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隊(duì)列指的是在緩存中對報文進(jìn)行排序的邏輯。當(dāng)流量的速率超過接口帶寬或超過為該流量設(shè)置的帶寬時，報文就以隊(duì)列的形式暫存在緩存中。報文離開隊(duì)列的時間、順序，以及各個隊(duì)列之間報文離開的相互關(guān)系由隊(duì)列調(diào)度算法決定。 華為交換機(jī)設(shè)備的每個端口上都有 8 個下行隊(duì)列，稱為CQ（Class Queue）隊(duì)列，也叫 端口隊(duì)列（Port-queue），在交換機(jī)內(nèi)部與前文提到的 8 個PHB一一對應(yīng)，分別為BE、 AF1、AF2、AF3、AF4、EF、CS6 和CS7。單個隊(duì)列的報文采用 FIFO（First In First Out）原則入隊(duì)和出隊(duì)。
PQ（Priority Queuing）調(diào)度，就是嚴(yán)格按照隊(duì)列優(yōu)先級的高低順序進(jìn)行調(diào)度。只有 高優(yōu)先級隊(duì)列中的報文全部調(diào)度完畢后，低優(yōu)先級隊(duì)列才有調(diào)度機(jī)會。 采用PQ 調(diào)度方式，將延遲敏感的關(guān)鍵業(yè)務(wù)放入高優(yōu)先級隊(duì)列，將非關(guān)鍵業(yè)務(wù)放入 低優(yōu)先級隊(duì)列，從而確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)被優(yōu)先發(fā)送。 PQ調(diào)度的缺點(diǎn)是：擁塞發(fā)生時，如果較高優(yōu)先級隊(duì)列中長時間有分組存在，那么 低優(yōu)先級隊(duì)列中的報文就會由于得不到服務(wù)而“餓死”。 假設(shè)端口有 3 個采用PQ調(diào)度的隊(duì)列，分別為高優(yōu)先（High）隊(duì)列、中優(yōu)先（Medium） 隊(duì)列、和低優(yōu)先（Low）隊(duì)列，它們的優(yōu)先級依次降低。如圖，其中報文編號表示報文到達(dá)順序。 圖1 PQ調(diào)度
RR調(diào)度采用輪詢的方式，對多個隊(duì)列進(jìn)行調(diào)度。RR以環(huán)形的方式輪詢多個隊(duì)列。 如果輪詢的隊(duì)列不為空，則從該隊(duì)列取走一個報文；如果該隊(duì)列為空，則直接跳過該隊(duì)列，調(diào)度器不等待。 圖2 RR調(diào)度
RR調(diào)度各個隊(duì)列之間沒有優(yōu)先級之分，都能夠有相等的概率得到調(diào)度。RR調(diào)度的缺點(diǎn)是：所有隊(duì)列無法體現(xiàn)優(yōu)先級，對于延遲敏感的關(guān)鍵業(yè)務(wù)和非關(guān)鍵業(yè)務(wù)無法得到區(qū)別對待，使得關(guān)鍵業(yè)務(wù)無法及時得到處理
加權(quán)輪詢WRR（Weighted Round Robin）調(diào)度主要解決RR不能設(shè)置權(quán)重的不足。 在輪詢的時候，WRR每個隊(duì)列享受的調(diào)度機(jī)會和該隊(duì)列的權(quán)重成比例。RR調(diào)度相當(dāng)于權(quán)值為 1 的WRR調(diào)度。 WRR的實(shí)現(xiàn)方法是為每個隊(duì)列設(shè)置一個計數(shù)器 Count，根據(jù)權(quán)重進(jìn)行初始化。每次 輪詢到一個隊(duì)列時，該隊(duì)列輸出一個報文且計數(shù)器減一。當(dāng)計數(shù)器為 0 時停止調(diào)度該隊(duì)列，但繼續(xù)調(diào)度其他計數(shù)器不為 0 的隊(duì)列。當(dāng)所有隊(duì)列的計數(shù)器都為 0 時，所有計數(shù)器重新根據(jù)權(quán)重初始化，開始新一輪調(diào)度。在一個循環(huán)中，權(quán)重大的隊(duì)列被多次調(diào)度。 圖3 WRR調(diào)度
假設(shè)某端口有3個隊(duì)列采用WRR調(diào)度，為每個隊(duì)列配置一個權(quán)值，依次為50%、 25%、25%，詳細(xì)的調(diào)度過程如下： 首先計數(shù)器初始化：Count[1]=2，Count[2]=1，Count[3]= 1。 ? 第 1 個輪詢： 從隊(duì)列 1 取出報文 1 發(fā)送，Count[1]=1；從隊(duì)列 2 取出報文 5 發(fā)送，Count[2]=0； 從隊(duì)列 3 取出報文 8 發(fā)送，Count[3]=0。 從統(tǒng)計上看，各隊(duì)列中的報文流被調(diào)度的次數(shù)與該隊(duì)列的權(quán)值成正比，權(quán)值越大被調(diào)度的次數(shù)相對越多。如果該端口為100Mbps，則可以保證最低權(quán)重的隊(duì)列至少獲得25Mbit/s帶寬，避免了采用PQ調(diào)度時低優(yōu)先級隊(duì)列中的報文可能長時間得不到服務(wù)的缺點(diǎn)。WRR對于空的隊(duì)列直接跳過，循環(huán)調(diào)度的周期變短，因此當(dāng)某個隊(duì)列流量小的時候，剩余帶寬能夠被其他隊(duì)列按照比例占用。 WRR調(diào)度有兩個缺點(diǎn)：
