11

第六章：服務(wù)質(zhì)量控制1課程目標(biāo)(1)分析當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)需求及何時(shí)需要服務(wù)質(zhì)量（QOS）；(2)理解QOS的概念(3)描述QOS體系結(jié)構(gòu)，兩種QoS解決方案（集成服務(wù)和區(qū)分服務(wù)）

(4)理解QOS的原理組成部分：分類、標(biāo)記、流量調(diào)節(jié)、擁塞管理和擁塞避免(5)掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上常用的QOS限速、排隊(duì)技術(shù)(6)了解分組調(diào)度算法(7)了解動(dòng)態(tài)分組狀態(tài)（了解核心無狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SCORE）(8)實(shí)施QOS的配置操作，能在VOIP中應(yīng)用QOS(9)在專線（PPP）上實(shí)施VOIPQOS示例2本章內(nèi)容一、網(wǎng)絡(luò)中常見的問題二、QOS基本概念三、集成服務(wù)與區(qū)分服務(wù)四、分組調(diào)度算法五、動(dòng)態(tài)分組狀態(tài)六、MPLS多協(xié)議標(biāo)簽交換七、QOS的應(yīng)用設(shè)計(jì)八、結(jié)論和進(jìn)一步的研究工作3Internet網(wǎng)絡(luò)QoS的業(yè)務(wù)需求傳統(tǒng)的Internet網(wǎng)絡(luò)主要承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用盡力傳送（BestEffort）的方式，服務(wù)質(zhì)量顯得無關(guān)緊要當(dāng)前的Internet網(wǎng)絡(luò)近年來，隨著IP技術(shù)的飛速發(fā)展，以及各種新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，Internet網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)單純的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩虡I(yè)價(jià)值的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，向數(shù)據(jù)、語音、圖像和視頻等多媒體信息的綜合傳輸網(wǎng)演化。Internet網(wǎng)絡(luò)必須為其所承載的每一類業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量（QualityofService,QoS）

網(wǎng)絡(luò)帶寬（Bandwidth）RTAPC1RTBRTCPC22M數(shù)據(jù)流BWmax=min(100M,2M,10M,1000M)=2M10M1000M100M網(wǎng)絡(luò)帶寬用于衡量網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力，單位為bps。網(wǎng)絡(luò)帶寬的最大值為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑上最小鏈路的帶寬值。如果網(wǎng)絡(luò)上存在多個(gè)數(shù)據(jù)流，它們將互相競(jìng)爭(zhēng)帶寬。網(wǎng)絡(luò)帶寬取決于物理鏈路的速率，通過QoS技術(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用效率。帶寬限制…IP我要100M我要30M我要2M10M網(wǎng)絡(luò)延遲（Delay）RTAPC1RTBRTCPC2Delay=(T1+P1+S1)+(T2+P2+S2)+(T3+P3+S3)傳輸延遲T1調(diào)度延遲P1串行延遲S1傳輸延遲T2調(diào)度延遲P2串行延遲S2傳輸延遲T3調(diào)度延遲P3串行延遲S3數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)延遲用于衡量網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間長短，單位為ms。單個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的延遲包括傳輸延遲、調(diào)度延遲、串行延遲。網(wǎng)絡(luò)延遲為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑上所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備延遲的總和。實(shí)時(shí)應(yīng)用比較關(guān)注延遲大小，如語音、視頻等應(yīng)用。延時(shí)…InternetAA發(fā)送的第一一個(gè)bit接收的最后后一個(gè)bit處理延時(shí)處理延時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸延延時(shí)端到端的延延時(shí)時(shí)間t抖動(dòng)（Jitter）RTAPC1RTBRTCPC2Jitter=abs(T1-T2)數(shù)據(jù)包一數(shù)據(jù)包二時(shí)延T1時(shí)延T21212抖動(dòng)用于衡衡量網(wǎng)絡(luò)時(shí)時(shí)延的穩(wěn)定定性，單位位為ms。同一個(gè)數(shù)據(jù)據(jù)流的不同同數(shù)據(jù)包，，在網(wǎng)絡(luò)中中經(jīng)歷的延延遲可能不不同，從而而產(chǎn)生抖動(dòng)動(dòng)。抖動(dòng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)應(yīng)用的影影響較大（（如語音、、視頻等應(yīng)應(yīng)用），會(huì)會(huì)造成失真真。抖動(dòng)…Internet132發(fā)送接收321D3D2D1D3=D2=D1網(wǎng)絡(luò)丟包（（PacketLoss））網(wǎng)絡(luò)丟包用用于衡量網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可靠靠性，單位位為pps或者百分比比。網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁擁塞的情況況下，由于于所有隊(duì)列列被占滿，，必然導(dǎo)致致部分?jǐn)?shù)據(jù)據(jù)包被丟棄棄。通過擁塞管管理技術(shù)可可以實(shí)現(xiàn)區(qū)區(qū)分式服務(wù)務(wù)，保證關(guān)關(guān)鍵數(shù)據(jù)流流優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)。通過早期丟丟棄技術(shù)可可以平滑網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)流量，，防止網(wǎng)絡(luò)絡(luò)流量的全全局同步問問題。100M10M4FIFOQueue1234DropQueueLength=3丟包…我啊三張是……本地這么說…...我啊三是……對(duì)方聽到的是…...？Internet為什么這些些參數(shù)無法法得到滿足足呢？資源源相對(duì)不足足，擁塞傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所所面臨的服服務(wù)質(zhì)量問問題，主要要是由網(wǎng)絡(luò)絡(luò)擁塞引起起的。所謂謂擁塞，是是指由于供供給資源的的相對(duì)不足足而造成服服務(wù)速率下下降（引入入了額外的的延遲）的的一種現(xiàn)象象。傳統(tǒng)QoS也就是如何何事先避免免擁塞（擁擁塞避免流流量監(jiān)管管），在擁擁塞發(fā)生時(shí)時(shí)如何減少少損失（擁擁塞管理））15各種應(yīng)用的的QoS需需求16本章內(nèi)容一、網(wǎng)絡(luò)中中常見的問問題二、QOS基本概念三、集成服服務(wù)與區(qū)分分服務(wù)四、分組調(diào)調(diào)度算法五、動(dòng)態(tài)分分組狀態(tài)六、MPLS多協(xié)議標(biāo)簽簽交換七、QOS的應(yīng)用設(shè)計(jì)計(jì)八、結(jié)論和和進(jìn)一步的的研究工作作IPQoS的定義IPQoS的定義：是是指IP網(wǎng)絡(luò)的一種種能力，即即在跨越多多種底層網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（（MP、FR、ATM、Ethernet、SDH、MPLS等）的IP網(wǎng)絡(luò)上,滿足其在丟丟包率、延延遲、抖動(dòng)動(dòng)和帶寬等等方面的要要求，為特定的的業(yè)務(wù)提供供其所需要要的服務(wù)。更簡(jiǎn)單地地說：QoS:針對(duì)各種不不同需求，，提供不同同服務(wù)質(zhì)量量的網(wǎng)絡(luò)服服務(wù)。