IP Precedence、DSCP、TOS

刚开始接触QoS时，经常会被IP Precedence、DSCP、TOS这些名词搞迷糊，那么接下来就梳理一下。

首先 IP Precedence

IPv4中有8bit作为TOS字段，一开始RFC791定义了TOS前三位为IP Precedence，划分了8个优先级，可用于流分类，数值越大表示优先级越高。IP Precedence与CoS相同，都有8种服务（0-7）.。
一般对应的应用类型：
7 预留（Reserved）
6 预留（Reserved）
5 语音（Voice）
4 视频会议（Video Conference）
3 呼叫信号（Call Signaling）
2 高优先级数据（High-priority Data）
1 中优先级数据（Medium-priority Data）
0 尽力服务数据（Best-effort Data）

DSCP 出现

随着网络的发展，8个优先级已经不能满足实际需要，于是RFC2474又对TOS重新进行了定义，把前六位定义为DSCP差分服务代码（Differentiated Services Code Point），后两位保留。
RFC3168中将TOS最后两位定义为ECN字段，用来控制拥塞比如用在RoCEv2环境。如果不了解ECN可以参考一下这篇文章：RoCEv2网络

DSCP关键字形式

由于DSCP和IP PRECEDENCE是共存的，于是存在了一些兼容性的问题，DSCP的可读性比较差，比如DSCP 43我们并不知道对应着IP PRECEDENCE的什么取值，于是就把DSCP进行了进一步的分类。DSCP总共分成了4类：
1. Default(BE) 000 000：默认值
2. Class Selector(CS) xxx 000 ：CS的DSCP后三位为0，也就是说CS仍然沿用了IP Precedence只不过CS定义的DSCP=IP Precedence*8，比如：CS6（110 000）=6 x 8=48，CS7（111 000）=7 x 8=56
3. Expedited Forwarding(EF) 101 110 ：EF含义为加速转发，也可以看作为IP Precedence为5，是一个比较高的优先级，取值为101110(46)，但是RFC并没有定义为什么EF的取值为46。
4. Assured Forwarding(AF) aaa bb0：AF分为两部分，a部分（IP优先级）和b部分如下图：

a部分为3 bit仍然可以和IP Precedence对应；
b部分为2 bit表示丢弃性，可以表示3个丢弃优先级，可以应用于RED或者WRED。
目前a部分有三个bit最大取值为8，但是目前只用到了1~4。为了迅速的和10进制转换，可以用如下方法，先把10进制数值除8得到的整数就是AF值，余数换算成二进制看前两位就是丢弃优先级，比如34/8=4余数为2，2 换算成二进制为010，那么换算以后可以知道34代表AF4丢弃优先级为middle的数据报。
确定转发（AF），定义了4个服务等级，每个服务等级有3个下降过程，因此使用了12个DSCP值（（10，12，14），（18，20，22），（26，28，30），（34，36，38））

DSCP和TOS对照

举个例子：DSCP=001010 十进制就是10 十六进制就是a，相对应的TOS=00101000 十进制就是40 十六进制就是28
对应关系如下表所示：

tcpdump抓包

这里再分享一下tcpdump 过滤TOS值和DSCP值的抓包分享：
首先在一台Linux机器上持续ping，-Q 40 标识ICMP包的DSCP字段为40，对应AF11

然后我们另开一个shell 用tcpdump抓包：sudo tcpdump -v -i eth0 ‘ip[1]&0xfc == 40’，ip[1] 是过滤IP包头的第2个字节，0xfc相当于掩码忽略掉后两位ECN位。

这样就可以抓到AF11的包，对应上表DSCP值10[0x0a]，TOS值40[0x28]。