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新技術認知分享:IPQoS現(xiàn)狀研究

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摘 要：本文主要介紹了當今IP QoS中的主要技術方案以及它們相應的不足之處，然后提出了目前在IP QoS領域需要重點關注的一些問題，最后介紹了中興通訊公司在IP QoS方面的成果 。要害詞：QoS MPLS 業(yè)務 端到端
一、概述
在早期計算機網(wǎng)絡和分組轉發(fā)網(wǎng)中，網(wǎng)絡只提供盡力而為的業(yè)務 。對進入網(wǎng)絡的業(yè)務流，都以先來先服務的方式對業(yè)務流分組進行服務 。隨著Internet和各種業(yè)務的迅猛發(fā)展，尤其是視頻、話音等多媒體業(yè)務的迅猛增長，IP網(wǎng)絡也由以前單一的數(shù)據(jù)網(wǎng)變成了多業(yè)務的綜合數(shù)字網(wǎng) 。此時，傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡沒有服務質量保證的弱點已經(jīng)顯示出來 。為此，業(yè)界提出了IP QoS的概念，就是希望在IP網(wǎng)絡上能對不同業(yè)務提供相應的QoS保證 。
二、IP QoS當前主要技術及相關問題
由于IP QoS問題是解決IP網(wǎng)承載多業(yè)務的要害因素，因此對IP QoS的研究一直是當今業(yè)界研究的熱點 。從當前的研究成果看，主要有以下幾種解決方案 。
1. IntServ
針對IP QoS的問題，IETF在早期提出了IntServ（Integrated Services）模型 。IntServ模型又稱為集成服務模型，其基本思想是在傳送數(shù)據(jù)之前，根據(jù)業(yè)務的QoS需求進行網(wǎng)絡資源預留，從而為該數(shù)據(jù)流提供端到端的QoS保證 。為此，集成服務通常采用面向流的資源預留協(xié)議（RSVP），在流傳輸路徑上的每個節(jié)點為流預留并維護資源 。主機利用RSVP向網(wǎng)絡為應用流提出QoS的請求；路由器利用RSVP將QoS請求信息傳給流的路徑中的其他路由器，并建立和保存該服務的信息；RSVP請求將會使得沿著數(shù)據(jù)路徑的資源在路由器處預留 。這種模型的優(yōu)點是能提供端到端的絕對的QoS保證，但由于這種模型在實現(xiàn)上是非常困難的，主要體現(xiàn)在：
（1）由于預留是基于每個流而進行的，因此使得節(jié)點中要保留每個流的狀態(tài)信息，導致核心路由器負擔太重，因此可擴展性很差 。
（2）網(wǎng)絡中每個節(jié)點都要維護各類數(shù)據(jù)庫，并實現(xiàn)復雜的功能模塊（如資源預留、路由、接納控制等），造成了極大的復雜性 。
2. DiffServ
由于IntServ的局限性，IETF又提出了DiffServ（Differentiated Services）模型，又稱為區(qū)分服務模型 。區(qū)分服務模型的基本思想是在網(wǎng)絡的入口處為每個數(shù)據(jù)包分類，并在數(shù)據(jù)包中標記相應的區(qū)分服務代碼點（DSCP，DiffServ CodePoint），用于指示數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡轉發(fā)路徑的中間節(jié)點上被處理的方式 。在網(wǎng)絡內部的核心路由器中只保存簡單的DSCP與PHB（每跳行為）的對應機制，根據(jù)數(shù)據(jù)包頭部中的DSCP值對數(shù)據(jù)包進行相應的優(yōu)先級轉發(fā)，而業(yè)務流狀態(tài)信息的保存與流量控制機制的實現(xiàn)等都在網(wǎng)絡邊界節(jié)點進行，內部節(jié)點是與狀態(tài)無關的 。
區(qū)分服務具有實現(xiàn)簡單，擴展性好的特點 。目前在IP網(wǎng)中區(qū)分服務得到了絕大部分廠家的支持，其具體實現(xiàn)技術包括分類、重標記、速率限制、流量整形、擁塞避免、隊列調度等 。但區(qū)分服務也有自己的局限性，主要體現(xiàn)在：
（1）區(qū)分服務只承諾相對的服務質量，因而不能對用戶提供絕對的服務質量保證 。
（2）在擁塞發(fā)生時，區(qū)分服務模型只能采取丟棄報文的方式，而不能采用例如旁路的方式使部分流量通過其他路徑到達終點 。
（3）對相同優(yōu)先級的業(yè)務而言，設備在擁塞時對報文的丟棄是非智能化的，也就是說，設備只能隨機地丟棄報文，其結果是所有業(yè)務的服務質量都受到影響 。而此時希望的結果是只丟棄少部分業(yè)務流的報文，從而避免剩下的大多數(shù)的業(yè)務流的服務質量受到影響 。
3. IntServ與DiffServ結合
目前業(yè)界還提出了把IntServ與DiffServ結合的方式，其思路為：在用戶網(wǎng)絡仍使用RSVP，在運營商的DiffServ網(wǎng)絡邊界將IntServ的業(yè)務類型映射為DiffServ的業(yè)務類型，這樣利用IntServ的架構來解決端到端的QoS，同時也利用DiffServ來提供好的擴展性 。

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