IPQoS的目標(biāo)避免并管理理IP網(wǎng)絡(luò)擁塞減少IP報(bào)文的丟失失率調(diào)控IP網(wǎng)絡(luò)的流量量為特定用戶戶或特定業(yè)業(yè)務(wù)提供專專用帶寬支撐IP網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)IPQoS的內(nèi)涵帶寬/吞吐量:網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)之間間特定應(yīng)用用業(yè)務(wù)流的的平均速率率時(shí)延:數(shù)據(jù)包在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)之間間傳送的平平均往返時(shí)時(shí)間抖動(dòng):時(shí)延的變化化丟包率:在網(wǎng)絡(luò)傳輸輸過程中丟丟失報(bào)文的的百分比，，用來衡量量網(wǎng)絡(luò)正確確轉(zhuǎn)發(fā)用用戶數(shù)據(jù)的的能力可用性:網(wǎng)絡(luò)可以為為用戶提供供服務(wù)的時(shí)時(shí)間的百分分比InternetQoS的定義QoS的定義最初由CCITT(ITU-T)(國際電信聯(lián)聯(lián)盟遠(yuǎn)程通通信標(biāo)準(zhǔn)化化組)E.800給出，它將QoS定義為一個(gè)個(gè)衡量用戶戶對(duì)服務(wù)滿滿意程度的的性能綜合合指標(biāo)。也也就是說，，QoS的最終目標(biāo)標(biāo)就是保證證終端用戶戶能得到某某種特定應(yīng)應(yīng)用或服務(wù)務(wù)的最佳體體驗(yàn)效果。。從網(wǎng)絡(luò)的角角度而言，，可以將QoS看做一種進(jìn)進(jìn)行業(yè)務(wù)差差異性管理理的機(jī)制；；從用戶的的角度而言言，可以將將QoS看做是一種種衡量網(wǎng)絡(luò)絡(luò)為用戶和和應(yīng)用提供供相應(yīng)服務(wù)務(wù)能力的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。和提供盡力力而為服務(wù)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)相相比，支持QoS的網(wǎng)絡(luò)可以以更好地提提供服務(wù)保保證。服務(wù)務(wù)保證的具具體形式由由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)務(wù)提供者（（ISP）和客戶之之間的服務(wù)務(wù)級(jí)別協(xié)商商（ServiceLevelAgreement,SLA）機(jī)制決定定。在互聯(lián)網(wǎng)上上為用戶提提供QoS保證需要解解決QoS分類、流量量控制和監(jiān)監(jiān)管、資源源預(yù)約及資資源調(diào)度和和管理等問題。端到端QoS需要三個(gè)部部分來完成成端到端的的QoS：·網(wǎng)絡(luò)元件（（交換機(jī)、、路由器））·信令技術(shù)（（協(xié)調(diào)端到到端之間的的網(wǎng)絡(luò)元件件為報(bào)文提提供QoS）·傳送管理（（QoS控制和管理理端到端之之間的報(bào)文文在一個(gè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)送）每個(gè)網(wǎng)絡(luò)元元件提供如如下功能：：·報(bào)文分類（（對(duì)不同類類別的報(bào)文文提供不同同類別的處處理）·隊(duì)列管理和和調(diào)度（來來滿足不同同應(yīng)用要求求的不同服服務(wù)質(zhì)量））·流量監(jiān)管和和整形（限限制和調(diào)整整報(bào)文輸出出的速度））20QoS控制機(jī)制目前已經(jīng)提提出了許多多QoS控制機(jī)制：：ISO/OSI提出的基于于開放式分分布處理（（OpenDistributedProcessing,ODP）的QoS控制，IETF提出的集成成服務(wù)（IntServ）和區(qū)分服服務(wù)（DiffServ）體系結(jié)構(gòu)構(gòu)，分組調(diào)度和和隊(duì)列管理理算法，核心無狀態(tài)態(tài)體系結(jié)構(gòu)構(gòu)SCORE(StatelessCORE)多協(xié)議標(biāo)簽簽（Multi-ProtocolLabelSwitching,MPLS）技術(shù)流量工程（（TrafficEngineering）QoS路由（QoS-basedRouting）網(wǎng)絡(luò)微積分分（NetworkCalculus）等面向服服務(wù)質(zhì)量控控制的基礎(chǔ)礎(chǔ)理論也得得到了長足足的發(fā)。QoS兩大大模型QoS的實(shí)現(xiàn)模型型主要有IntServ（IntegratedService，集成服務(wù)務(wù)）和DiffServ（DifferentiatedService，區(qū)分服務(wù)務(wù)）。盡力而為服服務(wù)（Best-EffortService）IntServ模型是端到到端的基于于流的QoS技術(shù)，它通通過信令向向網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)請(qǐng)?zhí)囟ǖ腝oS服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在流量參參數(shù)描述的的范圍內(nèi)，，預(yù)留資源源以承諾滿滿足該請(qǐng)求求。DiffServ模型是一種種基于類的的QoS技術(shù)，它在在網(wǎng)絡(luò)邊界界將數(shù)據(jù)流流按QoS要求進(jìn)行簡(jiǎn)簡(jiǎn)單分類，，并根據(jù)業(yè)業(yè)務(wù)的不同同服務(wù)等級(jí)級(jí)約定，有有差別地進(jìn)進(jìn)行流量控控制和轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)來解決擁擁塞問題。。22盡力而為服服務(wù)（Best-Effort））·最簡(jiǎn)單，路路由器的默默認(rèn)行為·盡最大的可可能性發(fā)送送報(bào)文·對(duì)時(shí)延可靠性等性性能不提供供保證·它通過先入入先出（FIFO）隊(duì)列來實(shí)實(shí)現(xiàn)?！げ淮嬖趦?yōu)先先處理的概概念23QoS的基本框架架1.流量分類與與標(biāo)記2.流量監(jiān)管與與整形3.隊(duì)列調(diào)度（（擁塞管理理及擁塞避避免）為了保證端端到端應(yīng)用用的服務(wù)質(zhì)質(zhì)量（最小小時(shí)延、最最大帶寬等等），QoS首先需要進(jìn)進(jìn)行流分類，即采用用一定規(guī)則則識(shí)別和區(qū)區(qū)分不同特特征的報(bào)文文，然后根根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的的狀況對(duì)流流量進(jìn)行不不同的處理，，具體的處處理形式包包括流量監(jiān)監(jiān)管、流量量整形、擁擁塞管理及及擁塞避免免等。采用令牌桶桶技術(shù)和WFQ（加權(quán)隊(duì)列列公平）技技術(shù)就可以以保證最基基本的端到到端最小時(shí)時(shí)延要求，，當(dāng)分組到達(dá)達(dá)時(shí)，在入入口經(jīng)過令令牌捅緩沖沖，保證其其流量到達(dá)達(dá)符合約定定的規(guī)范，，然后通過過出口的WFQ調(diào)度算法進(jìn)進(jìn)行發(fā)送，，保證端到到端的帶寬寬和時(shí)延，，實(shí)現(xiàn)端到到端的QoS保證。1.流量分類與與標(biāo)記QoS的基本框架架網(wǎng)絡(luò)無論采采用哪種技技術(shù)手段實(shí)實(shí)現(xiàn)QoS,都需要路由由器能夠根根據(jù)事先規(guī)規(guī)定的規(guī)則則對(duì)報(bào)文頭頭的某些字字段進(jìn)行分分類識(shí)別，，判斷其對(duì)對(duì)應(yīng)的流量量規(guī)范，然然后設(shè)置不不同優(yōu)先級(jí)級(jí)以便實(shí)現(xiàn)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)處理，，這就是流分分類和標(biāo)記記。流分類和標(biāo)標(biāo)記是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)QoS服務(wù)的前提提條件和基基礎(chǔ)，其目目的是將報(bào)報(bào)文映射到到不同的服服務(wù)類，屬屬于同一類類別、同一一優(yōu)先級(jí)的的報(bào)文應(yīng)該該匹配事先先規(guī)定的規(guī)規(guī)則并以相相同的方式式進(jìn)行標(biāo)記記和處理。。這些事先規(guī)規(guī)定的規(guī)則則就稱為過過濾規(guī)則，，所有規(guī)則則的集合則則稱為分類類器，其中中每個(gè)規(guī)則則對(duì)應(yīng)一個(gè)個(gè)流類型/服務(wù)類，每每個(gè)服務(wù)類類則對(duì)應(yīng)一一種特定的的處理行為為或方式，，當(dāng)一個(gè)報(bào)報(bào)文成功匹匹配一個(gè)規(guī)規(guī)則時(shí)，就就按照對(duì)應(yīng)應(yīng)的行為對(duì)對(duì)報(bào)文進(jìn)行行操作和處處理。