当网络拥塞时，必须解决多个报文同时竞争使用资源的问题，通常采用队列调度加
以解决。
下面介绍SP（Strict-Priority，严格优先级队列）、WFQ（Weighted Fair Queue，
加权公平队列）和WRR（Weighted Round Robin，加权轮询队列）。
(1)
SP 队列调度算法，是针对关键业务型应用设计的。关键业务有一个重要的特点，即
在拥塞发生时要求优先获得服务以减小响应的延迟。以端口有8 个输出队列为例，
优先队列将端口的8 个输出队列分成8 类，依次为7、6、5、4、3、2、1、0 队列，
它们的优先级依次降低。
在队列调度时，SP 严格按照优先级从高到低的次序优先发送较高优先级队列中的分
组，当较高优先级队列为空时，再发送较低优先级队列中的分组。这样，将关键业
务的分组放入较高优先级的队列，将非关键业务（如E-Mail）的分组放入较低优先
级的队列，可以保证关键业务的分组被优先传送，非关键业务的分组在处理关键业
务数据的空闲间隙被传送。
SP 的缺点是：拥塞发生时，如果较高优先级队列中长时间有分组存在，那么低优先
级队列中的报文就会由于得不到服务而"饿死"。
(2) WFQ 队列
在介绍加权公平队列前，先要理解公平队列FQ（Fair Queuing）。FQ 是为了公平
地分享网络资源，尽可能使所有流的迟延和延迟抖动达到最优而推出的。它照顾了
各方面的利益，主要表现在：
1 不同的队列获得公平的调度机会，从总体上均衡各个流的延迟；
2 短报文和长报文获得公平的调度：如果不同队列间同时存在多个长报文和短报
文等待发送，应当顾及短报文的利益，让短报文优先获得调度，从而在总体上
减少各个流的报文间的延迟抖动。
与FQ 相比，WFQ 在计算报文调度次序时增加了优先权方面的考虑。从统计上，
WFQ 使高优先权的报文获得优先调度的机会多于低优先权的报文。WFQ 能够按流
的"会话"信息（包括协议类型、源和目的TCP 或UDP 端口号、源和目的IP 地址
及ToS 域中的优先级等）自动进行流分类，并且尽可能多地提供队列，以将每个流
均匀地放入不同队列中，从而在总体上均衡各个流的延迟。在出队的时候，WFQ 按
流的优先级来分配每个流应占有出口的带宽。优先级的数值越小，所得的带宽越少。
优先级的数值越大，所得的带宽越多。最后，轮询各个队列，按照带宽比例从队列
中取出相应数量的报文进行发送。
用户可以用WFQ 的队列调度算法为0～7 队列中的每个队列指定带宽，然后根据每
条流的CoS 值和队列的映射关系决定哪条流进哪个队列，也决定了哪条流分得多大
的带宽。
(3) WRR队列
WRR 队列调度算法在队列之间进行轮流调度，保证每个队列都得到一定的服务时
间。以端口有8 个输出队列为例，WRR 可为每个队列配置一个加权值（依次为w7、
w6、w5、w4、w3、w2、w1、w0），加权值表示获取资源的比重。如一个100M
的端口，配置它的WRR 队列调度算法的加权值为5、5、3、3、1、1、1、1（依次
对应w7、w6、w5、w4、w3、w2、w1、w0），这样可以保证最低优先级队列至少
获得5Mbit/s 带宽，避免了采用SP 调度时低优先级队列中的报文可能长时间得不到
服务的缺点。WRR 队列还有一个优点是，虽然多个队列的调度是轮询进行的，但对
每个队列不是固定地分配服务时间片----如果某个队列为空，那么马上换到下一个
队列调度，这样带宽资源可以得到充分的利用。
Leave a comment