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QoS的基本概念、路由及研究現(xiàn)狀和發(fā)展( 二 )

云知道


丟包
不管是比特丟失還是分組丟失，對分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響比對實(shí)時業(yè)務(wù)的影響都大 。在通話期間，丟失一個比特或一個分組的信息往往用戶注重不到 。在視像廣播期間，這在屏幕上可能造成瞬間的波形干擾，然后視像很快恢復(fù)如初 。即便是用傳輸控制協(xié)議(TCP)傳送數(shù)據(jù)也能處理丟失，因?yàn)閭鬏斂刂茀f(xié)議答應(yīng)丟失的信息重發(fā) 。事實(shí)上，一種叫做隨機(jī)早丟(RED)的擁塞控制機(jī)制在故意丟失分組，其目的是在流量達(dá)到設(shè)定門限時抑制TCP傳輸速率，減少擁塞，同時還使TCP流失去同步，以防止因速率窗口的閉合引起吞吐量擺動 。但分組丟失多了，會影響傳輸質(zhì)量 。所以，要保持統(tǒng)計(jì)數(shù)字，當(dāng)超過預(yù)定門限時就向網(wǎng)絡(luò)治理人員告警 。
0.2　研究QoS的推動力
網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)質(zhì)量(QoS)的研究有三個主要的推動力 。
是對QoS有嚴(yán)格要求業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，如交互式實(shí)時多媒體業(yè)務(wù)、BP電話等；
是通過QoS研究，有助于提高網(wǎng)絡(luò)效率，降低網(wǎng)絡(luò)成本；
是運(yùn)營商可以通過QoS機(jī)制，按照不同用戶對服務(wù)質(zhì)量的不同要求，提供多種有區(qū)別的服務(wù)，提高用戶的滿足度，同時提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的收益 。
因此，服務(wù)質(zhì)量的研究重點(diǎn)是如何提高網(wǎng)絡(luò)提供QoS保證的能力，而最終研究的目標(biāo)是保證用戶對QoS的要求 。
1、IP Qos主要體系結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)機(jī)制
Internet如何提供QoS支持（即IP QoS問題）已成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn) 。IP QoS是指IP數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)時表現(xiàn)出來的特性，這種特性可以用下列指標(biāo)來表示：傳輸服務(wù)的可靠性、延時、延時抖動、吞吐量、丟包率 。到目前為止，IP QoS主要有3種體系結(jié)構(gòu) 。
(1)int—serv集成業(yè)務(wù)
int—serv主要引入了一個重要的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議RSVP(資源預(yù)留協(xié)議) 。RSVP的引入使得IP網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)用提供所要求的端到端的QoS保證成為可能 。Int—serv盡管提供QoS保證，但其擴(kuò)展性差 。因?yàn)槠涔ぷ鞣绞绞腔诿總€流的，這就需要保存大量的與分組隊(duì)列數(shù)成正比的狀態(tài)信息 。此外，RSVP的有效實(shí)施必須依靠于分組所經(jīng)過路徑上的每個路由器 。在骨干網(wǎng)上，業(yè)務(wù)流的數(shù)目可能很大，因此要求路由器的轉(zhuǎn)發(fā)速率很高，這使得int—serv難于在骨干網(wǎng)上得到實(shí)施 。
(2)Diff—serv區(qū)分業(yè)務(wù)
IETF在RFC2475中提出diff—serv體系結(jié)構(gòu)，旨在定義一種能實(shí)施QoS且更易擴(kuò)展的方式，以解決int—serv擴(kuò)展性差的缺點(diǎn) 。diff—serv簡化了信令，對業(yè)務(wù)流的分類顆粒度更粗 。Diff—serv通過匯聚(aggregate)和PHB(per hop behavior)的方式提供QoS 。匯聚是指路由器把QoS需求相近的業(yè)務(wù)流看成一個大類，以減少調(diào)度算法所處理的隊(duì)列數(shù) 。PHB是指逐跳的轉(zhuǎn)發(fā)方式，每個PHB對應(yīng)一種轉(zhuǎn)發(fā)方式或QoS要求 。由于diff—serv采用對數(shù)據(jù)流分類聚集后提供差別服務(wù)的方法實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)流的可猜測性傳輸，所以對QoS的支持粒度取決于傳輸服務(wù)的分級層次，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中存儲的狀態(tài)信息數(shù)量僅正比于服務(wù)級別的數(shù)量而不是數(shù)據(jù)流的數(shù)量，由此diff-serv獲得了良好的擴(kuò)展性 。
(3)MPLS多協(xié)議標(biāo)簽交換
多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)將靈活的3層IP選路和高速的2層交換技術(shù)完美地結(jié)合起來，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的許多缺陷 。它引入了“顯式路由”機(jī)制，對QoS提供了更為可靠的保證 。
多協(xié)議標(biāo)簽轉(zhuǎn)換MPLS在路由尋址方面同傳統(tǒng)路由器有明顯的不同 。MPLS支持非凡路由，到達(dá)同一目的地的數(shù)據(jù)包可沿不同路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 。MPLS網(wǎng)絡(luò)主要由標(biāo)簽交換邊緣路由器LER和標(biāo)簽交換路由器LSR組成；MPLS技術(shù)的Qos 保證機(jī)理如下：
——標(biāo)簽交換，LabeISwap)機(jī)制
當(dāng)數(shù)據(jù)流進(jìn)入M PLS網(wǎng)絡(luò)時，入口標(biāo)
簽交換邊緣路由器LER首先將數(shù)據(jù)流映射到某個轉(zhuǎn)發(fā)等價類FEC(轉(zhuǎn)發(fā)等價類是指網(wǎng)絡(luò)中沿相同路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的一類分組的集合) 。再根據(jù)FEC為每個分組加上固定長度的短標(biāo)簽 。每個FEC對應(yīng)的標(biāo)簽是由基于限制路由的標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議CR—LDP根據(jù)路由協(xié)議(如OSPF、RIP、BGP協(xié)議)以及考慮到帶寬的可用性和業(yè)務(wù)特性分發(fā)給各個LSR和LER的 。進(jìn)入MPLS網(wǎng)絡(luò)以后，標(biāo)簽交換路由器LSR不再根據(jù)原來的分組中的信息轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，而只是僅僅根據(jù)分組所攜帶的標(biāo)簽進(jìn)行交換式轉(zhuǎn)發(fā) 。由于分組在通過網(wǎng)絡(luò)時只需一次路由，轉(zhuǎn)發(fā)時無需做傳統(tǒng)意義上的路由判定(如查找路由表)，從而提高了轉(zhuǎn)發(fā)速度 。另外，CR—LDP避免了以前LDP協(xié)議分發(fā)標(biāo)簽時只是根據(jù)傳統(tǒng)路由協(xié)議來分發(fā)標(biāo)簽：而傳統(tǒng)路由協(xié)議是基于最短路徑算法的，輕易導(dǎo)致多條標(biāo)簽交換路徑LSP選用同一系列LSR，進(jìn)而可能使部分網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，而網(wǎng)絡(luò)的其它部分仍有可用資源，極大地浪費(fèi)了網(wǎng)絡(luò)資源 。CR —LDP在分發(fā)標(biāo)簽時充分考慮了帶寬的可用性和業(yè)務(wù)特性，避免了擁塞的發(fā)生，充分利用了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源 。

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