差分輪詢DRR（Deficit Round Robin）調(diào)度實(shí)現(xiàn)原理與RR調(diào)度基本相同。DRR與RR的區(qū)別是：RR調(diào)度是按照報文個數(shù)進(jìn)行調(diào)度，而DRR是按照報文長度進(jìn)行調(diào)度。 DRR為每個隊(duì)列設(shè)置一個計數(shù)器Deficit，Deficit 初始化為一次調(diào)度允許的最大字節(jié)數(shù)， 一般為接口MTU。每次輪詢到一個隊(duì)列時，該隊(duì)列輸出一個報文且計數(shù)器Deficit 減去報文長度。如果報文長度超過了隊(duì)列的調(diào)度能力，DRR調(diào)度允許Deficit 出現(xiàn)負(fù)值，以保證長報文也能夠得到調(diào)度。但下次輪循調(diào)度時該隊(duì)列將不會被調(diào)度。當(dāng)計數(shù)器為 0 或 負(fù)數(shù)時停止調(diào)度該隊(duì)列，但繼續(xù)調(diào)度其他計數(shù)器為正數(shù)的隊(duì)列。當(dāng)所有隊(duì)列的Deficit 都為 0 或負(fù)數(shù)時，將所有隊(duì)列的Deficit 計數(shù)器加上初始值，開始新一輪調(diào)度。 假設(shè)某端口MTU=150Bytes，有 2 個隊(duì)列Q1和Q2采用DRR調(diào)度，Q1 隊(duì)列中有多個 200Bytes 的長報文，Q2隊(duì)列中有多個100Bytes 的端報文，則調(diào)度過程如圖 4 所示。 圖4 DRR調(diào)度
由圖4可以看出，經(jīng)過第 1~6 輪DRR調(diào)度，Q1隊(duì)列被調(diào)出了3個200Bytes 的報文， Q2隊(duì)列被調(diào)出了6個100Bytes 的報文。從長期的統(tǒng)計看，Q1和 Q2 的實(shí)際輸出帶寬比 是 1:1，為公平的比例。DRR調(diào)度避免了采用PQ調(diào)度時低優(yōu)先級隊(duì)列中的報文可能長時間得不到服務(wù)的缺點(diǎn)。 但是，DRR調(diào)度不能設(shè)置權(quán)重，且也具有低延時需求業(yè)務(wù)（如語音）得不到及時調(diào)度的缺點(diǎn)。
差分加權(quán)輪詢DWRR（Deficit Weighted Round Robin）調(diào)度主要解決DRR不能設(shè)置權(quán)重的不足。DRR調(diào)度相當(dāng)于權(quán)值為 1 的DWRR調(diào)度。 DWRR為每個隊(duì)列設(shè)置一個計數(shù)器Deficit，Deficit 初始化為Weight * MTU。每次輪詢到一個隊(duì)列時，該隊(duì)列輸出一個報文且計數(shù)器Deficit 減去報文長度。當(dāng)計數(shù)器為 0 時停止調(diào)度該隊(duì)列，但繼續(xù)調(diào)度其他計數(shù)器不為 0 的隊(duì)列。當(dāng)所有隊(duì)列的計數(shù)器都為 0 時，所有計數(shù)器的Deficit 都加上Weight*MTU，開始新一輪調(diào)度。 圖5 DWRR調(diào)度
假設(shè)某端口MTU=150Bytes，有 2 個隊(duì)列Q1和Q2采用DRR調(diào)度，Q1 隊(duì)列中有 多個 200Bytes 的長報文，Q2隊(duì)列中有多個 100Bytes 的端報文，Q1和Q2配置權(quán)重 比為weight1:weight2=2:1。則DWRR調(diào)度過程如圖 2-37。
由上圖可以看出，經(jīng)過第 1~3 輪DWRR調(diào)度，Q1隊(duì)列被調(diào)出了3個200Bytes 的 報文，Q2 隊(duì)列被調(diào)出了3個100Bytes 的報文。從長期的統(tǒng)計看，Q1和Q2的實(shí)際 輸出帶寬比是 2:1，與權(quán)重比相符。 DWRR調(diào)度避免了采用PQ調(diào)度時低優(yōu)先級隊(duì)列中的報文可能長時間得不到服務(wù)的缺點(diǎn)，也避免了各隊(duì)列報文長度不等或變化較大時，WRR調(diào)度不能按配置比例分 配帶寬資源的缺點(diǎn)。但是，DWRR調(diào)度也具有低延時需求業(yè)務(wù)（如語音）得不到及時調(diào)度的缺點(diǎn)。
加權(quán)公平隊(duì)列WFQ（Weighted Fair Queuing）調(diào)度是按隊(duì)列權(quán)重來分配每個流應(yīng)占有出口的帶寬。同時，為了使得帶寬分配更加“公平”，WFQ 以 bit 為單位進(jìn)行調(diào)度，類似于圖 6的 bit-by-bit 調(diào)度模型 圖6 WFQ調(diào)度
Bit-by-bit 調(diào)度模型可以完全按照權(quán)重分配帶寬，防止長報文比短報文獲得更多帶寬，從 而減少大小報文共存時的時延抖動。但Bit-by-bit 調(diào)度模型只是理想化的模型，實(shí)際上，華為交換機(jī)實(shí)現(xiàn)的WFQ是按照一定的粒度，例如 256B、1KB，或其他粒度，具體按何種粒度，與單板類型相關(guān)。
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