規(guī)則則匹匹配配的的方方式式有有3種：：精精確確匹匹配配、、前前綴綴匹匹配配和和范范圍圍匹匹配配流量量分分類類問問題題的的核核心心是是查查找找算算法法，，它它需需要要滿滿足足速速度度快快、、消消耗耗資資源源小小、、易易于于更更新新等等需需求求。。QoS的基基本本框框架架2.流量量監(jiān)監(jiān)管管與與整整形形如果果不不限限制制用用戶戶發(fā)發(fā)送送的的流流量量，，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)大大量量的的突突發(fā)發(fā)報(bào)報(bào)文文導(dǎo)導(dǎo)致致?lián)頁砣秃蛿?shù)數(shù)據(jù)據(jù)丟丟失失，，實(shí)實(shí)施施QoS策略略可可以以改改善善這這一一情情況況：：定義義：：QoS的流流量量監(jiān)監(jiān)管管（（CommitAccessRate,CAR）與與流流量量整整形形（（GenericTrafficShaping,GTS）：：QoS策略略可可以以檢檢測(cè)測(cè)或或主主動(dòng)動(dòng)限限制制進(jìn)進(jìn)入入某某一一網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的某某一一連連接接的的流流量量，，當(dāng)當(dāng)某某個(gè)個(gè)連連接接的的流流量量過過大大以以至至超超過過約約定定帶帶寬寬時(shí)時(shí)，，就就可可以以根根據(jù)據(jù)報(bào)報(bào)文文的的類類別別采采取取不不同同的的方方式式進(jìn)進(jìn)行行處處理理，，如如丟丟棄棄或或進(jìn)進(jìn)行行緩緩存存等等。。衡量量流流量量是是否否超超過過約約定定帶帶寬寬、、進(jìn)進(jìn)行行QoS的流流量量監(jiān)監(jiān)管管與與整整形形需需要要使使用用令令牌牌桶桶算算法法或或漏漏桶桶算算法法。。QoS的基基本本框框架架2.流量量監(jiān)監(jiān)管管與與整整形形令牌牌桶桶算算法法令牌牌桶桶算算法法是是QoS進(jìn)行行流流量量監(jiān)監(jiān)管管和和流流量量整整形形的的基基本本算算法法，，它它用用于于控控制制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中的的某某類類流流量量或或?qū)崒?shí)現(xiàn)現(xiàn)突突發(fā)發(fā)報(bào)報(bào)文文的的發(fā)發(fā)送送。。IETF定義義了了兩兩種種令令牌牌桶桶算算法法來來對(duì)對(duì)流流量量進(jìn)進(jìn)行行檢檢測(cè)測(cè)，，即單單速速率率三三色色標(biāo)標(biāo)記記算算法法（（srTCM）和和雙雙速速率率三三色色標(biāo)標(biāo)記記算算法法（（trTCM）。。令牌牌桶桶算算法法有有兩兩種種工工作作模模式式：：色盲盲模模式式（（Color-Blind）和和感感色色模模式式（（Color-Aware）令牌牌桶桶算算法法需需要要依依據(jù)據(jù)一一些些參參數(shù)數(shù)來來實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)分分組組的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)，，這這些些參參數(shù)數(shù)包包括括：：1）CIR(CommittedInformationRate):承諾諾信信息息速速率率，即即令令牌牌發(fā)發(fā)放放的的速速率率，，表表示示為為每每秒秒的的IP分組組字字節(jié)節(jié)數(shù)數(shù)。。2）CBS(CommittedBurstSize):承諾諾突突發(fā)發(fā)尺尺寸寸，即即允允許許突突發(fā)發(fā)的的最最大大流流量量尺尺寸寸，，它它等等于于令令牌牌桶桶的的容容量量。。3）EBS(ExcessBurstSize):超額突發(fā)尺寸寸，EBS或CBS應(yīng)大于等于最最大分組長度度，且EBS應(yīng)大于CBS。4）PIR(PeakInformationRate):峰值信息速率率，僅用于trTCM算法中。5）PBS(PeakBurstSize):峰值突發(fā)尺寸寸，僅用于trTCM算法中。QoS的基本框架2.流量監(jiān)管與整整形令牌桶算法QoS的基本框架2.流量監(jiān)管與整整形漏桶算法漏桶算法也是是用于流量整形的一種常用算算法，它的主主要目的是控控制數(shù)據(jù)注入入到網(wǎng)絡(luò)的速速率。漏桶算算法將用戶進(jìn)進(jìn)程中不均勻勻的分組數(shù)據(jù)據(jù)流調(diào)整為均均勻的數(shù)據(jù)流流發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中。漏桶算法與令令牌桶算法都都能限制數(shù)據(jù)據(jù)的平均傳輸輸速率，不同的是漏桶桶算法的主要要目的在于平平滑突發(fā)流量量，它對(duì)于存存在突發(fā)特性性的流量來說說缺乏效率。。令牌桶算法則則不同，它在在限制數(shù)據(jù)的的平均傳輸速速率的同時(shí)還還允許一定程程度的流量突突發(fā)，能夠滿滿足具有突發(fā)發(fā)特性的流量量。流量監(jiān)管QoS的基本框架2.流量監(jiān)管與整整形流量整形流量整形與流流量監(jiān)管的使使用方式和目目的不同。首先，流量監(jiān)監(jiān)管可用于分分組的入口和和出口，多用用于入口的流流量控制；而而流量整形則則用于限制出出口方向的流流量速率。其次流量監(jiān)管管的目的在于于控制流量，，而流量整形形則用于調(diào)整整分組傳輸?shù)牡钠骄俣?，，讓?shù)據(jù)報(bào)按按照傳輸規(guī)定定的速率進(jìn)行行傳送，盡量量避免流量因因突發(fā)的特性性而造成網(wǎng)絡(luò)絡(luò)擁塞的發(fā)生生。流量監(jiān)管對(duì)超超過流量限制制的分組直接接丟棄，而流流量整形則是是對(duì)超過限速速的分組進(jìn)行行緩沖，以等等待足夠的令令牌后再進(jìn)行行發(fā)送。當(dāng)然然，如果緩沖沖區(qū)隊(duì)列已經(jīng)經(jīng)飽和，多余余的分組就會(huì)會(huì)被丟棄。令牌以CIR=100Kb/s的速率放入令令牌桶中：物理接口總速速率限制LR(LineRate):在一個(gè)物理接接口上，限制制接口發(fā)送報(bào)報(bào)文（包括緊緊急報(bào)文）的的總速率LR采用了令牌桶桶進(jìn)行流量控控制,所有經(jīng)由接口口發(fā)送的報(bào)文文首先要經(jīng)過過LR的令牌桶進(jìn)行行處理利用QoS豐富的隊(duì)列來來緩存報(bào)文流分類令牌桶256Kbps128KbpsQoS隊(duì)列QoS的基本框架3.隊(duì)列調(diào)度（擁擁塞管理及擁擁塞避免）隊(duì)列調(diào)度機(jī)制制有助于QoS根據(jù)不同的優(yōu)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)的重新排排序，這對(duì)于于擁塞控制管管理非常重要要。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)出出口時(shí)，路由由器可以根據(jù)據(jù)分組的優(yōu)先先級(jí)或基于分分類決定數(shù)據(jù)據(jù)包是否丟棄棄或分配到不不同的隊(duì)列進(jìn)進(jìn)行緩沖，然然后通過隊(duì)列列調(diào)度機(jī)制進(jìn)進(jìn)行傳輸。當(dāng)接口發(fā)生擁擁堵時(shí)，通過過隊(duì)列調(diào)度機(jī)機(jī)制就可以保保證實(shí)時(shí)性要要求較高的分分組的傳輸。。常見的隊(duì)列調(diào)調(diào)度機(jī)制如下下，這些機(jī)制制在分類方法法、丟棄策略略、調(diào)度方式式和隊(duì)列長度度等方面都存存在差異。FIFOFQ(FairQueuing)PQ(PriorityQueuing)CQ(CustomQueuing)FFQ(FluidFairQueuing)：理想化的流流量公平隊(duì)列列WFQ(WeightedFairQueuing)：加權(quán)公平隊(duì)隊(duì)列，基于流流進(jìn)行排隊(duì)CBWFQ(Class-basedWeightedFairQueuing)LLQ(LowLatencyQueuing)IPRTP(TheReal-timeTransportProtocol)QoS的基本框架3.隊(duì)列調(diào)度（擁擁塞管理及擁擁塞避免）擁塞管理與隊(duì)隊(duì)列調(diào)度目的：網(wǎng)絡(luò)擁擁塞時(shí)，保證證不同優(yōu)先級(jí)級(jí)的報(bào)文得到到不同的QoS待遇。方式：將不同同優(yōu)先級(jí)的報(bào)報(bào)文入不同的的隊(duì)列，不同同隊(duì)列將得到到不同的調(diào)度度優(yōu)先級(jí)、概概率或帶寬保保證。