12-流量控制

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IntServ的优缺点
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优点
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能够提供绝对有保证的QoS 。
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缺点：
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可扩展性差。如果中间有不支持的节点（网络）存在， 就不 能实现该协议。 对路由器的要求较高。所有路由器必须实现RSVP、许可控制、 数据包分类等功能。 该模型不适合于短生存期的流。因为为短生存期包预留资源 的开销很可能大于处理流中所有包的开销。
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RSVP工作原理
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当某一路由器收到一个RESV分组时，它通过接纳控制 来决定是否有足够的资源满足QOS请求，如果有，就 进行带宽和缓冲区空间的预留，然后将RESV分组转发 给下一个路由器，如果路由器拒绝该请求，则它返回 接收端一个错误信息。
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如果源端接收到一个RESV分组，表明数据流的资源预 约成功，可以向接收端发送数据。 数据流发送完毕，路由器释放设置的预留资源。
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PHB类型
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快速转发（Expedited Forwarding ，EF) ，用于低丢 失率、低时延、低抖动、保证带宽的端到端业务, 用 于实现虚拟租用线等业务。称为优质服务。
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确保转发（Assured forwarding, AF） ：保证转发资 源(缓存空间和带宽)及低丢失的转发行为，4种独立的 AF类型，每种类型又包含3种不同的丢失优先级，用 不同的排队方法使不同的类别得到不同的网络资源。
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最早的流控机制。
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TCP反馈重发机制及其影响
基本原理：
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接收方对于收到报文做出应答（ACK） 丢失的报文被重发，保证传输内容的正确性
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窗口：控制对方发送数据的速度 当发送方未收到应答报文的数据大小超过一个定值（窗口） 时，停止发送。 接收方可以通过改变窗口来调节发送流量 在接收方主机处理能力不足时，减小窗口，减缓发送方的 发送速度。 也可以因为其他理由调节窗口大小。
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基本假设：大部分时间不在通信，即上网时间少，上网时也 不一定会不停的收发信息
如何达到满意的通信质量
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电话网：信令和接入控制
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一次接通率较高
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因特网：
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尽力而为 通过资源的充分配置达到满意的质量
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问题：
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简单的收费体系：包月、计时，与流量无关 通信量的激增：视频和P2P
流量控制的目的
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各种信息在网络上的流动做到最大限度的畅通 保障质量 公平性 优先保证 抑制和禁止、劣化
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流量大小如何影响到质量
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流量突发导致在节点设备上的信息缓存 时延的产生：
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节点和链路的传输和处理导致时延 缓存导致时延。路径上所有节点的时延会叠加 一般地，传输和处理时延相比缓存时延可以忽略
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RSVP支持的质量等级
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质量保证型业务(GS ：Guaranteed-Service) ：网络 传输的速率和时延等质量指标得到保证 轻载型业务(CLS：Controlled-load-Service) ：网络 传输的质量等同于网络轻载时的质量 尽力而为业务(BE：Best-Effort) ：无任何质量保证措 施的业务
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为改善QOS提出的网络流控技术
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IntServ（intergrated services）综合服务：使用一 种资源预约协议（RSVP）来预约网络资源。 DiffServ （differented services）区分服务：在每个 报文上附着标签标明其要求的服务质量等级 （DSCP）。
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缺省转发：尽力而为。
DiffServ模型的服务类型
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奖赏服务：所对应的PHB是快速转发。奖赏服务是为用户提供低 延时、低抖动、低丢失率和保证带宽的服务。它是目前所定义的 服务级别最高的区分服务种类，用户可以享受类似专线的服务质 量，因而奖赏服务也称为“虚拟专线”服务。 确保服务：对应的PHB是确保转发。确保服务是根据用户和ISP 签定的服务层协议提供给用户可靠的服务，保证在网络拥塞时仍 能保证用户拥有一定量的预约带宽。确保服务只考虑带宽和丢失 率，不涉及延迟和抖动。 尽力而为型服务：是目前Internet网上提供的服务，是一种尽力 而为的工作方式，基本无任何质量保证。
前述流量控制和带宽管理技术过于复杂，路由器需要 支持相关技术，而且以前没有大量的带宽需求，目前 网络上没有普遍使用。 P2P和视频带来大量带宽需求，使得流量控制成为必 需。 目前主要采用在网络关键点上增加流量监控设备来解 决问题。
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串接 & 并接方式下的流控
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RSVP工作原理
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发送主机确定数据流所需的带宽、延迟和抖动等指标， 并将其包含在PATH分组中发送给网络。 网络中某一路由器接到PATH分组时，它将PATH分组 中的路径状态信息存储起来，继续转发PATH分组。 接收主机收到PATH分组之后，它沿源路径的反方向 发送一个RESV分组，该RESV分组包含为数据流进行 资源预约所需要描述的流量和性能期望等QOS信息。
流控制：在路由器的出口，通过调度和队列管理，使 得输出流符合期望的质量标准。
内容提要
1. 2. 3. 4.
