漏桶算法(Leaky Bucket)是網(wǎng)絡(luò)世界中流量整形（Traffic Shaping）或速率限制（Rate Limiting）時(shí)經(jīng)常使用的一種算法，它的主要目的是控制數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)的速率，平滑網(wǎng)絡(luò)上的突發(fā)流量。漏桶算法提供了一種機(jī)制，通過它，突發(fā)流量可以被整形以便為網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)穩(wěn)定的流量。

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　　漏桶可以看作是一個(gè)帶有常量服務(wù)時(shí)間的單服務(wù)器隊(duì)列，如果漏桶（包緩存）溢出，那么數(shù)據(jù)包會(huì)被丟棄。

　　漏桶算法的基本內(nèi)容如下：

　　* 漏桶算法強(qiáng)制一個(gè)常量的輸出速率而不管輸入數(shù)據(jù)流的突發(fā)性。當(dāng)輸入空閑時(shí)，該算法不執(zhí)行任何動(dòng)作；

　　* 主機(jī)在每一個(gè)時(shí)間片向網(wǎng)絡(luò)注入一個(gè)數(shù)據(jù)包，因此產(chǎn)生了一致的數(shù)據(jù)流，平滑了突發(fā)的流量；

　　* 當(dāng)數(shù)據(jù)包具有相同尺寸的時(shí)候（例如ATM信元），每個(gè)時(shí)間片傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包的工作機(jī)制沒有任何問題。但對(duì)于可變包長，這種工作機(jī)制可能存在一點(diǎn)問題，此時(shí)，最好每個(gè)時(shí)間片傳輸固定數(shù)目的字節(jié)。例如：如果每個(gè)時(shí)間片傳輸1024字節(jié)，那么一個(gè)時(shí)間片允許傳輸一個(gè)1024字節(jié)的包，兩個(gè)512字節(jié)的包，或者四個(gè) 256字節(jié)的包；

　　在概念上，漏桶算法可以作如下理解：

　　* 到達(dá)的數(shù)據(jù)包（網(wǎng)絡(luò)層的PDU）被放置在底部具有漏孔的桶中（數(shù)據(jù)包緩存）；

　　* 漏桶最多可以排隊(duì)b個(gè)字節(jié)，漏桶的這個(gè)尺寸受限于有效的系統(tǒng)內(nèi)存。如果數(shù)據(jù)包到達(dá)的時(shí)候漏桶已經(jīng)滿了，那么數(shù)據(jù)包應(yīng)被丟棄；

　　* 數(shù)據(jù)包從漏桶中漏出，以常量速率（r字節(jié)/秒）注入網(wǎng)絡(luò)，因此平滑了突發(fā)流量。

　　在流量整形中還存在另外一個(gè)流行的算法：令牌桶算法（Token Bucket）。有時(shí)人們將漏桶算法與令牌桶算法錯(cuò)誤地混淆在一起。而實(shí)際上，這兩種算法具有截然不同的特性并且為截然不同的目的而使用。它們之間最主要的差別在于：漏桶算法能夠強(qiáng)行限制數(shù)據(jù)的傳輸速率，而令牌桶算法能夠在限制數(shù)據(jù)的平均傳輸速率的同時(shí)還允許某種程度的突發(fā)傳輸。

　　在某些情況下，漏桶算法不能夠有效地使用網(wǎng)絡(luò)資源。因?yàn)槁┩暗穆┏鏊俾适枪潭ǖ膮?shù)，所以，即使網(wǎng)絡(luò)中不存在資源沖突（沒有發(fā)生擁塞），漏桶算法也不能使某一個(gè)單獨(dú)的流突發(fā)到端口速率。因此，漏桶算法對(duì)于存在突發(fā)特性的流量來說缺乏效率。而令牌桶算法則能夠滿足這些具有突發(fā)特性的流量。通常，漏桶算法與令牌桶算法可以結(jié)合起來為網(wǎng)絡(luò)流量提供更大的控制。

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　　漏桶算法的應(yīng)用實(shí)例：

　　在ATM網(wǎng)絡(luò)的交換層，漏桶算法可以用來實(shí)現(xiàn)CBR業(yè)務(wù)。當(dāng)數(shù)據(jù)流量超過協(xié)商速率一段時(shí)間后，漏桶（緩存）將會(huì)溢出。這時(shí)需要檢查每一個(gè)信元中的信元丟失優(yōu)先級(jí)（CLP）字段，低優(yōu)先級(jí)的信元將會(huì)被丟棄并被原始發(fā)送設(shè)備重新傳輸。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的漏桶算法与令牌桶算法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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