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端到端網(wǎng)絡(luò)承載性能質(zhì)量測(cè)評(píng)勢(shì)在必行

云知道

作者：盧艷軍
首先闡述了基于端到端的承載網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)評(píng)的重要性和緊迫性，接著介紹了端到QoS測(cè)評(píng)的新方法，然后著重說(shuō)明了端到端QoS測(cè)評(píng)新方法可解決運(yùn)營(yíng)質(zhì)量治理中存在的諸方面問(wèn)題，最后展望了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量治理的未來(lái) 。
1、網(wǎng)絡(luò)承載性能亟待測(cè)評(píng)
隨著IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，最初以承載為主要功能的IP網(wǎng)絡(luò)正漸漸地轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽鲋禈I(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)為主要功能的網(wǎng)絡(luò) 。業(yè)務(wù)的發(fā)展不斷給網(wǎng)絡(luò)提出更多的挑戰(zhàn)，業(yè)務(wù)流量的增加導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷加重，網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)慢、鏈路帶寬不足、擴(kuò)容投資不斷增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量治理缺乏可靠的依據(jù)和手段，測(cè)評(píng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)性能對(duì)新業(yè)務(wù)的支撐情況也屬空白 ?？偠灾?，基于服務(wù)質(zhì)量（QoS）的增值業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)難于開(kāi)展，IP網(wǎng)絡(luò)承載性能狀況和對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的支撐情況迫切需要在不影響業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的情況下進(jìn)行測(cè)評(píng)、分析和治理 。
業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求直接來(lái)源于業(yè)務(wù)對(duì)端到端客戶感知（主觀質(zhì)量）的滿足程度的需求 。尤其對(duì)于目前在網(wǎng)絡(luò)中涌現(xiàn)出的越來(lái)越多的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如VoIP、IPTV、VOD等業(yè)務(wù)對(duì)端到端的可用帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)和丟包十分敏感，這些性能參數(shù)嚴(yán)重影響著此類業(yè)務(wù)的開(kāi)展和運(yùn)營(yíng)維護(hù) 。這些指標(biāo)的組合整體反映了承載網(wǎng)絡(luò)所能提供的QoS，因此準(zhǔn)確把握這些網(wǎng)絡(luò)QoS指標(biāo)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)承載性能進(jìn)行測(cè)評(píng)的基礎(chǔ) 。
QoS是指網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)環(huán)節(jié)共同提供的性能，包括路由隊(duì)列治理、應(yīng)用層QoS保障、IP層QoS措施和鏈路層QoS保障 。每一個(gè)環(huán)節(jié)的QoS所起的作用不同，對(duì)網(wǎng)絡(luò)QoS的影響也不同 。
●路由隊(duì)列治理包括RED（RandomEarlyDetection）、ECN（EXPlicitCongestion Notificaiton）、FIFO（First-In First-Out）、Drop tail等隊(duì)列治理方法 。這些方法直接作用在路由器上，對(duì)路由器的隊(duì)列緩沖區(qū)進(jìn)行排隊(duì)治理 。這些方法通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)、丟棄優(yōu)先級(jí)、丟棄概率和丟棄門(mén)限進(jìn)行限定，對(duì)數(shù)據(jù)包的到達(dá)、排隊(duì)等待、轉(zhuǎn)發(fā)行為進(jìn)行限制和處理，為數(shù)據(jù)包不同優(yōu)先級(jí)、不同服務(wù)等級(jí)提供不同的行為規(guī)則 。
●應(yīng)用層QoS保障的實(shí)施依靠于應(yīng)用本身的控制策略和措施 。例如語(yǔ)音播放軟件的緩存機(jī)制、視頻誤碼掩飾機(jī)制都是基于應(yīng)用層的QoS保障 。
●IP層QoS機(jī)制是利用IP數(shù)據(jù)包頭信息進(jìn)行包的路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)，包括利用ToS（TypeofService）字段信息確定服務(wù)類型和優(yōu)先級(jí)，以及利用綜合服務(wù)、區(qū)分服務(wù)建立流轉(zhuǎn)發(fā)行為規(guī)則保證QoS 。
●鏈路層QoS的保障是通過(guò)在鏈路層建立虛鏈路（如ATM中的虛通道）或定制鏈路層數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)行為（如MPLS的包轉(zhuǎn)發(fā)控制）來(lái)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分級(jí) 。
但是，目前QoS治理無(wú)法在現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)中保障業(yè)務(wù)的質(zhì)量 。這是因?yàn)槟壳熬W(wǎng)絡(luò)的QoS保障措施絕大多數(shù)是盡力型的而不是保證型的，而且?guī)缀跛蠶oS保障機(jī)制都是基于逐跳的行為控制的，而不是面向端到端的保障；另外，不同業(yè)務(wù)有不同的QoS要求，網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)質(zhì)量的等級(jí)和業(yè)務(wù)的要求不是一一映射的關(guān)系，甚至是無(wú)法映射的 。所以，業(yè)務(wù)的QoS保障成了目前服務(wù)提供商要解決的重要問(wèn)題 。然而，解決這一問(wèn)題卻是一個(gè)工程技術(shù)界的難題，這將是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程 。不過(guò)，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行評(píng)估和質(zhì)量分級(jí)治理是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)迫在眉睫的事情 。
2、端到端QoS測(cè)評(píng)的新方法
網(wǎng)絡(luò)QoS的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括可用帶寬、單雙向時(shí)延、單雙向時(shí)延抖動(dòng)和單雙向丟包 ?？捎脦捴苯佑绊懢W(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)對(duì)即將開(kāi)展業(yè)務(wù)的支撐能力以及網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容規(guī)劃和設(shè)計(jì) 。單向時(shí)延、單向時(shí)延抖動(dòng)和單向丟包之所以不可缺少是由于業(yè)務(wù)服務(wù)器和客戶終端內(nèi)容交互的非對(duì)稱造成的 。IPTV、VOD等業(yè)務(wù)的質(zhì)量好壞直接受媒體服務(wù)器到用戶終端之間單向鏈路性能質(zhì)量的影響，而與另外一個(gè)方向的鏈路性能關(guān)系不大 。所以單向端到端鏈路的性能質(zhì)量指標(biāo)要比雙向性能指標(biāo)更能準(zhǔn)確地反映網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)的支撐能力和業(yè)務(wù)的真實(shí)服務(wù)質(zhì)量 。目前測(cè)評(píng)網(wǎng)絡(luò)性能質(zhì)量的方法有很多種，不同方法存在不同的準(zhǔn)確性和可靠性 。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試方法包括網(wǎng)管測(cè)量方法、儀表測(cè)試方法以及手工簡(jiǎn)單測(cè)評(píng) 。這幾類方法都存在一定的局限性，主要表現(xiàn)在一些性能指標(biāo)無(wú)法獲取以及獲得這些指標(biāo)需要依靠于路由器的配合，甚至影響正常業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng) 。下面將對(duì)傳統(tǒng)的方法和基于端到端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測(cè)試的方法進(jìn)行分析和對(duì)比 。

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