流量控制和带宽管理的必要性 TCP反馈重发机制及其影响 为改善QOS提出的流量控制技术 现在可用的流量控制措施
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目前实用的流量控制措施
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监控设备采用串接或并接两种 技术路线 串接方式一般有旁路保护设备， 故障时切换到直通 串接控制方式灵活、控制有效 而精确；并接方式实现简单， 部署风险小，但控制效果较 差
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1、串接方式
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2、旁路方式
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挂接是并接方式的一种
3、挂接方式 27
串接 & 并接流控对比
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TCP反馈重发机制及其影响
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造成的其他后果：
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重传导致时延的变化率增加。反馈次数直接影响到时延。 对于总体流量和后续流量的变化影响不可预计。
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适用于TCP。没有针对其他协议的类似流控措施。
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内容提要
1. 2. 3. 4.
流量控制和带宽管理的必要性 TCP反馈重发机制及其影响 为改善QOS提出的流量控制技术 现在可用的流量控制措施
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缓存量过大导致溢出和丢弃 流量的突发性质导致时延和丢弃也都是突发的
内容提要
1. 2. 3. 4.
流量控制和带宽管理的必要性 TCP反馈重发机制及其影响 为改善QOS提出的流量控制技术 现在可用的流量控制措施
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TCP反馈重发机制及其影响
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电话网、经典：Erlang分布、泊松过程 因特网、现代：自相似和重尾分布
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网络上的资源配置
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不可能也不必要配备充分资源
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基本情况：通信时间不多
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电话网的多级组织结构和压缩比
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基本假设：远程通信量小于本地通信量
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宽带网的组织结构
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DiffServ的优缺点
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优点：DiffServ提供按报文的优先级区分，实 现简单，扩展性好。 缺点：
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无法保证端到端的质量。 对于被分类到同一类别流当中的子流的公 平性无法得到保证。
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DiffServ在实际网络中有一定的应用前景
路由器对于QOS的支持
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接入控制：在网络条件不许可时拒绝新的接入请求。 流分类：区分不同的主机和应用，分成不同的流，放 在不同的队列中。 流调节：在路由器的入口，调节流的特性，以符合规 定的要求，减少流的突发性，以便路由器工作于恰当 的负载状态。
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流量监控设备功能
l l 1. 2.
能够区分各种复杂的业务流 采用有效的办法控制流量： 多队列调度：不同优先级 漏桶和令牌桶：限制速率、流量整形 伪造报文，拆除一部分TCP连接：只针对TCP连接 改变TCP窗口：只针对TCP连接 缓存常用内容（与流量监控不是直接相关）
区分服务（DiffServ）
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DiffServ特点
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采用聚合的机制将具有相同特性的若干业务流聚合 起来，为整个聚合流提供服务。根据预先确定的规 则对数据流进行分类，从而将多种应用数据流聚集 为有限的几种数据流等级。 边界节点根据用户的流规格（profile）和资源预留 信息对业务流进行分类、整形、标记、聚合为不同 的流聚集，流聚集信息包含在报文IP头部的DSCP 标记域中。 核心路由器在调度转发IP包时以流聚集为服务对象， 对不同类型的数据报提供不同质量的数据包转发服 务。
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பைடு நூலகம்
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IntServ在实际网络中应用前景很小
区分服务（DiffServ）
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DiffServ的基本思想是在网络的入口处为每个数据包 分类，在数据包中标记相应的区分服务代码点 （DSCP），用于指示数据包在网络转发路径的中间 节点上被处理的方式。在网络内部的核心路由器中只 保存简单的DSCP与PHB（ per hop behavior每跳行 为）的对应机制，根据数据包头部中的DSCP值对数 据包进行相应的优先级转发。