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张焕强,吴志美.Linux环境下路由器中的网络带宽管理.软件学报,2005,16(3):462-471
Linux环境下路由器中的网络带宽管理
Traffic Control in Linux-Based Routers
投稿时间:2003-03-27  修订日期:2003-09-09
DOI:
中文关键词:  流量控制  带宽管理  包调度  CPU调度
英文关键词:traffic control  bandwidth management  packet scheduling  CPU scheduling
基金项目:Supported by the National Grand Fundamental Research 973 Program of China under Grant No.G1998030407 (国家重点基础研究发展规划(973)); the Foundation of Beijing Science Committee of China under Grant No.H011710010123 (北京科委基金)
作者单位
张焕强 中国科学院,软件研究所,多媒体通信和网络工程研究中心,北京,100080 
吴志美 中国科学院,软件研究所,多媒体通信和网络工程研究中心,北京,100080 
摘要点击次数: 2577
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中文摘要:
      Linux是目前广泛用于路由设备中的操作系统,而流量管理是这种网络操作系统的一个重要功能.研究了Linux系统的流量管理机制,发现当前Linux系统所采用的在网络接口的出口实现的基于网络包调度的流量管理机制缺乏对于网络带宽在系统范围的全局性的管理,也缺乏对于输入流的网络处理的有效管理和调度,从而造成不必要的CPU资源的浪费.为解决这一问题,提出了一种新颖的网络带宽管理机制,它通过调度网络协议处理所占用的CPU时间来实现带宽管理.这种新的机制将网络带宽的管理和调度从网络接口的出口点转移到处理接收到的网络包的系统软件中断处理程序中,从而克服了原来的流量管理机制的缺点.通过系统实现和对比实验,发现该机制本身给系统带来的负载小于Linux原来的流量管理机制,同时可以提供更好的流量隔离,并且能够有效地节省用于网络处理的CPU资源.
英文摘要:
      Linux is widely adopted in routers nowadays, and traffic control is one of the most important functions for this kind of network-oriented operating systems. This paper studies the traffic control mechanism of Linux system and shows that the packet scheduling based traffic control mechanism adopted by current Linux kernel lacks a global view of system bandwidth, and is also short of efficient ingress scheduling. This can result in unnecessary CPU time wasting. To address this problem, a novel traffic control scheme is proposed, which is based on the CPU scheduling of the network protocol processing. By transplanting packet scheduling from the egress point of network interfaces to the soft interrupt handler that processes incoming packets, the new method can eliminate disadvantages of the old traffic control scheme without introducing any additional demerits. An implementation of the new traffic control scheme is given, and comparative experimental results show that the new mechanism has fewer overload than the old traffic control scheme in Linux, and can maintain the efficiency of traffic isolation and traffic policing while avoiding the CPU time wasting.
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