◎ 何怡潔（台北大學法律系學士）
一、定義
Traffic shaping亦稱為 packet shaping（簡稱 TS ，中文譯為流量整形1/塑形/流量控管2），是一種網路頻寬管理技術（Bandwith Mangement），透過限制頻寬（bandwidth）的方法以滿足 Commited Information Rate3（CIR，中文譯為承諾訊息率），將超出CIR的數據放入shaping queue/ buffer4（緩衝區），維持流量穩定。
二、頻寬管理
- 背景
當企業傳輸需求超過企業和網路服務供應商（例如中華電信、數位聯合Seednet、台灣固網 TFN等等）之間的承諾傳輸量時（CIR），或是網路供應商為了提升效率並降低成本，以達到更好的網路服務品質（Quality of Service，QoS5），透過Traffic Shaping 或是 Traffic Policing 的方式調節頻寬，前者的核心概念是延緩超過的數據，後者的核心概念是丟棄超過的資料封包6（packet）。
- 方法
Traffic shaping和Traffic Policing主要透過Leaky Bucket和Token Bucket 等方式來調節頻寬。
Leaky Bucket 即是如同字面上的意思，好比有一個桶子會以固定的速率滴水（意即輸出穩定的網路傳輸速率），桶子本身會接收到忽大忽小忽快忽慢的水滴（意即不規則的數據封包），當桶子裝滿時（意即到達速率大於輸入速率），水滴會暫時放入配置桶等待，依照輸出速率、到達速率、配置桶速率等做出不同的行為，則會有延遲或是拒絕的效果來調節流量。
Token Bucket 則是透過一個以固定速率產生token7將他放入桶子之中，每次傳送數據則依據不同數據大小需要消耗不同數量的Token，當packet通過桶子內也有足夠的token之時，便能夠刪除相對應數量token 之後通過；當桶子內未有足夠的token之時則須等待至累積足夠數量token才能通過：當token bucket 中的token 超過一定數量時則丟棄token。而對於超過速率的packet，則會被丟棄或是標記。
- 例子8
假設傳輸的速度是 100 Mbps，CIR 容許 20 Mbps。當介面以一秒為間距，每一秒只容許傳送 20Mitbs，所以介面以 100 Mbps速度工作時，只需要0.2 秒就可以完成，然後等待 0.8 秒才做下一次傳送。
如果當間距 1 秒縮短至 0.25 秒，每段間距改成只傳送 5 Mbits，則一樣可以達成每秒傳輸 20Mitbs的限制，但每次傳送的間距時間可以大幅降低。
三、與 Traffic Policing 差異
- Traffic Policing簡介
上述介紹中提及的 Traffic Policing（簡稱 TP ，中文譯為流量監管） 也是頻寬管理的方法之一，利用 Token Bucket的原理進行流量調節，透過桶子是否有足夠的Token來進行數據傳輸，再經由比較流量後針對結果發出三種顏色的 Action （行為） ，分別是綠色 Pass/Transmit（傳送）、黃色 Remark（重新標記）、紅色 Drop/Dicard（丟棄）。
- 差異
因為Traffic Shaping 是採取控制出口流量方法，因此僅能用在頻寬帶的出口，但也因此會讓使用者感受到延遲；但因為 Traffic Policing採用丟棄的方法而能夠用在出入口，也因此使用者不會感受到延遲。
Traffic Shaping主要是企業端在面對packet 超過CIR的方法，透過此方式有效率的分配 packet傳送的時間，而Traffic Policing 主要是網路服務商在面對該情況的應對方式，以提供順暢的網路服務。
參考資料
- 林則亦，LTE-A系統下無線資源控制之上行背景流量整形機制，國立交通大學電信工程研究所論文，2004年。
- 廖邦廷，乙太網路流量控管交換器之架構設計，國立台灣大學電信工程研究所論文，2005年。
- Commited Information Rate（承諾訊息率）是網路供應商承諾每段時間內所能通過的流量。
- Buffer（緩衝區）是用來臨時儲存資料的記憶體部分。
- Quality of Service（網路服務品質）是透過特定技術來調節網路流量，以確保資料傳遞維持高效率和品質。
- Packet（資料封包）是將網路傳遞的數據資料切割成數個資料封包。
- Token（代幣）是網路服務端生成的文字、數字或是符號，用以請求連接數據等功能的代幣。
- Network: An overview of traffic shaping，https://www.lumen.com/help/en-us/network/overview-of-traffic-shaping.html