网络QoS原理与实现 [4]

通过上面简单的token bucket进行流量管理，我们可以判断一个新输入的packet是符合流量要求的，什么时候流量超标。在符合流量要求的时候，必须正确的将这个packet转发出去，而流量超标时如何处理这个packet就是可以配置的不同做出不同的选择，可以选择丢包，而当系统整体的负载不重时，也许我们也可以允许对这些超出的数据也进行一定的转发。因此我们有了TCM（three color markers）算法，他将所有输入的packet根据token bucket情况将其标记上三种颜色（green，yellow，red）。当然green就是这个pkt符合流量要求，进行转发，red就是不符合要求，丢掉，yellow是不符合要求，但是也可进行转发。通常green对应的是r，而yellow和red的计算根据系统不同配置而不同。下面介绍几种TCM变种算法。

srTCM (Single Rate Three Color Marker)

srTCM基于token bucket，方法有三个参数如下：

• CIR (committed information rate)，token的生成速率
• CBS (committed burst size)，burst小于此值将为green
• EBS (excess burst size)，burst小于此值，但大于CBS将为yellow，否则为red

具体算法可以如下描述：

// init : Tc = CBS, Te = EBS
If (Tc < CBS) { Tc += CIR * time_elapsed; }
else if (Te < EBS) { Te += CIR * time_elapsed; }
 
If (Tc >= pkt_size) { Tc -= pkt_size; make pkt as GREEN; }
else if (Te >= pkt_size) {Te -= pkt_size; mark pkt as YELLOW; }
else { Mark the pkt as RED; }

trTCM (Two Rate Three Color Marker)

trTCM基于前面的两个token bucket的方法，有四个参数如下：

• CIR (committed information rate)，committed bucket的token的生成速率
• PIR (peak information rate)，peak bucket的token的生成速率
• CBS (committed burst size)，burst小于此值将为green
• PBS (peak burst size)，burst小于此值，但大于CBS将为yellow，否则为red

具体算法可描述如下：

// init: Tc = CBS, Tp = PBS
If (Tc < CBS) { Tc += CIR * time_elapsed; }
If (Tp < PBS) { Tp += PIR * time_elapsed; }
 
If ( Tc >= pkt_size) { Tc -= pkt_size; Tp -= pkt_size; make pkt as GREEN; return }
If (Tp >= pkt_size) { Tp -= pkt_size; make the pkt as YELLOW; return; }
Make the pkt as RED; return;

tswTCM (Time Slicing Window Three Color Marker)

与前面两种基于token bucket的方法不同，tswTCM利用划窗进行速率估计的基于概率的标记方法。有三个参数：

• CTR (committed target rate)，估计速率低于此值为GREEN
• PTR (peak target rate)，估计速率低于此值，但高于CTR为YELLOW，否则为RED
• AVG WIN SIZE，划窗窗口大小

算法描述如下：

// init: avg_rate = CTR
byte_count = pkt_len + avg_rate * AVG_WIN_SIZE
avg_rate = byte_count / (time_elapsed + AVG_WIN_SIZE)
 
if (avg_rate < CTR) { make the pkt GREEN; return; }
if (avg_rate < PTR) {
                p0 = (avg_rate – CTR) / avg_rate;
                mark the packet as YELLOW with probability p0, GREEN with (1 – p0)
} else {
                P1 = (avg_rate – PTR) / avg_rate
                P2 = (PTR – CTR) / avg_rate
                Make the packet : RED(p1), YELLOW(p2), GREEN (1-p1-p2)
}

Policing and Shaping

利用前面提到的各种算法可以完成policing和shaping的功能，即对于GREEN和YELLOW的packet还是转发的策略，对于RED的packet可以丢弃，也可以将其进行排队直到满足条件再转发。

待续