【正文】 帶寬，調(diào)度器會(huì)按照每個(gè)隊(duì)列分配到的帶寬進(jìn)行報(bào)文出隊(duì)發(fā)送。 進(jìn)入優(yōu)先隊(duì)列的報(bào)文在接口沒(méi)有發(fā)生擁塞的時(shí)候（此時(shí)所有隊(duì)列中都沒(méi)有報(bào)文），所有屬于優(yōu)先隊(duì)列的報(bào)文都可以被發(fā)送。在接口發(fā)生擁塞的時(shí)候（隊(duì)列中有報(bào)文時(shí)），q u e u e 1q u e u e 2q u e u e N 1...q u e u e 0q u e u e 1q u e u e 2q u e u e N 2...默認(rèn)隊(duì)列優(yōu)先隊(duì)列分類出隊(duì)調(diào)度需由此接口發(fā)送的報(bào)文離開(kāi)接口的報(bào)文隊(duì)列緊急報(bào)文匹配用戶設(shè)定的報(bào)文說(shuō)明：不匹配用戶設(shè)定的報(bào)文 25 進(jìn)入優(yōu)先隊(duì)列的報(bào)文被限速，超出規(guī)定流量的報(bào)文將被丟棄。這樣，在接 口不發(fā)生擁塞的情況下，可以使屬于優(yōu)先隊(duì)列的報(bào)文能獲得空閑的帶寬，在接口擁塞的情況下，又可以保證屬于優(yōu)先隊(duì)列的報(bào)文不會(huì)占用超出規(guī)定的帶寬，保護(hù)了其他報(bào)文的應(yīng)得帶寬。另外，由于只要優(yōu)先隊(duì)列中有報(bào)文，調(diào)度器就會(huì)發(fā)送優(yōu)先隊(duì)列中的報(bào)文，所以優(yōu)先隊(duì)列中的報(bào)文被發(fā)送的延遲最多是接口發(fā)送一個(gè)最大長(zhǎng)度報(bào)文的時(shí)間，無(wú)論是延遲還是延遲抖動(dòng)，優(yōu)先隊(duì)列都可以將之降低為最低限度。這為對(duì)延遲敏感的應(yīng)用如 VoIP業(yè)務(wù)提供了良好的服務(wù)質(zhì)量保證。 圖中 1 到 N1 的隊(duì)列為各類報(bào)文的隊(duì)列。每類報(bào)文占一個(gè)隊(duì)列。在調(diào)度器調(diào)度報(bào)文出隊(duì)的時(shí)候，按用戶為各類 報(bào)文設(shè)定的帶寬將報(bào)文出隊(duì)發(fā)送。屬于 1 到 N1 號(hào)隊(duì)列的報(bào)文可以被確保得到用戶設(shè)定的帶寬。當(dāng)接口中某些類別的報(bào)文沒(méi)有時(shí)，屬于 1 到N1 號(hào)隊(duì)列的報(bào)文還可以公平地得到空閑的帶寬，和時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)相比，大大提高了線路的利用率。同時(shí)，在接口擁塞的時(shí)候，仍然能保證各類報(bào)文得到用戶設(shè)定的最小帶寬。 當(dāng)報(bào)文不匹配用戶設(shè)定的所有類別時(shí)，報(bào)文被送入默認(rèn)隊(duì)列。默認(rèn)隊(duì)列在邏輯上可看作是一個(gè)隊(duì)列，但實(shí)際上是個(gè) WFQ 隊(duì)列，所有進(jìn)入默認(rèn)隊(duì)列的報(bào)文再按流進(jìn)行分類。 LLQ/CBWFQ 最多允許將報(bào)文分為 64 類（其中包括默認(rèn)類）。所以 N1 的最大值為 63。默認(rèn)隊(duì)列的個(gè)數(shù) N2 可以由用戶設(shè)定。 對(duì)于默認(rèn)隊(duì)列和 1 到 N1 的隊(duì)列，用戶可以設(shè)定隊(duì)列的最大長(zhǎng)度。當(dāng)隊(duì)列的長(zhǎng)度達(dá)到隊(duì)列的最大長(zhǎng)度時(shí)，默認(rèn)采用尾丟棄的策略。但用戶還可以選擇用加權(quán)隨機(jī)早期檢測(cè)（ Weighted Random Early Detection, WRED）的丟棄策略。加權(quán)隨機(jī)早期檢測(cè)的丟棄策略請(qǐng)參見(jiàn)后面加權(quán)隨機(jī)早期檢測(cè) WRED 的描述。 對(duì)于優(yōu)先隊(duì)列，由于在接口擁塞的時(shí)候流量限制開(kāi)始起作用，所以用戶不必設(shè)置隊(duì)列的長(zhǎng)度（也就沒(méi)有了尾丟棄）。 