算法FIFO（FirstInFirstOut）先入先出隊(duì)列列PQ（PriorityQueue）優(yōu)先權(quán)隊(duì)列CQ（CustomQueue）定制隊(duì)列WFQ（WeightedFairQueuing）加權(quán)公平隊(duì)列列CBWFQ（ClassBasedWeightedFairQueuing）基于分類的加加權(quán)公平隊(duì)列列)LD輸出隊(duì)列優(yōu)先隊(duì)列金牌服務(wù)銀牌服務(wù)銅牌服務(wù)LU流分類丟包策略丟棄發(fā)送入隊(duì)出隊(duì)調(diào)度IP&MPLS報(bào)文FIFO（FirstInFirstOut）先進(jìn)先出隊(duì)隊(duì)列，報(bào)文入入隊(duì)的順序和和報(bào)文出隊(duì)的的順序相同，，算法簡(jiǎn)單，，轉(zhuǎn)發(fā)的速度度快丟包策略可采采用尾丟棄、、RED和WRED（基于IPPre或EXP）所有報(bào)文被等等同處理，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、高效，，沒有任何附附加開銷Internet的默認(rèn)服務(wù)模模式－Best-Effort采用的隊(duì)列策策略無QOSFIFO———先進(jìn)先出隊(duì)列列QoS的基本框架3.隊(duì)列調(diào)度（擁擁塞管理及擁擁塞避免）優(yōu)先隊(duì)列，分分為4個(gè)隊(duì)列，分別別為high、middle、normal和bottom根據(jù)報(bào)文的輸輸入接口、滿滿足ACL情況、IPPrecedence、DSCP、EXP、Label等規(guī)則對(duì)報(bào)文文進(jìn)行分類，，進(jìn)相應(yīng)隊(duì)列列PQ中每一個(gè)隊(duì)列列的丟包策略略可采用尾丟丟棄、RED和WRED為不同的業(yè)務(wù)務(wù)定義不同的的調(diào)度策略，，由于涉及到到復(fù)雜的流分分類，系統(tǒng)資資源存在一定定的開銷數(shù)據(jù)包先按配配置要求分類類再按隊(duì)列優(yōu)優(yōu)先級(jí)發(fā)送丟包發(fā)送入隊(duì)出隊(duì)調(diào)度丟包丟包丟包分類器IP&MPLS報(bào)文highmiddlenormalbottomPQ——優(yōu)先隊(duì)列QoS的基本框架3.隊(duì)列調(diào)度（擁擁塞管理及擁擁塞避免）CQ(Customqueuing)：定制隊(duì)列，，用戶可配置置隊(duì)列占用的的帶寬比例關(guān)關(guān)系。CQ共分為17個(gè)隊(duì)列。根據(jù)報(bào)文的輸輸入接口、滿滿足ACL情況、IPPrecedence、DSCP、EXP、Label等規(guī)則對(duì)報(bào)文文進(jìn)行分類，，進(jìn)相應(yīng)隊(duì)列列。CQ中每一個(gè)隊(duì)列列的丟包策略略可采用尾丟丟棄、RED和WRED?？蔀椴煌臉I(yè)業(yè)務(wù)定義不同同的調(diào)度策略略，系統(tǒng)資源源存在一定的的開銷數(shù)據(jù)包先用戶戶定義分類再再按優(yōu)先隊(duì)列列等待發(fā)送丟包.入隊(duì)出隊(duì)調(diào)度丟包丟包分類器IP&MPLS報(bào)文1216.....發(fā)送CQ——定制隊(duì)列QoS的基本框架3.隊(duì)列調(diào)度（擁擁塞管理及擁擁塞避免）WFQ(Weightedfairqueuing)：公平隊(duì)列，根根據(jù)源和目的的IP地址、TCP或UDP的源和目的端端口號(hào)、Label進(jìn)行HASH，不同的數(shù)據(jù)據(jù)流分入不同同的隊(duì)列，自自動(dòng)完成。所有隊(duì)列的丟丟包策略可同同時(shí)采用尾丟丟棄、RED和WRED（基于IPPre或EXP），權(quán)值依賴賴于IP報(bào)文頭中攜帶帶的IP優(yōu)先級(jí)簡(jiǎn)單、高效，，沒有任何附附加開銷數(shù)據(jù)包按流分分類再按隊(duì)列列優(yōu)先級(jí)等待待發(fā)送優(yōu)先級(jí)級(jí)數(shù)值值越小小，所所得帶帶寬越越少，，反之之，數(shù)數(shù)值越越大，，帶寬寬越多多。丟包.入隊(duì)出隊(duì)調(diào)度丟包丟包HASHIP&MPLS

報(bào)文122^N.....發(fā)送WFQ———公平隊(duì)隊(duì)列QoS的基本本框架架3.隊(duì)列調(diào)調(diào)度（（擁塞塞管理理及擁擁塞避避免））WFQ———公平隊(duì)隊(duì)列QoS的基本本框架架3.隊(duì)列調(diào)調(diào)度（（擁塞塞管理理及擁擁塞避避免））CBWFQ數(shù)據(jù)包包兩次次分類類再按按隊(duì)列列等待待發(fā)送送分類，，使不不同類類別報(bào)報(bào)文進(jìn)進(jìn)入不不同隊(duì)隊(duì)列。。對(duì)不匹匹配任任何類類別的的報(bào)文文，送入入默認(rèn)認(rèn)隊(duì)列列，按按WFQ進(jìn)行處處理。。QoS的基本本框架架3.隊(duì)列調(diào)調(diào)度（（擁塞塞管理理及擁擁塞避避免））RTPQ實(shí)時(shí)隊(duì)隊(duì)列，，單獨(dú)獨(dú)一個(gè)個(gè)隊(duì)列列，被被絕對(duì)對(duì)優(yōu)先先調(diào)度度；所所有在在指定定UDP端口號(hào)號(hào)范圍圍內(nèi)的的RTP報(bào)文，，通過過測(cè)量量器，，如果果滿足足約定定進(jìn)入入該隊(duì)隊(duì)列由于可可以確確保進(jìn)進(jìn)入RTPQ實(shí)時(shí)隊(duì)隊(duì)列的的報(bào)文文速度度（通通過測(cè)測(cè)量器器后的的）小小于接接口發(fā)發(fā)包能能力，，RTPQ實(shí)時(shí)隊(duì)隊(duì)列只只采用用尾丟丟棄簡(jiǎn)單、、高效效，確確保語語音包包的服服務(wù)質(zhì)質(zhì)量丟包入隊(duì)優(yōu)先出隊(duì)調(diào)度分類器IP&MPLS

報(bào)文發(fā)送RTP實(shí)時(shí)隊(duì)列RTP報(bào)文其他隊(duì)列機(jī)制，如：FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBQ\LLQ測(cè)量丟棄RTPQ實(shí)時(shí)隊(duì)隊(duì)列QoS的基本本框架架3.隊(duì)列調(diào)調(diào)度（（擁塞塞管理理及擁擁塞避避免））IP&MPLS報(bào)文發(fā)送入隊(duì)出隊(duì)調(diào)度分類器.丟包LLQ1BQ63BQ.....丟包64FIFO/WFQRTP實(shí)時(shí)隊(duì)列測(cè)量丟包丟包測(cè)量測(cè)量測(cè)量系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將BQ以及LLQ的部分資源預(yù)留給MPLSDSTECBQ/LLQQoS的基本本框架架3.隊(duì)列調(diào)調(diào)度（（擁塞塞管理理及擁擁塞避避免））二層協(xié)議隊(duì)列RTP實(shí)時(shí)隊(duì)列其他隊(duì)列機(jī)制，如：FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBQ\LLQ入隊(duì)分類器IP&MPLS報(bào)文二層協(xié)議報(bào)文出隊(duì)調(diào)度發(fā)送隊(duì)列管理及擁塞避免模塊二層協(xié)協(xié)議隊(duì)隊(duì)列，，用來來緩存存二層層鏈路路控制制報(bào)文文，如如PPP協(xié)商及及維護(hù)護(hù)報(bào)文文、HDLC的KEEPALIVE報(bào)文、、ATM的OAM及FR的LMI等，最最優(yōu)先先發(fā)送送，沒沒有帶帶寬限限制RTP實(shí)時(shí)隊(duì)隊(duì)列，，用來來緩存存語音音報(bào)文文，有有帶寬寬限制制，次次優(yōu)先先發(fā)送送對(duì)于其其他隊(duì)隊(duì)列機(jī)機(jī)制，，利用用剩下下的系系統(tǒng)資資源進(jìn)進(jìn)行調(diào)調(diào)度；；對(duì)于于CBQ\LLQ，LLQ用來緩緩存EF業(yè)務(wù)報(bào)報(bào)文，，有帶帶寬限限制，，被優(yōu)優(yōu)先調(diào)調(diào)度；；對(duì)于于BQ，按其其所占占用接接口帶帶寬的的權(quán)值值進(jìn)行行調(diào)度度各種隊(duì)隊(duì)列的的相互互配合合QoS的基本本框架架3.隊(duì)列調(diào)調(diào)度（（擁塞塞管理理及擁擁塞避避免））擁塞管管理和和隊(duì)列列調(diào)度度當(dāng)報(bào)文文到達(dá)達(dá)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)設(shè)備備接口口的速速度大大于接接口的的發(fā)送送能力力時(shí)，，即將將產(chǎn)生生擁塞塞；擁擁塞發(fā)發(fā)生時(shí)時(shí)，一一般采采用隊(duì)隊(duì)列調(diào)調(diào)度的的技術(shù)術(shù)來解解決，，每一一種隊(duì)隊(duì)列調(diào)調(diào)度技技術(shù)都都用來來解決決特定定的問問題，，都會(huì)會(huì)對(duì)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性性能產(chǎn)產(chǎn)生特特定的的影響響；H3C系列設(shè)設(shè)備目前提提供的的隊(duì)列列調(diào)度度技術(shù)術(shù)包括括FIFO、PQ、CQ、WFQ、RTP實(shí)時(shí)隊(duì)隊(duì)列、、CBWFQ/LLQ擁塞管管理和和隊(duì)列列調(diào)度度QoS的基本本框架架3.隊(duì)列調(diào)調(diào)度（（擁塞塞管理理及擁擁塞避避免））擁塞避避免傳統(tǒng)的的尾丟丟包在在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)發(fā)生生擁塞塞時(shí)對(duì)對(duì)報(bào)文文全部部丟棄棄，并并不加加以區(qū)區(qū)分。。