Liunx下Qos功能实现简析

根据OSI参考模型来分，Qos可以应用在如下两层：即上层协议（主要是应用层）与链路层以及物理层网卡发出数据处。前者是通过TC工具对上层协议数据实施Qos，原理就是首先在应用层对要处理的包或者流打上mark，然后利用TC工具多不同的流量实施不同的功能处理，如流量整形，优先级设置，调度与过滤等等，值得说明的是TC工具实质是一套中间件，功能最后均由内核去负责实现；至于后者的Qos，就是在网卡驱动处设置Qos，具体实现与TC工具类似，最后也是由内核去负责实现。

一、上层协议Qos以及TC工具原理分析：

TC是一个在上层协议处添加Qos功能的工具，原理上看，它实质是专门供用户利用内核Qos调度模块去定制Qos的中间件，本节主要是阐述TC工具是如何去队列规则的，以及内部是如何实现的。

首先需要了解的是，TC作为一个应用工具，它又是如何与内核去实现通讯的？很简单，消息机制，所借助的工具则是Netlink，而所使用的协议正是NETLINK_ROUTE，更加详细的Netlink相关的知识，请参考《linux内核与用户之间的通信方式——虚拟文件系统、ioctl以及netlink》。不过在此可以说明下TC源代码中是如何初始化rtnetlink（可以理解为专门为路由设计的netlink）socket的。

      有一点值得注意的是，因为针对各种不同的调度机制，有着不一样的参数选项，如sfq所对应的参数就有quantum， perturb, limit等，而htb则有r2q, default,在TC工具中针对这些不同的调度机制，定义了不一样的解析函数。如sfq和htb中的定义如下：
struct Qdisc noop_qdisc = {    .enqueue    =   noop_enqueue,    .dequeue    =   noop_dequeue,    .flags      =   TCQ_F_BUILTIN,    .ops        =   &noop_qdisc_ops,    .list       =   LIST_HEAD_INIT(noop_qdisc.list),    .q.lock     =   __SPIN_LOCK_UNLOCKED(noop_qdisc.q.lock),    .dev_queue  =   &noop_netdev_queue,};static int noop_enqueue(struct sk_buff *skb, struct Qdisc * qdisc){    kfree_skb(skb);    return NET_XMIT_CN;}
       OK，前面很长篇幅阐述了broadcom代码中是如何去生成一个XTM设备以及是如何去完成它的初始化的，同时也知道了对新创建的设备并没有加载任何的Qos规则，那么要想对刚创建的设备增加Qos功能，该如何去实现呢？首先在rutQos_qMgmtQueueConfig函数中完成了对QMgmtQueueObject对象的相关Qos参数的设置，之后调用devCtl_xtmSetConnCfg函数试图将所配置的参数写进ATM设备中，之后进入bcmxtmcfg_ioctl中的DoSetConnCfg函数，然后是BcmXtm_SetConnCfg函数，一次类推，最后是通过DoSetTxQueue函数完成最后的配置，整个逻辑流程如下：
ATM TC:
Rut_qos.c(rutQos_qMgmtQueueConfig-->devCtl_xtmSetConnCfg)bcmxtmcfg_ioctl-->DoSetConnCfg-->BcmXtm_SetConnCfg-->SetConnCfg-->SetCfg->CheckTransmitQueues->bcmxtmrt_request-àDoSetTxQueue
       
 
参考文献：
1 Linux 2.4.x 网络协议栈QoS模块(TC)的设计与实现（http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/l-qos/）