QoS部署 26 QoS 總體部署 H3C 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供的豐富 QoS 機(jī)制完全能夠滿足 XX 教育局城域網(wǎng)中心網(wǎng)絡(luò) 校園網(wǎng) 的要求，具體策略如下。 對(duì)于不同的業(yè)務(wù)如 視頻點(diǎn)播 和其它關(guān)鍵業(yè)務(wù)，普通業(yè)務(wù)分別在接入交換機(jī)對(duì)其進(jìn)行 IP 優(yōu)先級(jí) /DSCP 進(jìn)行標(biāo)記，并且基于 IP 優(yōu)先級(jí) /DSCP 對(duì)流量進(jìn)行分類。保證 視頻點(diǎn)播 業(yè)務(wù)和其它關(guān)鍵業(yè)務(wù)有高的優(yōu)先級(jí)。 這些業(yè)務(wù)在從 LAN 發(fā)送到 WAN 時(shí)肯定會(huì)在出口處發(fā)生擁塞，這時(shí)可以采用擁塞避免措施如通過(guò) WRED/尾丟棄機(jī)制對(duì)于不同業(yè)務(wù)區(qū)別對(duì)待，避免網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部流量振蕩。減少 TCP 窗口發(fā)送的段。 通過(guò) CBWFQ 隊(duì)列調(diào)度算法，保證高優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列數(shù)據(jù)優(yōu)先通過(guò)，比如綜合征管業(yè)務(wù)和其它關(guān)鍵業(yè)務(wù)。從而保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的帶寬、時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)等 QoS 性能 最后需要說(shuō)明的是 QoS 的最佳工作區(qū)間是在網(wǎng)絡(luò)偶爾發(fā)生擁塞的情況下，如果網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常發(fā)生擁塞，最好的 QoS 解決辦法就是升級(jí)線路帶寬。 流量分類和標(biāo)記 流量分類是將數(shù)據(jù)報(bào)文劃分為多個(gè)優(yōu)先級(jí)或多個(gè)服務(wù)類，如使用 IP 報(bào)文頭的 ToS（ Type of service，服務(wù)類型）字段的前三位（即 IP 優(yōu)先級(jí)）來(lái)標(biāo)記報(bào)文，可以將報(bào)文最多分成 8 類；若使用 DSCP（ Differentiated Services Codepoint，區(qū)分服務(wù)編碼點(diǎn)， ToS 域的前 6 位），則最多可分成 64 類。在報(bào)文分類后，就可以將其它的 QoS特性應(yīng)用到不同的分類，實(shí)現(xiàn)基于類的擁塞管理、流量整形等。 網(wǎng)絡(luò)管理者可以設(shè)置報(bào)文分類的策略，這個(gè)策略除可以包括 IP 報(bào)文的 IP 優(yōu)先級(jí)或 DSCP 值、 MPLS 報(bào)文的 EXP 域值、 的 CoS 值等帶內(nèi)信令，還可以包括輸入接口、源地址、目的地址、 MAC 地址、 IP 協(xié)議或應(yīng)用程序的端口號(hào)等。分類的結(jié)果是沒(méi)有范圍限制的，它可以是一個(gè)由五元組（源地址、源端口號(hào)、協(xié)議號(hào)碼、目的地址、目的端口號(hào)）確定的流這樣狹小的范圍，也可以是到某某網(wǎng)段的所有報(bào)文。 27 在 核心交換機(jī) 處對(duì)報(bào)文進(jìn)行分類時(shí)，同時(shí)標(biāo)記 IP 優(yōu)先級(jí)或 DSCP，這樣，在網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部就可以簡(jiǎn)單的使用 IP 優(yōu)先級(jí)或 DSCP作為分類的標(biāo)準(zhǔn)。而隊(duì)列技術(shù)如 WFQ，CBWFQ 就可以使用這個(gè)優(yōu)先級(jí)來(lái)對(duì)報(bào)文進(jìn)行不同的處理。