FIFO隊列原理簡述 擁塞避免原理
擁塞管理是指網絡在發(fā)生擁塞時，如何進行管理和控制。FIFO隊列不對報文進行分類，按報文到達接口的先后順序讓報文進入隊列，采用盡力而為的轉發(fā)模式，PQ隊列是針對關鍵業(yè)務應用設計的。
雖然流量分類幾乎可以根據(jù)報文的任何字段進行，但是流量分類標記則一般只對802.1Q 以太網幀的CoS域、IP報文的ToS域、MPLS報文的EXP域進行標記。流量的標記主要的目的就是讓其他處理此報文的應用系統(tǒng)或設備知道該報文的類別，并根據(jù)這種類別對報文進行一些事先約定了的處理。
例如，在網絡的邊界做如下分類和標記：
1）所有VoIP數(shù)據(jù)報文聚合為EF業(yè)務類，將報文的IP優(yōu)先級標記為5，或者將DSCP值標記為EF；
2）所有VoIP控制報文聚合AF業(yè)務類，將報文的IP優(yōu)先級標記為4，或者將DSCP值標記為AF31。
當報文在網絡邊界被標記分類之后，在網絡的中間節(jié)點，就可以根據(jù)標記，對不同類別的流量給予差別服務了。例如：對上述例子中的EF類業(yè)務保證時延和減少抖動，同時進行流量監(jiān)管；對AF業(yè)務類在網絡擁塞時仍然保證一定的帶寬，等等。
擁塞管理技術原理 1 擁塞管理基本概念在計算機數(shù)據(jù)通信中，通信信道是被多個計算機共享的，并且，廣域網的帶寬通常要比局域網的帶寬小，這樣，當一個局域網的計算機向另一個局域網的計算機發(fā)送數(shù)據(jù)時，由于廣域網的帶寬小于局域網的帶寬，數(shù)據(jù)將不可能按局域網發(fā)送的速度在廣域網上傳輸。此時，處在局域網和廣域網之間的路由器將不能發(fā)送一些報文，即網絡發(fā)生了擁塞。
如下圖所示，當公司分支1向公司總部以100M的速度發(fā)送數(shù)據(jù)時，將會使Router2的串口S0/1發(fā)生擁塞。
圖1 實際應用中的擁塞實例
擁塞管理是指網絡在發(fā)生擁塞時，如何進行管理和控制。處理的方法是使用隊列技術。將所有要從一個接口發(fā)出的報文進入多個隊列，按照各個隊列的優(yōu)先級進行處理。不同的隊列算法用來解決不同的問題，并產生不同的效果。常用的隊列技術有FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQ等，下文逐一介紹這些常用隊列技術的基本原理。
2 FIFO隊列原理簡述FIFO（First In First Out，先進先出）隊列示意圖如下所示：
圖2 FIFO隊列示意圖
FIFO隊列不對報文進行分類，當報文進入接口的速度大于接口能發(fā)送的速度時，F(xiàn)IFO按報文到達接口的先后順序讓報文進入隊列，同時，F(xiàn)IFO在隊列的出口讓報文按進隊的順序出隊，先進的報文將先出隊，后進的報文將后出隊。
FIFO隊列具有處理簡單，開銷小的優(yōu)點。但FIFO不區(qū)分報文類型，采用盡力而為的轉發(fā)模式，使對時間敏感的實時應用（如VOIP）的延遲得不到保證，關鍵業(yè)務的帶寬也不能得到保證。
3 PQ原理簡述PQ（Priority Queuing，優(yōu)先隊列）示意圖如下所示：
圖3 PQ隊列示意圖
PQ隊列是針對關鍵業(yè)務應用設計的。關鍵業(yè)務有一個重要特點，需要在擁塞發(fā)生時要求優(yōu)先獲得服務以減少響應的延遲。PQ可以根據(jù)網絡協(xié)議（如IP、IPX）、數(shù)據(jù)流入接口、報文長短、IP報文的ToS、五元組（協(xié)議ID、源IP地址、目的IP地址、源端口號、目的端口號）等條件進行分類，對于MPLS網絡，則根據(jù)MPLS報文EXP域值進行分類。最終將所有報文分成最多4類，分別屬于PQ的4個隊列中的一個，然后，按報文所屬類別將報文送入相應的隊列。
PQ的4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。在報文出隊的時候，PQ首先讓高優(yōu)先隊列中的報文出隊并發(fā)送，直到高優(yōu)先隊列中的報文發(fā)送完，然后發(fā)送中優(yōu)先隊列中的報文，同樣，直到發(fā)送完，然后是正常優(yōu)先隊列和低優(yōu)先隊列。這樣，分類時屬于較高優(yōu)先級隊列的報文將會得到優(yōu)先發(fā)送，而較低優(yōu)先級的報文將會在發(fā)生擁塞時被較高優(yōu)先級的報文搶占。這樣會使得實時業(yè)務（如VoIP）的報文能夠得到優(yōu)先處理，非實時業(yè)務（如E-Mail）的報文在網絡處理完關鍵業(yè)務后的空閑間隙得到處理，既保證了實時業(yè)務的優(yōu)先，又充分利用了網絡資源。
PQ的缺點是，當較高優(yōu)先級隊列中總有報文存在時，則低優(yōu)先級隊列中的報文將一直得不到服務，出現(xiàn)隊列“餓死”現(xiàn)象。
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