1、多業(yè)務(wù)承載對QoS保證的要求當(dāng)前，建設(shè)統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)，以取代已往多種業(yè)務(wù)、多種體制的電信網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)統(tǒng)一承載、統(tǒng)一運營、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一維護，以便降低運營成本，提高業(yè)務(wù)部署的靈活性和盈利能力，已經(jīng)成為運營商的共識。對于這樣一張統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)來說，QoS（Quality of Service）是與HA（High Availability，高可用性）同等重要的基本要求。在多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)上，所承載的業(yè)務(wù)可以分為三大類，即語音、視頻、數(shù)據(jù)。其中，語音類業(yè)務(wù)是電信運營商的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，對大多數(shù)運營商來說，固話業(yè)務(wù)或者移動話音業(yè)務(wù)，是他們的主要收入來源，也是最受重視、必須保證的業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)類業(yè)

2、務(wù)是IP網(wǎng)絡(luò)上的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，以Internet為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的大發(fā)展，極大地改變了現(xiàn)代社會發(fā)布和獲取信息的方式，成為經(jīng)濟發(fā)展和社會進步強有力的催化劑，受到從國家政府到普通百姓高度的關(guān)注和追捧，是一個具有神奇創(chuàng)新能力、孕育著無限商機的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。而隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增長，網(wǎng)絡(luò)上的各種視頻應(yīng)用日新月異，呈現(xiàn)出誘人的市場前景，因此運營商普遍將視頻類業(yè)務(wù)視為一個大有前途的新興業(yè)務(wù)領(lǐng)域，是實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展的未來希望。在承載網(wǎng)上，這三大類業(yè)務(wù)對QoS保證的要求是各不相同的，如下表：業(yè)務(wù)可靠性帶寬要求時延和抖動丟包率語音高低高度敏感要求高視頻高高高度敏感要求高數(shù)據(jù)中中不敏感要求低由表可知，語音和視頻業(yè)務(wù)除了對HA

3、有要求以外，對時延、抖動、丟包率也都有著很高的要求，而視頻業(yè)務(wù)還要求很高的帶寬。這就是說，多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)不僅要有區(qū)分業(yè)務(wù)類型的能力，還要能根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型來安排不同的QoS保證，并且為關(guān)鍵業(yè)務(wù)確保約定的帶寬資源。這就是多業(yè)務(wù)承載對IP網(wǎng)絡(luò)的要求，凡是無法充分滿足這一要求的解決方案，都將被市場無情地淘汰！IP/MPLS QoS技術(shù)簡介將DiffServ、RSVP-TE和MPLS VPN結(jié)合起來DiffServ(Differentiated Service，有差別服務(wù))和RSVP-TE（Resource reservation setup protocol with traffic-engin

4、eering extensions，針對流量工程擴展的資源預(yù)留協(xié)議）是現(xiàn)有的IP/MPLS QoS技術(shù)中比較成熟的技術(shù)，其中：DiffServ可以根據(jù)報文內(nèi)容區(qū)分各種業(yè)務(wù)的流量，分配優(yōu)先級，保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，但是無法事先約定帶寬，在流量超出帶寬允許范圍的情況下，只能通過對低優(yōu)先級業(yè)務(wù)增大延時、提高丟包率來保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的高優(yōu)先級轉(zhuǎn)發(fā)，在極端情況下，甚至高優(yōu)先級的關(guān)鍵業(yè)務(wù)也無法幸免延時和丟包。顯然，單純應(yīng)用 DiffServ技術(shù)是無法徹底保證多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)的QoS和SLA（Service Level Agreement，服務(wù)等級協(xié)議）的。RSVP-TE可以通過CSPF（Constrain

5、t Shortest Path First，約束最短路徑優(yōu)先）算法計算出一條最優(yōu)的路徑，這條路徑能夠保證所用的路徑不會擁塞，從而確保約定的TE隧道的帶寬資源。但是RSVP-TE 沒有識別業(yè)務(wù)的能力，在隧道中各種業(yè)務(wù)流量是不分優(yōu)先級的，因此TE隧道內(nèi)一旦發(fā)生實際流量超出預(yù)約流量的情況，對QoS敏感的業(yè)務(wù)將直接受到影響。因此，RSVP-TE也無法單獨解決多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)的QoS保證問題。很顯然，只有把DiffServ和RSVP-TE技術(shù)結(jié)合起來，才能讓IP/MPLS核心網(wǎng)既能識別業(yè)務(wù)類型，又能根據(jù)優(yōu)先級為關(guān)鍵業(yè)務(wù)預(yù)留資源和優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，這兩種技術(shù)的結(jié)合點就是后起的DS-TE。DS-TE可以通過為不同業(yè)