下游（ downstream）網(wǎng)絡(luò)可以選擇接收上游（ upstream）網(wǎng)絡(luò)的分類結(jié)果，也可以按照自己的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)流量重新進(jìn)行分類。 在 XX 教育局城域網(wǎng)中心網(wǎng)絡(luò) 校園網(wǎng) 中做如下分類和標(biāo)記： 所有 VoIP、視頻會(huì)議等應(yīng)用的數(shù)據(jù)報(bào)文聚合為 EF業(yè)務(wù)類，將報(bào)文的 IP優(yōu)先級(jí)標(biāo)記為 5，或者將 DSCP值標(biāo)記為 EF； 核心征管業(yè)務(wù)等關(guān) 鍵業(yè)務(wù)，在核心業(yè)務(wù)服務(wù)器接入交換機(jī) S5500EI上將報(bào)文的 IP優(yōu)先級(jí)標(biāo)記為 4，或者將 DSCP值標(biāo)記為 AF4； 電子郵件、 OA等行政辦公業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)文的 IP優(yōu)先級(jí)標(biāo)記為 3，或者將DSCP值標(biāo)記為 AF3； 對(duì)于其他業(yè)務(wù)，則將數(shù)據(jù)報(bào)文的 IP優(yōu)先級(jí)標(biāo)記為 2，或者將 DSCP指標(biāo)記為 AF2。 當(dāng)報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)邊界被標(biāo)記分類之后，在網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)，就可以根據(jù)標(biāo)記，對(duì)不同類別的流量給予差別服務(wù)了。對(duì) EF 業(yè)務(wù)類保證時(shí)延和減少抖動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行流量監(jiān)管；對(duì) AF 業(yè)務(wù)類在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)仍然保證一定的帶寬，等等。 擁塞管理的部署 在 XX 教育局城域 網(wǎng)中心網(wǎng)絡(luò) 校園網(wǎng)的核心交換機(jī) 連接接口上，進(jìn)行擁塞管理的部署。 在 校園網(wǎng) 絡(luò)中，當(dāng)局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù) 往 廣域網(wǎng)鏈路上發(fā)送時(shí)，到達(dá)的速度大于接口發(fā)送分組的速度時(shí)，在該接口處就會(huì)產(chǎn)生擁塞。如果沒(méi)有足夠的存儲(chǔ)空間來(lái)保存這些分組，它們其中的一部分就會(huì)丟失。分組的丟失又可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)送該分組的設(shè)備因超時(shí)而重傳此分組，這將導(dǎo)致惡性循環(huán)。 擁塞管理的中心內(nèi)容就是當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)如何制定一個(gè)資源的調(diào)度策略，決定報(bào)文 28 轉(zhuǎn)發(fā)的處理次序。 對(duì)于擁塞管理，一般采用排隊(duì)技術(shù)，使用一個(gè)隊(duì)列算法對(duì)流量進(jìn)行分類，之后用某種優(yōu)先級(jí)別算法將這些流量發(fā)送出去。每 種隊(duì)列算法都是用以解決特定的網(wǎng)絡(luò)流量問(wèn)題，并對(duì)帶寬資源的分配、延遲、延遲抖動(dòng)等有著十分重要的影響。 