摘要：對于ISP（Internet Server Provider，Internet服務(wù)提供商）而言，對用戶送入網(wǎng)絡(luò)中的流量進行流量控制是必要且十分必須的。對某些應(yīng)用的流量進行控制也是一個有力控制網(wǎng)絡(luò)狀況的工具，網(wǎng)絡(luò)管理者可以使用CAR（Committed Access Rate，約定訪問速率）來對流量進行控制。本文從幾種擁塞管理機制入手，針對ISP邊界提出流控與服務(wù)質(zhì)量保證措施。

關(guān)鍵詞：QoS；流量控制；擁塞管理；邊界路由器

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 23-0000-02

1 引言

QoS（Quality of Service）被稱為服務(wù)質(zhì)量保證。QoS是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機制，用以解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞，并給重要業(yè)務(wù)提供一個可靠的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境，給予重要業(yè)務(wù)的帶寬和延遲的保證。當網(wǎng)絡(luò)帶寬不夠充裕時，QoS可以一定程度上保證網(wǎng)絡(luò)的高效運行。

2 QoS服務(wù)模型

2.1 Best-Effort Service盡力而為服務(wù)模型

這種模型是最簡單的服務(wù)模型。應(yīng)用程序在必要時可以隨時發(fā)出任意數(shù)量的數(shù)據(jù)而不必考慮任何許可與質(zhì)量，阻塞了就阻塞了，丟棄了就丟棄了，且沒有大小、優(yōu)先之分，哪個數(shù)據(jù)先到即先被服務(wù)。這種服務(wù)模型也是Internet的缺省服務(wù)模型。

2.2 Differentiated Service區(qū)分服務(wù)模型

區(qū)分服務(wù)模式由集成服務(wù)模型拓展而來。采用IETF的基于RSVP的服務(wù)分類標準，拋棄分組流沿途節(jié)點上的資源預留。根據(jù)每個報文指定的QoS來提供特定的服務(wù)。區(qū)分業(yè)務(wù)模型對網(wǎng)絡(luò)有較好的伸縮性且便于實現(xiàn)，可以用不同的方法來指定報文的QoS，如IP報文的優(yōu)先級位（IP Precedence），報文的源地址、目的地址、源端口、目的端口、協(xié)議號等來區(qū)分不同的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)通過這些信息對報文進行分類、流量整形、流量監(jiān)管和隊列調(diào)度[1]。

3 擁塞管理與擁塞避免

3.1 擁塞管理

QoS使用隊列技術(shù)能實現(xiàn)對數(shù)據(jù)流的擁塞管理。隊列技術(shù)的原理就是使報文在路由器中按一定的策略暫時緩存到隊列中，然后再按一定的調(diào)度策略把報文從隊列中取出，從接口上發(fā)送出去[2]。常用的隊列技術(shù)有如下幾種：

（1）PQ優(yōu)先級隊列。PQ（Priority Queuing）根據(jù)IP報文的優(yōu)先級、DSCP（Differentiated Services Code Point，差分服務(wù)代碼點）等條件對報文進行分類，所有報文最多可分至四類，分別屬于PQ的四個隊列之一，然后按報文的類別將報文送入相應(yīng)的隊列。PQ的四個隊列分別為高優(yōu)先隊列、中優(yōu)先隊列、正常優(yōu)先隊列和低優(yōu)先隊列，它們的優(yōu)先級依次降低。在報文出隊列時，PQ首先讓高優(yōu)先隊列中的報文先出隊并發(fā)送，直到高優(yōu)先隊列中的報文全部發(fā)送完，然后再發(fā)送中優(yōu)先隊列中的報文，同樣直到發(fā)送完后，再正常優(yōu)先隊列和低優(yōu)先隊列的數(shù)據(jù)。使屬于較高優(yōu)先級隊列的報文將會得到優(yōu)先發(fā)送。PQ的實驗配置如下：

