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QoS（Quality of Service，服务质量）是各种存在服务供需关系的场合中普遍存在的概念，它评估服务方满足客户服务需求的能力。评估通常不是精确的评分，而是注重分析在什么条件下服务是好的，在什么情况下还存在着不足，以便有针对性地做出改进。
在Internet中，QoS所评估的就是网络转发分组的服务能力。由于网络提供的服务是多样的，因此对QoS的评估可以基于不同方面。通常所说的QoS，是对分组转发过程中为延迟、抖动、丢包率等核心需求提供支持的服务能力的评估。
传统的IP网络无区别地对待所有的报文，设备处理报文采用的策略是FIFO（First In First Out，先入先出），它依照报文到达时间的先后顺序分配转发所需要的资源。所有报文共享网络和设备的资源，至于得到资源的多少完全取决于报文到达的时机。这种服务策略称作Best-Effort，它尽最大的努力将报文送到目的地，但对分组转发的延迟、抖动、丢包率和可靠性等需求不提供任何承诺和保证。
传统的Best-Effort服务策略只适用于对带宽、延迟不敏感的WWW、文件传输、e-mail等业务。
随着计算机网络的高速发展，越来越多的网络接入Internet。Internet无论从规模、覆盖范围和用户数量上都拓展得非常快。越来越多的用户使用Internet作为数据传输的平台，开展各种应用。
除了传统的WWW、e-mail、FTP应用外，用户还尝试在Internet上拓展新业务，比如远程教学、远程医疗、可视电话、电视会议、视频点播等。企业用户也希望通过VPN技术，将分布在各地的分支机构连接起来，开展一些事务性应用：比如访问公司的数据库或通过Telnet管理远程设备。
这些新业务有一个共同特点，即对带宽、延迟、抖动等传输性能有着特殊的需求。比如电视会议、视频点播需要高带宽、低延迟和低抖动的保证。事务处理、Telnet等关键任务虽然不一定要求高带宽，但非常注重低延迟，在拥塞发生时要求优先获得处理。
新业务的不断涌现对IP网络的服务能力提出了更高的要求，用户已不再满足于能够简单地将报文送达目的地，而是还希望在转发过程中得到更好的服务，诸如支持为用户提供专用带宽、减少报文的丢失率、管理和避免网络拥塞、调控网络的流量、设置报文的优先级。所有这些，都要求网络应当具备更为完善的服务能力。
传统网络所面临的服务质量问题，主要是由网络拥塞引起的。所谓拥塞，是指由于供给资源的相对不足而造成转发速率下降、引入额外的延迟的一种现象。
在Internet分组交换的复杂环境下，拥塞极为常见。以下图中的两种情况为例：
图1 流量拥塞示意图
(1) 分组流从高速链路进入设备，由低速链路转发出去。
(2) 分组流从相同速率的多个接口同时进入网络设备，由一个相同速率的接口转发出去。
如果流量以线速到达，那么就会遭遇资源的瓶颈而导致拥塞。
不仅仅是链路带宽的瓶颈会导致拥塞，任何用以正常转发处理的资源的不足，如可分配的处理器时间、缓冲区、内存资源的不足，都会造成拥塞。此外，在某个时间内对所到达的流量控制不力，使之超出了可分配的网络资源，也是引发网络拥塞的一个因素。
拥塞有可能会引发一系列的负面影响：
l 拥塞增加了报文传输的延迟和抖动，过高的延迟会引起报文重传。
l 拥塞使网络的有效吞吐率降低，造成网络资源的利用率降低。
l 拥塞加剧会耗费大量的网络资源（特别是存储资源），不合理的资源分配甚至可能导致系统陷入资源死锁而崩溃。
可见，拥塞使流量不能及时获得资源，是造成服务性能下降的源头。然而在分组交换以及多用户业务并存的复杂环境下，拥塞又是常见的，因此必须慎重加以对待。
增加网络带宽是解决资源不足的一个直接途径，然而它并不能解决所有导致网络拥塞的问题。
解决网络拥塞问题的一个更有效的办法是在网络中增加流量控制和资源分配的功能，为有不同服务需求的业务提供有区别的服务，正确地分配和使用资源。在进行资源分配和流量控制的过程中，尽可能地控制好那些可能引发网络拥塞的直接或间接因素，减少拥塞发生的概率；在拥塞发生时，依据业务的性质及其需求特性权衡资源的分配，将拥塞对QoS的影响减到最小。
图2 端到端QoS模型图