常用的隊(duì)列調(diào)度機(jī)制包括： ? FIFO（先入先出隊(duì)列， First In First Out Queuing） ? PQ（優(yōu)先隊(duì)列， Priority Queuing） ? CQ（定制隊(duì)列， Custom Queuing） ? WFQ（加權(quán)公平隊(duì)列， Weighted Fair Queuing） ? CBQ（基于類的隊(duì)列， Class Based Queuing） ? RTP（ Realtime Transport Protocol）優(yōu)先隊(duì)列 擁塞管理技術(shù)的對(duì)比： H3C 公司 S7500E 設(shè)備上提供了以上擁塞管理技術(shù)，突破了傳統(tǒng) IP 設(shè)備的單一FIFO 擁塞管理策略，提供了強(qiáng)大的 QoS 能力，使得 IP 設(shè)備可以滿足不同業(yè)務(wù)所要求的不同服務(wù)質(zhì)量的要求。為了用戶更好的利用擁塞管理技術(shù)，現(xiàn)對(duì)各種隊(duì)列技術(shù)做一比較。 擁塞管理技術(shù)對(duì)比 類型 隊(duì)列數(shù) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 29 類型 隊(duì)列數(shù) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) FIFO 1 不需要配置，易于使用。 處理簡(jiǎn)單，延遲小。 所有的報(bào)文均進(jìn)入一個(gè) “先進(jìn)先出 ”的隊(duì)列，發(fā)送報(bào)文所占用的帶寬、延遲時(shí)間、丟失的概率均由報(bào)文到達(dá)隊(duì)列的先后順序決定。 對(duì)不配合的數(shù)據(jù) 源（即沒(méi)有流控機(jī)制的流，如 UDP 報(bào)文發(fā)送）無(wú)約束力，不配合的數(shù)據(jù)源會(huì)造成配合的數(shù)據(jù)源（如 TCP 報(bào)文發(fā)送）帶寬受損失。 對(duì)時(shí)間敏感的實(shí)時(shí)應(yīng)用（如VoIP）的延遲得不到保證。 PQ 4 可對(duì)不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)提供絕對(duì)的優(yōu)先，對(duì)時(shí)間敏感的實(shí)時(shí)應(yīng)用（如 VoIP）的延遲可以得到保證。對(duì)優(yōu)先業(yè)務(wù)的報(bào)文的帶寬占用可以絕對(duì)優(yōu)先。 需配置，處理速度慢。 如果不對(duì)高優(yōu)先級(jí)的報(bào)文的帶寬加限制，可能會(huì)造成低優(yōu)先級(jí)的報(bào)文得不到帶寬。 CQ 16 可對(duì)不同業(yè)務(wù)的報(bào)文按帶寬比例分配帶寬。 當(dāng)沒(méi)有某些類別的報(bào)文時(shí)，能自 動(dòng)增加現(xiàn)存類別的報(bào)文可占的帶寬。 需配置，處理速度慢。 30 類型 隊(duì)列數(shù) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) WFQ 可配置 配置容易。 可以保護(hù)配合（交互）的數(shù)據(jù)源（如 TCP 報(bào)文發(fā)送）的帶寬。 可以減小延遲抖動(dòng)。 可以減小數(shù)據(jù)量小的交互式應(yīng)用的延遲。 可以為不同優(yōu)先級(jí)的流分配不同的帶寬。 當(dāng)流的數(shù)目減少時(shí)，能自動(dòng)增加現(xiàn)存流可占的帶寬。 處理速度比 FIFO 要慢，但比PQ、 CQ 要快。 31 類型 隊(duì)列數(shù) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) CBQ 可配置（ 0～64） 可以對(duì)數(shù)據(jù)根據(jù)靈活、多樣的分類規(guī)則進(jìn)行劃分，分別為 EF（加速轉(zhuǎn)發(fā)）、 AF（確保轉(zhuǎn)發(fā)）、 BE（盡力轉(zhuǎn)發(fā)）業(yè)務(wù)提供不同的隊(duì)列 調(diào)度機(jī)制。 可以為 AF業(yè)務(wù)提供嚴(yán)格、精確的帶寬保證，并且保證各類 AF 業(yè)務(wù)之間根據(jù)權(quán)植按一定的比例關(guān)系進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度。 