中基本上包括三种：完全共享、完全分配和部分共享。
完全共享策略：总体资源没有限制地在所有的竞争用户之间共享，只要还有充分的资源，任何一个新用户的资源要求都会接受。当没有充分资源时，一个新用户的资源要求被阻挡。
完全分配策略：资源在所有的竞争用户之间永久性地进行分配，即给每个用户分配固定数量的资源。
部分共享策略：将一部分资源分配给用户，剩余的资源供用户竞争共享。 几种丢弃策略：将新用户的申请丢弃；从以占有资源的用户申请队列中挑出具有最小优先级的用户申请丢弃，并将资源分配给新用户申请；为了保证资源分配的公平性，从已占有资源最多的用户申请队列中挑出一个用户申请进行丢弃，并将资源分配给新用户申请；为了保证系统性能要求，从最能满足丢弃要求的已占有资源的用户申请队列中挑出一个用户申请进行丢弃，并将资源分配给新用户申请。 （2）、信元的存储和调度策略
先入先出的调度策略：使用相同的服务规则对待所有的信元，仅按信元到达的顺序进行服务和输出。
静态优先级的调度策略：给每个信元分配相应的优先级，信元到达时按照优先级排队，优先级高的信元总是优先接受服务和输出。
动态优先级的调度策略：信元优先级随时间而动态变化，可以用给定的阈值来改善低优先级信元传输的性能。
最早截止优先的调度策略：要求在信元进入网络前给信元分配传输时间期限，具有最早期限但又不超过时间期限的信元被首先传输。
信元丢弃控制和实时调度的综合策略：这个方案同样要求在信元进入网络前给信元分配传输时间期限，但为了提高网络吞吐量，在信元进入到等待队列时，将信元尽量放在靠近时间期限位置。当等待队列头部到时间期限位置已满时，从这些位置中挑选出一个具有最小丢失优先级的信元，将其丢弃，并将新的具有较高丢失优先级的信元放入等待队列。
公平调度策略：主要有处理器共享方案和加权公平排队方案。处理器共享方案是以相同速率服务所有的非空队列。加权公平排队方案对每个队列赋予一个权值，权值高的队列将会得到更快的服务速率。
二、 拥塞控制 1、 拥塞控制简述
增加网络资源和降低用户需求都可以解决拥塞问题。降低用户需求主要表现在三个方面：拒绝服务、降低服务质量和调度。
拒绝服务：在拥塞发生时，拒绝接纳新的用户请求。此方法多用于面向连接的网络。降低服务质量：所有用户在拥塞时降低其发送速率。调度：合理安排用户对网络资源的使用，保证总需求永远小于网络可用资源。如轮询、加入优先级、资源预留等。
2、 TCP流量控制
TCP使用滑窗机制来进行流量控制。即接收方通过某种策略来决定允许发送方传送多少数据。
在TCP流量控制过程中，重传策略和确认策略必不可少。重传策略包括重
传队头报文段、成批重传和单个重传三种具体策略。确认策略包括立即策略和积累策略两种。
自同步机制和“加性增加倍乘减小”一起构成了TCP拥塞控制的基础。自同步机制中，源端通过ACK的到达速率来调整数据发送速率，即ACK信号起到了同步的作用。加性增加倍乘减小窗口调节策略是 TCP流量控制的一个基本机制。
重发超时RTO管理对TCP拥塞控制非常重要，所以必须尽可能准确地估计往返时间的大小。处理RTT估计技术以外，还有三种增加估计精度的技术,它们是RTT方差估计、指数RTO退避和Karn算法。
TCP使用慢启动算法确定发送窗口大小。慢启动算法在初始化连接时工作得很有效，但是在出现拥塞后，必须配合拥塞避免机制才能更好地工作。拥塞避免机制在探测到网络发送拥塞后，改变拥塞窗口的调节策略，使其由指数增加变为线性增长。检测到拥塞后，其操作步骤为：将慢启动阈值设为当前拥塞窗口的一半；启动慢启动过程，直到慢启动阈值与拥塞窗口值相同；最后，当拥塞窗口值比慢启动阈值大时，每经过一个往返时间对拥塞窗口值加1。
3、 中间节点上的增强机制
Internet具有与生俱来的分散特性，所以，可以通过增强中间节点的功能来实现端到端无法实现的技术目标。中间节点的功能主要有两种：调度和队列管理。
