4. 策略映射与队列调度

在 Nexus 平台上，QoS 的执行核心是 policy-map。它把前面分类阶段打上的标记（DSCP、CoS、ACL 结果）翻译成对队列的具体动作：哪些流量进哪个队列、队列之间如何分配带宽、谁先被调度、超出速率后是丢弃还是缓存。理解 policy-map 的关键，是把它看成“队列调度策略的声明”，而不是单纯的匹配规则集合。

policy-map 的三种类型与作用位置

Nexus 的 policy-map 按作用对象分为三类：type qos 用于分类与标记，type queuing 用于队列带宽与调度，type network-qos 用于全局队列行为（如队列数量、缓冲、PFC）。本节聚焦 queuing 类型，它通过 class-map type queuing 匹配系统内部队列（如 class-default、q1~q7），再在 policy-map 中为每个队列指定调度方式。

一个典型的 queuing policy-map 结构如下：

policy-map type queuing QUEUE-SCHED
  class type queuing c-out-q1
    priority level 1
  class type queuing c-out-q2
    bandwidth remaining percent 30
  class type queuing c-out-q3
    bandwidth remaining percent 20
  class type queuing c-out-q4
    bandwidth remaining percent 50
  class type queuing class-default
    bandwidth remaining percent 0

这里 c-out-q1 是系统队列 1，通常承载控制面或低时延业务；priority level 1 表示把它设为严格优先级队列（PQ）。其余队列使用 bandwidth remaining percent，即“剩余带宽百分比”，这是 Nexus 队列调度中最常用的带宽保障方式。

优先级队列：严格优先与低时延保障

优先级队列（PQ）的调度逻辑是：只要 PQ 中有报文，调度器就优先发送它，其他队列必须等 PQ 清空后才能获得服务。这带来两个直接后果：一是时延和抖动极低，适合语音、存储控制、FCoE 等对时延敏感的业务；二是如果 PQ 流量不加限制，会饿死其他队列。因此 Nexus 在配置 PQ 时通常要求配合 priority level 和队列限速，或使用 bandwidth remaining percent 为 PQ 之外的队列保留最低份额。

在 Nexus 9000 的默认模板中，队列 1 常被预留给控制流量，队列 7 或队列 3 用于优先级业务。实际部署时，建议只设置一个严格优先级队列，避免多个 PQ 之间互相抢占导致调度行为不可预测。

加权轮询与剩余带宽分配

非优先级队列之间采用加权轮询（WRR 或 DWRR）。权重由 bandwidth remaining percent 决定，含义是：在满足 PQ 和最小带宽保障后，剩余带宽按各队列的百分比权重分配。例如上例中 q2、q3、q4 的权重为 30:20:50，若剩余带宽为 10 Gbps，则三者分别获得 3 Gbps、2 Gbps、5 Gbps 的调度份额。

需要注意，bandwidth remaining percent 是相对权重，不是绝对限速。如果某个队列没有流量，它的份额会被其他有流量的队列按比例占用，这正是“剩余带宽”动态分配的意义。若希望某队列获得固定下限，应使用 bandwidth percent 或 bandwidth guaranteed 类配置，但 Nexus 上更常见的是 remaining 方式。

整形与限速：把突发流量管住

调度解决的是“谁先发”，整形和限速解决的是“发多快”。整形（shaping）对超出速率的报文进行缓存，等令牌桶恢复后再发送，因此会引入额外时延但减少丢弃；限速（policing）对超出速率的报文直接丢弃或降级标记，时延小但可能丢包。Nexus 的 queuing policy 中常用 shape 对队列做整形，例如：

policy-map type queuing SHAPE-Q
  class type que queuing c-out-q3
    shape min 500 mbps max 2 gbps

这表示队列 3 的发送速率被限制在 500 Mbps 到 2 Gbps 之间，突发时最多缓存到 2 Gbps 对应的令牌桶深度。对于跨数据中心互联或租户带宽隔离场景，整形比限速更友好，因为它保留了 TCP 的突发特性，减少不必要的重传。

带宽保障与剩余带宽的配合关系

一个完整的队列调度策略通常同时包含三类动作：PQ 保障低时延、bandwidth remaining 保障各队列的相对份额、shape 限制单队列最大速率。三者配合时，调度顺序是：先满足 PQ，再按 remaining 权重分配剩余带宽，最后对每个队列施加整形上限。下图展示了这一调度关系与数据流向。

图中可以看到，PQ 队列在调度器中拥有最高优先级，但它的发送速率仍受整形约束；非 PQ 队列按 remaining 百分比分享剩余带宽；默认队列权重为 0，意味着它只在其他队列空闲时才能发送，适合承载尽力而为流量。

配置检查与结果判断

配置完成后，可用以下命令验证队列调度是否生效：

show policy-map type queuing QUEUE-SCHED
show interface ethernet 1/1 queuing
show queuing interface ethernet 1/1

重点观察每个队列的 tx 计数、丢弃计数和当前速率。如果 PQ 队列持续满速而其他队列几乎无发送，说明 PQ 流量过大，需要检查分类是否把过多流量误标为高优先级；如果某队列丢弃计数持续增长，说明整形上限偏低或该队列权重不足，需要调整 shape 或 bandwidth remaining 参数。

总结来说，policy-map 是 Nexus QoS 的执行入口，优先级队列负责低时延，加权轮询负责带宽公平，整形负责速率上限，三者共同构成队列调度的完整闭环。理解它们之间的先后关系，比记住单条命令更重要。