可以為 EF 業(yè)務(wù)提供絕對(duì)優(yōu)先的隊(duì)列調(diào)度，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的時(shí)延滿足要求；同時(shí)通過(guò)對(duì)高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)流量的限制，克服了 PQ 的低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列可能得不到服務(wù)的弊病。 對(duì)于盡力轉(zhuǎn)發(fā)的缺省類數(shù)據(jù)，提供 WFQ 隊(duì)列調(diào)度。 系統(tǒng)開(kāi)銷比較大 從以上對(duì)比表格可以看出，我們建議在 XX教育局城域網(wǎng)中心網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)的 S7500E上使用 CBQ 作為擁塞管理技術(shù)。 CBQ主要是利用 IP報(bào)頭中的 DSCP來(lái)區(qū)分和識(shí)別不同的確業(yè) 務(wù)（不同的 QOS服務(wù)等級(jí)），在每一跳路由上應(yīng)用上面提到的 QOS技術(shù)對(duì) IP包進(jìn)行處理，以提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量。 32 在骨干網(wǎng)中實(shí)施基于 WFQ/CBQ/CBWFQ/LLQ的隊(duì)列調(diào)度，保證帶寬和優(yōu)先級(jí)。在發(fā)生擁塞時(shí)，如果 2為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)， 4為網(wǎng)管數(shù)據(jù)， 6為非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)， 8為其它數(shù)據(jù)。按照 1的順序到達(dá)，通過(guò) LLQ隊(duì)列調(diào)度后，將實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)映射到 PQ中，將準(zhǔn)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和網(wǎng)管數(shù)據(jù)映射到 BQ中，將其它數(shù)據(jù)映射到WFQ中，通過(guò)相關(guān)調(diào)度算法，發(fā)包順序變?yōu)? 7，實(shí)現(xiàn)了給不同的業(yè)務(wù)，提供了不同的等級(jí)的 QoS服務(wù)。 在 校園 網(wǎng)絡(luò)中，將 視頻點(diǎn)播 業(yè)務(wù)定義為較高的優(yōu)先級(jí)，同時(shí)進(jìn)行隊(duì)列的渲染， 使得路由器執(zhí)行染色并執(zhí)行 cbq對(duì) 校園 網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包染色數(shù)據(jù)包分類 。 擁塞避免 由于內(nèi)存資源的有限，按照傳統(tǒng)的處理方法，當(dāng)隊(duì)列的長(zhǎng)度達(dá)到規(guī)定的最大長(zhǎng)度時(shí)，所有到來(lái)的報(bào)文都被丟棄。對(duì)于 TCP 報(bào)文，如果大量的報(bào)文被丟棄，將造成 TCP超時(shí)，從而引發(fā) TCP 的慢啟動(dòng)和擁塞避免機(jī)制，使 TCP 減少報(bào)文的發(fā)送。當(dāng)隊(duì)列同時(shí)丟棄多個(gè) TCP 連接的報(bào)文時(shí)，將造成多個(gè) TCP 連接同時(shí)進(jìn)入慢啟動(dòng)和擁塞避免，稱之為： TCP 全局同 步。這樣多個(gè) TCP 連接發(fā)向隊(duì)列的報(bào)文將同時(shí)減少，使得發(fā)向隊(duì)列的報(bào)文的量不及線路發(fā)送的速度，減少了線路帶寬的利用。并且，發(fā)向隊(duì)列的報(bào)文的流量總是忽大忽小，使線路的上的流量總在極少和飽滿之間波動(dòng)。 WRED 技術(shù) 為了避免這種情況的發(fā)生，隊(duì)列可以采用加權(quán)隨機(jī)早期檢測(cè) WRED（ Weighted Random Early Detection ）的報(bào)文丟棄策略（ WRED 與 RED 的區(qū)別在于