概述
传统的IP网络采用尽力而为的服务模型,无法满足不同应用对服务质量的需求。QoS技术的出现旨在解决这一问题,通过区分不同通信类别并提供相应的服务,保证关键业务(如VoIP、视频等)的服务质量。
QoS服务模型
QoS提供三种服务模型:
- Best-Effort service(尽力而为服务模型):最简单的服务模型,不对报文进行分类,不提供任何服务质量保证,适用于大多数网络应用。
- Integrated service(综合服务模型,IntServ):在发送报文前,需要向网络申请特定的服务,通过RSVP协议进行资源预留,为每个流维护状态,提供保证服务和负载控制服务。
- Differentiated service(区分服务模型,DiffServ):不需要使用RSVP,根据报文的DSCP字段提供特定的服务,包括加速转发(EF)、确保转发(AF)和尽力转发(BE)。
IP QoS技术实现
IP QoS技术主要包括以下功能:
- 流量分类和标记:根据匹配规则识别出对象,是有区别地实施服务的前提。
- 拥塞管理:将报文放入队列中缓存,并采取某种调度算法安排报文的转发次序,通常作用在接口出方向。
- 拥塞避免:监督网络资源的使用情况,当发现拥塞有加剧的趋势时采取主动丢弃报文的策略,通过调整流量来解除网络的过载,通常作用在接口出方向。
- 流量监管:对进入设备的特定流量的规格进行监管,通常作用在接口入方向。
- 流量整形:一种主动调整流的输出速率的流控措施,是为了使流量适配下游设备可供给的网络资源,避免不必要的报文丢弃和拥塞,通常作用在接口出方向。
- 链路效率机制:可以改善链路的性能,间接提高网络的QoS,如降低链路发包的时延(针对特定业务)、调整有效带宽。
MPLS QoS技术实现
MPLS网络可以同时支持DiffServ服务模型和IntServ服务模型:
- MPLS DiffServ:通过MPLS报文头中的EXP值携带DiffServ PHB来实现,标签交换路由器(LSR)在做出转发决策时要考虑MPLS EXP值。
- MPLS-TE:通过建立到达指定路径的LSP隧道进行资源预留,使网络流量绕开拥塞节点,达到平衡网络流量的目的。
典型组网方案
- 企业VPN QoS实施:通过流量分类和标记、CBWFQ队列调度算法、WRED/尾丢弃机制、流量监管机制等,保证企业运营数据的带宽、时延、时延抖动等QoS性能。
- VoIP QoS网络设计:通过合理设计网络带宽保证业务传送需求、选择合适的语音编解码技术、选择合适的QoS管理技术、合理部署接入层、汇聚层和骨干层的QoS功能等,保证VoIP业务的服务质量。