TCP慢啟動(dòng)動(dòng)導(dǎo)致致全局局同步步化。。當(dāng)TCP流遇到到尾丟丟包時(shí)時(shí)，所所有與與該流流有關(guān)關(guān)的發(fā)發(fā)送者者都會(huì)會(huì)因此此同時(shí)時(shí)重新新發(fā)送送。這這種重重新發(fā)發(fā)送的的全局局同步步化，，會(huì)在在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)上產(chǎn)產(chǎn)生巨巨大破破壞。。解決途途徑：：進(jìn)行行擁塞塞避免免，減減少擁擁塞的的發(fā)生生以及及避免免TCP全局同同步，，在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)沒沒有發(fā)發(fā)生擁擁塞以以前根根據(jù)隊(duì)隊(duì)列狀狀態(tài)進(jìn)進(jìn)行有有選擇擇性的的丟包包。算法：RED、WREDQoS的基本框架架3.隊(duì)列調(diào)度（（擁塞管理理及擁塞避避免）尾丟棄:taildrop當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)時(shí)，丟棄所所有到達(dá)的的報(bào)文在隊(duì)列丟包包期間，來來自于大量量TCP連接的報(bào)文文都將被丟丟棄，TCP的重傳機(jī)制制將導(dǎo)致新新的一輪的的擁塞，這這種現(xiàn)象稱稱為“全局局同步”全局同步現(xiàn)現(xiàn)象將嚴(yán)重重影響網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的性能及及服務(wù)質(zhì)量量隊(duì)列尾丟棄丟棄發(fā)送入隊(duì)出隊(duì)調(diào)度隊(duì)列是否滿IP&MPLS報(bào)文尾丟棄QoS的基本框框架3.隊(duì)列調(diào)度度（擁塞塞管理及及擁塞避避免）當(dāng)平均隊(duì)隊(duì)列長度度為l-min時(shí)開始隨隨機(jī)丟包包，平均均隊(duì)列越越長，丟丟包概率率越大，，當(dāng)平均均隊(duì)列長長度等于于l-max時(shí)，丟棄棄所有到到達(dá)的報(bào)報(bào)文由于隊(duì)列列長度可可能瞬間間變化很很大，因因此需要要對(duì)隊(duì)列列長度進(jìn)進(jìn)行低通通濾波，，得出平平均隊(duì)列列長度RED可以很好好地解決決全局同同步問題題隊(duì)列尾丟棄發(fā)送入隊(duì)出隊(duì)調(diào)度丟包概率平均隊(duì)列長度01l-minl-max平均隊(duì)列長度丟棄隊(duì)列長度0L時(shí)間t0t1平均隊(duì)列長度IP&MPLS報(bào)文RED———隨機(jī)早期期檢測(cè)QoS的基本框框架3.隊(duì)列調(diào)度度（擁塞塞管理及及擁塞避避免）WRED———加權(quán)隨機(jī)機(jī)早期檢檢測(cè)（一一）WRED采用隨機(jī)機(jī)丟棄的的策略，，避免了了尾部丟丟棄的方方式而引引起TCP全局同步步根據(jù)當(dāng)前前隊(duì)列的的深度來來預(yù)測(cè)擁擁塞的情情況根據(jù)優(yōu)先先級(jí)定義義不同的的丟棄策策略，定定義上限限閾值和和下限閾閾值相同的優(yōu)優(yōu)先級(jí)不不同的隊(duì)隊(duì)列，隊(duì)隊(duì)列長度度越長丟丟棄概率率越高drop流分類…Queue1Queue1Queue2QueueN…N=16,32…2048,4096下限閥值上限閥值QoS的基本框框架3.隊(duì)列調(diào)度度（擁塞塞管理及及擁塞避避免）WRED可以感知知QoS帶內(nèi)信令令，包括括IPPrecedence、DSCP或EXP，例如可可根據(jù)實(shí)實(shí)際組網(wǎng)網(wǎng)需求分分別設(shè)置置l-min(IPPre、DSCP或EXP)和l-max(IPPre、DSCP或EXP)丟包概率平均隊(duì)列長度01l-minl-max丟包概率平均隊(duì)列長度01l-minl-max丟包概率平均隊(duì)列長度01l-minl-maxIPPre、DSCP或EXP為XIPPre、DSCP或EXP為YIPPre、DSCP或EXP為ZWRED———加權(quán)隨機(jī)機(jī)早期檢檢測(cè)（二二）QoS的基本框框架3.隊(duì)列調(diào)度度（擁塞塞管理及及擁塞避避免）RED與WREDRED和WRED通過隨機(jī)機(jī)丟棄報(bào)報(bào)文避免免了TCP的全局同同步現(xiàn)象象在RED類算法中中，為每每個(gè)隊(duì)列列都設(shè)定定一對(duì)低低限值和和高限值值，并做做如下規(guī)規(guī)定當(dāng)隊(duì)列的的長度小小于低限限值時(shí)，，不丟棄棄任何報(bào)報(bào)文當(dāng)隊(duì)列的的長度超超過高限限值時(shí)，，丟棄所所有到來來的報(bào)文文當(dāng)隊(duì)列的的長度在在低限值值和高限限值之間間時(shí)，采采用WRED算法計(jì)算算是否丟丟棄報(bào)文文。WRED生成的隨隨機(jī)數(shù)基基于IP優(yōu)先權(quán)，，它考慮慮了高優(yōu)優(yōu)先權(quán)報(bào)報(bào)文的利利益并使使高優(yōu)先先權(quán)報(bào)文文被丟棄棄的概率率相對(duì)減減小。QoS的基本框框架3.隊(duì)列調(diào)度度（擁塞塞管理及及擁塞避避免）一、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中常見見的問題題二、QOS基本概念念三、集成成服務(wù)與與區(qū)分服服務(wù)四、分組組調(diào)度算算法五、動(dòng)態(tài)態(tài)分組狀狀態(tài)六、MPLS多協(xié)議標(biāo)標(biāo)簽交換換七、QOS的應(yīng)用設(shè)設(shè)計(jì)八、結(jié)論論和進(jìn)一一步的研研究工作作本章內(nèi)容容三、集成成服務(wù)與與區(qū)分服服務(wù)服務(wù)質(zhì)量量控制研研究的目目標(biāo)是有有效提供供端到端端的服務(wù)務(wù)質(zhì)量保保證，確確保不同同業(yè)務(wù)流流的服務(wù)務(wù)需求得得到滿足足。目前前，根據(jù)據(jù)應(yīng)用的的數(shù)據(jù)流流不同，，QoS可以分為為單數(shù)據(jù)據(jù)流服務(wù)務(wù)模式和和聚集流流服務(wù)模模式兩種種，前者者為端用用戶之間間的每個(gè)個(gè)單向的的數(shù)據(jù)流流提供服服務(wù)保證證，而后后者為每每組具有有相同參參數(shù)、標(biāo)標(biāo)記或優(yōu)優(yōu)先級(jí)的的多個(gè)流流提供服服務(wù)。IntServ（IntegratedServices，集成服服務(wù)）模模型：是是基于資資源預(yù)留留的、面面向單個(gè)個(gè)流的QoS服務(wù)模型型。DiffServ（DifferentiatedServices，區(qū)分服服務(wù)）模模型：是是基于優(yōu)優(yōu)先級(jí)的的、面向向聚合流流的QoS服務(wù)模型型。52IntServ（IntegratedServices，集成服服務(wù)）模模型主要由4個(gè)部分組組成。1）資源預(yù)預(yù)留協(xié)議議RSVP（ResourceReservationProtocol），是IntServ模型的核核心，它它是一個(gè)個(gè)基于IP的傳輸端端到端QoS請(qǐng)求的信信令協(xié)議議。2）準(zhǔn)入控控制（AdmissionControl,又稱接納納控制））：根據(jù)據(jù)本地和和網(wǎng)絡(luò)可可用資源源的使用用情況，，確定是是否支持持請(qǐng)求的的資源預(yù)預(yù)留。3）分類器器：根據(jù)據(jù)預(yù)先設(shè)設(shè)置的規(guī)規(guī)則對(duì)輸輸入的分分組進(jìn)行行分類識(shí)識(shí)別并將將其映射射到一定定的QoS服務(wù)類，，然后放放入不同同隊(duì)列等等待服務(wù)務(wù)。4）分組調(diào)調(diào)度器：：基于一一定的隊(duì)隊(duì)列管理理機(jī)制和和調(diào)度算算法對(duì)分分類后的的分組進(jìn)進(jìn)行調(diào)度度，以便便將網(wǎng)絡(luò)絡(luò)資源分分配給不不同的流流。IntServ（IntegratedServices，集成服服務(wù)）模模型表明IntServ工作過程程：IntServ（IntegratedServices，集成服服務(wù)）模模型QoS中的服務(wù)務(wù)可以說說是網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與通信信客戶之之間制定定的一個(gè)個(gè)合約，，根據(jù)合合約不同同，IntServ模型為應(yīng)應(yīng)用提供供3種層次的的服務(wù)：：1）保證性性服務(wù)（（GuaranteedService）：保證證型服務(wù)務(wù)為信息息流提供供確定性性的帶寬寬、時(shí)延延和分組組丟失率率上界，，是一種種硬實(shí)時(shí)時(shí)（HardReal-Time）服務(wù)。。