对优先转发程序设计的优化思路

chq00123

一楼是程序设计思路，，二楼是解释程序原理
声明：之前，我提过，优先转发机制和公平转发机制之间，判定切换的方法，存在致命的技术性错误。

具体如下：当流量负载大的时候，10*N≥60%*M，10*N≥40%*M，是必然成立的，那么这时候两种机制运行的时间的一样的，也就是两种机制发送的流量，是各占总带宽的50%,没有达到预期的效果。所以这种判定方法是错误的。

为了满足不同的策略需求，要实现对2种机制的通过的流量来进行限制，可以用其他的方法来实现，具体的方法就不说。方法比较简单（比之前的10*N≥60%*M还要简单），也比较有效。

其实对这种优先转发的思路，给我最大启发的是磊科！(虽然磊科的也没有开源，但可以从他的参数的设置等方面做猜测）~这种方法跟磊科的很类似，同样的，跟X盟也很类似。（X盟跟磊科的QOS是出自同宗，只是后期大家的优化不一样）。但是磊科（X盟）的要做预留（因为识别不准确，而这种方法不需要预留！~不需要预留的前提是L7识别精准!~

下面的2个图，是我之前发过的，第一张是 优先转发的程序设计图，第二张，是在这种优先转发机制下，要解决的2个问题。今天开个帖子，用我的思路来解决第一个问题：如何解决高优先级，一直抢占带宽，导致低优先级饿死的情况。（这种情况比较常见于视频电影的优先级设置比下载高，而且，视频电影，通常会导致带宽占用率达到100%，导致下载等比他低优先的应用饿死。）

为了解决这个问题，我的思路是这样的，加入，公平转发机制。什么是公平转发？顾名思义，就是对5个优先级缓存的数据，进行公平转发，怎么实现呢？类似与优先转发，同样先判断最高优先级的标志位，有数据，就转发一个包，没有数据，就直接判断下个优先级的标志位，以此类推，完成一轮，就从头开始循环。这样，就可以确保，每循环一轮，只要各个优先级的缓存内有数据，就都会被转发一个数据包。

好了。。新的问题来了，，什么时候用公平转发，什么时候用优先转发？

为了解决这个问题，我引入一个参数，暂且命名为  优先系数。以百分比的形式存在。（在UI界面设个对话窗口，网管可以根据自己的需求在1%~100%之间调节）。  这个优先系数的作用是什么呢？他是以网络负载和机制的流量，来对上面的2种转发机制进行切换轮调的。说的这么玄！~要怎么实现呢？  请往下看！~~

优先系数，的百分比，是谁的百分比？ 是外网总带宽的！~具体实现的方法如下：

外网总带宽为M KB/S。优先系数为60%

在公平转发对5个优先级的数据都转发一个包之后，开始第二轮循环之前，加入几个指令，用来实现统计5个包的数据大小,N（量)(再循环的话再累加，直到清零）

同理在优先转发程序，每转发出去一个数据包，对数据包大小N（量）统计。（这个N跟上面的N，是同一个，因为，N清零，是在2种转发机制切换的时候）

整个程序，还需要加入一个硬件时间计数器，用来触发中断，比如，设置为100ms，就是100ms执行一次中断，中断子程序的作用是什么呢？，，计算流量！就是计算N/100ms，并转化为秒，，既10*N，这就是，网络中的流量。

在公平转发对5个优先级的数据都转发一个包之后统计完5个数据包大小之后，开始第二轮循环之前，
把10*N跟60%*M进行比较，10*N≥60%*M的话，就把N清零，跳转到优先转发程序执行，10*N＜60%*M的话，就继续循环公平转发程序。

同样的在优先转发程序，每转发出去一个数据包，对数据包大小N（量）统计完的后面，把10*N跟(1-60%)*M进行比较
10*N≥（1-60%）*M的话，就把N清零，跳转到公平转发程序执行，10*N＜（1-60%）*M的话。就继续循环执行优先转发程序。


