ip网络qos技术研究

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1、第28卷第3期长春师范学院学报(自然科学版)2009年6月Vol128No13JournalofChangchunNormalUniversity(NaturalScience)Jun.2009IP网络QoS技术研究孙泽宇(洛阳理工学院计算机与信息工程系,河南洛阳471023)[摘要]通过对IP网络性能体系的研究分析,提出了QoS拓朴结构和由IntServ、DiffServ和MPLSTE集成框架结构。针对上述两种结构的研究,IP数据的整合性和交互性得到进一步提升,利用MPLS将处理过的数据转换成不同的标签进行转发,确保了网络中数据的安

2、全性和可靠性。在服务模块体系中,利用综合服务体系和差分服务与多种协议相结合的方法,保障了端到端的QoS服务质量,为今后IP网络快速发展提供了有利的依据。[关键词]多协议标签交换;服务质量;区分服务;IP网络[中图分类号]TP393[文献标识码]A[文章编号]1008-178X(2009)03-0070-051前言IP网络规模的不断扩大,以及基于IP网络新型应用已层出不穷,使得传统的IP网络受到根本的冲击,一些技术缺陷暴露出来:第一,在传统的运行IP协议的网络提供的BeatEffort“尽力而为”的数据传输服务,这种服务方式复杂性留在端

3、结点上,而网络内部则保持相对的简单;第二,传统的IP路由技术的吞吐量十分有限。随着网络的快速发展,多协议标记交换(MPLS)技术将控制平面与转发平面分离并提供了面向连接的标签交换路径(LSP),为可扩展能力极佳的无连接IP协议提供了面向连接的转发能力,从而为IP网络实施流量工程以提高QoS奠定了基础。由此各种IPQoS技术应运而生,IPQoS技术的诞生目的是提供一个可综合各种QoS控制和管理机制的框架,来分析和解决目前IP网络中普遍存在的服务质量和性能问题。2QoS的功能211分类分类是指具有QoS的网络能够识别哪种应用产生哪种数据包

4、。没有分类,网络就不能确定对特殊数据包要进行的处理。所有应用都会在数据包上留下可以用来识别源点应用的标识。(1)协议。有些协议非常“健谈”,只要它们存在就会导致业务延迟,因此根据协议对数据包进行识别和优先级处理可以降低延迟,应用可以通过它们的EtherType进行识别。譬如,AppleTalk协议采用0x809B,IPX使用0x8137。根据协议进行优先级处理是控制或阻止少数较老设备所使用的“健谈”协议的一种强有力方法。(2)TCP和UDP端口号码。许多应用都采用一些TCP或UDP端口进行通信,如HTTP采用TCP端口80。通过检查I

5、P数据包的端口号码,智能网络可以确定数据包是由哪类应用产生的,这种方法也称为第四层交换,因为TCP和UDP都位于OSI模型的第四层。[收稿日期]2009-02-27[作者简介]孙泽宇(1977-),男,吉林长春人,洛阳理工学院计算机信息工程系讲师,硕士,从事操作系统分布式计算与算法研究。·70·(3)源IP地址。许多应用都是通过其源IP地址进行识别的。由于服务器有时是专门针对单一应用而配置的,如电子邮件服务器,所以分析数据包的源IP地址可以识别该数据包是由什么应用产生的。当识别交换机与应用服务器不直接相连,而且许多不同服务器的数据流都

6、到达该交换机时,这种方法就非常有用。(4)物理端口号码。与源IP地址类似,物理端口号码可以指示哪个服务器正在发送数据。这种方法取决于交换机物理端口和应用服务器的映射关系。虽然这是最简单的分类形式,但是它依赖于直接与该交换机连接的服务器。212优先级设置为了提供优先级,交换机的每个端口必须有至少2个队列。虽然每个端口有更多队列可以提供更为精细的优先级选择,但是在局域网环境中,每个端口需要4个以上队列的可能性不大。当每个数据包到达交换机时,都要根据其优先级别分配到适当的队列,然后该交换机再从每个队列转发数据包。该交换机通过其排队机制确定下

7、一步要服务的队列,有以下2种排队方式:(1)严格优先队列(SPQ)。这是一种最简单的排队方式,它首先为最高优先级的队列进行服务,直到该队列为空,然后为下一个次高优先级队列服务,依此类推。这种方法的优势是高优先级业务总是在低优先级业务之前处理。但是,低优先级业务有可能被高优先级业务完全阻塞。(2)加权循环(WRR)。这种方法为所有业务队列服务,并且将优先权分配给较高优先级队列。在大多数情况下,相对低优先级,WRR将首先处理高优先级,但是当高优先级业务很多时,较低优先级的业务并没有被完全阻塞。3构建网络模型311QoS拓扑结构作为QoS的

8、边缘交换,其实现在网络中的系统的拓扑结构如图1所示。图1QoS交换在网络中的位置从图1中可以看出,在同一个DS域内,当边缘QoS交换机接收IP数据包的时候,它会在边缘交换机对这些数据包进行分类,整形之后发送到Intern