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【NE探秘】一个报文的路由器之旅 -(3) 流量控制

TCP/IP
2022-10-13
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更新：2022-10-14 09:31:51

> 前两贴介绍了报文的接收、解析、转发、交换、封装、发送的操作过程。除了这些操作，路由器还有一个重要功能，便是流量控制。
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华为高端路由器上有3个主要的流量控制机制：反压机制、队列机制、流量监管。

# 反压机制

报文经过上行接口板的处理之后，送往交换网板进行交换。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，很强大。然而，下行接口板可能没那么强大，万一扛不住怎么办？为了避免这种现象，路由器上有“**反压机制**”，下行接口板扛不住，会发生反压，这样交换网板知道了，会**通知上行接口板暂停发包，将报文进行缓存**。

# 队列机制

配合反压机制，华为高端路由器的接口板上有一块**被称为TM（Traffic Management）**的部件，里面有一些**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。

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。

# 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**，使得流量不超过入/出接口允许的带宽，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，限制流量不超过入接口带宽；也可以在下行PFE上执行，限制流量不超过出接口带宽。

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在因CAR被丢弃（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，详细请参见**“协议报文之旅”**）。

可能有人会有疑问，为了避免协议报文因拥塞被丢，不对其做CAR，那上文介绍队列机制时提到了丢弃策略，队列机制里有什么特殊措施避免协议报文被丢吗？为了避免协议报文在队列中被丢弃，协议报文一般都设置为高服务等级，入高优先级队列被优先调度，通常不会被丢弃。

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