La mise en œuvre de la QoS sur un routeur est plus compliquée que sur un commutateur Ethernet. Contrairement aux commutateurs Ethernet, les routeurs n'ont pas seulement un nombre fixe de files d'attente. Au lieu de cela, les routeurs disposent de divers mécanismes de mise en file d'attente. Par exemple, les routeurs Cisco ont une file d'attente standard premier entré, premier sorti (FIFO), une file d'attente équitable pondérée (WFQ), une file d'attente personnalisée (CQ), une file d'attente prioritaire (PQ) et une file d'attente à faible latence (LLQ). LLQ est une combinaison de mise en file d'attente prioritaire et de mise en file d'attente équitable pondérée par classe (CBWFQ), et c'est le mécanisme de mise en file d'attente préféré de Cisco pour les applications en temps réel telles que la téléphonie IP. Chaque mécanisme de mise en file d'attente se comporte différemment, est configuré différemment et a son propre ensemble de files d'attente.

Tout d'abord, le trafic désiré doit être identifié à l'aide de IEEE-802.1p/Q, DSCP, adresse IP, port TCP/UDP ou protocole. Le trafic doit ensuite être attribué à une file d'attente dans l'un des mécanismes de mise en file d'attente. Le mécanisme de mise en file d'attente doit alors être appliqué à une interface.

L’interface elle-même peut également nécessiter des modifications supplémentaires, indépendamment du mécanisme de mise en file d’attente, pour que la qualité de service fonctionne correctement. Par exemple, Cisco exige une gestion de la bande passante sur les liaisons de relais de trames et ATM pour s’assurer que le trafic vocal est attribué à la bande passante engagée ou garantie. Cisco préfère également la fragmentation et l'interleaving de liaison (LFI) sur les liaisons WAN inférieures à 768 kbit/s afin de réduire le délai de sérialisation. Le délai de sérialisation est le délai qui est encouru lors de l’encapsulation d’un paquet et de sa transmission par l’interface série. Le délai de sérialisation augmente avec la taille des paquets, mais diminue avec la taille du lien WAN. La préoccupation est que les paquets de faible priorité importants induisent un délai et un gigue supplémentaires, même lorsque la QoS est activée. Pour y parvenir, il suffit de fragmenter les gros paquets de faible priorité et de les intercaler avec les petits paquets de haute priorité, réduisant ainsi le temps d'attente pour les paquets de haute priorité. La matrice des délais de sérialisation répertorie les délais de sérialisation pour une variété de tailles de paquets et de vitesses de ligne. La formule pour déterminer le délai de sérialisation est la suivante :

délai de sérialisation = taille du paquet en bits/vitesse de ligne

En raison de toutes ces variables de configuration, la mise en œuvre appropriée de la qualité de service sur un routeur est une tâche importante. Cependant, la qualité de service est la plus nécessaire sur le routeur, car la plupart des circuits WAN se terminent sur les routeurs.