流量监管与流量整形技术详解概述流量监管和流量整形是一类通过对流量规格的监督来限制流量及其资源使用的流控策略。简单来说就是流量限速。一、流量监管技术1.1 优点可实现对不同类别的报文分别进行限速不需要缓存资源时延小1.2 缺点当链路空闲时造成带宽浪费丢弃的流量可能需要进行重传带来比较高的丢包率抗突发流量能力弱1.3 应用特点通常在靠近需要限速源的入方向配置流量监管限制总流量的同时保证各类流量的最低带宽可以配置在出方向也可以配置在入方向超额的流量将会直接丢弃具有比较高的丢包率可以根据接口限速也可以根据MQC流策略来限速二、流量整形技术2.1 优点可实现对不同报文分别进行限速缓冲机制可减少带宽浪费减少流量重传丢包量少抗突发能力强2.2 缺点可能会增加延迟需要缓存资源2.3 应用特点只能在设备的出接口运用引入缓存机制以额定的流量向外发送数据超额的流量将会缓存起来按约定的速率往外释放流量减少了丢包率增加了流量的平稳性缓存满了依然会丢包只是相对来说减少了丢包率2.4 为什么流量整形只运用在出接口方向方向说明出接口方向对下游设备发送的流量起到平滑平稳的控制作用入接口方向是对设备CPU本身做限速整形没有必要因为设备的处理速度本身就非常快三、流量监管和流量整形的区别对比项流量监管CAR流量整形GTS核心技术都采用令牌桶技术控制流量都采用令牌桶技术控制流量对超限流量处理直接丢弃缓存后按约定速率发送丢包率较高较低延迟小可能增加缓存需求不需要需要抗突发能力弱强核心区别流量监管对超过流量限制的报文进行丢弃而流量整形则将超过流量限制的报文缓存在队列中通过约定的速率往外释放流量。四、令牌桶技术Token Bucket4.1 单速单桶关键参数参数全称说明CIRCommitted Information Rate承诺信息速率向C桶中投放令牌的速率表示C桶允许传输或转发报文的平均速率CBSCommitted Burst Size承诺突发尺寸C桶的容量表示C桶瞬间能够通过的承诺突发流量注意当CBS CIR时才可能有突发流量当CBS CIR时无法通过突发流量工作流程TC表示C桶中的令牌数量B表示到达报文的大小令牌投放规则系统按照CIR速率向C桶中投放令牌当 TC CBS 时令牌数增加当 TC ≥ CBS 时令牌数不增加报文处理规则条件标记处理令牌变化B ≤ Tc绿色报文通过Tc 减少 BB Tc红色报文丢弃Tc 不减少特点单速单桶不允许有突发流量4.2 单速双桶关键参数参数全称说明CIRCommitted Information Rate承诺信息速率向C桶中投放令牌的速率CBSCommitted Burst Size承诺突发尺寸C桶的容量EBSExcess Burst Size超额突发尺寸E桶的容量表示E桶瞬间能够通过的超出突发流量工作流程Tc表示C桶中的令牌数量Te表示E桶中的令牌数量B表示到达报文的大小令牌投放规则条件操作Tc CBSC桶增加令牌Tc CBS 且 Te EBSE桶增加令牌Tc CBS 且 Te EBS都不增加报文处理规则条件标记处理令牌变化B ≤ Tc绿色报文通过Tc 减少 BTc B ≤ Te黄色报文通过Te 减少 BTe B红色报文丢弃Tc、Te 都不减少4.3 双速双桶关键参数参数全称说明CIRCommitted Information Rate承诺信息速率向C桶中投放令牌的速率CBSCommitted Burst Size承诺突发尺寸C桶的容量PIRPeak Information Rate峰值信息速率向P桶中投放令牌的速率PIR必须大于CIRPBSPeak Burst Size峰值突发尺寸P桶的容量工作流程Tc表示C桶中的令牌数量Tp表示P桶中的令牌数量B表示到达报文的大小令牌投放规则系统按照PIR速率向P桶中投放令牌系统按照CIR速率向C桶中投放令牌当 Tp PBS 时P桶令牌数增加当 Tc CBS 时C桶令牌数增加报文处理规则条件标记处理令牌变化B Tp红色报文丢弃Tc、Tp 都不减少Tc B ≤ Tp黄色报文通过Tp 减少 BB ≤ Tc绿色报文通过Tp、Tc 都减少 B4.4 三种令牌桶模式的关系条件效果单速双桶模式中EBS 0效果与单速单桶相同双速双桶模式中PIR CIR效果与单速单桶相同4.5 令牌桶总结单速单桶CIR承诺信息速率C桶允许传输或转发报文的平均速率CBSC桶的最大容量承诺突发尺寸当CBS CIR时才有可能允许突发流量令牌按CIR速率投放CBS满了后多余令牌被丢弃报文 ≤ 令牌 → 绿色通过减少令牌报文 令牌 → 红色丢弃令牌不减少单速双桶在单速单桶基础上增加EBSE桶容量闲置带宽产生的令牌超过CBS时放入E桶报文 ≤ C桶令牌 → 绿色通过减少C桶令牌C桶令牌 报文 ≤ E桶令牌 → 黄色通过减少E桶令牌报文 E桶令牌 → 红色丢弃令牌不减少双速双桶增加PIR峰值速率和PBSP桶容量按CIR速率向C桶投递令牌按PIR速率向P桶投递令牌报文 P桶令牌 → 红色丢弃C桶令牌 报文 ≤ P桶令牌 → 黄色通过减少P桶令牌报文 ≤ C桶令牌 → 绿色通过减少P桶和C桶令牌五、配置方法5.1 流量整形配置配置方式说明基于接口的流量整形直接在接口上配置整形参数基于接口的自适应流量整形根据网络状况动态调整整形参数基于队列的流量整形对特定队列进行整形基于MQC实现流量整形使用模块化QoS命令行配置基于MQC实现自适应流量整形MQC方式配置自适应整形5.2 流量监管配置配置方式说明基于接口的流量监管直接在接口上配置监管参数基于MQC的流量监管使用模块化QoS命令行配置六、为什么整形使用的是单速单桶问题说明整形的目的让下游设备平缓地接收自己发送的流量单速单桶特点不允许突发流量输出平滑双桶模式特点允许突发流量输出结论如果使用双桶模式将允许突发流量从接口发出与整形的意义相违背因此流量整形通常采用单速单桶令牌桶机制以确保输出流量的平滑性。七、核心要点总结技术核心特点适用方向丢包情况延迟情况流量监管CAR直接丢弃超限流量入方向/出方向高低流量整形GTS缓存超限流量仅出方向低可能增加令牌桶模式特点适用场景单速单桶不允许突发输出平滑流量整形单速双桶允许一定突发黄色报文流量监管双速双桶区分承诺速率和峰值速率精细化流量监管