Linux内核QoS实现机制.doc

Linux内核QoS实现机制 Linux内核QoS实现机制是指在Linux内核中实现质量服务（QoS）的机制。 QoS是指网络业务的服务质量，包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。在网络中，可以通过保证传输的带宽、降低传送的时延、降低数据的丢包率以及时延抖动等措施来提高服务质量。 1. QoS介绍 QoS（Quality of Service）即服务质量。服务质量是相对网络业务而言的，在保证某类业务的服务质量的同时，可能就是在损害其它业务的服务质量。例如，在网络总带宽固定的情况下，如果某类业务占用的带宽越多，那么其他业务能使用的带宽就越少，可能会影响其他业务的使用。因此，网络管理者需要根据各种业务的特点来对网络资源进行合理的规划和分配，从而使网络资源得到高效利用。 2. 流量控制 流量控制包括以下几种方式： （1）SHAPING（限制）：当流量被限制，它的传输速率就被控制在某个值以下。限制值可以大大小于有效带宽，这样可以平滑突发数据流量，使网络更为稳定。shaping（限制）只适用于向外的流量。 （2）SCHEDULING（调度）：通过调度数据包的传输，可以在带宽范围内，按照优先级分配带宽。SCHEDULING（调度）也只适用于向外的流量。 （3）POLICING（策略）：SHAPING 用于处理向外的流量，而 POLICIING（策略）用于处理接收到的数据。 （4）DROPPING（丢弃）：如果流量超过某个设定的带宽，就丢弃数据包，不管是向内还是向外。 3. 内核实现过程 Linux内核实现QoS机制的过程图表如图1所示。其中，ingress policing是处理输入数据包的，而output queueing则是处理输出数据包的。 4. Ingress实现机制 Ingress QOS在内核的入口点有两个，但是不能同时启用，这取决于内核编译选项。当打开了CONFIG_NET_CLS_ACT（from 2.6.8 release still available on 2.6.39 release）时，入口点在src/net/core/dev.c的netif_receive_skb函数中；当没有打开CONFIG_NET_CLS_ACT，而是打开了CONFIG_NET_CLS_POLICE（from 2.6.9 release to 2.6.24, thus this is an obsolete configuration）和CONFIG_NETFILTER时，就会在netfilter的PREROUTING钩子点处调用ing_hook函数。 5. Egress实现机制 系统在注册网络设备时会在register_netdevice函数中调用dev_init_scheduler函数注册一个qdisc的接口，它是一个特殊的qdisc，不做任何处理。当创建好设备，用ifconfig up命令把设备拉起后，会调用到内核的src/net/core/dev.c中的dev_open函数，在dev_open函数中又会调用到src/net/sched/sch_generic.c中的dev_activate函数，给设备配置默认的root qdisc处理机制：pfifo_fast。