流量整型


流量整型

调节数据传输的平均速率(和突发数据流)

相关算法

  • 漏桶(leaky bucket)
  • 令牌桶(token bucket)
  • 其它:资源预留、准入控制、分组调度等

可以减少拥塞


漏桶算法

  • 每个主机连接到网络的接口中都有一个漏桶,即一个优先长度的内部队列
  • 当桶中有分组的时候,输出速率是恒定的,当桶空的时候,输出速率是0
  • 当一个分组到达满的桶的时候,分组将被丢弃(满则溢)
  • 每个时钟嘀嗒(tick),仅允许一个分组或固定数量的分组发送出去

作用:主机内用户进程产生的分组流往往是一个不稳定的流,漏桶可以让它输出到网络时变成一个稳定流,抹平了突发尖峰,极大地减少了发生拥塞的机会


漏桶的缺点:当漏桶满了之后,数据将被丢弃,不能处理大量的突发数据


令牌桶

令牌桶和漏桶的不同

  • 当大量数据突发的时候,令牌桶算法允许输出加快到某种程度
  • 令牌桶拥有令牌(tokens),且以每△T秒产生一个令牌的速度往桶中输入令牌
  • 一个分组要发送的时候,它必要从桶中取出和获取到一个令牌
  • 令牌桶算法允许累积令牌,但最多可以累积n(令牌桶的容量)个令牌
  • 当桶满的时候,令牌桶算法丢掉的是令牌而不是分组


如图,有五个待传送的分组,令牌桶中只有三个令牌,所以只能够发送三个分组

剩下的两个分组只有等到令牌生成之后才能发送,也就是说当令牌桶空了之后,剩下的分组发送率只能够跟令牌生成的速率持平

最大突发时间计算

  • 令牌桶容量:B字节
  • 令牌到达的速率:R字节/秒
  • 最大输出速率: M字节/秒
  • 突发时间:S秒

有公式:



