高端路由器的流量控制机制

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1. 概述

一些高端路由器上均具备流量控制机制，本篇文档主要介绍3个应用于高端路由器的流量控制机制：反压机制、队列机制、流量监管。

2. 流量控制机制

2.1 反压机制
报文经过上行接口板的处理之后，会送往交换网板进行交换。因为所有报文都要经过交换网的交换，所以交换网是决定路由器性能的最核心单元，交换网应该是“无阻塞”的，其转发容量是所有接口板的转发容量之和。然而，下行接口板性能可能没那么上行接口板那么强，因此，路由器上有“反压机制”，下行接口板来不及接收时，会发生反压，这样交换网板会通知上行接口板暂停发包，将报文进行缓存。其流程如图 2.1 所示。

                                  图 2.1 反压机制

2.2 队列机制

配合反压机制，在一些高端路由器的接口板上还有有一块被称为TM（Traffic Management）的部件，里面有高速缓存，在拥塞的情况下，数据包以队列的形式暂存在缓存里，TM再按一定的规则把数据包调度出队，送往交换网。如果装不下，还会按一定规则做报文丢弃。 如图 2.2 所示。

                                 图 2.2 队列机制

同理，报文经过交换网板送到下行接口板时，流量有可能超过出接口的发包能力，因此在下行接口板上也需要有TM芯片进行缓存和队列管理。在拥塞的情况下，数据包以队列的形式暂存在缓存里，下行TM再按一定的规则把数据包调度出队，送往出接口发送。

2.3 流量监管（CAR）
流量控制除了上述处理机制外，还有一种机制——流量监管，它能使流量不超过入/出接口允许的带宽，对于超出限制的那部分数据包会被直接丢弃。目前流量监管使用的技术是CAR（Committed Access Rate）。CAR是由包转发引擎PFE完成的，可以在上行PFE上执行，限制流量不超过入口带宽；也可以在下行PFE上执行，限制流量不超过出口带宽。如图 2.3 所示。

                                     图 2.3 流量监管

注意：上送CPU以及CPU下发的协议报文不经过CAR处理，这是为了避免当流量突发时协议报文被CAR丢弃（不过，为了避免对CPU的攻击，上送CPU的协议报文会经过CP-CAR处理）。

另外，上文在队列机制里提到的丢弃策略，在高端路由器里，为了防止其协议报文被丢弃，这些报文一般都设置为高服务等级，入高优先级队列，从而被优先调度，这样通常不会被丢弃。