6、務(wù)類型分別建立保證一定帶寬的隧道，來保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬需求。針對需要在VPN內(nèi)承載多種不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)流量的場合，還可以把DiffServ和MPLSVPN技術(shù)結(jié)合起來，這就形成了VPN QoS技術(shù)。VPN QoS技術(shù)將VPN內(nèi)傳輸?shù)亩喾N流量區(qū)分優(yōu)先級，保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，從而為VPN內(nèi)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供了QoS保證。DiffServ、RSVP-TE、MPLS VPN三者按需組合，可以達到隔離業(yè)務(wù)流量、區(qū)分優(yōu)先級、保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)流量或者關(guān)鍵VPN的帶寬資源、在VPN或TE隧道中按優(yōu)先級轉(zhuǎn)發(fā)等多種效果，為運營商在多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)上開展語音、視頻類業(yè)務(wù)運營，或者提供有SLA的VPN服務(wù)提供了技術(shù)

7、保障。層次化的動態(tài)多隊列調(diào)度機制另外，華為還開發(fā)了HQOS（Hierarchical QoS，層次化QoS）技術(shù)，對傳統(tǒng)的對隊列調(diào)度機制進行了擴展。HQoS對上行隊列可以做“流隊列用戶隊列組隊列目的板調(diào)度Class 調(diào)度”5級調(diào)度，對下行隊列也可以做“流隊列用戶隊列組隊列Class調(diào)度目的端口”5級調(diào)度。而且HQOS的控制隊列調(diào)度器不是靜態(tài)的，而是可以動態(tài)配置的，用戶可以根據(jù)實際需要設(shè)置多級邏輯調(diào)度器之間的層次關(guān)系，由上級調(diào)度器控制一組下級調(diào)度器的總帶寬，并且根據(jù)下級調(diào)度器的級別和權(quán)重合理分配下級調(diào)度器的承諾帶寬（CIR）和峰值帶寬（PIR），這樣就可以通過多級調(diào)度器控制多個隊列的總帶寬，而這

8、多個隊列既可以來自于用戶的同一個業(yè)務(wù)，也可以來自用戶的不同的業(yè)務(wù)。HQOS真正實現(xiàn)了基于業(yè)務(wù)、基于用戶、基于組來控制總的服務(wù)質(zhì)量，不但能為用戶提供可靠的QoS保證，而且能最大限度地利用用戶的租用帶寬，從而從整體上節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬。靈活的MPLS COS實現(xiàn)方式在MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)上，運營商往往需要在邊緣路由器上做出一個選擇，就是是否信任上行流量已經(jīng)攜帶的優(yōu)先級信息，此時，華為提供了三種不同的MPLS COS（Class of Service，業(yè)務(wù)類型）處理模式，以備運營商靈活選擇。如圖1： 圖1：MPLS COS的三種處理模式1.uniform模式：當(dāng)運營商認為可以完全信任CE側(cè)流量攜帶過來的Q

9、oS參數(shù)時，可以采用Uniform模式，這時PE將CE側(cè)攜帶上來的報文的COS值直接復(fù)制到MPLS外層標(biāo)簽的EXP字段中，從而保證在Core中給予同樣的QoS保證。2.pipe模式：當(dāng)運營商完全不關(guān)心CE側(cè)用戶設(shè)置的QoS參數(shù)時，就忽略用戶攜帶的QoS參數(shù)，在PE上為MPLS外層標(biāo)簽的EXP字段重新賦值，結(jié)果是從ingress邊緣路由器到egress邊緣路由器，都按照運營商的意愿進行Core上的QoS調(diào)度，直到將流量送出Core之后，報文再根據(jù)其原來攜帶的COS值轉(zhuǎn)發(fā)。3.short-pipe模式：這是對pipe模式的改進，在進入Core的時候，和pipe做相同的處理，只是在egress端的倒

