qos技术白皮书

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1、QOS技术白皮书摘要本文对Internet的三种服务模型Best-EffortIntserv和Diffserv进行了简单介绍和比较较为详细地介绍了深圳市华为技术有限公司Quidway系列路由器所支持的QoS特性和相关技术内容包括报文分类拥塞管理拥塞避免流量监控流量整形及物理接口总速率限制技术并且简要描述了在相关应用中的实际QoS解决方案网络运营商通过对这些QoS特性的灵活运用可以在Internet或任何基于IP的网络上为客户提供有保证的区分服务关键词QoS服务模型IntservDiffserv拥塞管理拥塞避

2、免队列技术流量监管流量整形1概述1.1QoS及其功能在传统的IP网络中所有的报文都被无区别的等同对待每个路由器对所有的报文均采用先入先出FIFO的策略进行处理它尽最大的努力best-effort将报文送到目的地但对报文传送的可靠性传送延迟等性能不提供任何保证随着IP网络上新应用的不断出现对IP网络的服务质量也提出了新的要求传统IP网络的尽力服务已不能满足应用的需要如VoIP业务如果报文传送延时太长将是用户所不能接受的相对而言email和FTP对时间延迟并不敏感为Internet提供支持QoS的能力是解决问题

3、的可行方法QoS旨在针对各种应用的不同需求为其提供不同的服务质量例如提供专用带宽减少报文丢失率降低报文传送时延及时延抖动等为实现上述目的QoS提供了下述功能ó报文分类和着色ó避免和管理网络拥塞QoS技术白皮书ó流量监管和流量整形óQoS信令协议下面的例子讲述了网络发生拥塞时报文在无QoS保证和有QoS保证网络中的不同处理过程图1所示为发生拥塞时网络设备的一个接口在不支持QoS的情况下报文的发送情况队列出队调度FIFO需由此接口离开接口的数据包发送的数据包图1先进先出队列示意图所有要从该接口输出的报文按照到达

4、的先后顺序进入接口的FIFO队列尾部而接口在发送报文时从FIFO队列的头部开始依次发送报文所有的报文在发送过程中没有任何区别也不对报文传送的质量提供任何保证图2则是一个用PQ队列来支持QoS的报文发送情况队列high出队调度medium分类normal需由此接口离开接口的数据包发送的数据包low图2PQ队列示意图在报文到达接口后首先对报文进行分类然后按照报文所属的类别让报文进入所属队列的尾部在报文发送时按照优先级总是在所有优先级高的队列发送完毕后再发送低优先级队列中的报文这样在每次发送报文时总是将优先级高的

5、报文先发出去保证了属于较高优先级队列的报文有非常低的时延其报文的丢失率和通过率这两个性能指标在网络拥塞时也可以有一定的保障QoS可以控制各种网络应用和满足各种网络应用要求如第2页共26页QoS技术白皮书ó控制资源如可以限制骨干网上FTP使用的带宽也可以给数据库访问以较高优先级ó可裁剪的服务对于一个ISP其用户可能传送语音视频或其他实时业务QoS使ISP能区分这些不同的报文并为他们提供不同的服务ó多种需求并存可以为时间敏感的多媒体业务提供带宽和低时延保证而其他业务在使用网络时也不会影响这些时间敏感的业务在一个

6、网络中需要以下的三个部分来完成端到端的QoSó各网络元件路由器以太网交换机等支持QoS提供队列调度流量整形等功能ó信令技术来协调端到端之间的网络元件为报文提供QoSóQoS控制和管理端到端之间的报文在一个网络上的发送而每个网络元件提供如下功能ó报文分类对不同类别的报文提供不同的处理ó队列管理和调度来满足不同应用要求的不同服务质量ó流量监管和流量整形限制和调整报文输出的速度óAdmissioncontrol来确定是否允许用户信息流使用网络资源1.2服务模型服务模型是指一组端到端的QoS功能通常QoS提供以下三

7、种服务模型óBest-EffortserviceóIntegratedserviceIntservóDifferentiatedserviceDiffserv1.2.1Best-EffortserviceBest-Effort是一个单一的服务模型也是最简单的服务模型应用程序可以在任何时候发出任意数量的报文而且不需要事先获得批准也不需要通知网络对Best-Effort服务网络尽最大的可能性来发送报文但对时延可靠性等性能不提供任何保证Best-Effort服务是现在Internet的缺省服务模型它适用于绝大多数

8、网络应用如FTPEMAIL等它通过先入先出FIFO队列来实现1.2.2Integratedservice第3页共26页QoS技术白皮书Integratedservice是一个综合服务模型它可以满足多种QoS需求这种服务模型在发送报文前需要向网络申请特定的服务这个请求是通过信令signal来完成的应用程序首先通知网络它自己的流量参数和需要的特定服务质量请求包括带宽时延等应用程序一般在收到网络的确认信息即确认网络已经