2）可控負(fù)負(fù)載型服服務(wù)（Controlled-LoadService）：可控控負(fù)載型型服務(wù)能能夠在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷荷較大的的情況下下提供一一種近似似的輕負(fù)負(fù)載、大大容量下下的盡力力而為的的服務(wù)，，是一種種軟實(shí)時(shí)時(shí)（SoftReal-Time）服務(wù)，，它不保保證確定定的延遲遲、帶寬寬及丟失失率，但但能保證證性能仍仍然在用用戶可忍忍耐的范范圍內(nèi)，，本質(zhì)上上是一種種定性的的服務(wù)。。3）盡力而而為的服服務(wù)：與與當(dāng)前Internet提供的盡盡力而為為的服務(wù)務(wù)類似，，遵循的的是先來來先服務(wù)務(wù)的工作作方式。。RSVP工作原理（ResourceReservationProtocol）我要預(yù)留留2Mbps帶寬OK！我要預(yù)留2Mbps帶寬我要預(yù)留2Mbps帶寬我要預(yù)留2Mbps帶寬OK！OK！OK！開始通信55RSVP協(xié)議的基本架架構(gòu)包括策略控制制、準(zhǔn)入控制制、分類控制制器、分組調(diào)調(diào)度器及RSVP處理模塊等。。流規(guī)格說明Tspec（b,r,R）:其中b表示桶的容量量，R表示鏈路帶寬寬，r表示令牌桶的的的速率RSVP工作原理（ResourceReservationProtocol）RSVP協(xié)議議支持的4種種基本的消息息類型資源預(yù)留請(qǐng)求求消息（ReservationRequestMessages）路徑消息（PathMessage）錯(cuò)誤和確定消消息（ErrorandConfirmationMessages）拆鏈消息（TeardownMessages）57RSVP的3種資源預(yù)留方方式RSVP資源預(yù)留的方方式和傳統(tǒng)連連接建立的方方式不同，它它是由接收方方發(fā)起的且預(yù)預(yù)留過程與路路由無關(guān)。RSVP使用Filter定義哪些發(fā)送送方可以使用用哪種資源預(yù)預(yù)留方式。1).WildcardFilter2).FixedFilter3).DynamicFilter(Shared-Explicit)RSVP的問題要求端到端所所有設(shè)備支持持這一協(xié)議網(wǎng)絡(luò)單元為每每個(gè)應(yīng)用保存存狀態(tài)信息，，可擴(kuò)展性差差周期性同相鄰鄰單元交換狀狀態(tài)信息，協(xié)協(xié)議報(bào)文開銷銷大不適合在大型型網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用用59可以提供端到到端的細(xì)粒度度的QoS服務(wù)是IntServ的最大優(yōu)點(diǎn)。。其在小范圍圍或邊緣網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中的應(yīng)用可可能性較大。。IntServ的最大缺點(diǎn)是是可擴(kuò)展性不不好，可擴(kuò)展展性差是制約約其發(fā)展的一一個(gè)致命問題題。路由器需要為為每個(gè)資源預(yù)預(yù)留維護(hù)一些些必要的軟狀狀態(tài)（SoftState）信息；在與與組播應(yīng)用相相結(jié)合時(shí)，還還要定期地向向網(wǎng)絡(luò)發(fā)資源源請(qǐng)求和路徑徑刷新信息，，以支持組播播成員的動(dòng)態(tài)態(tài)加入和退出出。這些操作作要耗費(fèi)路由由器較多的處處理器和內(nèi)存存資源。在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大大時(shí)，維護(hù)的的開銷會(huì)大幅幅度增加，對(duì)對(duì)路由器特別別是核心路由由器線速處理理報(bào)文的性能能造成不良影影響，甚至于于會(huì)使路由器器無法承擔(dān)。。IntServ面臨嚴(yán)重的魯魯棒性問題。。IntServ的部署也存在在問題。目前，只有少少量的主機(jī)、、路由和交換換機(jī)支持RSVP信令，因此要要在當(dāng)前體系系結(jié)構(gòu)之上實(shí)實(shí)現(xiàn)IntServ相關(guān)的功能，，需要大量的的投資，并在在網(wǎng)絡(luò)中引入入繁重的軟件件和硬件修改改，實(shí)現(xiàn)難度度大。嚴(yán)重妨妨礙了IntServ在大型網(wǎng)絡(luò)，，特別是重負(fù)負(fù)載網(wǎng)絡(luò)中的的應(yīng)用。不適適宜于在流量量匯集的骨干干網(wǎng)上大量應(yīng)應(yīng)用。IntegratedServices模型IntServ的推動(dòng)者締造造了DiffServDiffServ的目標(biāo)在于利利用簡(jiǎn)單有效效的方式滿足足實(shí)際應(yīng)用對(duì)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的的要求。其初初衷是避免IntServ的高復(fù)雜性，，解決IntServ模型的弊端，，提供一種具具有良好可擴(kuò)擴(kuò)展性的QoS解決方案。它利用Domain，即在相同管管理策略下的的連通的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)區(qū)域的概念念區(qū)分邊界節(jié)節(jié)點(diǎn)（邊界路路由器）和核核心節(jié)點(diǎn)（核核心路由器））進(jìn)而實(shí)現(xiàn)服服務(wù)質(zhì)量的管管理。邊界路由器對(duì)對(duì)每個(gè)流量聚聚集進(jìn)行整形形，并使用少少量的數(shù)據(jù)位位進(jìn)行分組標(biāo)標(biāo)記；核心路路由器則基于于分組標(biāo)記對(duì)對(duì)分組進(jìn)行分分別處理DiffServ（DifferentiatedServices，區(qū)分服務(wù)））模型DiffServ從以下兩個(gè)方方面簡(jiǎn)化了網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的服務(wù)功能能1）簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)核核心節(jié)點(diǎn)的服服務(wù)機(jī)制。核核心節(jié)點(diǎn)只進(jìn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)，而而流狀態(tài)信息息的保存與流流監(jiān)控機(jī)制的的實(shí)現(xiàn)等只在在邊界節(jié)點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行，核心節(jié)節(jié)點(diǎn)是狀態(tài)無無關(guān)的。2）簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)核核心節(jié)點(diǎn)的服服務(wù)對(duì)象。DiffServ采用聚集傳輸輸控制，服務(wù)務(wù)對(duì)象是流聚聚集（FlowAggregate）而非單流，，單流信息只只在網(wǎng)絡(luò)邊界界保存和處理理。在DiffServ架構(gòu)中，邊界界節(jié)點(diǎn)根據(jù)用用戶的流規(guī)定定（Profile）和資源預(yù)留留信息將進(jìn)入入網(wǎng)絡(luò)的單流流分類、整形形并聚合為不不同的流聚集集，這種聚集集信息由每個(gè)個(gè)IP包頭的DS（DifferentiatedServices）標(biāo)記域來表示示，稱為DS標(biāo)記（DifferentiatedServicesCodePoint,DSCP）；核心節(jié)點(diǎn)在在調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)IP包時(shí)根據(jù)包頭頭的DSCP選擇提供特定定的調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)服務(wù)，其外外特性稱為每每跳行為（Per-Hop-Behavior,PHB）.DiffServ（DifferentiatedServices，區(qū)分服務(wù)））模型DiffServ（DifferentiatedServices，區(qū)分服務(wù)））模型DiffServ僅包含有限數(shù)數(shù)量的服務(wù)類類別，狀態(tài)信信息數(shù)量少，，實(shí)現(xiàn)較IntServ簡(jiǎn)單且擴(kuò)展性更好。。除實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單單外，區(qū)分服服務(wù)體系還有有以下特點(diǎn)：：1）層次化結(jié)構(gòu)構(gòu)。DiffServ架構(gòu)分為DS域（DSDomain）與DS區(qū)（DSRegion）兩級(jí)，多個(gè)個(gè)連續(xù)的DS域可以形成DS區(qū)。2）總體集中控控制策略（與與IntServ分布式控制相相對(duì)照）。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源的分分配由總體服服務(wù)提供策略略（ServiceProvisioningPolicies）決定，包括括在邊界如何何分類聚合流流，在內(nèi)部如如何調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)流聚集。