廣域網流量調度方案發展與應用

流量著色：根據流量監測的結果，以及設定的擁塞避免策略，為各類業務流標記顏色，以執行對應的轉發策略。具體原則為：

(1)根據每個業務的保證帶寬、實際流量，對流量報文著色。

當業務流量低于保證帶寬時，標記為綠色;當業務流量高于保證帶寬時，表示有突發，將超過保證帶寬的突發流量標記為紅色。圖5中，流量1、2、3的業務流量標記為綠色，流量4有2M流量標記為綠色，3M流量標記為紅色;

(2)進行多級調度，為業務流量重分配帶寬，從而達到帶寬均衡。

經過步驟(1)后，業務流量包括綠色的正常流量，以及紅色的突發流量。如果某個業務流量小于保證帶寬，則綠色的流量速率小于出接口帶寬，此時可以通過多個業務帶寬重分配，將富余的帶寬分配給一部分紅色的突發流量，使之變為綠色。反之，如果綠色流量的速率大于出接口帶寬，此時可以通過多個業務帶寬重分配，將一部分優先級較低的流量變為紅色。圖5中，流量3的實際流量比保證帶寬小1M，流量1、2、3的綠色流量帶寬為9M，富余的1M將分配給流量4，則流量4有3M流量標記為綠色，2M流量標記為紅色;

(3)可以將紅色的流量進行優先級重標記，打上特定的DSCP優先級，用于執行流量轉發策略。例如，將著色為紅色的流量，標記特殊優先級DSCP11。

流量轉發：根據流量著色結果執行轉發策略。對綠色的流量正常轉發，通過出接口A沿主鏈路轉發;對紅色的流量，按照設定的流量策略，將報文丟棄，或者重路由到出接口B，轉發給相鄰路由器，沿備鏈路轉發。

在實際應用中，為了防止重路由后的流量再重新返回(例如冗余廣域鏈路故障)，還需要在主路由器上配置策略，禁止由B接口送出的重路由流量再由接口B返回路由器。

4、精細化流量控制

由于傳統的流量控制只能根據L2～L4報文進行處理，因此需要依靠DPI(深入報文檢測)、ACG(應用流量控制)等技術和設備進行精細化流量識別和控制，并且能夠基于用戶執行靈活控制策略。

DPI：路由器設備的L4～L7層報文特征識別功能，通過CPU實現。優點是路由器軟件集成，不增加額外成本;缺點是識別功能較弱，性能不高。適用于帶寬不高、流量較少的小型網絡。

ACG：采用專用的硬件設備，通過特征庫實現L4～L7層報文特征識別功能，既可以是獨立的硬件設備，也可以是路由器的業務模塊。優點是功能強大，除了報文特征識別外，還可以基于流特征(如持續時間、速率波動、流量統計特征)識別報文特征難以界定或經常變化的應用流量(如P2P流量，經常更改端口號、協議字段);缺點是需要增加額外投資。適用于帶寬較高、流量比較復雜的中大型網絡。

通過ACG專用設備，還可以使用直觀、易于管理的配置界面，實現復雜的流量控制和調度策略。例如，對廣域網30個分支機構、每個機構5種業務設定帶寬分配和優先級轉發策略。如果通過路由器的分層QoS技術實現，涉及150種QoS策略，配置和實現非常復雜;而通過ACG設備實現，可以通過圖形化界面進行統一配置，部署簡單、直觀。

三、 流量調度方案的主要應用場景

采用流量調度方案，可以滿足不同網絡環境的多樣化流量控制需求。

1、帶寬預留與共享

SDH和IP技術在帶寬分配方面，前者通過時隙劃分帶寬，適合對不同部門和業務分配絕對帶寬，但各部門和業務之間無法做到帶寬共享;后者通過包交換共享帶寬，可以充分利用設備和鏈路資源，但如果需要實現帶寬預留，必須通過復雜的MPLS TE技術，實施難度很大。

對于政府、企業的某些廣域網建設，多個部門、業務共享物理網絡平臺，為了兼顧業務傳輸質量和帶寬均衡，有時需要為關鍵部門和業務分配一定的預留帶寬，保證該業務持續、正常運行，防止帶寬被其他業務占用;同時，也需要各部門和業務能夠共享剩余帶寬，當業務突發時，保證總體帶寬的利用效率。

通過流量調度方案可以很好的實現上述需求，如圖6所示：

在地區A、B的匯聚路由器上，流量調度方案設計如下：

l 地區A、B之間廣域網鏈路帶寬155M;

l 為部門1、部門2各預留40M帶寬，剩余75M作為共享帶寬;

l 為保證視頻質量的穩定，各部門視頻流(10M)只能占用部門預留帶寬，而不能走共享帶寬;

l 在部門預留帶寬內，數據流量可以自動根據視頻流量大小調整帶寬分配，當沒有視頻流量時，數據流量可以占用全部40M預留帶寬，超過40M的流量占用共享帶寬;有視頻流量(2～10M)時，數據流量只占用剩余的預留帶寬。

2、雙鏈路流量調度

為保證高可靠，廣域網普遍采用主、備冗余鏈路。隨著業務類型和流量的增加，備鏈路已不再只是作為備份，而是與主鏈路進行分擔，共同承載業務流量，實現對廣域網鏈路資源的充分利用。

傳統流量控制設計，都是基于單接口或鏈路的，當該接口或鏈路業務流量超出帶寬后，就會產生丟包。采用流量調度方案，可以針對雙鏈路組網結構，進行跨設備跨鏈路的統一流量調度，從而避免一條鏈路可能嚴重擁塞，而另外一條鏈路卻空閑的情況，最大化利用鏈路帶寬資源。

圖7 雙鏈路流量調度

如圖7所示，實現方案設計如下：

l 業務分流：規劃路由、策略路由，生產等重要業務走主鏈路，辦公和視頻業務走備用鏈路;

l 過載流量調度：主鏈路帶寬被占滿，超過的流量轉發到備鏈路;

l 帶寬保證：根據業務優先級進行帶寬保證，鏈路故障、流量超載時，優先保證關鍵業務傳輸。

3、帶寬公平調配

對于出口帶寬較小，而人數較多的分支機構，經常會出現由于某個人收發大郵件等，占用大量的帶寬，導致其他人上網速度明顯變慢，甚至可能影響到其他的重要業務，比如視頻會議。而大郵件收發屬于正常辦公業務，傳統的流量控制只能控制所有用戶的辦公業務流量，而不能限制某個用戶的流量。