路由器red程序

❶ 在路由器中打開路由功能的命令是

在路由器中打開路由功能的命令友碰念是Red-Giant(config)#ip routing。
配置在路由器上的路由選擇協議,同時吵頃給出了在好睏路由選擇協議中使用的定時器等信息。

❷ 一種改進的主動隊列調度RED演算法 多級反饋隊列調度演算法

[摘 要] 本文在分析RED利用EWMA形式計算平均隊列長度的局限性的基礎上,提出了一種改進的RED演算法。該改進RED演算法在計算平均隊列長度時考慮了當前隊列長度的真實情況梁虧,並將兩者結合起來進行丟棄決策。模擬結果表明改進RED演算法在分組丟棄比例和鏈路利用率上都優於RED。
[關鍵詞] 網路擁塞 RED
[中圖分類號]TP273.2[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)03-0105-02

引言
隨著互聯網規模的增長,互聯網上的用戶和應用都在快速的增長,擁塞已經成為一個十分重要的問題。根據演算法的實現位置,可以將擁塞控制演算法分為兩大類:鏈路演算法 (Link Algorithm)和源演算法(Source Algorithm). 擁塞控制演算法設計中的一個關鍵問題是如何生成反饋信息和如何對反饋信息進行響應。在擁塞控制的源演算法方面,大量的工作集中在對TCP協議的研究上,主要針對對目前廣泛使用的主動隊列管理演算法中的RED進行了研究。然而RED演算法在響應速度、穩定性等方面仍有缺陷。
1 隨機早期檢測演算法(RED)其演算法實現設計
1.1 RED演算法的基本思想
RED擁塞控制機制的基本思想是通過監控路由器緩沖區隊列的平均長度來探測擁塞,一旦發現擁塞逼近,就隨機地選擇連接來通知擁塞,使他們在隊列溢出導致丟包之前減小擁塞窗口,降低發送數據速度,從而緩解網路擁塞。由於RED演算法是基於FIFO隊列調度策略的,並且只是丟棄正進入路由器的分組,因此其實施起來也較為簡單。RED演算法按照指數權值移動均值EWMA(Exponential weighted Moving Average)的方法來計算平均隊列長度,並且隨機地選擇正進入路由器的包進行丟棄。這種方法能被有效地實施而無需在路由器中維持每個流(Per-Flow)的狀態信息。
RED演算法主要分為兩個部分。首先是計算平均隊列長度,以此作為對擁塞程度的估計。另一個就是計算丟棄包的概率。
(1)計算平均隊列長度。
由於Internet數據的突發性,如果一個隊列在很多時候是空的,然後迅速被充滿,又很快被取空,這時就不能判定路由器發生擁塞而向源端發送擁塞指示。因此,RED演算法在計算平均隊長時採用了類似低通濾波器(Low Pass Filter)帶權值的方法:
(1)
其中,為權值,為隊列采樣數據。
由於Internet數據的突發本質或者短期擁塞導致的實際隊列長度暫時的增長將不會使平均隊長有明顯變化,從而「過濾」掉短期瞬間的隊長變化,盡量反映長期的擁塞變化。在計算平均隊長的公式中,權值相當於低通濾波器的時間常數,它決定了路由器對輸入流量變化的反應程度。因此對的選擇非常重要,如果過大,那麼RED演算法就不能有效地過慮短暫的擁塞;如果太小,那麼就會對實際隊列長度的變化反應過慢,不能合理地反映擁塞狀況,在這種情況下,路由器就不能有效檢測到早期的擁塞。的值應根據不同情況預先設置,一般來說,它是由路由器允許發生的突發業務的大小和持續的時間所決定的。
(2)計算丟包概率
