高端路由器流量控制機制

高端路由器的流量控制機制

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1. 概述

一些高端路由器上均具有流量控制機制，本篇文檔主要介紹3個應用於高端路由器的流量控制機制：反壓機制、隊列機制、流量監管。

2. 流量控制機制

2.1 反壓機制 報文通過上行接口板的處理以後，會送往交換網板進行交換。由於全部報文都要通過交換網的交換，因此交換網是決定路由器性能的最核心單元，交換網應該是「無阻塞」的，其轉發容量是全部接口板的轉發容量之和。然而，下行接口板性能可能沒那麼上行接口板那麼強，所以，路由器上有「反壓機制」，下行接口板來不及接收時，會發生反壓，這樣交換網板會通知上行接口板暫停發包，將報文進行緩存。其流程如圖 2.1 所示。

圖 2.1 反壓機制

2.2 隊列機制

配合反壓機制，在一些高端路由器的接口板上還有有一塊被稱爲TM（Traffic Management）的部件，裏面有高速緩存，在擁塞的狀況下，數據包以隊列的形式暫存在緩存裏，TM再按必定的規則把數據包調度出隊，送往交換網。若是裝不下，還會按必定規則作報文丟棄。 如圖 2.2 所示。

圖 2.2 隊列機制

同理，報文通過交換網板送到下行接口板時，流量有可能超過出接口的發包能力，所以在下行接口板上也須要有TM芯片進行緩存和隊列管理。在擁塞的狀況下，數據包以隊列的形式暫存在緩存裏，下行TM再按必定的規則把數據包調度出隊，送往出接口發送。

2.3 流量監管（CAR） 流量控制除了上述處理機制外，還有一種機制——流量監管，它能使流量不超過入/出接口容許的帶寬，對於超出限制的那部分數據包會被直接丟棄。目前流量監管使用的技術是CAR（Committed Access Rate）。CAR是由包轉發引擎PFE完成的，能夠在上行PFE上執行，限制流量不超過入口帶寬；也能夠在下行PFE上執行，限制流量不超過出口帶寬。如圖 2.3 所示。

圖 2.3 流量監管

注意：上送CPU以及CPU下發的協議報文不通過CAR處理，這是爲了不當流量突發時協議報文被CAR丟棄（不過，爲了不對CPU的攻擊，上送CPU的協議報文會通過CP-CAR處理）。

另外，上文在隊列機制裏提到的丟棄策略，在高端路由器裏，爲了防止其協議報文被丟棄，這些報文通常都設置爲高服務等級，入高優先級隊列，從而被優先調度，這樣一般不會被丟棄。