QoS之流量整形与流量监管（4）
流量监管TP（Traffic Policying）、流量整形TS（Traffic Shaping）和接口限速（Line Rate）通过监督进入网络的流量速率来限制流量对网络资源的使用；
令牌桶（Token Bucket）是常用的流量度量工具，可以对流量的速率（rate）和突发（burst）进行限制；
令牌桶进行流量度量的结果是给报文打上红、黄、绿不同颜色的标记，再根据报文颜色做正常转发、重标记后转发或丢弃处理；
一、令牌桶
令牌桶是一个存放一定数量令牌的容器；
系统按设定速度向桶中注入令牌，当注入的令牌超出桶的容量时，多出的令牌将从桶中溢出丢掉或溢出到另外一个桶中；
使用令牌桶对流量进行评估时，每个令牌对应一个字节数据，桶中的令牌会随数据包的发送而减少，桶中的令牌足够能转发称为流量遵守，否则称为流量超标；
根据令牌注入方式及桶数量可以分为三种令牌桶模型：
（1）单速单桶双色模型；
（2）单速双桶三色模型；
（3）双速双桶三色模型；
令牌桶模型中可能有单桶或双桶模型，单桶模型中使用的令牌桶称为CBS桶，双桶模型中使用的令牌桶成为CBS和EBS桶；
CBS（Committed Bucket Size）：承诺突发尺寸，C桶瞬间能够通过的承诺突发流量，也是C桶的容量；cbs提供正常突发，cbs越大波动越大，cbs越小波动趋于平缓；
EBS（Excess Bucket Size）：超额突发尺寸，E桶瞬间能够通过的超出突发流量；ebs提供过量突发，ebs越大峰值突发越大，ebs越小峰值突发越小；
Tc和Te：分别表示C桶和E桶的当前令牌数量，单位为个；
CIR（Committed Information Rate）：承诺信息速率，向C桶中注入令牌的速率，也是C桶允许转发数据的平均速率，单位bit/s；
Color颜色：模型对分类数据的颜色定义，将能从桶中取走足量令牌的报文标记为绿色或黄色，而将未能在桶中获得足量令牌的报文标记为红色；
1、单速单桶 承诺速率
基于单桶模型对流量进行评测，根据评估的结果为报文打上绿色或红色；
桶中令牌以承诺的恒定速率CIR注入，桶大小固定，当注入令牌超出桶的容量后，多余的令牌就会被丢弃，对于到达的报文用B表示报文大小：
若B小于等于Tc，令牌足够，报文被标记为绿色，且Tc减少B；
若B大于Tc，令牌不够，报文被标记为红色，且Tc不减少B；
举例：
若当前C桶中有2000个令牌，有2份待转发数据报文，大小分别为1500B和800B，假设此期间没有令牌注入：
当第一份报文到达时，令牌足够，标记为绿色同时转发报文，剩余500个令牌；
当第二份报文到达时，令牌不够，标记为红色同时丢弃报文，令牌不变化；
单速单桶模型仅以承诺速率CIR注入令牌到C桶，所以C桶中令牌是承诺的令牌，消耗C桶令牌的数据报文，转发速率不会超出CIR；
在限速、整形中使用的是单速单桶模型；
最大占用带宽为200kb/s，突发流量为5000Byte，缺省CBS是CIR的25倍；
2、单速双桶 可以过量突发
单速双桶模型对流量进行评估，根据评估结果为报文打上绿色、黄色和红色标记；
系统按照CIR速率向令牌桶投放令牌，向C桶注入令牌，溢出的令牌放到E桶，E桶溢出的令牌会被丢弃：
对于到达的报文，用B表示报文的大小：
（1）若B小于等于Tc，C桶令牌足够，报文被标记为绿色同时转发报文，Tc减少B；
（2）若B大于Tc且B小于等于Te，C桶令牌不够，E桶令牌够，报文被标记为黄色同时转发报文，Te减少B；
（3）若B大于Te，C桶令牌不够，E桶令牌也不够，报文被标记为红色，Tc和Te令牌不变；
举例：
若C桶当前令牌为2000，E桶令牌为1000，待转发数据报文有3份，大小分别为1500B、800B、700B，假设3份报文在转发过程中没有令牌注入；
当第一份报文到达时，C桶令牌足够，标记为绿色同时转发报文，C桶令牌剩余500个，E桶不变；
当第二份报文到达时，C桶令牌不够，E桶令牌足够，标记为黄色同时转发报文，C桶令牌不变，E桶令牌剩余200个；
当第三份报文到达时，C桶令牌不够，E桶令牌也不够，标记为红色同时丢弃报文，C桶令牌不变，E桶令牌不变；
双桶模型用于流量监管；
双桶模型由于EBS令牌桶的存在，流量可以在承诺速率CIR基础上过量突发，在某时刻速率可以达到很高；
由于前一时刻数据量低，令牌没有使用，因此在下一时刻有过量突发所致的流量过高，但流量的平均速率仍低于CIR；
3、双速双桶 限制过量突发时的速率
双速双桶对流量进行测评，根据评估结果为报文打上绿色、黄色和红色颜色标记；
PBS（Peak Burst Size）：峰值突发尺寸，P桶瞬间能通过的峰值突发流量，也是P桶的容量；
PIR（Peak Information Rate）：峰值信息速率，P桶允许传输报文的峰值速率，也是向P桶注入令牌的速率，PIR大于CIR；
系统按照PIR速率向P桶中投放令牌，按照CIR速率向C桶中投放令牌，双桶之间独立；
对于到达的报文，用B表示报文大小：
若B小于等于Tp且B小于等于Tc，P桶令牌足够、C桶令牌也足够，报文标记为绿色同时转发报文，P桶令牌减少、C桶令牌也减少；
若B小于等于Tp且B大于Tc，P桶令牌足够、C桶令牌不够，报文标记为黄色同时转发报文，P桶令牌减少、C桶令牌不变；
若B大于Tp，P桶令牌不够，报文标记为红色同时丢弃报文，P桶令牌不变、C桶令牌不变；
举例：
P桶令牌为2000，C桶令牌为1000，待转发报文有3份，大小分别为1500B、800B、400B；
第一份报文到达时，P桶令牌足够、C桶令牌不够，报文标记为黄色同时转发报文，P桶令牌剩余500个，C桶令牌不变；
第二份报文到达时，P桶令牌不够，报文标记为红色同时丢弃报文，P桶令牌不变，C桶令牌不变；
第三份报文到达时，P桶令牌足够、C桶令牌足够，报文标记为绿色同时转发报文，P桶令牌剩余100个，C桶令牌剩余600个；
双速双桶模型能解决单速双桶模型中因E桶的原因而导致流量过量突发所引起的速率波动幅度不确定性，所以对最高速率做了限制；
P3代表绿色流量，报文使用承诺速率注入的令牌；
P2代表黄色流量，报文使用不是承诺的令牌；
P1代表红色流量，报文没有对应的令牌不能被转发；
二、流量监管
三、流量整形
四、流量限速
