CAR
什么是CAR
流量监管采用承诺访问速率CAR（Committed Access Rate）来对流量进行控制。CAR利用令牌桶来衡量每个数据报文是超过还是遵守所规定的报文速率。
CAR主要有两个功能：
流量速率限制：通过使用令牌桶对流经端口的报文进行度量，使得在特定时间内只有得到令牌的流量通过，从而实现限速功能。
流分类：通过令牌桶算法对流量进行测量，根据测量结果给报文打上不同的流分类内部标记（包括服务等级与丢弃优先级）。
CAR的处理流程
当报文到来时，首先检查端口的匹配规则，如果匹配上了，则进行速率控制，报文进入令牌桶中进行流量速率评估。
令牌桶评估后，报文被标记为红、黄、绿三种颜色。红色表示报文速率过大，不符合规定；黄色表示虽然不符合规定但允许临时的突发，绿色表示符合规定。
报文标为红色的直接丢弃，黄色则重新标记后转发，绿色则直接转发。
CAR的报文标记过程
NE20E依据相关标准实现CAR功能。CAR中令牌添加方式是报文触发，添加令牌的数量是CIR×当前时间与上次添加令牌的时间之差。向桶内注入令牌后，再判断桶内的令牌数是否满足传送该报文的要求。
CAR支持单速单桶、单速双桶、双速双桶的标记方式。本文举例介绍这三种标记的色盲模式如何处理报文（色敏模式的处理与之类似）。
单速单桶
假设设备端口的CIR设置为1Mbps，CBS为2000 bytes，初始状态时C桶满（单速单桶的EBS为0，只有一个C桶）。
- 假设第1个到达的报文是1500 bytes时，检查C桶发现令牌数大于数据包的长度，所以数据包被标为绿色，C桶减少1500 bytes，还剩500 bytes。
- 假设1ms之后到达第2个报文1500 bytes，先填充令牌，新增令牌=CIR*时间间隔=1Mbps*1ms=1000bit=125bytes，加上C桶原来剩余的令牌500bytes，此时C桶共有625bytes，令牌不够，报文标记为红色。
- 假设又过1ms后到达第3个报文1000 bytes，但C桶只有625 bytes，小于报文长度，因此新增令牌CIR*1ms=1000bit=125bytes，此时C桶共有750 bytes，依然不够，因此报文被标记为红色。
- 假设又过20ms后到达第4个报文1500 bytes，但C桶只有750 bytes，小于报文长度，因此C桶新增令牌CIR*20ms=20000bit=2500bytes，增加令牌后，C桶令牌数为3250 bytes，而CBS=2000bytes，因此溢出1250bytes令牌被丢弃，此时C桶大于报文长度，报文标记为绿色，C桶减少1500bytes，剩500bytes。
以上过程汇总如下：
包序号
时刻
包长
与上次添加令牌的间隔
本轮增加令牌
令牌增加后C桶令牌
报文处理后C桶剩余令牌
报文标记结果
-
-
-
-
-
2000
2000
-
1
0
1500
0
0
2000
500
绿色
2
1
1500
1
125
625
625
红色
3
2
1000
1
125
750
750
红色
4
22
1500
20
2500
2000
500
绿色
单速双桶
假设设备端口的CIR设置为1Mbps，CBS为2000 bytes，EBS为2000 bytes，初始状态时C桶和E桶满。
- 假设第1个到达的报文是1500 bytes时，检查C桶发现令牌数大于数据包的长度，所以数据包被标为绿色，C桶减少1500 bytes，还剩500 bytes，E桶保持不变。
- 假设1ms之后到达第2个报文1500 bytes，但C桶只有500 bytes，小于报文长度，因此新增令牌CIR*1ms=1000bit=125bytes，增加令牌后，C桶令牌数为625 bytes，依然不够。检查E桶有足够令牌，因此报文标记为黄色，E桶减少1500bytes，剩500bytes，C桶不变。
- 假设又过1ms后到达第3个报文1000 bytes，但C桶只有625 bytes，小于报文长度，因此新增令牌CIR*1ms=1000bit=125bytes，增加令牌后，C桶令牌数为750 bytes，依然不够，检查E桶也不够，因此报文被标记为红色，C桶、E桶令牌数不变。
- 假设又过20ms后到达第4个报文1500 bytes，但C桶只有750 bytes，小于报文长度，因此C桶新增令牌CIR*20ms=20000bit=2500bytes，增加令牌后，C桶令牌数为3250 bytes，而CBS=2000bytes，因此溢出1250bytes添加到E桶，此时E桶有1750bytes。由于此时C桶大于报文长度，报文标记为绿色，C桶减少1500bytes，剩500bytes，E桶不变。
以上过程汇总如下：
包序号
时刻
包长
与上次添加令牌的间隔
本轮增加令牌
令牌增加后各桶令牌（C桶）
令牌增加后各桶令牌（E桶）
报文处理后各桶剩余令牌（C桶）
报文处理后各桶剩余令牌（E桶）
报文标记结果
-
-
-
-
-
2000
2000
2000
2000
-
1
0
1500
0
0
2000
2000
500
2000
绿色
2
1
1500
1
125
625
2000
625
500
黄色
3
2
1000
1
125
750
500
750
500
红色
4
22
1500
20
2500
2000
1750
500
1750
绿色
双速双桶