<think>好的,用户之前让我介绍华为的QoS,现在接着问流量整形。我需要先回顾之前的回答,确保内容连贯。之前提到QoS的机制里,流量整形是其中一部分,所以这次要详细展开。 首先,用户可能想知道流量整形的基本概念,和流量监管的区别。需要解释清楚两者的不同,比如整形是缓冲,监管是丢弃或标记。然后需要说明华为实现流量整形的方法,比如GTS和LR,以及应用场景,比如企业网和运营商。 用户可能是网络管理员,或者在学习QoS配置,他们可能需要具体的配置示例。所以应该提供华为设备的命令行配置步骤,这样实用性强。还要注意技术细节的正确性,比如引用MQC模型,确保命令准确。 另外,用户可能关心流量整形的优缺点,比如延迟问题,或者与监管结合使用的场景。需要覆盖这些方面,帮助用户全面理解何时使用整形,何时用监管。可能还需要提到华为特有的技术,比如层次化QoS,增强专业性。 最后,检查是否符合之前的格式要求,比如使用中文、行内公式用$符号,独立公式用$$。但这次内容可能不需要数学公式,不过如果有速率计算,可以加入。比如令牌桶算法,可以用公式说明。例如,CIR = Bc / Tc,这样更清晰。 还要注意结构清晰,分点讲解,核心原理、技术实现、配置步骤、应用场景、注意事项等部分。确保用户能一步步理解,并且找到配置的参考。可能还需要提示参考资料,比如华为的官方文档,方便用户进一步查阅。 总结,我需要详细解释流量整形的定义、原理、华为的实现方式、配置示例、应用场景及注意事项,同时与流量监管对比,确保用户能全面掌握这一概念,并应用到实际网络中。</think>以下是对 **流量整形(Traffic Shaping)** 的详细介绍,涵盖其核心原理、技术实现及实际应用场景: --- ### **一、流量整形的核心概念** #### 1. **定义** 流量整形是一种 **主动调节流量输出速率** 的技术,通过**缓冲(Buffer)** 或 **延迟发送** 的方式,将突发流量平滑为**符合目标速率**的平稳,避免下游设备因突发流量导致拥塞。 #### 2. **与流量监管(Policing)的区别** | **特性** | **流量整形(Shaping)** | **流量监管(Policing)** | |------------------|----------------------------------|----------------------------------| | **动作** | 缓存超速流量,延迟发送 | 直接丢弃或重标记超速流量 | | **时延影响** | 可能增加延迟 | 无额外延迟 | | **适用场景** | 保证下游设备稳定接收 | 强制限速,保护自身资源 | | **典型技术** | GTS(通用流量整形)、LR(限速) | CAR(承诺访问速率) | --- ### **二、流量整形的技术原理** #### 1. **令牌桶算法** 华为设备默认基于 **双令牌桶** 实现整形: - **CIR(承诺信息速率)**:允许的长期平均速率,单位为 bps。 - **Bc(承诺突发尺寸)**:单次可突发发送的数据量,计算公式为 $B_c = CIR \times T_c$($T_c$ 为时间窗口)。 - **Be(超额突发尺寸)**:在Bc基础上允许的额外突发(可选)。 流量发送规则: 1. 当数据量 ≤ $B_c$ 时,直接发送; 2. 当 $B_c <$ 数据量 ≤ $B_c + B_e$ 时,部分缓存并延迟发送; 3. 当数据量 > $B_c + B_e$ 时,丢弃超限部分。 #### 2. **流量平滑过程** - **突发流量**:短时间内高速率发送的数据包被暂存到缓冲区。 - **平滑输出**:按照目标速率(如CIR)从缓冲区匀速提取数据发送,避免冲击下游链路。 --- ### **三、华为流量整形的实现方式** #### 1. **通用流量整形(GTS)** - **作用**:基于接口/队列粒度限制输出速率。 - **配置示例(命令行)**: ```bash interface GigabitEthernet0/0/1 qos gts cir 1000000 # 限制接口出方向速率为1Mbps ``` #### 2. **层次化整形(H-QoS)** - **应用场景**:多级速率控制(如整机→用户→应用)。 - **示例**: - 父策略:限制整机出口带宽为10Gbps; - 子策略:为VIP用户分配2Gbps,并进一步限制其视频流量为500Mbps。 #### 3. **队列整形** - **技术结合**:与WRED、PQ等队列技术联动,优先保证关键业务平滑输出。 - **典型命令**: ```bash traffic behavior SHAPING queue af bandwidth 40% # 分配40%带宽 shaping 2000 # 限制该队列最大速率2Mbps ``` --- ### **四、典型应用场景** #### 1. **企业网出口** - **需求**:将内部突发上传流量(如备份数据)整形为平稳,避免运营商链路拥塞。 - **配置**:在广域网接口启用GTS,匹配CIR为签约带宽的90%。 #### 2. **视频监控回传** - **需求**:多摄像头突发流量可能导致核心交换机丢包。 - **方案**:在接入交换机对每摄像头进行整形,确保总和不超过上行链路容量。 #### 3. **云服务提供商** - **需求**:保证租户的虚机流量不超过购买带宽。 - **实现**:通过H-QoS对租户的虚拟端口进行分层整形。 --- ### **五、注意事项** 1. **缓冲区设置**:过小的缓冲区会导致丢包,过大会增加时延(建议根据 $B_c + B_e$ 计算)。 2. **时延敏感业务慎用**:整形会增加固定时延,语音/视频需评估端到端延迟预算。 3. **与监管结合使用**: - 入口方向使用监管(Policing)丢弃非法流量; - 出口方向使用整形(Shaping)适配下游速率。 4. **硬件限制**:低端设备可能仅支持软件队列整形,性能受限。 --- ### **六、华为配置验证命令** ```bash display qos shaping interface GigabitEthernet0/0/1 # 查看整形状态 display traffic behavior user-defined SHAPING # 检查整形策略 ``` --- 如需具体网络拓扑的配置案例(如园区网、数据中心),可提供场景细节进一步说明。 参考资料: - 《华为 CloudEngine 交换机 QoS 配置指南》 - RFC 3290(通用流量整形标准)
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