Cisco公司的CAR流量控制策略
網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用類型種類繁多，為了保障主要應(yīng)用的良好運(yùn)作，必然要在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行流量控制。網(wǎng)絡(luò)流量控制的方法各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商不完全一樣，除Cisco的CAR（承諾訪問速率）外，還有如NEC的Rich-QoS，HiPER的CBQ等，當(dāng)然是Cisco（思科）公司的CAR流量控制策略應(yīng)用最廣。本文就要介紹Cisco這種CAR路由器流量控制策略，同時在后面將介紹Cisco公司具有CAR流量控制功能的代表性產(chǎn)品。
一、什么是CAR
CAR是Committed Access Rate的簡寫，意思是：承諾訪問速率。它是Cisco公司IOS軟件中QoS功能的一個子功能，它是自v12.0版本中新添加的。它的
主要有兩個作用：（1）對一個端口或子端口(subinterface)的進(jìn)出流量速率按某個標(biāo)準(zhǔn)上限進(jìn)行限制；（2）對流量進(jìn)行分類，劃分出不同的QoS優(yōu)先級。
注意：CAR只能對IP包起作用，對非IP流量不能進(jìn)行限制。另外CAR只能在支持CEF交換（Cisco Express Forward）的路由器或交換機(jī)上使用。以下這些接口上也不能使用CAR：
* Fast EtherChannel interface
* Tunnel Interface
* PRI interface
CAR的工作原理可以看成是數(shù)據(jù)包分類識別(packet classification)和流量控制(access rate limiting)的結(jié)合。其工作流程可以從圖1所示。
圖1
在這個流程中，主要分三步進(jìn)行。第一步的Traffic Matching是首先從數(shù)據(jù)流中識別出用戶希望對其進(jìn)行流量控制的數(shù)據(jù)包類型（也稱“感興趣”流量類型）。用戶可以選擇以下幾種不同的方式來進(jìn)行流量識別：
* 全部的IP流量，這樣可以把所有的IP流量采用統(tǒng)一的流量控制策略。
* 基于IP前綴，此種方式是通過rate-limit access list來定義的。
* QoS 分組。
* MAC地址，此種方式通過rate-limit access list來定義。
* IP access list（IP ACL，IP訪問控制列表），可通過標(biāo)準(zhǔn)的或擴(kuò)展的訪問控制列表來定義。
用上述方法識別到了用戶希望進(jìn)行流量控制的數(shù)據(jù)包類型后，接下來的第二步就是進(jìn)行流量衡量（traffic measurement）。CAR采用一種名為token bucket的機(jī)制來進(jìn)行流量衡量，如圖2所示。
圖2
圖中的token可以看成是第一步的traffic matching所識別到的感興趣流量，該種流量的數(shù)據(jù)包進(jìn)入一個bucket（桶）內(nèi)，該bucket的深度則由用戶定義。在進(jìn)入該token bucket后，以用戶希望控制的流量速率離開該bucket，執(zhí)行下一部操作（conform action）。在這里，對于實(shí)際流量速率的不同，可以看到會有兩種情況發(fā)生：
（1）實(shí)際流量小于或等于用戶希望速率，這樣，明顯地，token離開bucket的實(shí)際速率將和其來到的速率一樣，bucket內(nèi)可以看作是空的。流量不會超過用戶的希望值。
（2）實(shí)際流量大于用戶希望速率。這樣，token進(jìn)入bucket的速率比其離開bucket的速率快，這樣在一段時間內(nèi)，token將填滿該bucket，繼續(xù)到來的token將溢出(excess)bucket，則CAR采取相應(yīng)的動作（一般是丟棄或?qū)⑵銲P前綴改變以改變該token的優(yōu)先級）。這樣就保證了數(shù)據(jù)流量速率保證在用戶定義的希望值內(nèi)。
二、如何配置CAR
一般來說，CAR比較適合部署在網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分，我們的一般做法也是在邊界路由器上部署CAR。配置CAR可以選擇前面介紹的五種流量類型識別方法，而常用的則是最后一種“IP access list（IP ACL，IP訪問控制列表）”方法。
用戶可以使用標(biāo)準(zhǔn)的“ip access list”命令來確定哪些IP流量數(shù)據(jù)需要進(jìn)行rate-limit（速率限制），也可以用擴(kuò)展“ip access list”來確定哪些IP協(xié)議類型流量（如HTTP，F(xiàn)TP）需要進(jìn)行rate-limit。例如我們想限制用戶到內(nèi)部網(wǎng)站上瀏覽網(wǎng)頁的速度，則可以采用如下的access list來定義流量：
