久しぶりにGNS3（その24：QoS Part2）

VLAN下でのQoS

久しぶりにGNS3（その16：QoS Part1）の続き。VLAN下でのQoSにトライ。

参考URL

• QoS Match VLAN

ネットワークトポロジーおよび前提

ルータの左側にVLAN10とVLAN20とが存在し、"Ethernet 0/0"がサブインターフェース化している。サブインターフェースごとに帯域を制限し、ここでは、VLAN10へのOutputを"2Mbps"、VLAN20へのOutputを"500Kbps"とした。

設定

ルーター

参考URLをもとに設定。関連する部分のみ記載。

ip dhcp excluded-address 192.168.10.1 192.168.10.10
ip dhcp excluded-address 192.168.20.1 192.168.20.10
ip dhcp excluded-address 172.16.0.1 172.16.0.10
!
ip dhcp pool P10
 network 192.168.10.0 255.255.255.0
 default-router 192.168.10.1 
!
ip dhcp pool P20
 network 192.168.20.0 255.255.255.0
 default-router 192.168.20.1 
!
ip dhcp pool P17
 network 172.16.0.0 255.255.255.0
 default-router 172.16.0.1 
!
!
class-map match-all CMAP20
 match vlan  20
class-map match-all CMAP10
 match vlan  10
!
policy-map PMAP10
 class CMAP10
policy-map pm10
 class class-default
  shape average 2000000   
   service-policy PMAP10
policy-map PMAP20
 class CMAP20
policy-map pm20
 class class-default
  shape average 500000   
   service-policy PMAP20
!
interface Ethernet0/0
 no ip address
!
interface Ethernet0/0.10
 encapsulation dot1Q 10
 ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
 service-policy output pm10
!
interface Ethernet0/0.20
 encapsulation dot1Q 20
 ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
 service-policy output pm20
!
interface Ethernet0/1
 ip address 172.16.0.1 255.255.255.0

• DHCPサーバーの設定
• VLANごとのQoSポリシー設定
  • VLAN10:2Mbps
  • VLAN10:500Kbps
• サブインターフェースの設定
  • 802.1Q設定
  • VLAN設定
  • QoSポリシーの適用

スイッチ（左）

• トランクポート（802.1Q）設定
• アクセスポートおよびVLANの設定

検証

iperfを利用。

帯域制限なしのケース

サブインターフェースへの"service-policy"が適用されていないときの結果である。上図のBdog3-1からBdog1-1（VLAN10）へのiperfを実施。

iperf -c 192.168.10.11 -u -b 3M -t 20 -i 1

同じく、Bdog4-1からBdog2-1（VLAN20）へのiperfを実施。

iperf -c 192.168.20.11 -u -b 3M -t 20 -i 1

このときのiperf Server側の結果は下記となる。

<Bdog1-1:VLAN10>

iperf -s -u -i 1

途中のアウトプット省略

[  4]  0.0-20.0 sec  7.49 MBytes  3.14 Mbits/sec   0.205 ms    6/ 5350 (0.11%)

<Bdog2-1:VLAN20>

iperf -s -u -i 1

途中のアウトプット省略

[  3]  0.0-20.0 sec  7.50 MBytes  3.14 Mbits/sec   0.283 ms    3/ 5350 (0.056%)

帯域制限なし時には、VLAN10でもVLAN20でも、iperf Clientで指定した帯域3Mbps（オプション："-b 3M"）どおりの結果が得られている。

VLAN10:2Mbps, VLAN20:500Kbps

本稿で意図した帯域制限を実施したときの結果である。iperf Clientの帯域値を変化させる。それ以外のオプションは先ほどと同様。

-b 3M

<Bdog1-1:VLAN10>

[  4]  0.0-20.4 sec  4.71 MBytes  1.94 Mbits/sec   2.436 ms 1990/ 5349 (37%)
[  4] 0.00-20.40 sec  1 datagrams received out-of-order

VLAN10に帯域制限2Mbpsを指定しているため、3Mbpsを指定しても、ほぼ制限値どおりの結果が得られている。また、順番どおりに受信しなかったデータがあり（out-of-order）、制限値（2Mbps）と指定値（3Mpbs）との比相当のパケットロス（(1-2/3=0.33 -> 結果では37%）が発生している。

<Bdog2-1:VLAN20>

[  3]  0.0-21.6 sec  1.25 MBytes   485 Kbits/sec   3.524 ms 4461/ 5350 (83%)

VLAN20に指定した帯域制限500Kbpsとおりの結果となっている。当然ながら、パケットロスは多い（(1-0.5/3=0.83 -> 結果では83％）。

-b 2M

<Bdog1-1:VLAN10>

[  3]  0.0-20.7 sec  4.70 MBytes  1.90 Mbits/sec   7.238 ms  215/ 3567 (6%)

帯域制限値とほぼ同じ結果。

<Bdog2-1:VLAN20>

[  4]  0.0-21.6 sec  1.25 MBytes   485 Kbits/sec   4.930 ms 2678/ 3567 (75%)

こちらも、VLAN20に指定した帯域制限500Kbpsとおりの結果となっている。パケットロスの値も相当となっている（(1-0.5/2=0.75 -> 75%）。

-b 500K

<Bdog1-1:VLAN10>

[  3]  0.0-20.0 sec  1.22 MBytes   512 Kbits/sec   0.775 ms    0/  871 (0%)

帯域制限値より小さい値。指定したどおりの結果、パケットロスなし。

<Bdog2-1:VLAN20>

[  4]  0.0-21.1 sec  1.22 MBytes   484 Kbits/sec   3.156 ms    0/  871 (0%)

帯域制限値とほぼ同じ結果。パケットロスなし。

-b 400K

<Bdog1-1:VLAN10>

[  4]  0.0-20.0 sec  1001 KBytes   410 Kbits/sec   0.703 ms    0/  697 (0%)

帯域制限値より小さい値。指定したどおりの結果、パケットロスなし。

<Bdog2-1:VLAN20>

[  3]  0.0-20.0 sec  1001 KBytes   410 Kbits/sec   3.237 ms    0/  697 (0%)

帯域制限値より小さい値。指定したどおりの結果、パケットロスなし。

最後に

ほぼ、期待どおりの結果がえられた。

試行錯誤中のメモ

• サブインターフェースへの"service-policy"設定で、"input"への適用は不可
• VLANへの"service-policy"設定不可（interface VLAN xx）