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【NE探秘】一个报文的路由器之旅-(5) QoS处理流程

TCP/IP
2022-10-13
1399
更新：2022-10-14 09:30:51

QoS涉及四大组件：流分类和标记（简单流分类、复杂流分类）、流量限速（CAR和流量整形）、拥塞管理（队列调度）、拥塞避免（丢弃策略），这四大组件在华为设备上是按一定的顺序进行处理的。

有的单板的接口卡内嵌了一个TM芯片，称为eTM（egress Traffic Manager）子卡，有的单板的接口卡没有eTM子卡。带有eTM子卡和没有eTM子卡，对于QoS来说，差别只在于下行的队列调度：带有eTM子卡时，下行队列调度在eTM子卡上进行，没有eTM时，下行队列调度在TM上进行。

**无eTM子卡时的QoS处理流程图：**

**带eTM子卡时的QoS处理流程图：**

其中，流分类和标记是实现QoS差分服务的前提和基础；流量监管、流量整形、拥塞管理和拥塞避免是提供差分服务的具体体现。前一贴《一个报文的路由器之旅 - (4)QoS基础》在介绍简单流分类时介绍过，华为路由器为每个报文设置了两个内部标记：Service-Class和Color，对应服务等级（即调度优先级）和丢弃优先级，设备的后续各种QoS动作都是围绕这两个内部标记进行的。

**具体过程是这样的：**

1）首先上行PFE初始化报文的内部流标记（Service-class=BE，Color=Green）；

2）根据入接口配置进行上行简单流分类处理，即提取报文的优先级字段（8021p、DSCP或MPLS Exp）进行流分类，重新设置报文的内部流标记（Service-class & Color）；

3）根据入接口配置进行上行复杂流分类处理，即提取报文的多个信息字段进行流分类。根据分类结果执行包过滤、重标记、重定向等处理。如果是重标记（remark），则会再次重新设置内部流标记（Service-class & Color）。

4）查表转发，获得报文的出接口、下一跳信息。

5）根据报文入接口下配置的CAR，或者是上行复杂流分类中配置的CAR进行上行CAR处理（如果同时配置了接口CAR与复杂流分类CAR，最终按复杂流分类CAR处理）。在CAR处理中，可以根据输入流量的情况执行Pass或者Drop动作，也可以支持Pass+Remark的处理。如果是Pass+Remark处理，则再次重新设置内部流标记（Service-class & Color）。

6）之后，报文根据Service-class进入上行TM的队列，进行队列调度，根据Color做WRED处理（如果配置了WRED的话）。

7）报文经过交换网交换到下行。

8）（下行PIC存在eTM的情况下，将跳过此步骤）报文根据Service-class进入下行TM的队列，进行队列调度，根据Color做WRED处理（如果配置了WRED的话）。

9）报文进入下行包处理引擎PFE，下行PFE获取报文封装信息。

10）下行PFE根据出接口配置进行下行复杂流分类处理，即提取报文的多个信息字段进行流分类。根据分类结果执行包过滤、重标记、重定向等处理。如果是重标记（remark），则会再次重新设置内部流标记（Service-class & Color）。

11）根据报文出接口下配置的CAR，或者是下行复杂流分类中配置的CAR进行下行CAR处理（如果同时配置了接口CAR与复杂流分类CAR，最终按复杂流分类CAR处理）。在CAR处理中，可以根据输入流量的情况执行Pass或者Drop动作，也可以支持Pass+Remark的处理。如果是Pass+Remark处理，则再次重新设置内部流标记（Service-class & Color）。

12）进行下行简单流分类反映射：根据Service-class & Color设置（新封装的报文头）或者改写（已经存在的报文头）出口报文的优先级字段。

13）经过下行PFE的出口检查和处理后，报文进入下行接口卡。

<span style="font-family: Wingdings;color: #222222;letter-spacing: 1px;font-size: 16px;background: #FFFFFF">l <span style="color: #222222; letter-spacing: 1px; font-size: 16px; background: #FFFFFF; font-family: 微软雅黑;"> 对于无eTM的接口卡，添加链路层帧间隙、前导码、帧开始界定符和FCS，将报文转发到物理链路上；
</span>
<span style="font-family: Wingdings;color: #222222;letter-spacing: 1px;font-size: 16px;background: #FFFFFF">l <span style="color: #222222; letter-spacing: 1px; font-size: 16px; background: #FFFFFF; font-family: 微软雅黑;">对于有eTM的接口卡，添加完链路层帧间隙、前导码、帧开始界定符和FCS后，将报文转发到物理链路之前，将进行一轮队列调度：报文根据Service-class进入下行eTM的队列，进行队列调度，根据Color做WRED处理（如果配置了WRED的话）。</span>

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