解决方案

拥塞管理是指网络在发生拥塞时，针对不同类型的业务流量，如何进行管理和控制；

原理简述

拥塞管理的中心内容：当拥塞发生时如何制定一个策略，用于决定报文转发的处理次序和丢弃原则，一般采用队列技术；

管理的内容包括：报文离开队列的时间、顺序，以及各个队列之间报文离开的相互关系则由队列调度算法决定；

队列技术

将从一个接口发出的所有报文放入多个队列，按照各个队列的优先级进行处理，对报文的转发进行不同的调度处理；

调度算法

不同的队列调度算法用来解决不同的问题，并产生不同的效果；

特性特征

WIP

应用场景

在网络中，当共享同一网络的多种业务竞争相同的资源（带宽，缓冲区等）时可能会产生拥塞，高优先级业务无法得到保证。此时可以通过优先级映射的结果将报文送入不同的队列，如图所示，在设备出方向为不同的队列配置不同的调度方式，可以达到对不同业务进行差分服务的目的；

队列技术（Queue）

队列指的是在缓存中对报文进行排序的逻辑；

当流量的速率超过接口带宽（或超过为该流量设置的带宽）时，就以队列的形式，将报文暂存在缓存中；

下行队列

每个端口上都有 8 个下行队列，称为 CQ（Class Queue）队列，也叫端口队列（Port-queue）；
分别为 BE、AF1、AF2、AF3、AF4、EF、CS6 和 CS7；

例如 NE20E 设备和 NE40E 设备，每个端口上都有 8 个下行队列；

注意事项、该队列技术是出现在接口（端口）上的。在 MQC 中，并没有这八个端口的概念。

调度算法

先进先出，FIFO（First In First Out）

单个队列的报文采用 FIFO 原则入队和出队；

FIFO 按报文到达接口的先后顺序让报文进入队列，在队列的出口让报文按进队的顺序出队，先进的报文将先出队，后进的报文将后出队；

优点：实现机制简单且处理速度快；
缺点：FIFO 不对报文进行分类，所以不能有差别地对待优先级不同的报文；

严格优先级，SP（Strict Priority）

SP（Strict Priority）调度就是严格按照队列优先级的高低顺序进行调度。只有高优先级队列中的报文全部调度完毕后，低优先级队列才有调度机会；

如图，假设端口有 3 个采用 SP 调度算法的队列，分别为高优先（High）队列、中优先（Medium）队列、和低优先（Low）队列，它们的优先级依次降低。其中报文编号表示报文到达顺序；

在报文出队的时候：
1）首先，让高优先队列中的报文出队并发送，直到高优先队列中的报文发送完，
2）然后，发送中优先队列中的报文，直到发送完，
3）接着，是低优先队列。在调度低优先级队列时，如果高优先级队列又有报文到来，则会优先调度高优先级队列；

优点：对高优先级的报文提供优先转发，较高优先级队列的报文将会得到优先发送，而较低优先级的报文后发送；
缺点：低优先级队列可能出现“饿死”现象。当拥塞时，如果较高优先级队列中长时间有报文存在，那么低优先级队列中的报文就会得不到调度机会；

加权公平队列，WFQ（Weighted Fair Queuing）

WFQ（Weighted Fair Queuing）调度：按队列权重，来分配每个流占有出口的带宽。同时，为了使得带宽分配更加“公平”，WFQ 以 bit 为单位进行调度，是 bit-by-bit 调度模型；

当然，Bit-by-bit 调度模型只是理想化的模型，实际上，Huawei NE40E 实现的 WFQ 是按照一定的粒度，例如 256B、1KB，或其他粒度，具体按何种粒度，与单板类型相关；

在报文出队的时候，首先让高优先队列中的报文出队并发送，直到高优先队列中的报文发送完，然后发送中优先队列中的报文，直到发送完，接着是低优先队列。在调度低优先级队列时，如果高优先级队列又有报文到来，则会优先调度高优先级队列。这样，较高优先级队列的报文将会得到优先发送，而较低优先级的报文后发送；

优点：
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；
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，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抖动；
从统计上看，权重越小，所分得的带宽越少。权重越大，所分得的带宽越多；

缺点：低时延业务仍得不到及时调度；无法实现用户自定义分类规则；

队列 and 调度

每个接口有 8 个端口队列，用户可以为其都配置成 SP 调度，或者是基于权重的调度。即所有的 8 个端口队列可以全部配置成 WFQ，也可以全部配置成 PQ，也可以全部配置成 LPQ，也可以组合；

根据队列调度算法，8 个端口队列可以分为三组：

PQ 队列

采用 SP 调度算法

PQ 队列之间采用 SP 调度算法，当从队列调度报文时，先从高优先级的队列调度报文。这样，可对不同业务数据提供绝对的优先，对时延敏感的实施应用如 VoIP 的延时可以得到保证，对优先业务的报文带宽占用可以绝对优先；

场景：通常情况下，只时延敏感的业务入 PQ 队列；

缺点：报文饿死现象，如果不对高优先级的报文带宽加限制，会造成低优先级报文得不到带宽，可能得不到调度机会；

WFQ 队列

采用 WFQ 调度算法

WFQ 队列是按权重进行调度的，调度算法可以是 WFQ 调度算法，按权重进行剩余带宽的分配；

LPQ 队列

采用 SP 调度算法

LPQ 队列是在高速链路（以太网）接口上实现的队列调度机制。低速链路（如 Serial、MP-Group）上不支持 LPQ 队列；

LPQ 队列之间的调度方式与 PQ 队列一样，也采用 SP 调度。不同在于拥塞时 PQ 可以抢占 WFQ 的带宽，而 LPQ 不可以抢占 WFQ 的带宽。在 PQ 和 WFQ 队列调度结束后，如果还有剩余带宽则分配给 LPQ；

实际应用中，可以将 BE 流用 LPQ 进行调度。这样，在网络负载较重时，BE 流可以完全被限制，优先满足其它业务；

三种队列的调度顺序

端口队列调度顺序：PQ、WFQ、LPQ 之间采用 SP 调度算法，优先调度 PQ 队列，再调度 WFQ 队列，最后调度 LPQ 队列；

队列间的调度流程：
1）在调度出队的时候，若 PQ 队列中有报文，则总是优先发送 PQ 队列中的报文，直到 PQ 队列中没有报文时才调度发送 WFQ 队列中的报文。只要 PQ 队列中有报文，系统就会优先发送 PQ 队列中的报文；
2）若 PQ 队列中没有报文时，则调度 WFQ 队列。如果在调度 WFQ 队列过程中，PQ 队列又有报文到来，则会优先调度 PQ 队列；
3）直到 WFQ 中的报文被发送完毕，才调度 LPQ 队列中的报文；

调度结果：
1）首先保证 PQ 队列的 PIR 带宽，剩余带宽在各 WFQ 队列间按权重分配；
2）当满足所有 WFQ 队列的 PIR 带宽后，如果此时还有剩余带宽，则分配给 LPQ；