如图2所示，流分类、流量监管、流量整形、拥塞管理和拥塞避免是构造有区别地实施服务的基石，它们主要完成如下功能：
l 流分类：依据一定的匹配规则识别出对象。流分类是有区别地实施服务的前提，通常作用在接口入方向。
l 流量监管：对进入设备的特定流量的规格进行监管，通常作用在接口入方向。当流量超出规格时，可以采取限制或惩罚措施，以保护运营商的商业利益和网络资源不受损害。
l 流量整形：一种主动调整流的输出速率的流控措施，是为了使流量适配下游设备可供给的网络资源，避免不必要的报文丢弃和拥塞，通常作用在接口出方向。
l 拥塞管理：拥塞管理是必须采取的解决资源竞争的措施，是将报文放入队列中缓存，并采取某种调度算法安排报文的转发次序，通常作用在接口出方向。
l 拥塞避免：过度的拥塞会对网络资源造成损害，拥塞避免监督网络资源的使用情况，当发现拥塞有加剧的趋势时采取主动丢弃报文的策略，通过调整流量来解除网络的过载，通常作用在接口出方向。
在这些流量管理技术中，流分类是基础，它依据一定的匹配规则识别出报文，是有区别地实施服务的前提；而流量监管、流量整形、拥塞管理和拥塞避免从不同方面对网络流量及其分配的资源实施控制，是有区别地提供服务思想的具体体现。
一般情况下，QoS执行以下功能：
l 流分类
l 访问控制
l 流量监管和流量整形
l 拥塞管理
l 拥塞避免
流分类采用一定的规则识别符合某类特征的报文，它是有区别地进行服务的前提和基础。
流分类规则可以使用IP报文头的ToS（Type of Service，服务类型）字段的优先级位，识别出有不同优先级特征的流量；也可以由网络管理者设置流分类的策略，例如综合源地址、目的地址、MAC地址、IP协议或应用程序的端口号等信息对流进行分类。一般的分类依据都局限在封装报文的头部信息，使用报文的内容作为分类的标准是比较少见的。分类的结果是没有范围限制的，它可以是一个由五元组（源地址、源端口号、协议号、目的地址、目的端口号）确定的狭小范围，也可以是到某网段的所有报文。
一般在网络边界对报文分类时，同时设置报文IP头的ToS字段中的优先级位。这样，在网络的内部就可以直接使用IP优先级作为分类标准。而队列技术也可以使用这个优先级来对报文进行不同的处理。下游网络可以选择接收上游网络的分类结果，也可以按照自己的标准重新进行分类。
进行流分类是为了有区别地提供服务，它必须与某种流控或资源分配动作关联起来才有意义。具体采取何种流控动作，与所处的阶段以及网络当前的负载状况有关。例如，当报文进入网络时依据承诺速率对它进行监管；流出结点之前进行整形；拥塞时的队列调度管理；拥塞加剧时要采取拥塞避免措施等。
下面介绍一下几种优先级。
图3 DS域和ToS字节
如图3所示，IP header的ToS字段有8个bit，其中前3个bit表示的就是IP优先级，取值范围为0～7；第3～6这4个bit表示的是ToS优先级，取值范围为0～15；在RFC2474中，重新定义了IP报文头部的ToS域，称之为DS域，其中DSCP优先级用该域的前6位（0-5位）表示，取值范围为0～63，后2位（6、7位）是保留位。
如果不限制用户发送的流量，那么大量用户不断突发的数据只会使网络更拥挤。为了使有限的网络资源能够更好地发挥效用，更好地为更多的用户服务，必须对用户的流量加以限制。比如限制每个时间间隔某个流只能得到承诺分配给它的那部分资源，防止由于过分突发所引发的网络拥塞。
流量监管和流量整形就是一种通过对流量规格的监督，来限制流量及其资源使用的流控策略。进行流量监管或整形有一个前提条件，就是要知道流量是否超出了规格，然后才能根据评估结果实施调控策略。一般采用令牌桶（Token Bucket）对流量的规格进行评估。
令牌桶可以看作是一个存放一定数量令牌的容器。系统按设定的速度向桶中放置令牌，当桶中令牌满时，多出的令牌溢出，桶中令牌不再增加。
在用令牌桶评估流量规格时，是以令牌桶中的令牌数量是否足够满足报文的转发为依据的。如果桶中存在足够的令牌可以用来转发报文（通常用一个令牌关联一个比特的转发权限），称流量遵守或符合（conforming）这个规格，否则称为不符合或超标（excess）。
评估流量时令牌桶的参数设置包括：
l 平均速率：向桶中放置令牌的速率，即允许的流的平均速度。通常设置为CIR（Committed Information Rate，承诺信息速率）。
