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QoS in MPLS L3VPN: EXP/TC Mapping sauber designen

Red Snapper

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QoS in MPLS L3VPN scheitert in der Praxis selten an fehlenden Queues, sondern an inkonsistentem Marking: Ein CE setzt DSCP, der PE mappt falsch auf EXP/TC, der Core behandelt die Bits anders, und am Egress kommt „Best Effort“ an. Sauberes EXP/TC Mapping ist deshalb ein Designproblem: Du definierst wenige, klare Service-Klassen, legst fest, wo klassifiziert wird (CE oder PE), wie DSCP in MPLS TC (EXP) übersetzt wird, wie der Core schedult und wie am Egress wieder zurückgemappt wird. Dieses Tutorial zeigt ein praxistaugliches End-to-End Modell für IOS XE – inklusive typischer Pitfalls und Verifikation.

Grundlagen: DSCP, MPLS EXP/TC und die zwei Label-Ebenen

Im IP-Netz markierst du üblicherweise DSCP (6 Bit). In MPLS gibt es pro Label 3 Bit Traffic Class (TC, historisch EXP). Bei L3VPN hast du meist zwei Labels (Outer Transport, Inner VPN). Entscheidend ist: Welches Label wird im Core für QoS ausgewertet?

Merker

Edge : DSCP  →  Core : TC/EXP  →  Egress : DSCP

Designziel: End-to-End Klassenmodell statt Bit-Basteln

Bevor du eine einzige Map konfigurierst, brauchst du ein Klassenmodell. In Enterprise-WANs sind 4–6 Klassen meist ausreichend. Jede zusätzliche Klasse erhöht Komplexität, ohne echten Nutzen.

Wo klassifizieren? CE-trust, PE-trust oder „remark at edge“

Die wichtigste Architekturentscheidung ist Trust: Glaubst du den DSCP-Markierungen des Kunden/CE? In Managed WANs ist „trust“ nur sinnvoll, wenn du Governance hast. Sonst remarkst du am PE nach klaren Regeln.

EXP/TC Mapping: Die 3-Bit Realität im Core

Du hast nur 3 Bit TC (0–7). Das zwingt zu einem kompakten Mapping. Ein praxistaugliches Schema ist: EF/Voice auf TC 5, Critical auf TC 3, Default auf TC 0, Scavenger auf TC 1. Wichtig ist nicht die konkrete Zahl, sondern die Konsistenz in der gesamten Domäne.

Beispiel-Mapping (Konzept)

Mapping als Formel (vereinfachtes Modell)

TC = Class(DSCP) ∈ {0,1,3,5}

Uniform vs. Pipe Model: Welche Bits werden kopiert?

In MPLS QoS gibt es unterschiedliche Modelle, wie DSCP/TC zwischen IP und MPLS Labels übernommen wird. Für ein sauberes Design musst du festlegen, ob der Core „uniform“ (Propagation) oder „pipe“ (Edge setzt, Core nutzt) arbeiten soll. In Enterprise-L3VPN ist „pipe“ oft betrieblich stabiler, weil der Core einheitlich nach TC arbeitet, unabhängig vom KundendsCP.

Edge-Konfiguration: DSCP klassifizieren und auf MPLS TC setzen

Auf IOS XE baust du QoS typischerweise mit Class-Maps und Policy-Maps. Das Muster ist: Klassifizieren (DSCP), setzen (mpls experimental/traffic-class) und dann am MPLS-Transport-Interface anwenden (Outbound), damit der Core die richtigen Bits sieht.

Klassen definieren

class-map match-any CM_VOICE
 match dscp ef

class-map match-any CM_CRITICAL

match dscp af31

match dscp cs3


class-map match-any CM_SCAVENGER

match dscp cs1

Policy: DSCP → MPLS TC (EXP) setzen

policy-map PM_DSCP_TO_TC
 class CM_VOICE
  set mpls experimental topmost 5
 class CM_CRITICAL
  set mpls experimental topmost 3
 class CM_SCAVENGER
  set mpls experimental topmost 1
 class class-default
  set mpls experimental topmost 0

Am PE-Transport-Interface anwenden (Outbound)

interface gigabitEthernet0/0
 service-policy output PM_DSCP_TO_TC

Core-Konfiguration: Queues nach TC/EXP bauen

Im Core willst du nicht nach DSCP klassifizieren, sondern nach MPLS TC (EXP). Das ist die einzige stabile Methode, wenn der Core viele VRFs/Kunden transportiert. Das Queueing (LLQ für Voice, CBWFQ für Critical etc.) basiert dann auf TC.

Core Klassen nach EXP

class-map match-any CM_TC5_VOICE
 match mpls experimental topmost 5

class-map match-any CM_TC3_CRIT

match mpls experimental topmost 3


class-map match-any CM_TC1_SCAV

match mpls experimental topmost 1

Core Scheduling (Pattern)

policy-map PM_CORE_QOS
 class CM_TC5_VOICE
  priority percent 10
 class CM_TC3_CRIT
  bandwidth percent 30
 class CM_TC1_SCAV
  bandwidth percent 5
 class class-default
  fair-queue

Core Policy anwenden

interface gigabitEthernet0/0
 service-policy output PM_CORE_QOS

Egress: TC wieder in DSCP zurückmappen (wenn nötig)

Am Egress-PE kann es sinnvoll sein, DSCP für das Kundennetz konsistent zu setzen. Das ist besonders relevant, wenn der CE auf DSCP-based QoS angewiesen ist. In Pipe-Modellen setzt du DSCP am Egress basierend auf TC.

TC → DSCP (Pattern)

policy-map PM_TC_TO_DSCP
 class CM_TC5_VOICE
  set dscp ef
 class CM_TC3_CRIT
  set dscp af31
 class CM_TC1_SCAV
  set dscp cs1
 class class-default
  set dscp default

Am CE-Interface anwenden

interface gigabitEthernet0/1
 service-policy output PM_TC_TO_DSCP

Mitigation typischer Probleme: „QoS wirkt nicht“

Wenn QoS nicht wirkt, ist es fast immer ein Mapping-/Trust-Problem oder eine falsche Anwendung der Policies (falsches Interface, falsche Richtung). Diese Punkte sind die häufigsten Ursachen.

Verifikation: Beweise die Markierung end-to-end

Ein gutes QoS-Design ist messbar. Du willst beweisen: (1) DSCP kommt am Ingress an, (2) TC wird korrekt gesetzt, (3) Core-Queues sehen Traffic, (4) Egress markiert ggf. korrekt zurück.

Policy Counters prüfen

show policy-map interface gigabitEthernet0/0 output
show policy-map interface gigabitEthernet0/1 output

MPLS EXP/TC Sicht prüfen

show mpls forwarding-table
show interfaces gigabitEthernet0/0 statistics

Best Practices: EXP/TC Governance in großen L3VPNs

In großen Umgebungen ist Konsistenz wichtiger als Perfektion. Lege ein einheitliches Mapping fest, nutze Templates und teste Policies vor Rollout (Golden Counters und Testflows). Vermeide kundenspezifische Sonderfälle im Core.

Quick-Runbook: QoS/EXP Mapping Debug in 10 Minuten

Diese Sequenz zeigt schnell, ob Marking und Queueing stimmen.

show policy-map interface <PE-core-interface> output
show policy-map interface <core-uplink> output
show interfaces | include drops|queue
show mpls forwarding-table
show platform hardware qfp active statistics drop

Konfiguration speichern

Router# copy running-config startup-config

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