在完成这一章，你将能够：
列出所有相关的现代存储网络的流量控制和QoS机制
描述每个流控制和QoS机制有关现代存储网络的一般特性
在第一部分的章节，“存储网络景观，”和第二部分，“OSI层，”介绍流控制和QoS机制在现代存储网络中使用。建筑在这些章节,本章提供了一个全面的库存流量控制和QoS机制所使用的以太网、IP、TCP、互联网SCSI (iSCSI),光纤通道(FC),光纤通道协议(FCP)和光纤通道通过TCP / IP (FCIP)。在阅读本章之前，鼓励读者回顾在第5章“OSI物理和数据链路层”开头的流控制和QoS讨论。此外，鼓励读者在阅读本章之前，在第二部分“OSI层”的章节中回顾框架/包格式描述和传递机制讨论。最后，鼓励读者在阅读本章之前，在第8章“OSI会话、演示和应用层”中回顾数据传输优化的讨论。
流程控制和服务质量的概念基础
为了充分理解流控制和QoS机制的目的和操作，读者首先需要理解几个相关概念。其中包括:
操作用于通过全双工网络协议的半双工上层协议（ULPS）的原理
半双工定时机制和流控制机制之间的区别
流量控制和服务质量之间（QoS）的差
两种QoS算法之间的差异
输送的关系确认到流动控制
处理延迟的到流量控制的关系
网络的等待时间关系到流动控制
重传的以流量控制的关系
有助于结束对终端的因素延迟
如前所述，SCSI是半双工命令/响应协议。对于任何给定的I / O操作，无论是发起者或目标可以在给定时间点发射。的SCSI通信模型不允许由单个I / O操作的上下文中都启动器和目标的同时传输。然而，SCSI支持多个I / O操作全双工通信。例如，引发剂可具有多个I / O操作与给定的靶同时出色，并且在一些那些I / O操作来发送，而在其他接收。这具有增加每个引发剂/靶对之间的总吞吐量的影响。为发生这种情况，每个启动器/目标对之间的端至端的网络路径必须支持在OSI模型的所有层的全双工通信。
读者应该注意不要混淆与流量控制机制半双工信号机制。通信FCP设备使用在FC报头序列倡议位到哪个设备可以在任何给定时间点发送信号。类似地，iSCSI设备使用在iSCSI基本报头段（BHS）中的F位到哪个设备可以在双向发送命令信号。（iSCSI的没有明确信号，该信号装置可以在单向发送命令。）这些机制没有限制的数据流。它们仅仅控制相对于彼此的数据传输的时序。
流控制和QoS是密切相关的机制，在提高网络效率和应用程序性能方面相互补充。流控制与帧或数据包传输速率的调快有关。所有流量控制机构的最终目的都是为了避免接收缓冲区的溢出，从而提高传递子系统的可靠性。与此相反，QoS关注的是在网络设备或终端节点接收到帧或数据包后对它们的处理。当网络设备的输出端口发生拥塞时，需要在该端口上传输的帧或数据包必须排队，直到可用带宽为止。当这些帧或包在队列中等待时，其他帧或包可能进入网络设备并在同一出口端口排队。QoS策略允许每个端口使用多个队列，并确定在带宽可用时服务队列的顺序。如果没有QoS策略，队列中的帧或数据包必须根据简单的算法进行传输，如先入先出(FIFO)或后入先出(LIFO)。QoS机制使网络管理员能够为帧或数据包的传输顺序定义高级策略。QoS策略会影响帧或包所经历的延迟和吞吐量。 The QoS concept also applies to frames or packets queued within an end node. Within an end node, QoS policies determine the order in which queued frames or packets are processed when CPU cycles and other processing resources become available.
所有的QoS算法都分为两类:队列管理和队列调度。队列管理算法负责管理队列中的帧或包的数量。一般来说，一个帧或数据包在被允许进入队列后不会被丢弃。因此，队列管理算法主要处理队列许可策略。相比之下，队列调度算法负责从队列中选择要传输的下一个帧或包。因此，队列调度算法主要处理带宽分配问题。
端至端的流量控制是密切相关的送达确认。要理解这一点，考虑以下情形。设备A通告10个可用缓冲器到设备B.设备B然后发送10个数据包到装置A中，但所有的10个分组在网络中透明地丢弃。直到设备A通告它具有自由缓冲器设备B可以不发送任何更多的数据包。然而，设备A不知道它需要发送另一个缓冲器广告给设备B.结果是死锁条件防止装置B，从发送附加帧或分组设备A.如果液滴的网络通知设备B，设备B可以递增用于设备A.其发射缓冲器然而，液滴的通知构成否定确认。设备A可以发送一个数据包到装置B包含在报头中的指示10个缓冲器在设备A可用虽然这并不构成对由设备B所发送的10个数据包被接收到，并通过装置A处理的确认，它提供一个指示，如果设备B假定第一个10个数据包被递送到设备A设备B可以发送额外的数据包到装置A.，结果是不可靠的输送子系统（类似于UDP / IP和FC类3）。如果设备B不承担任何事情，死锁状态依然存在。其他紧急情况的存在，并在所有情况下，死锁条件或不可靠传输子系统的结果。 Because the goal of flow control is to avoid packet drops due to buffer overrun, little motivation exists for implementing end-to-end flow control on unreliable delivery subsystems. So, end-to-end flow control is usually implemented only on reliable delivery subsystems. Additionally, end-to-end flow-control signaling is often integrated with the delivery acknowledgement mechanism.