l 突发尺寸：令牌桶的容量，即每次突发所允许的最大的流量尺寸。通常设置为CBS（Committed Burst Size，承诺突发尺寸），设置的突发尺寸必须大于最大报文长度。
每到达一个报文就进行一次评估。每次评估，如果桶中有足够的令牌可供使用，则说明流量控制在允许的范围内，此时要从桶中取走与报文转发权限相当的令牌数量；否则说明已经耗费太多令牌，流量超标了。
为了评估更复杂的情况，实施更灵活的调控策略，可以设置两个令牌桶。例如TP（Traffic Policing，流量监管）中有四个参数：
l CIR
l CBS
l PIR（Peak Information Rate，峰值信息速率）
l EBS（Excess Burst Size，超出突发尺寸）
它使用了两个令牌桶，每个桶投放令牌的速率分别为CIR、PIR，只是尺寸不同——分别为CBS和EBS（这两个桶简称C桶和E桶），代表所允许的不同突发级别。每次评估时，依据“C桶有足够的令牌”、“C桶令牌不足，但E桶足够”以及“C桶和E桶都没有足够的令牌”的情况，可以分别实施不同的流控策略。
流量监管的典型应用是监督进入网络的某一流量的规格，把它限制在一个合理的范围之内，或对超出的部分流量进行“惩罚”，以保护网络资源和运营商的利益。例如可以限制HTTP报文不能占用超过50%的网络带宽。如果发现某个连接的流量超标，流量监管可以选择丢弃报文，或重新设置报文的优先级。
流量监管广泛的用于监管进入Internet服务提供商ISP的网络流量。流量监管还包括对所监管流量的流分类服务，并依据不同的评估结果，实施预先设定好的监管动作。这些动作可以是：
l 转发：比如对评估结果为“符合”的报文继续正常转发的处理。
l 丢弃：比如对评估结果为“不符合”的报文进行丢弃。
l 改变优先级并转发：比如对评估结果为“符合”的报文，将之标记为其它的优先级后再进行转发。
l 改变优先级并进入下一级监管：比如对评估结果为“符合”的报文，将之标记为其它的优先级后再进入下一级的监管。
l 进入下一级的监管：流量监管可以逐级堆叠，每级关注和监管更具体的目标。
TS（Traffic Shaping，流量整形）是一种主动调整流量输出速率的措施。一个典型应用是基于下游网络结点的TP指标来控制本地流量的输出。
流量整形与流量监管的主要区别在于，流量整形对流量监管中需要丢弃的报文进行缓存——通常是将它们放入缓冲区或队列内，如图5所示。当令牌桶有足够的令牌时，再均匀的向外发送这些被缓存的报文。流量整形与流量监管的另一区别是，整形可能会增加延迟，而监管几乎不引入额外的延迟。
图5 TS示意图
例如，在图6所示的应用中，设备Router A向Router B发送报文。Router B要对Router A发送来的报文进行TP监管，对超出规格的流量直接丢弃。
为了减少报文的无谓丢失，可以在Router A的出口对报文进行流量整形处理。将超出流量整形特性的报文缓存在Router A中。当可以继续发送下一批报文时，流量整形再从缓冲队列中取出报文进行发送。这样，发向Router B的报文将都符合Router B的流量规定。
利用LR（Line Rate，物理接口限速）可以在一个物理接口上限制发送报文（包括紧急报文）的总速率。
LR也是采用令牌桶进行流量控制。如果在设备的某个接口上配置了LR，所有经由该接口发送的报文首先要经过LR的令牌桶进行处理。如果令牌桶中有足够的令牌，则报文可以发送；否则，报文将进入QoS队列进行拥塞管理。这样，就可以对通过该物理接口的报文流量进行控制。
图7 LR处理过程示意图
由于采用了令牌桶控制流量，当令牌桶中存有令牌时，可以允许报文的突发性传输；当令牌桶中没有令牌时，报文必须等到桶中生成了新的令牌后才可以继续发送。这就限制了报文的流量不能大于令牌生成的速度，达到了限制流量，同时允许突发流量通过的目的。
与流量监管相比，物理接口限速能够限制在物理接口上通过的所有报文。流量监管在IP层实现，可以对端口上不同的流分类进行限速，但是对于不经过IP层处理的报文不起作用。当用户只要求对所有报文限速时，使用物理接口限速比较简单。
QoS策略包含了三个要素：类、流行为、策略。用户可以通过QoS策略将指定的类和流行为绑定起来，方便的进行QoS配置。
类是用来识别流的。
