IEEE 802.1P:LAN 第二層 QoS/CoS 協議 (LAN Layer 2 QoS/CoS Protocol for Traffic Prioritization)

IEEE 802.1P 規範使得第二層交換機能夠提供流量優先級和動態組播過濾服務。優先級規範工作在媒體訪問控制(MAC)幀層(OSI 參考模型第二層)。802.1P 標準也提供了組播流量過濾功能,以確保該流量不超出第二層交換網絡範圍。

802.1P 協議頭包括一個3位優先級字段,該字段支持將數據包分組爲各種流量種類。IEEE 極力推薦網絡管理員實施這些流量種類,但它並不要求強制使用。流量種類也可以定義爲第二層服務質量(QoS)或服務類(CoS),並且在網絡適配器和交換機上實現,而不需要任何預留設置。802.1P 流量被簡單分類併發送至目的地,而沒有帶寬預留機制。

802.1P 是 IEEE 802.1Q (VLAN 標籤技術)標準的擴充協議,它們協同工作。IEEE 802.1Q 標準定義了爲以太網 MAC 幀添加的標籤。VLAN 標籤有兩部分:VLAN ID (12比特)和優先級(3比特)。 IEEE 802.1Q VLAN 標準中沒有定義和使用優先級字段,而 802.1P 中則定義了該字段。

802.1P 中定義的優先級有8種。儘管網絡管理員必須決定實際的映射情況,但 IEEE 仍作了大量建議。最高優先級爲7,應用於關鍵性網絡流量,如路由選擇信息協議(RIP)和開放最短路徑優先(OSPF)協議的路由表更新。優先級6和5主要用於延遲敏感(delay-sensitive)應用程序,如交互式視頻和語音。優先級4到1主要用於受控負載(controlled-load)應用程序,如流式多媒體(streaming multimedia)和關鍵性業務流量(business-critical traffic) - 例如,SAP 數據 - 以及 "loss eligible" 流量。優先級0是缺省值,並在沒有設置其它優先級值的情況下自動啓用。

協議結構

以太網中的 IEEE 802.1Q 標籤幀格式 - 在以太網(802.3)幀基礎上修訂而成:

7 1 6 6 2 2 2 42-1496 bytes 4 bytes
Preamble SFD DA SA TPID TCI Type Length Data CRC
  • Preamble(Pre) - 7字節。Pre 字段中1和0交互使用,接收站通過該字段知道導入幀,並且該字段提供了同步化接收物理層幀接收部分和導入比特流的方法。
  • Start-of-Frame Delimiter(SFD) - 1字節。字段中1和0交互使用,結尾是兩個連續的1,表示下一位是利用目的地址的重複使用字節的重複使用位
  • Destination Address(DA) - 6字節。DA 字段用於識別需要接收幀的站。
  • Source Addresses(SA) - 6字節。SA 字段用於識別發送幀的站。
  • TPID - 值爲8100(hex)。當幀中的 EtherType 也爲8100時,該幀傳送標籤 IEEE 802.1Q/802.1P。
  • TCI - 標籤控制信息字段,包括用戶優先級(User Priority)、規範格式指示器(Canonical Format Indicator)和 VLAN ID

3 1 12 bits
User Priority CFI Bits of VLAN ID (VIDI) to identify possible VLANs
  • User Priority:定義用戶優先級,包括8個(2^3)優先級別。IEEE 802.1P 爲3比特的用戶優先級位定義了操作。
  • CFI:以太網交換機中,規範格式指示器總被設置爲0。由於兼容特性,CFI 常用於以太網類網絡和令牌環類網絡之間,如果在以太網端口接收的幀具有 CFI,那麼設置爲1,表示該幀不進行轉發,這是因爲以太網端口是一個無標籤端口。
  • VID:VLAN ID 是對 VLAN 的識別字段,在標準 802.1Q 中常被使用。該字段爲12位。支持4096(2^12) VLAN 的識別。在4096可能的 VID 中,VID=0 用於識別幀優先級。 4095(FFF)作爲預留值,所以 VLAN 配置的最大可能值爲4,094。
  • Length/Type - 2字節。如果是採用可選格式組成幀結構時,該字段既表示包含在幀數據字段中的 MAC 客戶機數據大小,也表示幀類型 ID。
  • Data - 是一組 n(46=< n =<1500)字節的任意值序列。幀總值最小爲64字節。
  • Frame Check Sequence(FCS) - 4字節。該序列包括32位的循環冗餘校驗(CRC)值,由發送 MAC 方生成,通過接收 MAC 方進行計算得出以校驗被破壞的幀。

相關協議:IEEE 802.2、802.3、802.1D、802.1Q

組織來源:802.1P 是一種 IEEE(http://www.ieee.org/)協議。

相關鏈接:
http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.1Q-1998.pdf: IEEE 802.1Q Standard

轉自:http://www.networkdictionary.cn/protocols/8021p.php

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