端至端的流量控制也密切相关的帧/分组处理接收节点内。当节点接收到的帧或数据包，帧或分组消耗接收缓冲器，直到节点处理帧或分组或复制到另一个缓冲器以用于后续处理。直到帧或分组已经被处理或复制到不同的缓冲器，因为确认增加了发射节点的传输窗口（TCP）或EE_Credit计数器（FC）的接收节点不能确认收到该帧或分组的。换句话说，帧/分组确认意味着被确认的帧或分组已经被处理。因此，接收节点内的处理延迟负吞吐量以相同的方式作为网络延迟影响。对于要否定对吞吐量的影响，接收缓冲器的资源必须作为处理延迟增大接收节点内增加。另一个潜在的影响是帧或分组的不必要的重传，如果确认发生之前发射器的重传定时器超时。
被动性和预防性流控制机制是网络延迟敏感。在网络等待时间的增加使用反应性流控制时，有可能产生在丢帧的增加。这是因为接收器信号发送器停止发送之前必须发生拥塞。虽然暂停信号是在飞行中，暂停信号的接收之前传送的任何帧或已经在飞行包，以及任何额外的帧或包，是在超越接收器的缓冲区的风险。随着网络延迟增加，帧或分组中的风险也数量的增加。主动式流量控制排除这种情况，但延迟仍然是一个问题。在网络等待时间的增加产生在缓冲的要求，或增加的吞吐量的降低。因为所有设备都具有有限内存资源，吞吐量下降是不可避免的，如果网络延迟继续随时间增加。少数设备支持的存储器的动态重新分配给或从接收缓冲区基于在网络等待时间（称为抖动）的实时波动池，因此，最大预期RTT，包括抖动，必须使用来计算缓冲器要求以维持最佳的吞吐量。多个缓冲区增加设备成本。 So, more network latency and more jitter results in higher equipment cost if optimal throughput is to be sustained.
重传的支持也增加了设备成本。除了研究和开发（R＆d）与更高级的软件相关联的成本，装置，其直到它们被接收装置确认支持重传必须缓冲发送帧或分组。这是有利的，因为它避免了依赖ULPS检测和重传丢失的帧或包。然而，发送缓冲器或者消耗内存资源，否则将提供给接收缓冲器（从而影响流控制和降解吞吐量）或增加设备的总存储器需求。后者往往是设计选择由设备供应商，这增加了设备成本制造。
导致端到端延迟的因素包括传输延迟、序列化延迟、传播延迟和处理延迟。传输延迟是帧或包在序列化到线路之前必须在队列中等待的时间。QoS策略影响传输延迟。串行化延迟是将信号传输到线路上所需的时间。当使用串行通信技术时，帧或数据包必须每次传输一位。因此，带宽决定了序列化延迟。传播延迟是一个比特从传输端口传播到接收端口所需的时间。光通过一根光纤的速度是每公里5微秒。处理延迟包括但不限于:
分类的帧或分组根据QoS策略
一帧或分组复制到正确的队列
出于安全符合配置的策略和对帧或分组的路由选择，并采取必要的行动
加密或解密帧或包
压缩或解压缩的帧或分组
执行会计功能，如更新端口统计数据
验证帧或包具有有效的CRC/校验和
做出转发决定
转发来自入口端口的帧或分组到出口端口
处理步骤的顺序取决于网络设备的体系结构及其配置。处理延迟取决于网络设备的结构和所采取的步骤。
以太网流量控制和QoS
本节总结了以太网支持的流控制和QoS机制。
以太网流量控制
正如在第5章中所讨论的，“OSI物理和数据链路层”，以太网通过暂停操作码(暂停操作码)支持反应性流控制。所有10 gbps的以太网实现本质上都支持流控制，不需要协商其使用。1000BASE-X使用配置有序集中的暂停位协商流控制。基于双绞线的以太网实现利用技术能力场来协商流控制。除了10 gbps以太网实现外，可能需要协商三种选项:对称、非对称或无。对称表示设备能够同时发送和接收暂停操作码。非对称表示设备能够接收或发送暂停操作码。None表示不支持暂停操作码。所有10 gbps以太网实现都支持对称操作。可以在队列溢出发生之前发送暂停操作码，但许多以太网交换机并不以这种方式工作。