类的要素包括：类的名称和类的规则。
用户可以通过命令定义一系列的规则，来对报文进行分类。同时用户可以通过命令指定规则之间的关系：and或者or。
l and：报文只有匹配了所有的规则，设备才认为报文属于这个类。
l or：报文只要匹配了类中的一个规则，设备就认为报文属于这个类。
流行为用来定义针对报文所做的QoS动作。
流行为的要素包括：流行为的名称和流行为中定义的动作。
用户可以通过命令在一个流行为中定义多个动作。
策略用来将指定的类和指定的流行为绑定起来。
策略的要素包括：策略名称、绑定在一起的类和流行为的名称。
用户可以通过命令在一个策略中定义多个类与流行为的绑定关系。
当分组到达的速度大于接口或PVC发送分组的速度时，在该接口或PVC处就会产生拥塞。如果没有足够的存储空间来保存这些分组，它们其中的一部分就会丢失。分组的丢失又可能会导致发送该分组的设备因超时而重传此分组，这将导致恶性循环。
拥塞管理的中心内容就是当拥塞发生时如何制定一个资源的调度策略，决定报文转发的处理次序。
对于拥塞管理，一般采用队列技术，使用一个队列算法对流量进行分类，之后用某种优先级别算法将这些流量发送出去。每种队列算法都是用以解决特定的网络流量问题，并对带宽资源的分配、延迟、抖动等有着十分重要的影响。
这里介绍几种常用的队列调度机制。
如上图所示，FIFO按照时间到达的先后决定分组的转发次序。用户的业务流在某个设备能够获得的资源取决于分组的到达时机及当时的负载情况。Best-Effort报文转发方式采用的就是FIFO的排队策略。
如果设备的每个端口只有一个基于FIFO的输入或输出队列，那么恶性的应用可能会占用所有的网络资源，严重影响关键业务数据的传送。
每个队列内部报文的发送（次序）关系缺省是FIFO。
PQ队列是针对关键业务应用设计的。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。PQ可以根据网络协议（比如IP，IPX）、数据流入接口、报文长短、源地址/目的地址等灵活地指定优先次序。优先队列将报文分成4类，分别为高优先队列（top）、中优先队列（middle）、正常优先队列（normal）和低优先队列（bottom），它们的优先级依次降低。缺省情况下，数据流进入normal队列。
在队列调度时，PQ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。
PQ的缺点是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将一直得不到服务。
CQ按照一定的规则将分组分成16类（对应于16个队列），分组根据自己的类别按照先进先出的策略进入相应的CQ队列。
CQ的1到16号队列是用户队列，如图10所示。用户可以配置流分类的规则，指定16个用户队列占用接口或PVC带宽的比例关系。在队列调度时，系统队列中的分组被优先发送。直到系统队列为空，再采用轮询的方式按照预先配置的带宽比例依次从1到16号用户队列中取出一定数量的分组发送出去。这样，就可以使不同业务的分组获得不同的带宽，既可以保证关键业务能获得较多的带宽，又不至于使非关键业务得不到带宽。缺省情况下，数据流进入1号队列。
定制队列的另一个优点是：可根据业务的繁忙程度分配带宽，适用于对带宽有特殊需求的应用。虽然16个用户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。因此，当没有某些类别的报文时，CQ调度机制能自动增加现存类别的报文可占的带宽。
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，尽可能使所有流的延迟和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：
l 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。
l 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（协议类型、源和目的TCP或UDP端口号、源和目的IP地址、ToS域中的优先级位等）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（precedence）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。