計算平均隊長的目的就是為了反映擁塞狀況,根據擁塞的程度來計算丟棄包的概率,從而有效地控制平均隊列長度。RED演算法有兩個和隊列長度相關的閉值:和。當有包到達路由器時,RED演算法計算出平均隊長。計算丟包概率Pa的方法如式(2)、公式(3)。
悔渣汪(2)
(3)
演算法的第一部分決定了所允許的突發長度,而演算法的第二部分決定了在給定的當前擁塞級別時分組的丟棄頻度碧仔。丟包概率的計算很大程度上是依賴於平均隊列長度的計算,而從下一節的分析將會發現這種計算方式的性能並不理想。
1.2 對RED中EWMA的分析
EWMA濾波器的性能取決於權值的選擇。如果太大,則短期內的擁塞影響將不能被濾去;反之,如果太小,則平均隊列長度就不能很好地跟蹤當前隊列長度q的變化。另一方面,太大也會造成隊列長度的劇烈振盪。的上限由下式給出:
(4)
而的下限值通常由觀測值給出,即:當前隊列長度q保持為1個分組時,需要個分組使得平均隊列長度從0變為0.63。(實際中,通常取為0.002左右,以避免對突發流的偏見)。
文獻[4]中指出,自適應RED演算法中,對於容量為C,RTT時間為R的瓶頸鏈路,按下式取值:
(5)
這樣,將根據網路環境自動調節其值。考慮一條容量為C的瓶頸鏈路,RED路由器的發送速率小於C,權值取比較小的值。此時當前隊列長度不會增加,平均隊列長度也會比較小。加入另一業務流,使得路由器上總的分組到達速率大於C。這時q很大,而平均隊列長度只在分組到達時計算,這就使得遠遠超過最大門限,隨後到達的分組將全部被丟棄。
由於平均隊列長度將經歷一段時間才能變為低於,所以對到達分組的丟棄也將持續一段時間,即使當前隊列已經為空了,分組丟棄可能還在進行中。另一方面,由於在這段時間內到達的分組都將被丟棄,所以分組發送率也會很低。
只有當平均隊列長度降到低於時,對到達分組的操作才會轉為正常。另一方面,分組的丟棄將造成發端的重傳,這樣分組到達速率的增加又導致的再次增加,這樣反復下去,將在附近振盪,並且到達的分組又將再次被丟棄。因此,在特定的分組到達速率、瓶頸鏈路傳送速率和業務流響應速度下,在較長的一段時期內,即使當前緩存為空,所有到達路由器的分組都將被丟棄。
從上面的分析可以明顯看出和時,雖然當前隊列長度q遠低於,但由於丟棄決策是根據給出的,所以仍有大量不必要的分組丟棄。這表明,用EWMA形式計算並不能反映緩存中RED隊列的真實變化情況。有時,由於這種計算方式得到的錯誤地給出了當前緩存的佔用情況,會導致寶貴網路資源的浪費。
根據上面的分析,可以將EWMA計算並由此決定分組丟棄的局限性分析歸納如下:
(1)由於的EWMA計算只在分組到達時進行,所以隨著分組的到達它可能以任何速率增加。另一方面,這也使得平均隊列長度的下降速率將受限於瓶頸鏈路的帶寬。因此,平均隊列長度的計算反映的是分組到達速率而不是緩存的真實佔用情況。
(2)如果有突發流到達,則在瓶頸路由器上,分組到達速率遠大於分組離開速率。兩個速率的差異使得式(1)更像一個峰值檢測器而不是EWMA濾波器了。因此,這種平均隊列長度的計算對較大的隊列長度值有一定的偏見。
文獻[5]中對該問題也進行了討論,並提出了一種新演算法――FRED(Flow Random Early Detection,流隨機早期檢測)。但是FRED在性能上有一定的局限性,它要為每個活動流保留狀態變數,降低了其適用性。為解決上述EWMA形式計算平均隊列長度帶來的問題,下面將提出改進的RED演算法,該演算法將當前瞬時隊列長度結合到分組丟棄的計算中。
2 改進RED演算法
2.1 減小