3）利用面向?qū)?duì)象的模塊化化思想與封裝裝思想，增強(qiáng)強(qiáng)了靈活性與與通用性。各各邏輯模塊相相對(duì)獨(dú)立，并并有多種組合合。DiffServ（DifferentiatedServices，區(qū)分服務(wù)））模型體系結(jié)構(gòu)區(qū)分服務(wù)簡(jiǎn)化化了信令，對(duì)對(duì)業(yè)務(wù)流的分分類采用匯聚聚的方式，將將需求相近的的或?qū)傩韵嘟臉I(yè)務(wù)流流看作一個(gè)大大類，減少了了調(diào)度算法及及緩存的開銷銷。DiffServ的基本思想如下：1）定義一組服服務(wù)類型和優(yōu)優(yōu)先級(jí)。每種服務(wù)類類型都有一個(gè)個(gè)相關(guān)的業(yè)務(wù)務(wù)流特性描述述文件。DiffServ基于流聚集進(jìn)進(jìn)行操作，因因此服務(wù)類型型數(shù)量較少。。2）DiffServ模型由邊界界路由器劃劃分為一個(gè)個(gè)個(gè)的DS域。邊界路由由器中，入入口路由器器用于對(duì)流流量進(jìn)行整整形、聚合合，并設(shè)置置DS域中的區(qū)分分服務(wù)標(biāo)記記（DSCP）值；核心心路由器基基于分組中中的DSCP值對(duì)分組進(jìn)進(jìn)行處理，，實(shí)現(xiàn)每種種DSCP的逐跳行為為。DiffServ模型體系結(jié)結(jié)構(gòu)DiffServ網(wǎng)絡(luò)用戶網(wǎng)絡(luò)DiffServ網(wǎng)絡(luò)流量控制SLA/TCA邊界節(jié)點(diǎn)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)邊界節(jié)點(diǎn)邊界節(jié)點(diǎn)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)邊界節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)邊緣緣進(jìn)行業(yè)務(wù)分類和流流量調(diào)整。。-業(yè)務(wù)分類.基于DS域.基于其他特特征-流量調(diào)整.計(jì)量.標(biāo)記.整形.丟棄不同DS區(qū)域可有不不同的PHB（Per-hop-behavior），以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)不同的服服務(wù)提供策略，，它們之間間通過SLA（ServiceLevelagreement）與TCA（TrafficConditioningAgreement）協(xié)調(diào)提供供跨區(qū)域服服務(wù)：.SLA：服務(wù)級(jí)別別協(xié)議，關(guān)關(guān)于業(yè)務(wù)流流在網(wǎng)絡(luò)中中傳遞時(shí)所所應(yīng)當(dāng)獲得得的待遇。。.TCA：傳輸調(diào)節(jié)節(jié)協(xié)議，關(guān)關(guān)于業(yè)務(wù)分分類準(zhǔn)則、、業(yè)務(wù)模型型及相應(yīng)處處理的協(xié)定定。用戶網(wǎng)絡(luò)DS區(qū)域的服務(wù)務(wù)提供策略由PHB決定。DS節(jié)點(diǎn)根據(jù)PHB屬性轉(zhuǎn)發(fā)。區(qū)分式QoS模型中定義義的行為有有兩大類（（共5種行為）65DiffServ模型體系結(jié)結(jié)構(gòu)DiffServ模模型的服務(wù)務(wù)報(bào)文分類和和標(biāo)記流量監(jiān)管流量整形擁塞管理擁塞避免區(qū)分式QoS模型中定義義的行為有有兩大類（（共5種行為）（1）TCB：trafficclassificationandconditioning，流量的區(qū)區(qū)分和調(diào)節(jié)節(jié)（2）PHB：per-hopbehavior，逐跳行為為67DiffServ模型體系結(jié)結(jié)構(gòu)組成部部分：1）DS域與DS區(qū)DiffServ包括兩個(gè)工工作層次：：DS區(qū)和DS域。DS域是由一些些相連的DS節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的的集合，它它們遵循統(tǒng)統(tǒng)一的服務(wù)務(wù)提供策略略并實(shí)現(xiàn)一一致的PHB，可以看做做提供DiffServ業(yè)務(wù)的一個(gè)個(gè)個(gè)子網(wǎng)。。DS域有明確定定義的邊界界，邊界由由邊界節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（BoundaryNode）構(gòu)成。邊邊界節(jié)點(diǎn)連連通DS域和非DS域（或其他他DS域）。DiffServ模型體系結(jié)結(jié)構(gòu)組成部部分：2）區(qū)分服務(wù)務(wù)標(biāo)志域與與區(qū)分服務(wù)務(wù)標(biāo)志IP包頭的區(qū)分分服務(wù)標(biāo)記記域（DSField）是DS域的邊界節(jié)節(jié)點(diǎn)與內(nèi)部部節(jié)點(diǎn)間傳傳遞流聚集集信息的媒媒介，是連連接邊界的的傳輸分類類和調(diào)節(jié)機(jī)機(jī)制與內(nèi)部部PHB的橋梁.DS標(biāo)記域使用用IPv4包頭的TOS（TypeofService）字節(jié)或IPv6包頭的流類類型字節(jié)（（TrafficClassOctet）的前6位，TOS字節(jié)的其余余兩位用于于其他用途途，如ECN（顯式擁塞塞通知）。。DSCP是區(qū)分服務(wù)務(wù)標(biāo)記域中中的具體值值，用來標(biāo)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)包包所屬的流流聚集，供供數(shù)據(jù)包經(jīng)經(jīng)過DS節(jié)點(diǎn)時(shí)選擇擇特定的PHB。DS節(jié)點(diǎn)中DSCP到PHB的映射在具具體實(shí)現(xiàn)中中必須是可可配置的。。DiffServ模型體系結(jié)結(jié)構(gòu)組成部部分：3）邊界節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的傳輸分分類與調(diào)節(jié)節(jié)機(jī)制邊界節(jié)點(diǎn)要要根據(jù)傳輸輸調(diào)節(jié)協(xié)議議TCA（TrafficConditioningAgreement,TCA）對(duì)入域（（或出域））流進(jìn)行分分類和調(diào)節(jié)節(jié)，以保證證輸入（或或輸出）流流滿足TCA中規(guī)定的規(guī)規(guī)格，并將將其歸入某某個(gè)行為聚聚集和標(biāo)記記相應(yīng)的DSCP值。邏輯上分為為分類器（（Classifier）與調(diào)節(jié)器器（Conditioner）兩兩個(gè)個(gè)模模塊塊。。調(diào)節(jié)節(jié)器器的的實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)技技術(shù)術(shù)比比較較成成熟熟，，只只要要用用令令牌牌桶桶（（TokenBucket）和和漏漏桶桶（（LeakyBucket）等等算算法法適適當(dāng)當(dāng)組組合合即即可可。。通通過過合合理理設(shè)設(shè)置置參參數(shù)數(shù)，，通通用用調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器可可以以實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)獎(jiǎng)獎(jiǎng)賞賞服服務(wù)務(wù)（（PremiumService,PS）和和確確保保服服務(wù)務(wù)（（AssuredService,AS）。。DiffServ模型型：：每跳跳行行為為PHB、PHB組與與PHB組簇簇每跳跳行行為為PHB是一一個(gè)個(gè)DS節(jié)點(diǎn)點(diǎn)調(diào)調(diào)度度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)特特定定流流聚聚集集這這一一行行為為的的外外特特性性描描述述。。PHB本質(zhì)質(zhì)上上描描述述的的就就是是單單個(gè)個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)為為特特定定流流聚聚集集分分配配資資源源的的方方式式；；DiffServ體系系的的整整體體資資源源分分配配策策略略也也就就是是通通過過這這樣樣一一個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)單單節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)資資源源分分配配實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的的。。多個(gè)個(gè)PHB由于于彼彼此此關(guān)關(guān)系系密密切切而而必必須須同同時(shí)時(shí)定定義義，，則則在在實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)時(shí)時(shí)就就構(gòu)構(gòu)成成一一個(gè)個(gè)PHB組。。