例如：接口中当前共有5个流，它们的优先级分别为0、1、2、3、4，则带宽总配额为所有（流的优先级+1）的和。即
1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15
每个流所占带宽比例为：（自己的优先级数 + 1）/（所有 (流的优先级 + 1) 的和）。即每个流可得的带宽分别为：1/15，2/15，3/15，4/15，5/15。
由于WFQ在拥塞发生时能均衡各个流的延迟和抖动，所以WFQ在一些特殊场合得到了有效的应用。比如在使用资源预留协议RSVP（Resource Reservation Protocol）的保证型业务中，通常就是采用WFQ作为调度策略；在流量整形TS中，也采用WFQ调度缓存的报文。
CBQ是对WFQ功能的扩展，为用户提供了定义类的支持。CBQ为每个用户定义的类分配一个单独的FIFO预留队列，用来缓冲同一类的数据。在网络拥塞时，CBQ对报文根据用户定义的类规则进行匹配，并使其进入相应的队列，在入队列之前必须进行拥塞避免机制（尾部丢弃或WRED，Weighted Random Early Detection，加权随机早期检测）和带宽限制的检查。在报文出队列时，加权公平调度每个类对应的队列中的报文。
CBQ提供一个紧急队列，紧急报文入该队列，该队列采用FIFO调度，没有带宽限制。这样，如果CBQ加权公平对待所有类的队列，语音报文这类对延迟敏感的数据流就可能得不到及时发送。为此将PQ特性引入CBQ，称其为LLQ（Low Latency Queuing，低延迟队列），为语音报文这样的对延迟敏感的数据流提供严格优先发送服务。
LLQ将严格优先队列机制与CBQ结合起来使用，用户在定义类时可以指定其享受严格优先服务，这样的类称作优先类。所有优先类的报文将进入同一个优先队列，在入队列之前需对各类报文进行带宽限制的检查。报文出队列时，将首先发送优先队列中的报文，直到发送完后才发送其他类对应的队列的报文。在发送其他队列报文时将仍然按照加权公平的方式调度。
为了不让其他队列中的报文延迟时间过长，在使用LLQ时将会为每个优先类指定可用最大带宽，该带宽值用于拥塞发生时监管流量。 如果拥塞未发生，优先类允许使用超过分配的带宽。如果拥塞发生，优先类超过分配带宽的数据包将被丢弃。LLQ还可以指定Burst-size。
系统在为报文匹配规则时，规则如下：
l 先匹配优先类，然后再匹配其他类；
l 对多个优先类，按照配置顺序逐一匹配；
l 对其他类，也是按照配置顺序逐一匹配；
l 对类中多个规则，按照配置顺序逐一匹配。
RTP优先队列是一种保证实时业务（包括语音与视频业务）服务质量的简单的队列技术。其原理就是将承载语音或视频的RTP报文送入高优先级队列，使其得到优先发送，保证时延和抖动降低为最低限度，从而保证了语音或视频这种对时延敏感业务的服务质量。
图12 RTP队列示意图
如上图所示，RTP优先队列将RTP报文送入一个具有较高优先级的队列。RTP报文是端口号在一定范围内为偶数的UDP报文，端口号的范围可以配置。RTP优先队列可以同任何一种队列（包括FIFO、PQ、CQ、WFQ与CBQ）结合使用，而它的优先级是最高的。但由于CBQ中的LLQ也可以保证实时业务数据的转发，所以一般不推荐将RTP优先队列与CBQ结合应用。
硬件实现的拥塞管理与软件实现的拥塞管理原理相同，使用队列来实现拥塞管理。其中硬件SP（Strict Priority，严格优先级）队列对应软件PQ队列，硬件WRR（Weighted Round Robin，加权轮询）队列对应软件CQ队列，硬件WFQ（Weighted Fair Queuing，加权公平队列）对应软件WFQ。
硬件队列的配置方式与软件队列配置不同，本章将描述硬件实现拥塞管理的队列配置方式。
SP队列分为：
l 基本SP队列：基本SP队列包含多个队列，分别对应不同的优先级，按优先级递减的顺序进行调度。
l 多模式SP队列：在基本SP队列基础上扩展出不同的调度模式。
多模式SP队列的模式说明如下：