RED對當前隊列長度採用EWMA形式計算平均隊列長度,並由所得到的來決定丟棄概率,該方式不能很好地反映當前隊列的真實變化情況,所以可以考慮將當前隊列長度結合到平均隊列長度的計算中,並結合當前隊列長度和來決定丟包概率,而不是僅僅由平均隊列長度來決定丟包。具體為:在當前隊列長度時調節的計算;在將到達分組放入隊列時考慮當前隊列長度的實際情況。
對式子(1)式進行離散,並將賦值改為等於,則在n時刻,(1)式改寫為:
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進行移項,可得:
(7)
式子(7)和(8)體現了q和之間的相互依賴關系。
平均隊列長度由0增加到緩存大小B的過程它必須先後經過上下門限值和。如果在個分組連續到達後,當前隊列長度仍小於,則通過引入一個因子()來減小式(6)第一項的貢獻,這樣平均隊列長度將很快降到低於或是在附近。該演算法的離散形式如下:
(8)
可以看出公式(8)的有效性依賴於參數對的恰當取值,否則它會降低該改進演算法的性能,而且會造成平均隊列長度的劇烈振盪從而導致穩定性問題。並且為取得性能上的改善,在和的取值上應該權衡考慮。對於大的值,也應該較大;反之,取較小值時,也應該較小。
如果的取值可以使在時,,則隨後到達的分組將以一定的概率丟棄,而不是全部丟棄,該概率由式(2)並結合(3)給出。這樣,丟棄的分組數將大大減少,從而減少了網路帶寬資源的浪費,提高鏈路利用率。
2.2 分組丟棄計算
在改進的RED演算法中,分組丟棄決策不僅僅由決定,而是結合考慮當前隊列長度和。新的丟棄關系如圖1中的1～11區域所示。區域1和11對應於強制丟棄,2、3、4、6、7對應於隨機概率丟棄。按照RED演算法,當時(對應圖3中的區域4,7和10)到達的分組都將被丟棄。而相比之下,改進的RED演算法在區域7()和10()仍可以將到達的分組入隊。更保守點的做法可以在時,只在區域10才將到達分組入隊。反之,如果區域10也被去掉,則就是原始的RED演算法了。
3 模擬
3.1 模擬環境設計
本文模擬所採用的網路拓撲結構為一典型的(單邊)啞鈴結構,如圖5所示。其中路由器R1和R2之間的鏈路為網路瓶頸,帶寬為10Mbps,延遲為5ms。各節點與路由器之間的鏈路帶寬為100Mbps。模擬時間為50s,節點S1、S2和S3發送FTP業務流。模擬使用的分組長度設定為1000位元組。瓶頸鏈路上使用本文中的改進RED,其餘鏈路均採用「棄尾」演算法。各路由器的緩存大小均為50個分組。改進RED中的參數取值和RED一樣:,,。
為同RED進行性能上的比較,本文採用的度量標準是平均隊列長度的變化圖,鏈路丟包率比例和鏈路利用率,其中和由下式給出:
(9)
(10)
3.2 模擬結果與分析
首先我們給出了RED和改進RED在鏈路分組丟失比例和鏈路利用率上的比較。圖3和4給出了,各種取值組合下的和的變化情況。
根據圖3可看出,在圖中給出的和的各種取值組合下,改進RED的丟包率都低於RED。
根據圖4可看出,改進RED在上面給出的和的取值組合中其鏈路利用率都明顯高於RED。除了時的最大值出現在附近,其餘的取值情況下的最大值都出現在內。對和的取值應結合網路實際情況和用戶需求在鏈路利用率和鏈路分組丟失比例之間進行權衡考慮。總之,改進RED在總體性能上優於RED。
4 結語
在分析RED利用EWMA形式計算平均隊列長度的局限性的基礎上,提出了一種改進的RED演算法。改進RED演算法由於在計算平均隊列長度的時候結合考慮當前隊列的實際情況,大大減少了分組丟棄數,從而減少了網路帶寬資源的浪費,在分組丟棄比例和鏈路利用率上都優於RED。