假设设备端口的CIR设置为1Mbps，PIR设置为2Mbps，CBS为2000 bytes，PBS为2000 bytes，初始状态时C桶和P桶满。
- 第1个到达的报文假设是1500 bytes时，检查发现报文长度不超过P桶也不超过C桶，所以数据包被标为绿色，C桶和P桶都减少1500 bytes，C桶还剩500 bytes，P桶还剩500bytes。
- 假设1ms后到达第2个报文1500 bytes，超过P桶，因此P桶新增令牌PIR*1ms=2000bit=250bytes，此时P桶共有750 bytes，依然小于报文长度。因此报文标记为红色，P桶、C桶令牌数不变。
- 假设又过1ms后到达第3个报文1000 bytes，超过P桶，因此P桶新增令牌PIR*1ms=2000bit=250bytes，此时P桶共有1000 bytes，等于报文长度，再检查C桶，此时C桶500bytes，小于令牌数，因此C桶新增令牌CIR*2ms =2000bit =250bytes，增加令牌后，C桶令牌数为750bytes，仍然小于报文长度，因此报文被标记为黄色，P桶减少1000bytes，剩0bytes，C桶不变。
- 假设又过20ms之后到达报文1500 bytes，但P桶没有令牌，不够发送报文，因此P桶新增令牌PIR*20ms=40000bit=5000bytes，超过P桶容量PBS，因此P桶=PBS=2000bytes，溢出的令牌丢弃；这样P桶有2000bytes，大于报文长度，因此比较C桶，C桶此时令牌数750bytes，小于报文长度，因此C桶新增令牌CIR*20ms=20000bit=2500bytes，大于CBS的2000 bytes，因此溢出的令牌丢弃，增加令牌后，C桶令牌数为2000 bytes，大于报文长度，报文被标记为绿色，C桶减少1500bytes还剩500bytes，P桶减少1500bytes还剩500bytes。
以上过程汇总如下：
包序号
时刻
包长
与上次添加令牌的间隔（C桶）
与上次添加令牌的间隔（P桶）
本轮增加令牌（C桶）
本轮增加令牌（P桶）
令牌增加后各桶令牌（C桶）
令牌增加后各桶令牌（P桶）
报文处理后各桶剩余令牌（C桶）
报文处理后各桶剩余令牌（P桶）
报文标记结果
-
-
-
-
-
-
-
2000
2000
2000
2000
-
1
0
1500
0
0
0
0
2000
2000
500
500
绿色
2
1
1500
1
1
125
250
625
750
625
750
红色
3
2
1000
1
1
125
250
750
1000
750
0
黄色
4
22
1500
20
20
2500
5000
2000
2000
500
500
绿色
三种令牌桶的使用场景
单速单桶和单速双桶关注报文尺上的突发，其令牌添加方式和报文处理流程比较简单；双速双桶关注速率上的突发，其令牌添加方式和报文处理流程相对复杂。
单速和双速各有优点，不同的实现方式决定了其具有一定的性能差异（丢包率、突发流量处理性能、大小包混合转发性能、数据转发平缓程度等），在实际应用中，应针对不同的流量特征选择恰当的标记方式。
如果只是为了限制带宽，使用单速单桶。
如果在限制带宽的基础上，还要对输入流量的突发情况进行区分，做不同的标记处理，则使用单速双桶。注意：标记为yellow的动作一定要同标记为green的配置的不一样，否则限速效果与单速单桶一样。
如果在限制带宽的基础上，还要对输入流量的带宽情况进行区分，区分出带宽是小于CIR还是在CIR~PIR之间，则使用双速双桶。注意：标记为yellow的动作也要同标记为green的动作配置得不一样，否则限速效果与单速单桶一样。
CAR的参数设置
在令牌桶算法中，CIR设置越大，令牌产生的速率越大，则分组获得令牌就越多，流向网络的流量也就越大，因此，CIR的大小是控制流入网络中流量多少的关键。另外，令牌桶桶深CBS也是一个重要参数，随着令牌桶桶深的增加，C桶中积累令牌的数目也将越多，流入网络的流量就越大。
- 对于承诺突发流量CBS，不应该小于报文的最大长度，因为路由器是逐包转发的。例如，当CIR=100Mbps，CBS=200bytes，那么对于1500byte每包的流量而言，每次令牌桶比较的包长都大于CBS，即使数据流速率小于100Mbps，也全部被标记为红色或黄色，导致CAR效果不准确。
令牌桶算法的带宽参数设置取决于实际网络业务的限速需要。桶深是一个重要参数，具体该如何设置，则取决于具体的业务流量情况。原则上，桶深需要满足如下条件：
- 桶深>=MTU
- 桶深>=业务流量的正常突发
条件1比较直观，容易操作；但条件2实际操作比较困难，因此出现了一些经验性的计算公式，例如：
桶深(Bytes)=带宽(kbps) * RTT(ms) / 8，其中的RTT是TCP协议的往返时间，通常取1500ms。
对NE20E总结的经验性公式为：
- 带宽<=100Mbps时，桶深(Bytes)=带宽(kbps) * 1500(ms) / 8
- 带宽>100Mbps时，桶深(Bytes)=100,000(kbps) * 1500(ms) / 8
CAR之后的带宽计算是基于整包的，即不仅仅包括IP头及IP净荷。例如，对于以太网业务，还包含了帧头和CRC，但不包含前导码、帧间隔。完整的以太帧如下（长度单位：字节）：
CAR之后的带宽计算不包括其中的Inter frame gap、Preamble、SFD。
