CBQ

原文最近更新时间：2001年12月16日
来源http://lartc.org/
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名字

　　CBQ - 基于类别排队(Class Based Queueing)  

摘要

tc qdisc ... dev dev (parent classid | root) [ handle major: ] cbq [ allot bytes] avpkt bytes bandwidth rate [ cell bytes] [ ewmalog ] [ mpu bytes ]

tc class ... dev dev parent major:[minor] [ classid major:minor] cbq allot bytes [ bandwidth rate ] [ rate rate] prio priority [ weight weight] [ minburst packets] [ maxburst packets ] [ ewma log] [ cell bytes] avpkt bytes[ mpu bytes] [ bounded isolated ] [ split handle& defmapdefmap ] [ estimator interval timeconstant]

 

简介

CBQ实现了一个丰富的共享连接的类别层次，既有固定(shaping)带宽的能力，也具有带宽优先级管理的能力。带宽固定是通过计算连接的空闲时间完成的。空闲时间的计算标准是数据包离队事件发生的频率和下层连接(数据链路层)的带宽。

 

带宽固定算法

当把一条10mbit/s的连接限制为1mbit/s时，这条连接将有90%的时间是空闲的。如果不是，它就会调低带宽以满足90%空闲时间的限制。

在操作过程中，空闲时间还要进行指数平滑移动平均(exponential weighted moving average,EWMA)计算，在这种计算方法中最近经过的数据包权重是前面数据包权重的指数。UNIX系统的平均负载就是使用这种算法计算的。

最后，由EWMA计算的值减去空闲时间，所得结果叫做avgidle。最好的情况是avgidle等于0，也就是数据包是严格地按照计算的时间间隔到达。

而过载连接的avgidle值是负数，如果这个负数太大，CBQ就会调低带宽，这就造成了过度限制(overlimit)的情况。

相反，一个空闲的连接会积累下一个很大的正数avgidle，这样可能造成经过一段空闲后，使带宽失控。为了防止出现这种情况的出现，可以使用maxidle参数限制avgidle的值。

如果处于过度限制(overlimit)的情况，CBQ会限制数据包通过的时间间隔严格按照计算的值。不过，由于时钟解析度的原因，这样可能不太合适。见minburst参数。

 

类别划分

在一个CBQ实例中，可以存在很多分类。每个类有可以包括其它的QDisc，默认情况下，是pfifo。

在为数据包排队时，CBQ作为根，使用不同的方法确定那个类接收数据包。

如果没有一些不常见的配置选项，这个过程非常简单。我们在每个节点上查询一个指令，接着按照指令的指示让数据包进入某个类。如果这个类是一个叶子节点，我们就把数据包排到这里；如果这个类还有子节点，我们就重复以上过程。

我们在每个节点上重复以下操作，直到数据包被发送到其它节点，或者这个过程由于其它原因中止。

查询附属于类上的过滤器，如果过滤器把数据包发到某个叶子节点，处理完毕；否则，开始下一个查询。
在defmap中查询这个数据包的优先级，优先级倚赖于TCP头的TOS域。检查这个类是否还继续分类，如果是重新开始下一个查询。
向defmap要求获得best effort优先级的指令，检查应答是否还存在分类，如果不是则重新开始下一个查询。
如果上述操作都没有返回一个指令，就在这个节点把数据包排队

这个算法可以保证数据包最终会有归宿，即使你正在建立流量控制的配置。

 

连接共享算法

在向网络设备发送数据包时，CBQ首先要决定发出哪个类的数据包。它对所有的类采用加权轮转(Weighted Round Robin)的方式处理，使每个类的数据包都有机会被送出。WRR处理首先从优先级最高(数字最小的优先级)的类开始处理，直到处理完类中所有的数据包，再接着处理优先级次之的类。

每个类可以从其兄弟类借带宽。一个类可以使用bounded声明其带宽不可外借；也可以使用isolated声明不原意外借带宽。  

QDISC

一个CBQ QDisc类的根有如下参数：

parent major:minor | root

这个命令的参数决定这个CBQ实例所在的位置，或者是在一个网络接口的根(root)，或者位于一个现有的类里面。

handle major:

和其它的QDisc一样，CBQ QDisc也可以指定一个句柄。句柄只能包含主识别号(major number)和一个冒号。数字的选择是随意的，不过如果在这个QDisc里面会继续分类，这个数字非常有用。

allot bytes

这个参数用于分配的带宽，决定数据包传输的时间表。QDisc的allot参数和类的allot参数略有不同。数字bytes是任意的。缺省是一个根据avpkt得到的数字。

avpkt bytes

数据包的平均大小，它用于计算最大空闲时间(maxidle)，也用于确认allot参数的值是安全的 。

bandwidth rate

为了决定空闲时间(idle time)，CBQ必须知道底层物理接口的带宽，或者父QDisc的带宽。这是一个极为重要的参数，下面会继续讨论。

cell time

time的值决定进行数据包传输时间计算的时间间隔。使用缺省值是比较明智的。

mpu bytes

一个大小为0的数据包仍然会消耗时间来传输。用这个参数设置小于bytes个字节的数据包在进行传输时间的计算忽略不计。缺省值是0。

ewma log

在CBQ需要测量平均空闲时间时，它会使用加权指数移动平均算法来平滑测量的值，得到一个移动平均值。log决定平滑因子的大小。这个数值介于0到31之间，数值越小敏感度越大。默认值是5。

一个CBQ QDisc只需要知道底层连接的大小。实际的带宽限制由其子类完成。

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