access-list 101 permit tcp any eq www any
這里值得注意的一點(diǎn)是在配置時要配成“any eq www any”，而不是“any any eq www”。因為這里要限制的主要流量不是用戶向http server發(fā)送的請求（這類請求流量的源端口號為隨機(jī)（any），目的端口號為80），而是http server收到用戶的請求后發(fā)給用戶方的網(wǎng)頁內(nèi)容的流量（這部分流量的源端口號為80，目的端口號為發(fā)起方的端口號），如果在這個細(xì)節(jié)上不加注意則不能對下載的流量進(jìn)行有效的限制。#p#
在相應(yīng)的端口配置rate-limit的語句格式
如下：
interface X # 聚集用戶希望限制的端口
rate-limit {input|output} [access-group number ] bps burst-normal burst-max conform-action action exceed-action action
這里的interface可以是Ethernet interface（以太網(wǎng)端口）也可以是serial interface（串行接口），但是不同類型的interface在下面的rate-limit語句中的{input|output}選項上選擇有所不同，需要注意一下。因為以太網(wǎng)端口既可以是輸入（input）端口，又可是輸出(output)端口；而串行接口則只能為輸入接口。
[access-group number ]
選項是用戶用access list定義流量的access list號碼。
Bps:用戶希望該流量的速率上限，單位是bps。
Burst-normal burst-max：這個是指token bucket的大小，一般采用8000、16000、32000等值，根據(jù)前面設(shè)置的Bps值大小而定。
Conform-action ：在速率限制以下的流量的處理策略。
Exceed-action:超過速率限制的流量的處理策略。
Action:處理策略，包括以下幾種：
* Transmit:傳輸
* Drop:丟棄
* Set precedence and transmit：修改IP前綴然后傳輸
* Set QoS group and transmit：將該流量劃入一個QoS group內(nèi)傳輸
* Continue：不動作，看下一條rate-limit命令中有無流量匹配和處理策略，如無，則transmit
* Set precedence and continue：修改IP前綴然后continue（繼續(xù)）
* Set QoS group and continue：劃入QoS group然后continue
注意，在一個interface內(nèi)，可以配置多條rate-limit命令，如果action里面有continue，則順序執(zhí)行下一條rate-limit命令，若某種流量在continue之后沒有被某條rate-limit命令丟棄，則它將進(jìn)行傳輸。一個端口最多可配20條rate-limit命令。
下面語句是一個對用戶進(jìn)行http應(yīng)用限制的例子：
interface e0 # 聚集0號以太網(wǎng)端口
rate-limit output access-group 101 128000 16000 16000 conform-action transmit exceed-action drop
這里我們對用戶進(jìn)行http訪問所下載的網(wǎng)頁流量控制在傳輸速率上限為128Kbps,token bucket包的大小為16000字節(jié)。
CAR除了可以提供用來限制某種流量的速率之外，還可以用來抵擋某些類型的網(wǎng)絡(luò)攻擊。如
DOS網(wǎng)絡(luò)攻擊的一個特征是網(wǎng)絡(luò)中會充斥著大量帶有非法源地址的ICMP包，我們可以通過在路由器上對ICMP包通過配置CAR來設(shè)置速率上限的方法來保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。
示例如下：
interface x
rate-limit output access-group 1000 3000000 80000 80000 conform-action transmit exceed-action drop
access-list 1000 permit icmp any any echo-reply
這樣就可以限制ICMP包的轉(zhuǎn)發(fā)速率和大小，減少對網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)造成的威脅。
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