Router（config）# priority-list 1 protocol ip high tcp 5500

Router（config）# priority-list 1 prorocol ip low tcp www

Router（config）# priority-list 1 protocol ip medium

Router（config）# priority-list 1 default normal

Router（config）# priority-list 1 queue-limit 20 40 60 80 //配置隊列數(shù)據(jù)包的深度

Router（config-if）# priority-group 1

查看命令：Router# show queueing priority //查看優(yōu)先級隊列配置

（2）CQ自定義隊列。CQ（Customized Queuing）對報文進行分類，最多將報文分成16類，分別屬于CQ的16個隊列之一，然后按報文的類別將報文送入相應(yīng)的隊列，實際上隊列的號是0-16一共17個，但是0號隊列是超級優(yōu)先隊列，路由器總是先把0號隊列中的報文發(fā)送完然后才處理1到16號隊列中的數(shù)據(jù)包，所以0號隊列一般作為系統(tǒng)隊列，通常把實時性要求高的交互式協(xié)議和鏈路層協(xié)議報文放到0號隊列中。1到16號隊列可以按用戶的定義分配它們能占用接口帶寬的比例，在報文出隊的時候，CQ按定義的帶寬比例分別從1到16號隊列中取一定量的報文在接口上發(fā)送出去。CQ的自定義隊列中1-16號是一個輪循的調(diào)度過程。CQ的實驗配置如下：

Router（config）# queue-list 1 protocol ip 0 tcp 5500

Router（config）# queue-list 1 protocol ip 1 tcp www

Router（config）# queue-list 1 protocol ipv6 2

Router（config）# queue-list 1 protocol pppoe 3

Router（config）# queue-list 1 default 4

Router（config）# queue-list 1 queue 1 byte-count 15000 //配置1號隊列的尺寸為15K

Router（config-if）# custom-queue-list 1

查看命令：Router# show queueing custom //查看自定義隊列配置

3.2 擁塞避免

（1）RED隨機早期檢測。采用RED（Random Early Detection）時用戶可以設(shè)定隊列的閾值（threshold），當隊列的長度小于低閾值時，不丟棄報文；當隊列的長度在低閾值和高閾值之間時，RED開始隨機丟棄報文，隊列的長度越長，丟棄的概率越高，但有一個最大丟棄概率；當隊列的長度大于高閾值時，丟棄所有的報文

（2）WRED加權(quán)隨機早期檢測。與RED不同，WRED（Weighted Random Early Detection）生成的隨機數(shù)是基于優(yōu)先權(quán)的，它引入了IP優(yōu)先集和IP DSCP值來區(qū)分丟棄策略，考慮了高優(yōu)先權(quán)報文的利益并使其被丟棄的概率相對較小，可以為不同的IP優(yōu)先級和IP DSCP值設(shè)定不同的隊列長度、隊列閾值、丟棄概率，從而對不同優(yōu)先級的報文提供不同的丟棄特性。

4 流速策略控制

CAR約定訪問速率通常使用在企業(yè)網(wǎng)邊界路由器的接口上，用來限制進入或離開該企業(yè)網(wǎng)的流量速率。每個接口可以配置多個CAR策略，當數(shù)據(jù)包進入使用了多個策略的接口時，路由器將檢查每個策略，直到數(shù)據(jù)包和某個策略相匹配；如果沒有找到匹配的策略，默認操作是轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包[4]。

CAR的使用限制有以下幾點：第一、CAR只能對IP流量進行限速；第二、CAR不支持快速以太網(wǎng)信道（Fast EtherChannel）；第三、CAR不支持隧道接口；第四、CAR不支持ISDN PRI接口。針對整個接口進行限速可使用如下命令行：

Router（config-if）#rate-limit input 1000000 187500 375000 conform-action transmit exceed-action drop

Router（config-if）#rate-limit output 1000000 187500 375000 conform-action transmit exceed-action drop

針對某個IP地址或地址段進行限速，需要ACL支持：

Router（config-if）#rate-limit input access-group 1 1000000 187500 375000 conform-action transmit exceed-action drop

Router（config-if）#rate-limit output access-group 1 1000000 187500 375000 conform-action transmit exceed-action drop

Router（config）#access-list 1 permit 10.1.1.1

5 結(jié)束語

QoS是對網(wǎng)絡(luò)進行流量控制的有力保障措施，通過隊列及擁塞管理等手段可以完成流量管理進而保證服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻：

[1]R.Braden，D.Clark.Integrated Services in the Internet Architecture：anOverview[N].http：//www.faqs.org/rfcs/rfc1633.htm，June，1994.

[2]王堅.基于Router OS的網(wǎng)絡(luò)QOS流量管理實現(xiàn)[J].科學時代，2011，11.