QoS测试浅析

（2）WFQ测试

QoS的主要技术有流量分类、队列、调度和拥塞避免机制。流量分类是流量的识别过程，这个过程是为了区分不同优先级流量，分别对待；队列是将不同优先级流量排入不同队列的过程；调度是QoS非常重要的一个环节，调度算法决定了哪个队列应该发送多少个数据包，不同调度方法，结果差别很大；拥塞避免机制是和队列一起工作的，当数据包排队到一个阀值之后，设备开启拥塞避免功能，队列中随机丢弃部分数据包，避免拥塞。

WFQ是Weighted Fair Queuing的简写，基于权重的公平队列，WFQ使用源IP地址、端口号、优先级、协议等信息进行Hash计算，不同Hash值进入不同队列，每一个队列都是先进先出（FIFO）方式。WFQ是设备根据权重给予高优先级流量更多发流机会，流的权重是通过IP优先级确定的。调度算法是系统为每一个数据包计算发送完成时间（FT），最先完成的数据包先发送（见图11）。这种调度算法的特点是先进不一定先出，数据包大小和优先级会影响计算完成时间的结果。不足之处是不能提供固定带宽保证，复杂的分类和调度限制了设备的性能。WFQ FT计算公式是：

图11 WFQ调度算法示意图

●如果端口正在发流则公式为：FT(Pk+1) = FT(Pk) + Size(Pk+1)/(IPPrec+1)。

●如果不发流则为：FT(P0) = Now + Size(P0)/(IPPrec+1)。

CBWFQ是基于级别的WFQ，由WFQ技术发展而来。CBWFQ可以将数据流根据各种条件分级别，同级别的数据包排入一个队列。当数据包被分级完毕之后，可以为该级别数据流量制定传输特性，如带宽、传输的权重、传输限制等。

WFQ测试属于3层QoS控制层验证，测试目的是检测DUT的WFQ算法是否可以正常工作。

测试使用两个端口，一个发送端口，一个接收端口，发送端利用DiffServ Code设置3条流，优先级分别是EF，AF-43和AF-32。接收端口观察流的时延和抖动，查看是否高优先级的流时延相对较小，抖动较小；低优先级的流时延相对较大，抖动较大。测试拓扑结构如图12所示。

图12 测试拓扑结构示意图

在DUT上正确使用WFQ，流量出端口配置限速700Mbit/s，制造拥塞状态。

Spirent TestCenter上构造3条流，流量分别是100Mbit/s，300Mbit/s和600Mbit/s；帧长分别是128，256和512；优先级分别是EF，AF-43和AF-32。具体参见图13，图14，图15。

图13 Spirent TestCenter上构造三条流

图14 Spirent TestCenter上构造三条流

图15 Spirent TestCenter上构造三条流

查看测试结果，可以看到，3条流抖动的平均值不同，可以看出权重大的流优先调度，抖动相对较小（见图16）。

图16 测试结果示意

来源：电信网技术