個隊列，可以規定隊列中的報文應占介面帶寬的比例，這樣，就可以讓不同業務的報文獲得合理的帶寬，從而既保證關鍵業務能獲得較多的帶寬，又不至於使非關鍵業務得不到帶寬。當然CQ中的實時業務不能獲得象PQ一樣好的時延指標。

註：難道是PQ+WRR的組合？

4、WFQ（Weighted Fair Queueing，加權公平隊列） WFQ是一個復雜的排隊過程，可以保證相同優先順序業務間公平，不同優先順序業務間加權。隊列的數目可預先配置，范圍是(16-4096)。 WFQ，在保證公平(帶寬、延遲)的基礎上體現權值，權值大小依賴於JP報文頭中攜帶的IP優先順序(Precedence)。WFQ對報文按流進行分類(相同源IP地址，目的IP地址，源埠號，日的埠號，協議號，Precedence的報文屬於同一個流)，每一個流被分配到一個隊列，該過程稱為散列。WFQ入隊過程採用HASH演算法來自動完成，盡量將不同的流分入不同的隊列。在出隊的時候，WFQ按流的優先順序(precedence)來分配每個流應佔有出口的帶寬。優先順序的數值越小，所得的帶寬越少。優先順序的數值越大，所得的帶寬越多。這樣就保證了相同優先順序業務之間的公平，體現了不同優先順序業務之間的權值。 如：介面中當前有8個流，它們的優先順序分別為O，2，2，3，4，5，6，7。則帶寬的總配額將是：所有(流的優先順序+1)的和。即：1+3+3+4+5+6+7+8=37 每個流所佔帶寬比例為：(自己的優先順序數+1)，(所有(流的優先順序+1)的和)。即，每個流可得的帶寬分別為：1／37，3／37，3／37，4／37，5／37，5／37，6／37，7／37，8／37。 由此可見，WFQ在保證公平的基礎上對不同優先順序的業務體現權值，而權值依賴於IP報文頭中所攜帶的IP優先順序。

WFQ優點 1）配置簡單(不用手工分類) 2）保證所有的流都有一定的帶寬 3）丟棄野蠻流量 4）大多數平台上都支持 5）支持所有IOS版本 WFQ缺點 1）每個子隊列都繼承了FIFO的缺點 2）多個不同的流可能會被分入同一個隊列(流的數量超過了配置的隊列數) 3）不支持手工分類 4）不能提供固定帶寬保證 5）因為使用了復雜的分類和調度機制，對系統資源有一定的限制

5、CBWFQ（class-based weighted fair queuing，基於類的加權公平隊列） CBWFQ通常使用ACL定義數據流類別，並將注入寬頻和隊列限制等參數應用於這些類別。CBWFQ是網路中的一個隊列配置方案，其允許通信基於標准分類，例如訪問控制列表，輸入界面名，協議和服務質量（QoS）標志。CBWFQ擴展了加權公平隊列WFQ功能的標准來提供自定義通信類型支持。

CBWFQ特點： 1)能夠給不同的類保障一定的帶寬 2)對傳統的WFQ作了擴展支持用戶自己定義流量的分類: 3)隊列的個數和類別是一一對應,給每個class 保留帶寬

CBWFQ與WFQ的區別： WFQ: 用戶無法控制分類，由HASH演算法自己決定 CBWFQ:讓用戶對流量自己來分類 WFQ 對正常流量處理沒問題，但是對語音流量顯得」太公平」(語音要求低延遲) CBWFQ:考慮到公平特性，並沒有考慮到語音的應用

6、LLQ（Low Latency Queueing，低延遲隊列） LLQ為基於類別的加權公平排隊（CBWFQ）提供絕對優先排隊功能，減少了語音會話的抖動。LLQ相當於CBWFQ加上一個嚴格優先順序隊列，該隊列優先順序高於其他所有隊列，非常適合時延敏感性應用。LLQ的嚴格優先順序隊列是一個有最小保證帶寬的優先順序隊列，出現擁塞時，該隊列的數據量不能超過所允許的帶寬，否則會被丟棄。 LLQ具有CBWFQ的所有優點，包括自定義流量類別，為每種類別的流量提供帶寬保證，並且可以在所有類別的隊列上應用WRED。（嚴格優先順序隊列除外） 對於LLQ和CBWFQ來說，任何沒有被顯示分類的流量都被認為class-default流量，可以將class-default流量類別隊列由FIFO改為WFQ，需要時也可以用WRED。 LLQ最大優勢是可以為時延和抖動敏感型應用的流量提供一個或多個有帶寬保證的嚴格優先順序隊列，LLQ並不局限於特定平台或傳輸介質。

