网络服务质量和拥塞控制机制

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1、中科院计算所网络课程09-网络服务质量和拥塞控制机制2006.1.111中科院计算所授课教师：鲁士文第九单元网络服务质量和拥塞控制机制9.1应用需求9.2实现QoS的途径和技术进展9.3.1过度建设9.3.2优先级9.3.3队列9.3.4拥塞控制与避免9.3.5传输整形9.3.6MPLS对QoS的支持9.3.7QoS路由（QoSR）技术9.3.8IPv6对QoS的支持2006.1.112中科院计算所授课教师：鲁士文第九单元网络服务质量和拥塞控制机制9.3支持QoS的现有方法类型9.4拥塞控制9.4.1开环控制9.4.2闭环控制9.5无线TCP及其拥塞问题9

2、.6用于千兆位网络的运输协议2006.1.113中科院计算所授课教师：鲁士文第十二单元网络服务质量和拥塞控制机制多年来，人们一直在致力于让分组交换网络支持多媒体应用的工作，希望在一旦数字化以后，话音和视频信息也能够跟其它任何类型的数据一样以位流的形式在网络上传输。实现这一目标的一个障碍是需要高带宽的链路。近来在链路速率已有较大增加的同时，由于编码技术的改善减少了对音视频应用的带宽需求，使得这个障碍已经可以被克服。2006.1.114中科院计算所授课教师：鲁士文第十二单元网络服务质量和拥塞控制机制然而，在网络上传送话音和视频图像需要有比带宽更多的参数指标。以

3、电话为例，对话任一方都要求能够对另一方所讲的内容立即作出响应，并且能够立即被对方听到。因此，投递的实时性是非常重要的。我们把对数据传输的时延敏感的应用称作实时应用。话音和视频是典型的实时应用，但也有其它的例子，比如说工业控制，我们总是在机器人的手臂可能会做出错误的动作之前就要给它发命令并让其及时到达和执行。即使是对于文件传送这样的应用也有可能有时间上的限制条件，例如要求网络数据库更新必须在夜间完成，以便能够在第二天继续进行常规的事务处理。2006.1.115中科院计算所授课教师：鲁士文第十二单元网络服务质量和拥塞控制机制实时应用的显著特征是它们需要从网络得

4、到某种保证，使得数据可以按时到达目的地。虽然非实时应用可以使用端到端的重传策略，保证数据正确到达，但这样的策略不能提供及时性；相反，如果数据晚到了，重传只能增加网络的总体延迟。按时到达的性能必须由网络本身（路由器）提供，而不是仅由网络边缘设备（主机）来支持。因此，传统的尽力而为网络模型不适合实时应用。我们需要的是一种新的服务模型，在这种模型中，具有较高的实时性需求的应用可以要求网络提供相应的保证。网络对此要求的应答可以是答应提供保证的承诺，也可以是暂时不能满足请求的拒绝。值得注意的是，这种服务模型可以覆盖当前的模型。对尽力而为服务满意的应用也可以使用新的服

5、务模型，只是它们的要求条件较低。这就意味着网络对不同应用的分组有不同的处理方式。人们把可以提供这些不同级别的服务的网络称作是支持QoS（服务质量）的网络。2006.1.116中科院计算所授课教师：鲁士文第十二单元网络服务质量和拥塞控制机制显然，在网络资源有限的条件下，对不同的应用区别对待和进行划分优先级的实时处理是非常重要的。IETF综合服务工作组提出了一个增强型的Internet服务模型，该模型包含尽力而为服务和实时服务（通过实时传输协议RTP和实时控制协议RTCP）；这个模型与资源预留协议（RSVP）相结合，实现了在Internet上实时应用的一个综合

6、解决方案。随着IP电话的迅速发展，TCP/IP网络上的各种多媒体应用越来越多，为了实现不同制造厂商所生产的设备之间的互通，完成多媒体通信的标准化，国际电信联盟（ITU）也于1996年5月发布了H.323协议。H.323提供了基于分组网络的语音、视频的控制等协议，作为一个框架，提供了对系统及组成部件的描述、对呼叫方式的描述以及呼叫信令过程的规范。IP网络上开展多媒体应用涉及QoS、资源预留协议、实时协议以及其它实现QoS的标准和机制中的一系列原理和关键技术问题。2006.1.117中科院计算所授课教师：鲁士文9.1应用需求在具体考察可以用来为应用提供服务质量

7、保证的各种协议和机制之前，我们不妨先看一看这些应用的需求是什么。首先，我们可以把应用划分为两种类型：实时和非实时。后者有时也称作“传统数据”应用，因为到目前为止，它们一直是数据网络上的主要应用。它们包括诸如Telnet、FTP、电子邮件和Web浏览等最流行的应用。所有这些应用都可以在数据没有及时投递保证的条件下工作。用于这些非实时类应用的另一个术语是弹性，因为它们遇到延迟增大的情况能够从容应对，在处理时间上可以伸缩。值得注意的是，这些应用可以从短的延迟条件得到益处，但当延迟增大时也不会变得不能使用。而且，它们对延迟条件的需求差别很大，从交互式应用（例如Te

8、lnet）到异步接收（例如电子邮件），像FTP那样的交互式大块传送