QoS基础理论知识详解(三)
首页 > HuaWei > QoS   作者:浙江思唯网络  2016年2月19日 12:11 星期五  字号:   评论:0 条
时间:2016-2-19 12:11   评论:0 条 

10QoS流量评估与令牌桶技术

为了保证有限的网络资源能够更有效的被利用,更好的为更多的用户服务,必须对用户的流量加以限制。

流量监管、流量整形和接口限速都可以通过对流量规格进行监督以限制流量及其资源的使用,但是它们必须要有一个前提条件,那就是需要知道流量是否超出了规格,然后才能根据评估结果实施调控。

一般采用令牌桶对流量的规格进行评估。

令牌桶可以看作是一个存放一定数量令牌的容器。系统按设定的速度向桶中放置令牌,当桶中令牌满时,多出的令牌溢出,桶中令牌不再增加。

在使用令牌桶对流量规格进行评估时,是以令牌桶中的令牌数量是否足够满足报文的转发为依据的。如果桶中存在足够的令牌可以用来转发报文,称流量遵守或符合约定值,否则称为不符合或超标。

关于令牌桶处理报文的方式,RFC中定义了两种标记算法:

1单速率三色标记single rate three color markersrTCM,或称为单速双桶算法)算法,主要关注报文尺寸的突发。

2双速率三色标记two rate three color markertrTCM,或称为双速双桶算法)算法,主要关注报文速率的突发。

两种算法的评估结果都是为报文打上红、黄、绿三种颜色的标记,所以称为“三色标记”。

QoS会根据报文的颜色做相应的处理,两种算法都可以工作于色盲模式和色敏模式下。以下以色盲模式为例对标记算法进行详细介绍。

 

1、单速双桶

单速双桶采用RFC2697定义的单速三色标记器srTCMSingle Rate Three Color Marker)算法对流量进行测评,根据评估结果为报文打颜色标记,即绿色、黄色和红色。

单速双桶示意图.png

1 单速双桶示意图

如上图1所示,为方便描述将两个令牌桶称为C桶和E桶,用TcTe表示桶中的令牌数量

单速双桶有3个参数:

1CIRCommitted Information Rate):

承诺信息速率,表示向C桶中投放令牌的速率,即C允许传输或转发报文的平均速率

2CBSCommitted Burst Size):

承诺突发尺寸,表示C桶的容量,即C瞬间能够通过的承诺突发流量

3EBSExcess Burst Size):

超额突发尺寸,表示E桶的容量,即E瞬间能够通过的超出突发流量

系统按照CIR速率向桶中投放令牌:

Tc<CBSTc增加;

Tc=CBSTe<EBSTe增加;

Tc=CBSTe=EBS,则都不增加。

对于到达的报文,用B表示报文的大小:

BTc,报文被标记为绿色,且Tc减少B

Tc<BTe,报文被标记为黄色,且Te减少B

Te<B,报文被标记为红色,且TcTe都不减少。

单速双桶模式允许流量突发,当用户的流量速率小于配置的CIR时,报文被标记为绿色;当用户的突发流量大于配置的CBS而小于EBS时,报文被标记为黄色;当用户的突发流量大于配置的EBS时,报文被标记为红色。

 

2、单速单桶

不允许突发流量,上面单速双桶算法中的EBS则设置为0,此时E桶的令牌数始终为0,相当于只使用了一个令牌桶,这种情况称为单速单桶。

 单速单桶示意图.png

2 单速单桶示意图

如上图2所示,为方便描述将此令牌桶称为C桶,用Tc表示桶中的令牌数量

单速单桶有2个参数:

1CIR

承诺信息速率,表示向C桶中投放令牌的速率,即C桶允许传输或转发报文的平均速率;

2CBS

承诺突发尺寸,表示C桶的容量,即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量。

系统按照CIR速率向C桶中投放令牌,当Tc<CBS时,令牌数增加,否则不增加。

对于到达的报文,用B表示报文的大小:

BTc,报文被标记为绿色,且Tc减少B

B>Tc,报文被标记为红色,Tc不减少。

单速单桶模式不允许流量突发,当用户的流量速率小于配置的CIR时,报文被标记为绿色;当用户的流量大于CIR时直接被标记为红色。

 

3、双速双桶

双速双桶采用RFC2698定义的双速三色标记器trTCMA Two Rate Three Color Marker)算法对流量进行测评,根据评估结果为报文打颜色标记,即绿色、黄色和红色。

双速双桶示意图.png 

3 双速双桶示意图

如上图3所示,为方便描述将两个令牌桶称为P桶和C桶,用TpTc表示桶中的令牌数量

双速双桶有4个参数:

1PIRPeak information rate):

峰值信息速率,表示向P桶中投放令牌的速率,即P允许传输或转发报文的峰值速率PIR大于CIR

2CIR

承诺信息速率,表示向C桶中投放令牌的速率,即C桶允许传输或转发报文的平均速率;

3PBSPeak Burst Size):

峰值突发尺寸,表示P桶的容量,即P瞬间能够通过的峰值突发流量

4CBS

承诺突发尺寸,表示C桶的容量,即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量。

常用参数信息表

CIR

承若信息速率

报文传输的平均速率

CBS

承诺突发尺寸

瞬间通过的承诺突发流量

PIR

峰值信息速率

报文传输的峰值速率

PBS

峰值突发尺寸

瞬间通过的峰值突发流量

EBS

超额突发尺寸

瞬间通过的超出突发流量

系统按照PIR速率向P桶中投放令牌,按照CIR速率向C桶中投放令牌:

Tp<PBS时,P桶中令牌数增加,否则不增加。

Tc<CBS时,C桶中令牌数增加,否则不增加。

对于到达的报文,用B表示报文的大小:

Tp<B,报文被标记为红色;

Tc<BTp,报文被标记为黄色,且Tp减少B

BTc,报文被标记为绿色,且TpTc都减少B

双速双桶模式允许流量速率突发,当用户的流量速率小于配置的CIR时,报文被标记为绿色;当用户的流量大于CIR而小于PIR时,报文被标记为黄色;当用户的流量大于PIR时,报文被标记为红色。

 

4、色敏模式

色敏模式下,如果到达的报文本身已经被标记为红、黄、或者绿等颜色,令牌桶对流量的评估会参考报文已标记颜色,即报文本身已携带颜色会影响令牌桶的评估结果,评估机制简单的来说遵循以下原则:

如果报文已被标记为绿色,则令牌桶的评估机制与色盲模式保持一致。

如果报文已被标记为黄色,则令牌桶根据报文长度和令牌数的大小,为符合流量规定的报文标记为黄色,为不符合的报文标记为红色,单速单桶模式下则直接标记为红色。

如果报文已被标记为红色,则令牌桶直接将到达报文标记为红色。

 

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