QoS 中的优先级相关的设计

网络中的 QoS 实现技术 MPLS(多协议标签交换)和 TC(Linux Traffic Control)通过不同技术实现不同优先级流量的划分与优先转发:

MPLS中的流量划分与优先转发

  • MPLS 利用 MPLS 包头中的 3-bit EXP(Experimental)字段进行流量分类。EXP 字段携带服务等级信息,标签交换路由器(LSR)根据该字段来决定流量所属的优先级类别。
  • MPLS 网络中通常用 E-LSP(Explict Label Switched Path)方案,实现基于 EXP 字段的 Differentiated Services(区分服务),流量被分配到不同的服务类别中。
  • 流量分类时,边缘路由器可选择信任 IP 包中的 DSCP 或 IP Precedence 值,将其映射到 MPLS 的 EXP 字段,支持 Uniform、Pipe 和 Short Pipe 三种 DiffServ 隧道模式来维护全网络一致的 QoS。
  • 设备根据 EXP 字段对不同优先级的流量进行排队(Queuing)、限速(Shaping)和丢弃(Policing),实现流量调度和拥塞避免。
  • MPLS-TE(Traffic Engineering)可以结合优先级参数(Setup Priority 和 Holding Priority)实现对标签路径的资源预占和优先级抢占,提高高优先级流量的转发保障。

Linux TC中的流量划分与优先转发

  • Linux TC 是 Linux 内核中的流量控制框架,使用 Qdisc(队列调度器)实现不同的排队和调度策略,支持复杂的类和过滤器来分类流量。
  • 流量分类通过过滤器(Filters)识别包头字段,如 IP 类别字段(TOS/DSCP)或端口号,分配到不同的类(Classes)。
  • TC 支持多种队列调度器,如 HTB(Hierarchical Token Bucket)和 SFQ(Stochastic Fair Queuing)等,实现带宽限制、优先级保证和公平排队。
  • 流量调度器在出接口对不同类别流量进行排队和调度,优先转发高优先级流量,保证关键业务的带宽和时延需求。

总结

  • MPLS 利用 MPLS 报文中的 EXP 字段标记流量,通过标签交换路径上的设备进行统一的优先级处理和资源调度,支持 DiffServ 模式和 Traffic Engineering技术。
  • Linux TC 通过过滤器对流量进行精细分类,使用多层次排队和调度机制来实现不同优先级流量的带宽分配和优先传输。
  • 两者都实现了优先级流量的区别对待和高优先级优先转发,通过标记、分类、排队和流量控制技术保障 QoS。

以上内容覆盖了 MPLS 和 TC 技术如何实现流量优先级划分及优先转发机制的核心技术点[1][2][3][4][5][6].

Sources [1] Understanding MPLS QoS - CloudEngine S3700, S5700 ... support.huawei.com/enterprise/... [2] 🚦 Linux Traffic Control & Quality of Service www.linkedin.com/pulse/linux... [3] Support - QoS Technology White Paper-6W100 www.h3c.com/en/Support/... [4] Configuring MPLS QoS www.cisco.com/c/en/us/td/... [5] QoS in Linux with TC and Filters www.linux.com/training-tu... [6] Support - 03-MPLS QoS configuration www.h3c.com/en/d_202001... [7] tc(8) - Linux manual page man7.org/linux/man-p... [8] Classification and Marking www.networkacademy.io/ccna/networ... [9] Overview of MPLS QoS support.huawei.com/enterprise/... [10] Class-based QoS Configuration - NetEngine 8000 F1A ... support.huawei.com/enterprise/... [11] QoS on GNU/Linux using the tc Command | Traffic Control Guide std.rocks/gnulinux_ne... [12] Hierarchical Quality of Service (HQoS) Overview :: Resources documents.rtbrick.com/techdocs/25... [13] MPLS QoS: Classifying and Marking EXP www.cisco.com/c/en/us/td/... [14] Shaping Linux Traffic with tc joshrosso.com/docs/2020/2... [15] Modular QoS Configuration Guide for Cisco NCS 540 ... www.cisco.com/c/en/us/td/... [16] Flow-Based Reservation Marking in MPLS Networks ira.lib.polyu.edu.hk/bitstream/1... [17] Prioritize network traffic by IP in Linux - ben.land ben.land/post/2020/1... [18] Optimize MPLS Network Monitoring pandorafms.com/blog/networ... [19] Supporting differentiated services in MPLS networks www.ee.ucl.ac.uk/~uceegp0/Pu... [20] 計算機網路- Linux TC (Traffic Control) hackmd.io/@0xff07/S1S...

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