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IPv6 QoS及其實現(xiàn)進(jìn)一步探討

云知道


目前 ， IPv4 QoS已經(jīng)獲得比較好的發(fā)展 ， 因此在IPv6大規(guī)模部署之前 ， 可以先借助IPv4 QoS的成果 ， 進(jìn)一步研究Flow Label機制的使用 。從目前情況看 ， 可以通過Diff-Serv實現(xiàn)QoS ， 以后隨著技術(shù)的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)的成熟 ， 可以逐漸引入其他更有效的方法 。而終結(jié)目標(biāo)是 ， 伴隨著ITU-T的QoS架構(gòu)和實現(xiàn)方法的成熟 ， 最終解決IPv6 QoS ?，F(xiàn)在的信息網(wǎng)絡(luò)可以用“Everything over IP”和“IP over Everything”來概括 。業(yè)界基本達(dá)成共識 ， IP網(wǎng)絡(luò)將成為下一代信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施 。但自由、開放和“Best Effort”的IP網(wǎng)絡(luò) ， 在擔(dān)負(fù)這樣的責(zé)任時 ， 還需要大量的改進(jìn) 。一方面 ， 由于寬帶網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展、NGN(下一代網(wǎng)絡(luò))和3G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署以及家庭網(wǎng)絡(luò)等即將成為現(xiàn)實 ， 需要大量的IP地址 ， 而目前廣泛使用的IPv4地址 ， 由于總量的缺乏以及分配的不公平性等原因存在嚴(yán)重短缺 ， 在不久的將來勢必耗盡 。所以 ， 早在10多年前 ， 鑒于當(dāng)時B類地址需求高速增長 ， 眼看地址耗盡指日可待 ， 一度造成恐慌而發(fā)展了具有巨大地址空間的IPv6技術(shù) 。同時 ， 也發(fā)展了CIDR(無級別域內(nèi)路由選擇)和保留地址/NAT技術(shù) ， 以進(jìn)一步延緩IPv4地址的消耗速度 。另一方面 ， IPv4在地址自動配置、QoS、安全性以及移動性等方面也難以滿足下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求 ， 因此 ， IPv6不僅僅解決地址問題 ， 也在其他方面做了相應(yīng)的改進(jìn) 。
本來希望IPv6一勞永逸地解決一系列問題 ， 但經(jīng)過10多年的發(fā)展 ， 許多目標(biāo)并沒有實現(xiàn) ， 包括下面將要討論的IPv6 QoS問題 。
IPv6 QoS基本情況
和IPv4相比 ， IPv6在QoS方面提供了更多的措施 ， 以期改善甚至徹底解決網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量問題 。最初的想法是 ， 根據(jù)當(dāng)時IP QoS的研究進(jìn)展 ， 引入Flow Label機制 ， 幫助處理QoS 。由于受到當(dāng)時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展水平的限制 ， 第一個比較成熟的成果在1994年前后才推出 ， 即所謂的Int-Serv模型 。該模型在信息傳遞之前 ， 使用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)建立一個可以保證QoS各有關(guān)指標(biāo)的一個通道 。這種想法似乎是可行的 ， 因為和它相類似的ATM技術(shù)在QoS上獲得了較大的成功 ， 或者說后者的一個主要特點就是解決了QoS問題(當(dāng)然 ， 各有關(guān)技術(shù)還在不斷發(fā)展之中) 。但是 ， Int-Serv并沒有獲得廣泛的應(yīng)用 。今天再來分析其原因 ， 可以發(fā)現(xiàn) ， ATM網(wǎng)絡(luò)支持的電路/流的數(shù)量 ， 基本上是以千條(thousands)為單位實施擴展的;而IP網(wǎng)絡(luò) ， 非凡是Internet這樣的全球網(wǎng)絡(luò) ， 其業(yè)務(wù)流基本上是以百萬條(millions)為基本單位的 ， 這對于網(wǎng)絡(luò)中的路由器設(shè)備來說 ， 很難支持如此大量的軟狀態(tài) 。同時 ， 也存在跨多個運營商進(jìn)行資源預(yù)留治理等問題 。后來進(jìn)一步發(fā)展了Diff-Serv模型 ， 它基于對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的分類來簡化處理的類別 ， 從而解決了可擴展性問題 ， 為IP網(wǎng)絡(luò)的QoS提供了一個可行的解決方案 。但是 ， Diff-Serv模型并不能提供一個端到端的解決方案 ， 其對IP QoS的實現(xiàn) ， 需要通過與PHB(Per-Hop-Behavior)、網(wǎng)絡(luò)流量規(guī)劃或者流量工程(Traffic Engineering ， TE)等措施聯(lián)合提供 。
IPv6 QoS定義
IP QoS的實現(xiàn) ， 需要網(wǎng)絡(luò)中所有相關(guān)元素的全面支持 ， 包括應(yīng)用、終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等 。在基本的IP協(xié)議層面 ， 提供一些字段的定義 ， 用于支持QoS的實現(xiàn) 。IPv6同樣如此 。
IPv6包頭格式
IPv6的報頭格式如圖1所示(圖中同時顯示了IPv4報頭格式 ， 以示對比) 。和IPv4相比 ， IPv6采用更規(guī)整的結(jié)構(gòu) ， 便于使用硬件進(jìn)行高速處理 。IPv6定義了一個固定長度的基本報頭 ， 其他的一些選項歸類為擴展報頭 ， 其中包括每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都必須處理的Hop by Hop報頭等 。

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