[參考文獻]
[1] Bruce Eckel著,劉宗田,袁兆山,潘秋菱等譯,C++編程思想 第一卷:標准C++引導.北京:機械工業出版社,2002.
[2] 任豐原,林闖,劉衛東,IP網路中的擁塞控制,計算機學報,2003,26(9):1025～1034.
[3] S. Floyd,V.Jacobson,Random early detection gateways for congestion avoidance, IEEE/ACM Trans.Network.1(4)(1993):397-413.
[4] Harsha Sirisena, Aun Haider, and Krzyszt of Pawlikowski. Auto-Tuning RED for Accurate Queue Control. IEEE Globecom,2002.
[5] 徐雷鳴,龐博等.NS與網路模擬.北京:人民郵電出版社,2003.
[6] 吳春明,姜明.幾種主動式隊列管理演算法的比較研究.電子學報,2004,32(3):429-434.
[7] 李春燕,梁述海,馬軍.擁塞控制機制――RED的研究.計算機應用與軟體,2003,vol20:35～37.
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❸ ECN和RED的區別

（1）ECN方法通過把一個位置的擁塞情況明確地告訴源端，而RED通過簡單地丟棄分組隱含地告訴源端擁塞狀態（顯式和隱式）。
（2）ECN是在路由器沒有剩餘緩沖空間時才會丟棄分好行祥組，而友搏RED時在緩沖區耗盡之前帶畢就會丟棄分組。

❹ red的RED演算法

首先是計算平均隊列長度，以此作為對擁塞程度的估計。另一個就是計算丟棄分組的概率蔽者。 由於Internet數據的突發性，如果一個隊列很多時候是空的，然後迅速被充滿，又很快被取空，這時就不能說路由器發生擁塞而需要向源端發送擁塞指示。因此，RED在計算平均隊長avgQ時，採用了類似低通濾波器（Low—pass filter）帶權脊並大值的方法：
avgQ=(1-Wq)*avgQ+ Wq* q。
其中，Wq為權值，q為采樣測量時實際隊列長度。這樣由於Internet數據的突發本質或者短暫擁塞導致的實際隊列長度暫時的增長將不會使得平均隊長有明顯的變化，從而「過慮掉短期的隊長變化，盡量反映長期的擁塞變化。
在計算平均隊長的公式中，權值Wq相當於低通濾波器的時間常數，它決定了路由器對輸入流量變化的反應程度。因此對Wq的選擇非常重要，如果Wq過大，那麼RED就不能有效地過慮短暫的擁塞；如果Wq太小，那麼avgQ就會對實際隊列長度的變櫻豎化反應過慢，
不能合理地反映擁塞狀況，在這種情況下，路由器就不能有效檢測到早期的擁塞。Wq的值應根據不同情況預先設置，一般來說，它是由路由器允許發生的突發業務的大小和持續的時間所決定的。 計算平均隊長的目的就是為了反映擁塞狀況，根據擁塞的程度來計算丟棄分組的概率，從而有效地控制平均隊列長度。
RED有兩個和隊列長度相關的閾值：MINth。和MAXth。當有分組達到路由器時，RED計算出平均隊長avgQ。若avgQ< MINth，則沒有分組需要丟棄；當MINth≤avgQ≤MAXth時，計算出概率P，並以此概率丟棄分組；當avgQ>MAXth時，所有的分組都被丟棄。由於RED使用的是基於時間的平均隊長度，就有可能會發生實際隊長大於平均隊長的情況，如果隊列已滿，則到達的分組只能被丟棄。 隨機早起檢測（RED，Random Early Detection）演算法將隊列的平均隊長作為決定擁塞避免機制是否應被處罰的隨機函數的參數，增加了在隊列長度變得太大之前平滑瞬時擁塞的可能性，減少了同時使多個流受分組丟棄影響的可能性。
下圖是一個RED丟棄概率函數的例子

當隊列長度小於低的門限值Tmin時，不丟棄新到達的分組；當隊列長度介於Tmin和Tmax之間時，以一定的概率丟棄分組，且分組概率隨著隊列長度的增長線性增加，隊列長度達到Tmax時，到達的分組全部被丟棄。這3個階段分別被稱作正常、擁塞避免和擁塞控制三個階段。最壞情況的最大隊列大小被限制為Tmax。RED在隊列滿之前提前開始觸發擁塞標識。路由器可對不同的隊列支持不同的Tmin、Tmax和Pmax值以平衡隊列可用空間、要求的隊列數和使用每一個隊列的業務類的延遲/抖動范圍。
RED最初是作為IntServ中的一種擁塞避免機制提出來的，當用在DiffServ中時，為了獲得更好的性能，為一致的分組和不一致的分組提供不同的待遇，產生了一些改進的演算法，如WEED、RIO等。

❺ 思科路由器能夠讓OSPF和RIP協議互相學習的協議的命令是什麼red什麼來著的

在判鎮ospf下重分段灶布rip： redistibute rip subnets
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