软件配置
一、概述

    拥塞避免(congestion avoidance)是指通过监视网络资源(如队列或内存缓冲区)的使用情况,在网络尚未发生严重过载的情况下,主动采取丢弃报文的策略,通过降低网络负载来缓解或解除网络拥塞的一种流控策略。有以下几种拥塞避免丢弃策略:

    1. 传统的尾丢弃处理方式(tail drop 算法)

    采用这种方法需要在报文到达的时候估计平均队列长度。在报文经过分类,进入队列之前,检测队列长度,与门限值比较,做出接受或丢弃的判决。

    由于网络资源有限,当拥塞发生时,按照传统的队列尾丢弃处理方式,对于tcp报文,会引发tcp 的慢启动和拥塞避免机制,使tcp 减少报文的发送。当同时丢弃多个tcp 连接的报文时,将造成多个tcp 连接同时进入慢启动和拥塞避免,称之为:tcp 全局同步。这使得发向网络的报文流量总是忽大忽小,线路上的流量总在极少和饱满之间波动,造成网络利用率降低。

    为了避免这种情况的发生,可以采用随机早期检测(red)或加权随机早期检测(wred)的丢弃策略,避免使多个tcp 连接同时降低发送速度,避免tcp 的全局同步现象。这样,无论什么时候,总有tcp 连接在进行较快的发送,提高了线路带宽的利用率,降低拥塞的发生。(red 和wred)丢弃策略对网络中tcp 方式的应用有比较好的效果,但对网络中udp 数据产生的拥塞则不会有很大的改善。

    2. 加权随机早期检测wred

    wred 对每种颜色(红黄绿)数据包发生的拥塞避免,都可以设置丢弃的上下限,丢弃概率。

    数据包在交换机的处理过程中,对每种数据包都会打上颜色,标记为红、黄、绿三种颜色。committed-threshold 对应于绿包,conformed-threshold 对应于黄包,exceeded-threshold 对应于红包,当队列超过exceeded-threshold 门限时开始丢弃红包,但黄包和绿包仍然可以通过,当队列超过conformed-threshold 门限配置时,开始丢弃黄包,但绿包仍然可以通过。当队列超过committed-threshold 门限设置时,三种颜色的数据包都将被丢弃。与tail drop 算法不同,wred 算法是以一定的概率丢弃报文,而tail drop 只在buffer 满的时候才开始丢弃报文。

    wred 算法丢弃的概率随着"估计平均队列长度"(estimated average queue size)的增加而增大。wred 中的"估计平均队列长度"是一个时变的量,不是常数。因此,如果上一时刻队列几乎空,则此时报文被丢弃的概率就很小,当然,除非当前队列满了。相反,如果上一时刻队列几乎满,则此时报文被丢弃的概率就很大。wred使用两个队列门限max_th、min_th 和一个概率常数max_prob。当队列的平均长度avg 小于门限下限min_th 时,报文通过;当队列的平均长度avg 大于门限上线max_th 时,报文丢弃;当队列的平均长度avg 在min_th 和max_th之间时,报文以一定的概率丢弃,丢弃概率与avg 成线形关系。wred 可以为不同类别的业务提供不同的服务,优先处理优先级高的分组。wred 在检测到网络拥塞的情况下,按照一定的策略对优先级高的业务优先处理,既保证了高优先级业务处理的及时性,同时也不会加剧网络的拥塞程度。

    二、配置拥塞避免

    首先进入drop-profile 配置模式。系统支持1 个缺省的drop profile 和2 个用户自定义的drop-profile。

    在drop-profile 配置模式下,可以配置每个队列的相关设置。其中包括如下参数:

    1 平均长度权重因子(average-length-exponent):平均长度权重因子越小,平均队列长度越能响应突发流量,权重因子越大对突发流量的响应性越差。(平均队列长度是个时变的量)。权重因子越大,使得平均队列长度更加平滑,降低wred 对拥塞和缓解的响应,这样瞬时的突发流量不会造成丢包。越小的权重因子加速wred 响应。太大的值可能使得平滑队列平均长度,使得wred 不起作用。太小的值会造成对短时突发流量的过分响应,造成不必要的丢包。

    2 平均队列长度最小阀值,平均队列长度最大阀值,最大丢弃概率指数因子:这些阀值说明了平均队列长度和丢弃概率之间的线性关系。

    3 可以为系统中的每个队列定义不同的丢弃行为,对于高优先级的队列可以定义“消极”的drop profile,也就是各项阀值尽可能的大,保证包的通过;对于低优先级的队列可以定义“积极”的drop profile,也就是各项阀值尽可能的小,防止拥塞。

    配置步骤

   

   
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