更正：刚才吃饭的时候，想到个BUG，那就是，需要在中断子程序中加入对N的清零操作，否则的话，N一直累加下去，就必然会出现10*N>60%*M的情况。具体更改的方法是：把10*N跟60%*M（或40%*M）的比较放在中断子程序中，并设置个判断位P，把比较的结果，存入P（例如大于等于，就把P置1，小于P就置0）并把N清零。转发程序中，就不需要做比较了，只要判断P=1还是0，就可以决定，是切换状态，还是继续循环了。同时，为了帮中断子程序判断，到底是执行10*N跟60%*M比较还是跟40%*M比较，在2个转发程序开头再加入，一个状态标志位Z，（Z置1为公平，Z置0为优先），中断子程序根据Z来选择10*N跟60%*M比较还是跟40%*M比较了。
再次更正：睡了一觉，起来再次发现个问题，特此更正。
BUG就是在高负载情况下，执行优先程序的时候，过了限定值，可以跳转回公平机制，来保障低优先级不被饿死。但是在优先机制中，低负载的情况下，却无法跳回了。。虽然低负载用优先机制，同样可以，但是为了防止一些难以预料的后果，还是决定要把他调回公平机制。具体的方法就是先对高负载判断，要是10*N还没超出40%*M，在把10*N与60%*M进行比较，要是10*N＜60%*M，（比较方法同黑色更正，因为中断之后的N,已经被清零了，所以比较都要放到中断子程序内），那么也调回公平机制。

哎。久不摸编程了。一个小程序都七改八改的！~

chq00123

现在就以60%为例，来解释一下原理
基本思路就是把带宽按比例手动分成两部分，一部分用来执行公平转发，一部分用来执行转发

当网络中的总流量在60%*M以内的时候，，是一直执行公平转发程序的。也就是。各个优先级，都有自己的通道，网页秒开，游戏不卡。视频流畅，下载也有速度，同时，也不会造成带宽的浪费，因为，高优先级没有数据的时候，程序不是停在那，等他来数据，而是，直接转发下个优先级的数据的。

当网络中的流量超过60%*M的时候就会切换到优先执行机制，但并不是后面的一直按照优先执行机制执行的，而是判断优先执行机制的流量，是否超过了剩余40%*M的量，一旦超过了，就切换回公平转发机制。

所以当我们把优先系数设置为60%时。即使，网络的使用率是100%，其中60%是按公平转发机制进行的，40%是按优先转发机制进行的，  确保了，在任何负载下，网页秒开，游戏不卡，同时，低优先级的也不至于饿死。（当然，可以根据不同的策略和需求，对优先系数进行设置）

在这种转发机制下。对策略协议的总限速，可以取消了。但保留单机限速，因为，我对之前提到的第二个问题：怎么解决，同级 优先级流量的主机之间的带宽分配。我还没有思路，只能继续沿用爱快的设计了。

这是我的设计思路，希望爱快的开发人员，进行参考。

GFree_Wind

楼主是不是想加入爱快研发呢？

小C

如果全部都是楼主自己写的，可以与我联系。

chq00123

小C 发表于 2013-10-28 10:46
如果全部都是楼主自己写的，可以与我联系。

确实是原创，不过，我并不想加入爱快研发，也没有那个实力，对于编程，只学过底层语言（汇编语言），所以程序的设计，都是以底层语言为思路，用高级语言来实现也许更简单吧，不过效率嘛，还是比不过底层语言！~

GFree_Wind

chq00123 发表于 2013-10-28 10:53
确实是原创，不过，我并不想加入爱快研发，也没有那个实力，对于编程，只学过底层语言（汇编语言），所以 ...

那你汇编写。。。。


另外效率上，汇编不一定比C高。为啥呢？因为编译器对汇编的掌握，要比一般的汇编程序员要强。

所以不到万不得已，不通过反汇编分析，不是特殊场景，一般都不会汇编了

马瘦毛长

支持楼主的想法，另外提一个建议，流控大师里面有动态调整的功能和楼主说的这个类似吧。
智能带宽能做到闲时忙时做不同的策略最好了。

chq00123

GFree_Wind 发表于 2013-10-28 11:38
那你汇编写。。。。

兄弟，谢谢支持，不过本人自从毕业后，就一直做财会工作，N年没摸过程序了，现在能提出思路，已经证明脑袋还没生锈，哪里还写得出程序！~~只是把自己的思路分享出来，给爱快的开发做个参考。爱快的优化方式，可能比我的还要完美，人家才是正正经经的程序员！~~~

GFree_Wind

chq00123 发表于 2013-10-28 12:21
兄弟，谢谢支持，不过本人自从毕业后，就一直做财会工作，N年没摸过程序了，现在能提出思路，已经证明脑 ...

从程序转到财会？跨度不小啊。

一条大虫

爱快论坛牛人多啊