什么是HQoS

HQoS即层次化QoS（Hierarchical Quality of Service），是一种通过多级队列调度机制，解决Diffserv（Differentiated Services，差分服务）模型下多用户多业务带宽保证的技术。传统QoS采用一级调度，单个端口只能区分业务，无法区分用户。HQoS基于多级队列实现多次调度，可以精细区分不同用户和不同业务的流量，提供了精细化的服务质量保证。

HQoS和QoS的区别是什么

HQoS不是独立于传统QoS Diffserv模型的另一种服务质量方案，而是在传统QoS的基础上，增加多层调度，实现流量更精细化的管理。

传统QoS vs HQoS调度模型示意图

在QoS DiffServ模型方案中，报文通常通过其自身优先级与设备内部优先级的映射关系进入不同的队列，调度器根据调度算法（比如按优先级调度SP、按权重调度DRR/WRR/WDRR/WFQ）决定各个队列之间报文发送的先后顺序。

下面通过两个例子来说明传统QoS与HQoS的差异。

传统QoS一级调度机制

假设有数据、语音、视频等多种业务，各类报文进入了不同的队列，这些队列使用SP调度算法，分别为高优先级队列，中优先级队列和低优先级队列。报文出队列时，会根据优先级的高低顺序进行调度，语音报文最先被发送，其次是数据报文，最后是视频报文。

传统QoS一级调度效果示意图

传统QoS基于端口进行流量调度，单个端口只能区分业务优先级，只要属于同一优先级的流量，就使用同一个端口队列，不同用户的流量竞争同一个队列资源，因此传统QoS无法对端口上多个用户的多种流量进行区分服务。

HQoS多级调度机制（以两级调度为例）

假设有普通用户和VIP用户，两类用户均有数据、语音、视频等多种业务。HQoS可以提供的两级调度分别为基于用户的调度和基于业务的调度，用户间的调度可以确保VIP用户的报文获得优先发送， 业务间的调度基于每个用户的不同业务进行调度，从而确保重要业务优先处理，这与传统QoS一级调度类似。

HQoS两级调度效果示意图

端口上应用了HQoS后，流量管理可以抽象成下图的形式，基于端口带宽为不同的用户分配用户带宽，再基于每一个用户为不同的业务分配业务带宽。

HQoS流量管理示意图

经过HQoS的多级调度，即区分了业务又区分了用户，确保高优先级用户和高优先级业务优先处理，同时通过对不同用户不同业务分配保证带宽，实现了比传统QoS更为精细化的流量管理。

HQoS的应用

当传统QoS不能满足网络流量管理时，可以考虑应用HQoS实现关键用户及关键业务的差异化服务质量保证，提升用户体验，需要注意的是要确保处理流量的网络设备上要能够支持HQoS能力。

HQoS应用的范围广泛，比如应用于企业园区，满足园区各类用户业务多样性的需求；应用于ISP边缘，满足不同服务级别接入用户的带宽需求。不同行业、不同应用场景，HQoS的流量设计模型都可能差异较大，需要根据实际网络需求设计及部署。

下面以家庭宽带为例说明HQoS的一个应用。

运营商在某小区内推出家庭宽带套餐，带宽大小100M，包含IP电话（VoIP）、IP电视（IPTV）、高速上网（HSI）等业务，这样每个家庭可以使用VoIP打电话，机顶盒看电视，同时还可以使用电脑/PAD/手机上网。

可以按照如下思路部署HQoS：

• 对三种主要业务进行细分，控制业务间的调度以及带宽在各个业务之间的分配。
• 每个家庭为一个用户，对每个用户的带宽进行分配和限速，保证带宽为100M。
• 本例中，可以将每栋楼的所有家庭设置成一个用户组（此种情况为三级调度），用户组的总带宽就是16个家庭的带宽总和，这16个家庭可以共享这些带宽。

通过部署HQoS，即保证了家庭内各类业务的带宽分配，又保证了各个家庭间的带宽分配，同时还达到了带宽共享的目的。

HQoS应用（家庭宽带）示意图

HQoS的调度结构

HQoS层次化调度中，一般为树型的调度结构，可以只有两级调度器，实现三层调度结构（如业务-用户两级调度）；也可以有三级调度器，实现四层调度结构（如在业务-用户两级调度的基础上，再加一层基于用户组的调度）；甚至可以再叠加一级调度，实现五层调度结构（如多个用户组从子接口接入，可以在业务-用户-用户组三级调度的基础上，再加一层基于用户组子接口的调度，为各用户组分配保证带宽以及实现用户组间的带宽共享）。

HQoS的调度结构与硬件支持能力强相关，不同厂商，不同芯片，实现的调度层次、支持的调度算法以及配置模型都可能不同。

HQoS的调度结构示意图