l SP模式0，基本SP队列，严格按照优先级对队列进行调度。
l SP模式1，此种模式下，当外部存储器空间足够时，按SP队列调度算法执行；当外部存储器没有空间时，即使有更高优先级的队列等候在那里，调度算法也可选择芯片内存中的低优先级报文进行转发。
l SP模式2，此种模式下，只要芯片内存中有报文，这些报文就会被选择输出；芯片内存中没有报文时，所有的报文按SP队列调度算法进行调度。本模式的缺点是会降低外部存储器总线带宽。
WRR队列分为：
l 基本WRR队列：基本WRR队列包含多个队列，用户可以定制各个队列的权重、百分比或字节计数，WRR按用户设定的参数进行加权轮询调度。
l 分组WRR队列：所有队列全部采用WRR调度，用户可以根据需要将输出队列划分为WRR优先级队列组1和WRR优先级队列组2。进行队列调度时，设备首先在优先级队列组1中进行轮询调度；优先级队列组1中没有报文发送时，设备才在优先级队列组2中进行轮询调度。
l 带最大时延的WRR队列：带最大时延的WRR队列调度算法与基本WRR队列相比，一个特别之处是，保证在优先级最高的队列中的报文从进入队列到离开队列的最大时间不超过所设定的最大时延。
硬件WFQ队列包含多个队列，分别对应各自的带宽或调度权重。硬件WFQ可以保证各个队列对应的带宽或调度权重。
报文在进入设备以后，设备会根据自身支持的情况和相应的规则给报文分配包括802.11e优先级、802.1p优先级、DSCP、EXP、IP优先级、本地优先级、丢弃优先级等在内的一系列参数。
其中，本地优先级和丢弃优先级的概念如下：
l 本地优先级：设备为报文分配的一种具有本地意义的优先级，对应出端口队列序号。本地优先级值越大的报文越被优先处理。具体优先处理方式，请以设备的实际情况为准。
l 丢弃优先级：在进行报文丢弃时参考的参数，2对应红色报文、1对应黄色报文、0对应绿色报文。丢弃优先级值越大的报文越被优先丢弃。具体丢弃处理方式，请以设备的实际情况为准。
设备提供两种端口优先级信任模式：
l 信任报文的优先级：按照接收端口上配置的优先级信任模式，根据报文自身的优先级，查找优先级映射表，为报文分配优先级参数。
l 信任端口的优先级：按照接收端口的端口优先级，通过一一映射为报文分配本地优先级。
用户可以根据需要进行配置端口优先级信任模式。设备上报文的优先级映射过程如图13所示。
过度的拥塞会对网络资源造成极大危害，必须采取某种措施加以解除。拥塞避免（Congestion Avoidance）是一种流控机制，它可以通过监视网络资源（如队列或内存缓冲区）的使用情况，在拥塞有加剧的趋势时，主动丢弃报文，通过调整网络的流量来解除网络过载。
与端到端的流控相比，这里的流控具有更广泛的意义，它影响到设备中更多的业务流的负载。设备在丢弃报文时，并不排斥与源端的流控动作（比如TCP流控）的配合，更好地调整网络的流量到一个合理的负载状态。丢包策略和源端流控机制有效的组合，可以使网络的吞吐量和利用效率最大化，并且使报文丢弃和延迟最小化。
传统的丢包策略采用尾部丢弃（Tail-Drop）的方法。当队列的长度达到某一最大值后，所有新到来的报文都将被丢弃。
这种丢弃策略会引发TCP全局同步现象——当队列同时丢弃多个TCP连接的报文时，将造成多个TCP连接同时进入拥塞避免和慢启动状态以降低并调整流量，而后又会在某个时间同时出现流量高峰，如此反复，使网络流量不停震荡。
为避免TCP全局同步现象，可使用RED（Random Early Detection，随机早期检测）或WRED（Weighted Random Early Detection，加权随机早期检测）。
在RED类算法中，为每个队列都设定上限和下限，对队列中的报文进行如下处理：
l 当队列的长度小于下限时，不丢弃报文；
l 当队列的长度超过上限时，丢弃所有到来的报文；
l 当队列的长度在上限和下限之间时，开始随机丢弃到来的报文。队列越长，丢弃概率越高，但有一个最大丢弃概率。
与RED不同，WRED生成的随机数是基于优先权的，它引入IP优先权区别丢弃策略，考虑了高优先权报文的利益，使其被丢弃的概率相对较小。
RED和WRED通过随机丢弃报文避免了TCP的全局同步现象，使得当某个TCP连接的报文被丢弃、开始减速发送的时候，其他的TCP连接仍然有较高的发送速度。这样，无论什么时候，总有TCP连接在进行较快的发送，提高了线路带宽的利用率。
