QoS 深入：讓語音與視訊優先

第 3 節介紹了 QoS 的基本名詞。這一節把整套機制串起來 —— 這是考綱 4.7 的完整範圍，也是實務上語音電話品質好壞的關鍵。

為什麼需要 QoS：不同流量的需求天差地別

QoS 的四大工具

1. 1分類與標記（Classification & Marking） —— 辨識流量是什麼，打上標記。越靠近來源標記越好。
2. 2佇列與排程（Queuing / Scheduling） —— 塞車時決定誰先送出去。
3. 3壅塞避免（Congestion Avoidance） —— 佇列快滿之前就先丟一些，避免整批一起爆掉。
4. 4管制與整形（Policing / Shaping） —— 限制某類流量的速率上限。

① 標記：CoS 與 DSCP

信任邊界（Trust Boundary）

QoS 標記應該在越靠近來源、越可信的地方完成。如果讓使用者的電腦自己標記，任何人都能把自己的流量標成「語音優先」來插隊。所以標記通常在接入層交換器進行 —— 但 IP 電話是例外，它是可信的設備，交換器會信任 IP 電話送來的標記。

② 佇列：語音走低延遲佇列

塞車時，交換器/路由器把封包依標記分到不同佇列，再依規則排程送出。關鍵機制是 LLQ（Low Latency Queue，低延遲佇列）。

• PQ（Priority Queue，優先佇列） —— 這個佇列裡的封包永遠先送。語音放這裡。
• LLQ = 優先佇列 + 頻寬保證 —— 給語音一個「永遠先送、且保證一定頻寬」的佇列，這是語音的標準做法。
• CBWFQ（Class-Based Weighted Fair Queuing） —— 依類別分配頻寬比例給其他流量。

③ 壅塞避免：WRED

佇列滿了才丟包，會造成「尾部丟棄（tail drop）」—— 一瞬間丟掉一大批，導致很多 TCP 連線同時重傳、然後又同時湧入，形成波動（TCP 全域同步）。WRED（Weighted Random Early Detection）在佇列還沒滿時就隨機提早丟一些低優先權的封包，把丟包分散開來，避免整批爆掉。

④ 管制 vs 整形