Rate Shaping

最近遇到一個網路專有名詞:Rate Shaping,查找了一下網路,發現滿有趣的,跟大家分享。(以下節錄自原文章:http://www.ezfiber.com.tw/resources/resources01.htm)

頻寬管理機制,共有 TCP Rate Shaping 、 Class-based Queuing 、 Fail Allocation of Bandwidth 及 Packet-size Optimization 等四種;完整的架構出最佳化的頻寬控管功能: 

A. TCP Rate Shaping : 
TCP Rate Shaping 為一專為 TCP/IP 交通設計的管理法則,它會告知資料傳送者適時的減少資料傳輸量,來使得 TCP 資料流 (TCP Flow) 傳送更加平順,以便達到將 TCP 交通的瞬間巨量 (Burst) 情形降至最低。這些突如其來的巨量交通會造成路由器的交通阻塞,嚴重影響到一些無法接受傳輸延遲的網路應用 (Latency-Sensitive Application) 。 

然而, TCP Rate Shaping 只是很粗略的控制傳輸的訊框大小 (Window Size) ,對於低速的專線並無法有效的達到準確的頻寬管理。同時,一般所謂重要的應用 (Mission-Critical Application) 的封包均是相當短而快的傳輸連結, TCP Rate Shaping 無法對其有所幫助。此外, TCP Rate Shaping 只能控制 TCP 的交通,對於 Non-TCP 的交通則無法管理;而根據統計,網路上的交通約有 48% 為 TCP 的交通,約有 52% 為 Non-TCP 的交通。 

B. Class-based Queuing (CBQ) 
Class-based Queuing(CBQ) 乃依據不同的 Class 等級提供不同的 Traffic Queuing ,它可補足 TCP Rate Shaping 只能管理 TCP 交通的問題,支援 TCP 及 Non-TCP 的交通管理,並且能管控到網路交通的封包階層 (Packet Level) ,故能更有效的控制低速頻寬的傳輸。 

C. Fail Allocation of Bandwidth 
CBQ 雖能補強 TCP Rate Shaping 之不足,然而仍有其問題所在。因為 CBQ 只針對 Class 來作頻寬的分配,並不能保證同一 Class 中的不同交通傳輸 (Traffic Flow) 能獲得相等的頻寬資源;所以仍可能產生某些屬於高優先權 (High Priority) 的使用者依然得不到頻寬的現象。為確保對同一 Class 中所有使用者的公平對待,需要有法則來將一個 Class 所制定的頻寬平均分配到每個交通流。 

D. Packet-size Optimization 
Packet-size Optimization 能將傳輸的 Packet -size 最佳化,例如將 e-mail 傳遞大檔案的 Packet -size 縮小,來避免這些大檔案將頻寬佔住,使一些小封包傳不出去;以確保如 TN3270 、 VoIP 等無法接受傳輸延遲的網路應用 (Latency-Sensitive Application) 交通的品質保障。