10、數(shù)第二跳，就完成了QoS參數(shù)的恢復(fù)，換言之，從ingress邊緣路由器到egress的倒數(shù)第二跳路由器，全部按照運營商的意愿進行QoS調(diào)度，到了egress邊緣路由器上，就已經(jīng)按照用戶原來自己攜帶的QoS參數(shù)進行調(diào)度了。完整的端到端QoS技術(shù)體系要在多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)上實現(xiàn)端到端的QoS保證，就必須將多種QoS有機地結(jié)合起來，形成一個完整的QoS技術(shù)體系。如圖2：圖2：端到端QoS規(guī)劃與配置示意圖從CE側(cè)上行的流量中包含了來自于不同用戶的多種業(yè)務(wù)流量，在PE的UNI（User Network Interface，用戶網(wǎng)絡(luò)接口）側(cè)采用HQOS，對上行的流量進行精細化調(diào)度，確保各用戶、用戶組和業(yè)務(wù)的

11、帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級。在PE的 NNI（Network to Network Interface，網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)接口）側(cè)除采用HQOS外，還可以選擇采用DiffServ、MPLS-TE，或是采用DS-TE、VPN&TE Mapping（VPN QoS），保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的流量，或者進一步在保證VPN帶寬資源的同時保證VPN中高優(yōu)先級流量優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。由此可見，PE設(shè)備是實現(xiàn)多業(yè)務(wù)I/MPLS承載網(wǎng)QoS解決方案的關(guān)鍵節(jié)點，在P設(shè)備上，只需按PE設(shè)定好的TE隧道進行轉(zhuǎn)發(fā)即可。典型FMC承載網(wǎng)QoS解決方案舉例以上我們對華為QoS解決方案中涉及到的技術(shù)做了初步的了解，下面我們再來看，在IP承載網(wǎng)上，怎樣構(gòu)筑一個端

12、到端的QoS解決方案。圖3：PE間采用DS-TE的QoS解決方案在圖3所示的QoS解決方案中，IP/MPLS Core部署端到端的RSVP-TE，從PE接入的各種業(yè)務(wù)通過MPLS VPN來承載，在Ingress PE上識別業(yè)務(wù)類型，并根據(jù)業(yè)務(wù)類型封裝到不同的VPN中以實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的隔離。在Ingress PE到Egress PE之間，部署Diffserv-aware TE，建立多種Class Type類型的TE隧道，承載了不同業(yè)務(wù)類型的VPN分別選擇具有相應(yīng)帶寬保證的TE隧道來承載，以確保關(guān)鍵的業(yè)務(wù)能夠獲得高質(zhì)量的QoS保證。企業(yè)用戶通常會租用一條固定帶寬的VPN，然后在該VPN內(nèi)開展多種對Q

13、oS有不同要求的業(yè)務(wù)。在這種情況下，除了采用VPN對TE隧道的映射，以保證VPN的帶寬資源外，還可以應(yīng)用VPN QoS，保證VPN中關(guān)鍵業(yè)務(wù)高優(yōu)先級轉(zhuǎn)發(fā)。這個方案要求全網(wǎng)的PE和P設(shè)備支持RSVP-TE，并具備一定的DS-TE支持能力，比較適合在新建的IP承載網(wǎng)中部署，能夠為未來多業(yè)務(wù)、大帶寬運營提供一個具有充分能力的平臺。圖4：僅采用MPLS DiffServ的QoS解決方案圖4是多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)QoS實現(xiàn)的另一種方案，不同的接入業(yè)務(wù)仍然采用不同的VPN來承載以實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，但是不部署DS-TE，而是采用 MPLS的DiffServ來實現(xiàn)QoS保證。在Ingress AR設(shè)備上進行流分類，將不同業(yè)務(wù)類型映射為不同的EXP，并根據(jù)EXP進行PQ和WFQ的隊列調(diào)度，以提供差分服務(wù)，確保對服務(wù)質(zhì)量要求高的業(yè)務(wù)能夠得到優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。IP COS和MPLS的EXP的映射方式可以根據(jù)實際情況選擇使用uniform、pipe或short-pipe等不同模式。這種方案部署較為簡單，適合在帶寬資源比較充裕，但仍希望能在流量高峰期間確保高優(yōu)先級業(yè)務(wù)流暢的場合?？偨Y(jié)在傳統(tǒng)電信承載網(wǎng)中，高品質(zhì)的QoS保證往往要靠大帶寬輕載來實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用效率較低。特別是對靠租用帶寬來開展業(yè)務(wù)的運營商來說，浪費帶寬就意味著浪費金錢。即使對部分擁有足夠帶寬資源的運營商來說，充分利用現(xiàn)有資源開展運營，或是提高