4. 元核雲的分布式塊存儲具備流量QoS控制功能，請問QoS是什麼

QoS（QualityofService，服務質量）是指一個網路能夠利用各種基礎技術，為指定的網路通信提供更好的服務能力,是網路的一種安全機制，是用來解決網路延遲和阻塞等問題的一種技術。在塊存儲中加入QoS能夠避免客戶的重要業務在網路過載或擁塞時不受延遲或丟棄，保證網路的高效運行。

5. 如何使用Windows Server 2012 R2的Storage QoS特性提升性能

WindowsServer2012有別於WindowsServer2008R2提供四種不同價值的雲解決方案。讓您能夠做得，通過高效率的隔離保護虛擬化的服務，不停機，甚至不藉助群集直接遷移運行中的虛擬機，對虛擬化的負載創建副本實現離場恢復，此外還有功能。最終您將獲得一套理想的平台，就算最大規模的企業也可以通過這套平台構建自己的私有雲。WindowsServer2012為您的業務提供了一套完善的虛擬化平台，包含多租戶安全與隔離功能，可在共享的基礎架構中，對屬於不同業務單元或客戶的負載強制實施網路隔離。網路虛擬化是Hyper-V的新功能，可供您對不同業務單元的網路通訊進行隔離，同時不需要實施並管理復雜的虛擬本地區域網路（VLAN）。通過在保留原有虛擬網路設置的情況下遷移虛擬機，網路虛擬化技術還使得您可以更容易地將原有虛擬網路集成到新的基礎架構中。WindowsServer2012中的服務質量（QoS）功能也得以增強，可讓您為虛擬機和虛擬服務提供有保障的最小帶寬，這樣既可更高效地滿足服務級別協議的要求，網路性能也變得更加可預測。在設計雲解決方案時，高效管理並保護網路連接資源是一項關鍵因素，WindowsServer2012使這一切都變得可能。WindowsServer2012還可以幫您更好地對環境進行擴展，實現更高性能級別，並在企業存儲解決方案中使用原有的投資。通過對宿主機處理器與內存提供更好的支持，您的虛擬化基礎架構已經可以支持需要最高級別性能的大型虛擬機，以及需要能夠大幅擴展的負載。已經在原有基礎架構中投資了光纖通道存儲陣列的企業則可通過虛擬光纖通道技術獲益，這是Hyper-V中的新功能，可供您直接將存儲區域網路（SAN）與虛擬機中的來賓操作系統連接在一起。您還可以使用虛擬光纖通道對任何需要直接訪問SAN的伺服器負載進行虛擬化，通過虛擬化的負載獲得降低成本的新方法。您也可以通過光纖通道創建來賓操作系統群集，這樣既可為您提供新的基礎架構選項。此外內建的ODX支持確保了您的虛擬機可以用與物理硬體相似的性能級別讀取和寫入SAN存儲，同時節約用於處理數據傳輸的資源。存儲對於任何雲解決方案都是關鍵，這些改進使得WindowsServer2012更勝任作為構建雲環境的最佳平台。WindowsServer2012還提供了通用的身份與管理框架，可支持聯合身份驗證，實現跨邊界連接，並可促進數據保護。（ADFS）已經內建在產品中，為將ActiveDirectory身份擴展到雲端提供了底層基礎，可對內部和雲端的資源實現單點登錄（SSO）。通過建立站點到站點VPN，即可在您的內部基礎架構，以及您選擇託管雲服務的託管供應商之間建立安全的跨邊界連接。您甚至可以直接連接到託管式雲網路中的虛擬子網，這一切都可以繼續使用您原有的網路設備，並使用符合業界標準的IKEv2-IPsec協議。通過使用新的Hyper-V復制功能，通過基於IP的網路在遠程站點對虛擬機進行非同步復制，您還能改善業務連續性，簡化災難恢復工作。所有這些功能都可以幫您提供構建私有雲平台所需的基礎。