直接采用队列的长度和上限、下限比较并进行丢弃，将会对突发性的数据流造成不公正的待遇，不利于数据流的传输。WRED采用平均队列和设置的队列上限、下限比较来确定丢弃的概率。
队列平均长度既反映了队列的变化趋势，又对队列长度的突发变化不敏感，避免了对突发性数据流的不公正待遇。计算队列平均长度的公式为：平均队列长度=（以前的平均队列长度×（1-1/（2的n次方）））＋（当前队列长度×（1/（2的n次方）））。其中n可以通过命令qos wred weighting-constant进行配置。
当队列机制采用WFQ时，可以为不同优先级的报文设定计算队列平均长度时的指数、上限、下限、丢弃概率，从而对不同优先级的报文提供不同的丢弃特性。
当队列机制采用FIFO、PQ、CQ时，可以为每个队列设定计算队列平均长度时的指数、上限、下限、丢弃概率，为不同类别的报文提供不同的丢弃特性。
WRED和队列机制的关系如下图所示。
图14 WRED和队列机制关系示意图
当WRED和WFQ配合使用时，可以实现基于流的WRED。在进行分类的时候，不同的流有自己的队列，对于流量小的流，由于其队列长度总是比较小，所以丢弃的概率将比较小。而流量大的流将会有较大的队列长度，从而丢弃较多的报文，保护了流量较小的流的利益。
MPLS QoS主要完成以下功能：
l 根据需要在CE上或PE上对业务流进行分类。例如，MPLS QoS可以把业务流分为三类：语音、视频和数据。
l PE在给报文加Label时，把IP报文携带的IP优先级标记映射到标签的EXP域，这样原来由IP携带的类型信息，现在由标签携带。
l 在PE之间，根据标签的EXP域，进行有差别的调度（如PQ、WFQ、CBQ等），即在一条LSP上为携带标签的业务流提供有差别的QoS。
聚合CAR是指能够对多个端口上的业务流使用同一个CAR进行流量监管，即如果多个端口应用同一聚合CAR，则这多个端口的流量之和必须在此聚合CAR设定的流量监管范围之内。
流镜像，即将指定的报文复制到用户指定的目的地，用于报文的分析和监视。
流镜像分为三种：流镜像到接口、流镜像到CPU、流镜像到VLAN。
l 流镜像到接口：将接口的符合要求的报文复制一份并转发到目的接口。
l 流镜像到CPU：将接口的符合要求的报文复制一份并转发到CPU，这里的CPU指的是配置了流镜像的接口所在单板上的CPU。
流镜像到VLAN：将接口的符合要求的报文复制一份并在指定的VLAN中广播，VLAN中的接口就可以接收到镜像报文。如果VLAN不存在，也可以预先配置，等VLAN被创建并有接口加入后，流镜像可以自动生效。
今天，Internet已经成为企业实施各种业务的主要媒介，各种基于业务的应用也不断出现。因此，目前只对报文中的IP报头进行检查的简单机制已经无法适用于当今复杂的网络，故提出了基于业务的深度应用识别的概念。
DAR（Deeper Application Recognition，深度应用识别）是一个智能的识别分类工具，它可以对报文中第4层到第7层的内容和一些动态协议（如BT、HTTP、FTP、RTP）进行检查和识别，以区分出各种基于应用的协议，弥补了原先只能对报文进行简单分类的不足。
DAR对协议的识别处理原则如下：
l 对于HTTP、FTP、RTP、RTCP、BitTorrent这些协议是按照协议规则来识别的，可以自动识别其动态端口号，因此这些协议可以支持匹配协议报文和数据报文；
l 除上述几类协议以外的所有其他TCP/UDP协议，都是根据协议的端口号来识别的，即只匹配协议报文，不匹配数据报文。
通过对报文进行深度的识别和分类，大大加强了用户对数据流的控制粒度，可以更有效的为关键业务数据实施高优先级的策略，进一步保护用户的投资。
设备支持两个统计计数器，可对出方向流量进行统计。
用户可指定每个计数器所统计的流量类型，流量类型包括：单板所有出方向流量，或单板以下元素的组合所指定的出方向流量——指定接口，指定VLAN，指定本地优先级，指定丢弃优先级。
用户可以同时使能两个统计计数器，分别统计相同的流量类型，或不同的流量类型。
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