QOS-配置拥塞避免机制

2024-09-02 21:00:31

QOS-配置拥塞避免机制

2018年7月7日

20:29

尾丢弃及其导致的问题：

队列满时路由器进行尾丢弃，即新到的所有数据包都全部丢弃
丢弃的结果造成高延迟、高抖动、丧失服务保证、TCP全局同步、TCP饿死等问题，从而导致应用超时、数据重传和实时业务不可用等一系列问题

TCP全局同步：

没有差别的丢弃会造成所有TCP流的报文几乎在同一时刻丢弃，TCP又几乎在同一时刻重传。
TCP窗口会在几乎同一时刻缩小，然后又几乎同一时刻增大
这将造成所有TCP连接的流量以相同的“频率”持续震荡。TCP全局同步的结果是TCP传输效率急剧下降，并且带宽的平均利用率大大降低。

解决方法：

增加队列长度可以减少丢弃，但无法从根本上解决问题
- 队列长度受限于资源，不能无限制增加
- 增加队列长度也增加了报文的平均延迟和抖动
在尾丢弃发生前，使不同TCP连接的报文在不同时刻被丢弃，则各个TCP连接的流量震荡就不会同步。

RED介绍：

RED（随机早期检测）可以有效防止TCP全局同步。其做法是在队列满之前就对已入队的报文进行随机丢弃
RED的特点在于“早期”和“随机”，这使得不同的流量在不同的时刻以“无规律”的方式丢弃，从而有效避免了所有的TCP连接发生同步震荡。

Low-Limit：最低丢弃门限，平均队列长度超过门限时，RED开始丢弃报文，值越低，队列越早开始丢弃报文
High-Limit：最高丢弃门限，平均队列长度超过此门限时，RED将丢弃所有到来的报文。
Pmax:最大丢弃概率，即RED丢弃报文条件下报文被丢弃的最大概率，这个值通常不为100%。

当前平均队列长度小于Low-Limit时，不丢弃报文
当前平均队列长度超过High-Limit时，丢弃所有到来的报文
当前平均队列长度在Low-Limit和High-Limit之间时，开始随机丢弃到来的报文。

WRED的原理：

引入：RED很好地解决了TCP全局同步和“饿死”等问题，但由于不能感知业务类型，对报文的丢弃不分轻重稳急，因此并没有解决重要和紧急报文被丢弃的问题。

概念：WRED（加权随机早期检测）它允许不同优先级的报文配置不同的RED参数，从而保证了不同重要程度的报文获得不同的服务，可以DSCP和IP Precedence参数。

WRED可以对每个优先级分别设定最低丢弃门限、最高丢弃门限和最大丢弃概率。
最低丢弃门限越小意味着该队列的报文越早被丢弃，在其他条件相同时总体被丢弃的报文就越多。

对AF类型的报文，每一队报文有三个丢弃优先级，可以分别设定其对应不同的底限，从而体现出在丢包概率上的差异。
EF类型的报文应该保证其具有最小的丢包概率和区间

WRED配置：

基于接口的WRED配置命令：

在接口上使能WRED：

配置计算平均队列长度的指数：

配置各优先级的对应参数：

基于队列的WRED表配置WRED表：

在系统视图下配置WRED表：

配置计算平均队列长度的指数：

配置WRED表的其他参数：

在接口或端口组视图下应用WRED表：

其他类型WRED表的配置命令：

进入WRED表视图：

配置计算平均队列长度的指数：

配置WRED表的其他参数：

在接口或端口组视图下应用WRED表：

WRED显示和维护命令：

显示WRED表：

Weighting-constant：（1~16默认为9）

该指数为权重因子，表征了平均队列长度对实际队列度变化的敏感程度
较大的n值将使平均队列长度在当前队列长度变化时具有较大的“惯性”

Discard-probability：

丢弃概率分母，用于设定平均队列长度接近高限时的最大丢包概率
值大意味着丢包率小

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