基于不同层面的流量控制

基于不同层面的流量控制

目录

第1章流量控制需求的产生 (2)

第2章不同层面上流量控制的实现 (3)

2.1 哪些层面上可以实现流量控制 (3)

2.2 应用流量控制的位置 (4)

第3章典型的流量控制应用 (5)

3.1 BT下载原理简介 (5)

3.2 BT协议介绍 (6)

3.2.1 综述 (6)

3.2.2 B编码及元信息文件 (8)

3.2.3 Tracker HTTP协议 (9)

3.2.4 BitTorrent peer protocol (11)

3.3 BT限流的解决方案 (13)

第4章方案点评 (18)

第1章流量控制需求的产生

数据通信网络的基础功能就是保证网络层的互通，但是由于网络资源有限，而且不同的上层应用对数据报文的传输质量有不同程度的要求。满足这些要求的技术就是Qos。“流量控制”也是Qos技术的一个特性，并且有着广泛的应用。

“流量控制”的需求是在网络资源和投资收益之间进行平衡的。可以说，如果网络资源是无限的，那么就不会存在“流量控制的需求”，当然，这种理想的状态基本是无法实现的。由于客户的网络资源都是有一定的容量的，为了获得尽可能多的经济利益，客户一定会对某些特定的应用进行流量控制。比如目前网络上十分流行的“BT下载”，由于大部分的运营商采取“按时收费”或者“包月收费”方式，所以这种应用不会给运营商带来更多的利益，但是却能够最大程度的蚕食网络带宽，运营商一般会对这种业务进行流量限制，本文的后续章节也会对这种应用进行更进一步的介绍。

第2章2.1 不同层面上流量控制的实现

哪些层面上可以实现流量控制

流量控制在TCP/IP标准四层结构的任何一层都可以实现，具体选择在哪一层上应用，主要根据业务需求和具体的网络情况决定。

首先是“数据链路层”，所有的数据链路层协议都有其特定的标识方式，比如：ATM中有VPI/VCI、FR中有DLCI、Ethernet中有Vlan ID/MAC，我们以最常用的Ethernet来考察如何在“数据链路层”实现流量控制。

Ethernet中最常用的数据通信设备就是LSW，我们首先来分析L2，对于L2来说主要的应用就是划分Vlan，隔离广播域，在L2上我们可以实施的“流量控制”策略就是基于MAC地址进行限速。同时，我们的设备上支持基于MAC 的ACL（4000～4999），我们可以通过配置特定的ACL来界定出需要控制的数据流，从而实现最终的流量“控制”目的。我们知道，L3具备L2的全部功能，所以L3也具备基于MAC限速的功能，同时由于L3同时还有三层转发能力，所以L3上还有一些其他方面的功能，当然这部分功能已经局部渗透到“网络层”了。L3上比较常用的有：基于特定的IP地址限速；基于Vlan进行三层流量限速。其中基于IP地址进行限速，我们在网络层限速进行介绍，基于Vlan进行三层流量限速是L3上的特色，我们对其原理进行一些简单的介绍。虽然LSW上的接口有access、trunk、multi-mode等多种方式，每种方式下，数据帧的的结构都不一致——不能确定是否携带Vlan tag，但是数据帧在设备内部的转发都是携带Vlan tag的，这样我们就可以根据Vlan tag进行流量的控制。

“数据链路层”之上就是“网络层”和“传输层”，在这两个层面上，数据包都有明显的特征字段，比如：IP报文有源/目的IP地址、TCP/UDP报文有端口号，主流的数据通信设备上都提供“基本ACL（2000～2999）”和“扩展ACL（3000～3999）”，通过这些ACL我们可以根据多元信息（源/目的地址）界定出特定的数据流，之后再进行限速就可以了。这个应用相信大家都是比较熟悉的，只是需要注意限速的应用位置。根据设备接口来划分，可以分为入接口限速和出接口限速，具体应用哪一种方式，主要取决于网络部署方式和业务需求，详细的内容我们在下一节内容中分析。

“传输层”之上就是“应用层”了，这部分内容与具体的应用相关性很强，而且策略十分灵活。一般的路由设备是不提供这个层面的功能，如果需要部

2.2

署这部分的业务，需要应用到特定的应用层网关，比较知名的设备有“Packet

Shape”，这部分的内容大家可以寻求相关的厂商资料作进一步的了解。

应用流量控制的位置

上节我们介绍了TCP/IP各标准层面上“流量控制”的实现方式，而在具体实

施时，策略应用的位置也需要有所考虑。这里我们按照“网络”和“设备”

两个范围来简单的介绍一下。

传统的网络结构可以分为：核心层、汇聚层、接入层。为了减少整个网络的

负载，我们建议在网络的“接入层”实施流量控制，这样从源头对进入网络

的数据进行控制，可以减轻“汇聚层”和“核心层”对无法到达目的地的数

据流量输导的压力。但是这种方式也有缺点，因为越靠近边缘，设备的数目

相对也就越多，响应的维护工作量也就越大。

对于单台设备来说，也面临着同样的问题，我们需要考虑在数据包的入接口

进行限速还是出接口进行限速，入接口限速可以有效的减轻设备的负载，提

高设备的可用性，但是相同类型的数据流在设备上可能存在多个“入接口”，配置量也会有所增加。

第3章3.1 典型的流量控制应用

“流量控制”有多种形式的应用，本文选取应用比较热门的“BT业务”，从

协议原理、设备实现上分别给予介绍。

BT下载原理简介

BT是一种用来进行文件下载的共享软件（不是“变态”），全名叫"BitTorrent"。

BitTorrent是一个多点下载的源码公开的P2P软件，使用非常方便，就像一个

浏览器插件，很适合新发布的热门下载。其特点简单的说就是：下载的人越

多，速度越快。

一般来讲，下载是把文件由服务器端传送到客户端，例如FTP，HTTP，PUB

等等。工作原理如下图：

图3-1Server-Client工作原理图示

但是这样就出现了一个问题，随着用户的增多，对带宽的要求也随之增多，

用户过多就会造成瓶颈，而且搞不好还会把服务器挂掉，所以很多的服务器

会都有用户人数的限制，下载速度的限制，这样就给用户造成了诸多的不便。

但BT就不同，用BT下载反而是用户越多，下载越快，这是为什么呢？因为

BT用的是一种传销的方式来达到共享的，工作原理如下图：