调度规则决定分组接受服务的次序；队列管理通过选择何时丢弃何种业务来控制队列的长度。我们可以通过改进调度算法和队列管理策略可以增强中间节点的功能。
4、 主动队列管理AQM
早期随机丢弃RED是早期惟一能实现AQM技术目标的算法。RED为队列管理增添了两种新机制：首先，不是等队列全满后再丢弃到来的分组，而是利用概率判定机制事先丢掉部分分组来预防可能发生的拥塞；其次，通过平均队列即非即时队列调整分组丢弃概率，由此尽可能的吸收短时间的突发流量。
RED变种算法有很多。WRED通过为不同的业务设定不同的最大丢弃概率来提供不同的服务质量。FRED解决了RED在多种类型流共存的网络中存在的不公平问题，防止了非响应性流对带宽资源的贪婪侵占。Blanced RED的目的在于解决RED公平性问题，主要处理响应性业务流和非响应性业务流之间的带宽均衡分配问题。RED变种算法还有很多，不逐一作介绍。
AQM新策略有很多，如BLUE、PI控制器、REM、GKVQ、AVQ、SMVS和FLC等。
三、 报文分类 1、 报文分类概述
报文分类是指Internet 路由器基于一个或多个报文头的字段，把报文分类到相应的流/服务类地过程。
从OSI参考模型的角度可以分析出报文分类的可用字段。第2层的报文分类可用字段有源MAC地址和目的MAC地址。从IPv4报文的格式，可以看出，第3层的报文分类可用字段有源IP地址、目的IP地址、传输层协议类型和服务类型。IPv6报文格式中，报文分类的可以字段有版本号、优先级、流量标识、
源地址和目的地址。从TCP报文格式可以看出，第4层的报文分类的可以字段有源端口和目的端口。
报文分类规则的冲突是指两个或者多个规则重叠，从而导致一个模糊分类的问题。最基本地规则冲突问题的解决方案是给每个规则都赋予一个优先级，将分类规则根据优先级从高到低排列，当一个报文同时匹配多个规则时，取第一个匹配的分类规则即可，从而减少分类器规模。
2、 报文分类算法
线性查找算法是一个按优先级降序排列的分类规则链表，一个报文顺序地与每一个规则进行比较，直到找到第一个匹配的规则，在规则降序排列后，第一个匹配的规则就是最佳匹配规则。
交叉组合算法：报文分类的主要思想是，通过组合在每个维的单独的范围查找结果来对进入的报文进行分类。其最佳匹配规则被预先计算出来并存储在组合交叉表中。交叉组合算法是一个报文分类的静态解决方案。当增加一个新的分类规则时，需要重新计算组合交叉表。
Hierarchical tries算法：建立Hierarchical tries，每个报文可以在Hierarchical tries上准确找到其最佳匹配规则。
Bitmap-Intersection算法：每一个集合被编码成一个N位的位映射，1个位又对应N个规则。匹配的规则集合就是那些在位映射中对应位置为1的规则集合。对每个维单独地进行范围查找，得到一个集合。将所有集合相交得到匹配报文的规则集，这只需要进行简单的布尔与操作就能得到结果。从得到的集合中可以找出最佳匹配规则。
报文分类算法还有Tuple space serch算法、Modular算法、RFC算法等。 报文分类算法的评价标准主要有：时间复杂度，空间复杂度，跟新复杂度，扩展性，最坏情况下的性能分析，规则表达的灵活性，预处理时间和算法执行的灵活性等。
3、 报文分类器的设计 （1）、报文分类器的特性
报文分类器具有以下特性：分类器不包含大量的规则；传输层协议字段限制在较小的范围内；传输层字段有各种说明；在分类器中，8%的规则时冗余的；在分类器中，许多不同的规则共享一系列的字段说明；接近一半报文的字节数是40~44字节。 （2）、报文分类器的设计原则
报文分类器有四个主要的设计原则：线速转发原则（针对进入的最小分组）、折中原则（选取各种要求的折中）、满足实时需要原则和遵循算法的简单性原则。 （3）高速可行的报文分类算法设计思路
设计高速可行的报文分类算法，可以从下面几个方面进行考虑：充分利用分类规则的特性；排序索引思想；通过增加预处理时间来增加报文分类速度；提高内存的访问速度；适当增加内存空间；充分利用算法的硬件平台特性。
