广域网流量调度方案发展与应用

流量着色：根据流量监测的结果，以及设定的拥塞避免策略，为各类业务流标记颜色，以执行对应的转发策略。具体原则为：

(1)根据每个业务的保证带宽、实际流量，对流量报文着色。

当业务流量低于保证带宽时，标记为绿色;当业务流量高于保证带宽时，表示有突发，将超过保证带宽的突发流量标记为红色。图5中，流量1、2、3的业务流量标记为绿色，流量4有2M流量标记为绿色，3M流量标记为红色;

(2)进行多级调度，为业务流量重分配带宽，从而达到带宽均衡。

经过步骤(1)后，业务流量包括绿色的正常流量，以及红色的突发流量。如果某个业务流量小于保证带宽，则绿色的流量速率小于出接口带宽，此时可以通过多个业务带宽重分配，将富余的带宽分配给一部分红色的突发流量，使之变为绿色。反之，如果绿色流量的速率大于出接口带宽，此时可以通过多个业务带宽重分配，将一部分优先级较低的流量变为红色。图5中，流量3的实际流量比保证带宽小1M，流量1、2、3的绿色流量带宽为9M，富余的1M将分配给流量4，则流量4有3M流量标记为绿色，2M流量标记为红色;

(3)可以将红色的流量进行优先级重标记，打上特定的DSCP优先级，用于执行流量转发策略。例如，将着色为红色的流量，标记特殊优先级DSCP11。

流量转发：根据流量着色结果执行转发策略。对绿色的流量正常转发，通过出接口A沿主链路转发;对红色的流量，按照设定的流量策略，将报文丢弃，或者重路由到出接口B，转发给相邻路由器，沿备链路转发。

在实际应用中，为了防止重路由后的流量再重新返回(例如冗余广域链路故障)，还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、精细化流量控制

由于传统的流量控制只能根据L2～L4报文进行处理，因此需要依靠DPI(深入报文检测)、ACG(应用流量控制)等技术和设备进行精细化流量识别和控制，并且能够基于用户执行灵活控制策略。

DPI：路由器设备的L4～L7层报文特征识别功能，通过CPU实现。优点是路由器软件集成，不增加额外成本;缺点是识别功能较弱，性能不高。适用于带宽不高、流量较少的小型网络。

ACG：采用专用的硬件设备，通过特征库实现L4～L7层报文特征识别功能，既可以是独立的硬件设备，也可以是路由器的业务模块。优点是功能强大，除了报文特征识别外，还可以基于流特征(如持续时间、速率波动、流量统计特征)识别报文特征难以界定或经常变化的应用流量(如P2P流量，经常更改端口号、协议字段);缺点是需要增加额外投资。适用于带宽较高、流量比较复杂的中大型网络。

通过ACG专用设备，还可以使用直观、易于管理的配置界面，实现复杂的流量控制和调度策略。例如，对广域网30个分支机构、每个机构5种业务设定带宽分配和优先级转发策略。如果通过路由器的分层QoS技术实现，涉及150种QoS策略，配置和实现非常复杂;而通过ACG设备实现，可以通过图形化界面进行统一配置，部署简单、直观。

三、 流量调度方案的主要应用场景

采用流量调度方案，可以满足不同网络环境的多样化流量控制需求。

1、带宽预留与共享

SDH和IP技术在带宽分配方面，前者通过时隙划分带宽，适合对不同部门和业务分配绝对带宽，但各部门和业务之间无法做到带宽共享;后者通过包交换共享带宽，可以充分利用设备和链路资源，但如果需要实现带宽预留，必须通过复杂的MPLS TE技术，实施难度很大。

对于政府、企业的某些广域网建设，多个部门、业务共享物理网络平台，为了兼顾业务传输质量和带宽均衡，有时需要为关键部门和业务分配一定的预留带宽，保证该业务持续、正常运行，防止带宽被其他业务占用;同时，也需要各部门和业务能够共享剩余带宽，当业务突发时，保证总体带宽的利用效率。

通过流量调度方案可以很好的实现上述需求，如图6所示：

在地区A、B的汇聚路由器上，流量调度方案设计如下：

l 地区A、B之间广域网链路带宽155M;

l 为部门1、部门2各预留40M带宽，剩余75M作为共享带宽;

l 为保证视频质量的稳定，各部门视频流(10M)只能占用部门预留带宽，而不能走共享带宽;

l 在部门预留带宽内，数据流量可以自动根据视频流量大小调整带宽分配，当没有视频流量时，数据流量可以占用全部40M预留带宽，超过40M的流量占用共享带宽;有视频流量(2～10M)时，数据流量只占用剩余的预留带宽。

2、双链路流量调度

为保证高可靠，广域网普遍采用主、备冗余链路。随着业务类型和流量的增加，备链路已不再只是作为备份，而是与主链路进行分担，共同承载业务流量，实现对广域网链路资源的充分利用。

传统流量控制设计，都是基于单接口或链路的，当该接口或链路业务流量超出带宽后，就会产生丢包。采用流量调度方案，可以针对双链路组网结构，进行跨设备跨链路的统一流量调度，从而避免一条链路可能严重拥塞，而另外一条链路却空闲的情况，最大化利用链路带宽资源。

图7 双链路流量调度

如图7所示，实现方案设计如下：

l 业务分流：规划路由、策略路由，生产等重要业务走主链路，办公和视频业务走备用链路;

l 过载流量调度：主链路带宽被占满，超过的流量转发到备链路;

l 带宽保证：根据业务优先级进行带宽保证，链路故障、流量超载时，优先保证关键业务传输。

3、带宽公平调配

对于出口带宽较小，而人数较多的分支机构，经常会出现由于某个人收发大邮件等，占用大量的带宽，导致其他人上网速度明显变慢，甚至可能影响到其他的重要业务，比如视频会议。而大邮件收发属于正常办公业务，传统的流量控制只能控制所有用户的办公业务流量，而不能限制某个用户的流量。