PHB組是是區(qū)區(qū)分分服服務(wù)務(wù)體體系系中中的的基基本本定定義義或或?qū)崒?shí)現(xiàn)現(xiàn)模模塊塊，，單單個(gè)個(gè)PHB是特特殊殊的的PHB組。。若干干PHB組有有相相似似構(gòu)構(gòu)造造，，因因而而這這些些PHB組可可以以同同時(shí)時(shí)定定義義，，則則稱稱其其屬屬于于同同一一PHB組簇簇。。組組簇簇與與組組的的關(guān)關(guān)系系類類似似于于面面向向?qū)?duì)象象中中類類與與類類實(shí)實(shí)例例（（對(duì)對(duì)象象））的的關(guān)關(guān)系系，，一一個(gè)個(gè)是是抽抽象象定定義義，，一一個(gè)個(gè)是是具具體體實(shí)實(shí)例例。。目前前已已標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化的的PHB有4種：：1.默認(rèn)認(rèn)型型BE（BestEffort）、、2.加速速型型EF（ExpeditedForwarding）、、3.確保保型型AF（AssuredForwarding）、、4.兼容容IP優(yōu)先先級(jí)級(jí)的的類類選選擇擇型型CS（ClassSelector）。。此外外，，研研究究者者們們討討論論的的有有：：準(zhǔn)準(zhǔn)盡盡量量做做好好型型LBE、允許丟丟失的加加速型EFD以及協(xié)同同PHB組PHB-I。DiffServ模型：典型服務(wù)務(wù)與技術(shù)術(shù)獎(jiǎng)賞服務(wù)務(wù)（PremiumService,PS）和確保保服務(wù)（（AssuredService,AS）。1.獎(jiǎng)賞服務(wù)務(wù)（PremiumService,PS）獎(jiǎng)賞服務(wù)務(wù)為用戶戶提供低低延遲、、低抖動(dòng)動(dòng)、低丟丟失率、、保證帶帶寬（““三低一一保證””）的端到端端或網(wǎng)絡(luò)絡(luò)邊界到到邊界的的傳輸服服務(wù)，是是目前所所定義的的服務(wù)級(jí)級(jí)別最高高的區(qū)分分服務(wù)種種類。2.確保服務(wù)務(wù)（AssuredService,AS）與PS的相對(duì)成成熟、穩(wěn)穩(wěn)定相比比，AS目前仍處處于不斷斷改進(jìn)和和發(fā)展的的階段。。服務(wù)原則則是：無無論是否否擁塞，，均保證證用戶占占有預(yù)約約的最低低限量的的帶寬；；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)負(fù)載較較輕而有有空閑資資源時(shí)，，用戶也也可以使使用更多多的帶寬寬。AS是一種大大空間粒粒度的服服務(wù)，它它提供比比盡力而而為更低低的分組組丟失率率，當(dāng)出出現(xiàn)擁塞塞時(shí)，節(jié)節(jié)點(diǎn)將首首先丟棄棄盡力而而為服務(wù)務(wù)類別的的分組。。DiffServ模型：典型服務(wù)務(wù)與技術(shù)術(shù)3.兩位的區(qū)區(qū)分服務(wù)務(wù)體系結(jié)結(jié)構(gòu)一種同時(shí)時(shí)允許使使用兩種種服務(wù)類類型的體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)框架，，它使用用兩位——P-bit和A-bit來分別表表示獎(jiǎng)賞賞類流量量和確保保類流量量。兩位的區(qū)區(qū)分服務(wù)務(wù)體系結(jié)結(jié)構(gòu)使用用流量調(diào)調(diào)節(jié)器來來對(duì)數(shù)據(jù)據(jù)流進(jìn)行行測(cè)量、、標(biāo)記和和整形，，實(shí)現(xiàn)兩兩種服務(wù)務(wù)類型的的保證。。4.其他服務(wù)務(wù)類型IETF的標(biāo)準(zhǔn)化化工作僅僅僅針對(duì)對(duì)PHB，而服務(wù)務(wù)類型則則是完全全開放的的，由各各ISP自行確定定。如PHB確保型AF（AssuredForwarding）也可以以用來實(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先盡力力而為服服務(wù)（BetterthanBest-EffortService,BBE）、定量確保保的多媒媒體播放放服務(wù)、奧林匹克克服務(wù)和適應(yīng)無無線移動(dòng)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中中誤碼率率高并可可能出現(xiàn)現(xiàn)移動(dòng)交交接中斷斷的特點(diǎn)點(diǎn)的兩種種新的服服務(wù)類別別——移動(dòng)獎(jiǎng)賞賞服務(wù)（（MobilePremiumService）與低延延遲盡力力而為服服務(wù)BELD.DiffServ模型的問問題1.組播問問題2.帶寬分分配的的公平平性問問題區(qū)分服服務(wù)DiffServ與集成成服務(wù)務(wù)IntServ相結(jié)合合的端端到端端QoS提供機(jī)機(jī)制在支持持IntServ的端到到端網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中中央含含有一一個(gè)DiffServ區(qū)，它它包含含許多多路由由器，，至少少其中中的一一部分分提供供聚集集傳輸輸控制制。DiffServ區(qū)之外外的域域（非非區(qū)分分服務(wù)務(wù)區(qū)））也包包含許許多路路由器器和與與之相相連的的主機(jī)機(jī)，至至少其其中的的一部部分支支持IntServ體系結(jié)結(jié)構(gòu)。。支持端端到端端IntServ的DiffServ網(wǎng)絡(luò)區(qū)區(qū)資源源管理理方案案1）靜態(tài)態(tài)資源源管理理方案案。網(wǎng)絡(luò)中中的DiffServ區(qū)以靜靜態(tài)方方式提提供內(nèi)內(nèi)部的的資源源管理理，區(qū)區(qū)內(nèi)不不含有有能夠夠識(shí)別別RSVP的設(shè)備備。2）使用用RSVP的動(dòng)態(tài)態(tài)資源源管理理方案案。網(wǎng)絡(luò)中中的DiffServ區(qū)以動(dòng)動(dòng)態(tài)方方式提提供內(nèi)內(nèi)部的的資源源管理理，DiffServ區(qū)內(nèi)部部某些些選定定的設(shè)設(shè)備參參加RSVP信令過過程。。3）使用用其他他方式式的動(dòng)動(dòng)態(tài)資資源管管理方方案。。DiffServ適合在在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)主干干實(shí)現(xiàn)現(xiàn)QoS,端到端端的IPQoS則需要要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)IntServ與DiffServ的有機(jī)機(jī)結(jié)合合。各種服服務(wù)機(jī)機(jī)制的的簡(jiǎn)單單比較較可以看看出區(qū)區(qū)分服服務(wù)比比集成成服務(wù)務(wù)的可可擴(kuò)展展性更更好，，因?yàn)闉檫吔缃缏酚捎善骶S維護(hù)每每個(gè)流流聚集集的狀狀態(tài)，，核心心路由由器只只維護(hù)護(hù)少量量的流流量類類別。。但是，，區(qū)分分服務(wù)務(wù)提供供的服服務(wù)比比集成成服務(wù)務(wù)弱，，因?yàn)闉樗鼉H僅提供供每個(gè)個(gè)聚集集的帶帶寬保保證（（例如如獎(jiǎng)賞賞類服服務(wù)）），而而集成成服務(wù)務(wù)提供供每流流的帶帶寬和和延遲遲保證證。DifferentiatedServices模型與IntServ不一樣樣，采采用DiffServ模型的的應(yīng)用用程序序在發(fā)發(fā)送報(bào)報(bào)文前前無須須預(yù)先先向網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)提提出申申請(qǐng)，，它通通過攜攜帶在在IP報(bào)文頭頭部的的QoS參數(shù)信信息，，來告告知網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)點(diǎn)它它的QoS需求。。這類標(biāo)標(biāo)識(shí)QoS需求的的信息息猶如如一種種“帶帶內(nèi)””信令令，報(bào)報(bào)文傳傳播路路徑上上的各各個(gè)路路由器器都可可以通通過對(duì)對(duì)它的的分析析來獲獲知報(bào)報(bào)文的的服務(wù)務(wù)需求求類別別。Diff-Serv在提供供服務(wù)務(wù)時(shí)，，為屬屬于同同一需需求類類別的的分組組提供供同樣樣的服服務(wù)策策略。。因此此，如如果報(bào)報(bào)文已已被正正確標(biāo)標(biāo)記了了服務(wù)務(wù)類別別，下下游的的路由由器只只需對(duì)對(duì)這些些類別別進(jìn)行行識(shí)別別即可可，一一般無無須進(jìn)進(jìn)行復(fù)復(fù)雜的的流分分類。。具有良好的的可擴(kuò)展性性，適宜于于在骨干網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用用。DiffServ（Different