四、 流量整形与监测 1、 漏桶算法
漏桶算法是将流量整形操作形象地比喻成一个底部带有一个小孔的水桶，
无论流入桶中的水速有多大，从底部小孔流出的水速是恒定的。漏桶相当于一个分组队列，当队列满时，分组被丢弃，队列按规定的速率向网络发送分组。
漏桶算法的缺点是，无论数据量多大，总以恒定的速率发送数据，且当漏桶满时，数据丢失。
2、 令牌桶算法
令牌桶算法中，令牌桶中装的是令牌而不是分组，每隔一段时间，就会产生一个令牌，并将令牌放入令牌桶中。令牌桶满后，新产生的令牌将会被丢弃。分组在桶外缓冲区中排队，桶中有多少个令牌就可以发送相应于令牌个数的分组。当桶空时，停止发送数据，新来的分组要等待生成新令牌或被丢弃。由于突发性的输入流往往导致拥塞的发生，因此获得令牌的分组将被快速地输出，使突发性输入流得以迅速地疏导。
令牌桶算法的优点：当主机空闲时，可积累令牌，积累令牌的数量由令牌桶容量确定，令牌桶算法有利于发送突发性数据。当令牌桶满时，丢弃的是令牌而不是数据。
3、 滑动窗口协议
滑动窗口协议在数据链路层和传输层都可以用来进行流量控制。它们的区别在于：在数据链路层，流量控制是作用在单条链路上的；在传输层，流量控制是端到端执行的。 （1）、数据链路层的滑动窗口协议
发送窗口0123456701234567方向当发送一帧时这个边界就向右移动接收窗口01234567方向当接收到确认帧后，这个边界向右移动01234567方向当接收一帧时这个边界就向右移动方向当发送一个ACK帧时，这个边界向右移动
图 1.6 发送方和接收方滑动窗口
图1.6显示了一个大小为7的发送方和接收方滑动窗口。在发送方：当数据帧发送出去时，发送方滑动窗口从左边开始收缩；当收到确认时，发送方滑动窗口向右扩展。在接收方：当接收到数据帧时，接收方滑动窗口从左边开始收缩；当发送确认时，接收方滑动窗口向右扩展。 （2）传输层的滑动窗口协议
传输层的滑动窗口如图1.7所示。
窗口的大小发送并被确认发送但没有确认可以发送不能发送123456789101112131415161718192021向右或向左移动来保持窗口发送数据时的大小向右移动收到确认时向右移动
图 1.7 传输层的滑动窗口
传输层的滑动窗口有四个特点：发送方不必发送满这个窗口的数据；一个确认可以基于确认数据段的序列号来扩展窗口的大小；窗口的大小可以由接收方来递增或递减；接收方可以随时发送确认。
五、 队列管理
1、 缓冲管理的作用
缓冲管理即是对网络传输节点中队列缓冲资源的管理。缓冲管理在网络传输控制中发挥着相当大的作用，是网络QoS控制的核心技术之一，也是实现网络拥塞控制的重要手段。
网络QoS控制就是对网络资源的合理分配和使用。而缓冲管理和多个队列的分组调度可以实现带宽资源的合理分配。
在早期的拥塞控制机制中，由网络用户实现端到端的拥塞控制。随着显示拥塞通告ECN和主动队列管理AQM思想的出现，在网络传输节点也引入了拥塞控制。
2、 缓冲管理的目标
队列缓冲提高了系统的吞吐量，但是也增大了分组排队的延迟，缓冲空间容量增大时延迟更为严重。所以，缓冲管理要设置合适的队列缓冲容量，使得系统吞吐量和分组排队延迟之间的矛盾得到平衡。
当缓冲管理机制的缓冲分配和分组调度机制的带宽分配不一致时，会导致缓冲资源的利用率低。所以，瞬时队列长度应该和给其分配的系统带宽成比例，以获得最大效率的缓冲资源利用。
缓冲管理方案是一种接纳控制策略，一般情况下，资源总相对有限，无法满足所有用户的需求。所以，缓冲管理应该尽可能地保障用户的公平性。
缓冲管理方案应该与拥塞控制策略相互配合，避免或减轻网络拥塞，提高网络系统资源利用率。
3、 缓冲管理的控制策略 （1）、资源管理策略
资源管理策略主要有完全划分策略、完全共享策略和部分共享策略三种。完全划分策略把系统中所有的队列缓冲资源静态划分给不同的服务类别，不同服