服務(wù)質(zhì)量控制QoSPPT課件[通用]

1、服務(wù)質(zhì)量控制QoS1課程目標(1) 分析當今網(wǎng)絡(luò)需求及何時需要服務(wù)質(zhì)量（QOS）；(2)理解QOS的概念(3)描述QOS體系結(jié)構(gòu)，兩種QoS解決方案（集成服務(wù)和區(qū)分服務(wù)） (4)理解QOS的原理組成部分：分類、標記、流量調(diào)節(jié)、擁塞管理和擁塞避免(5)掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上常用的QOS限速、排隊技術(shù)(6)了解分組調(diào)度算法(7)了解動態(tài)分組狀態(tài)（了解核心無狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SCORE）(8)實施QOS的配置操作，能在VOIP中應(yīng)用QOS(9)在專線（PPP）上實施VOIP QOS示例2本章內(nèi)容一、網(wǎng)絡(luò)中常見的問題二、 QOS基本概念三、集成服務(wù)與區(qū)分服務(wù)四、分組調(diào)度算法五、動態(tài)分組狀態(tài)六、MPLS多協(xié)議標簽

2、交換七、 QOS的應(yīng)用設(shè)計八、結(jié)論和進一步的研究工作3Internet網(wǎng)絡(luò)QoS的業(yè)務(wù)需求 傳統(tǒng)的Internet網(wǎng)絡(luò)主要承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用盡力傳送（Best Effort）的方式，服務(wù)質(zhì)量顯得無關(guān)緊要 當前的Internet網(wǎng)絡(luò)近年來，隨著IP技術(shù)的飛速發(fā)展，以及各種新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)， Internet網(wǎng)絡(luò)由一個單純的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩虡I(yè)價值的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，向數(shù)據(jù)、語音、圖像和視頻等多媒體信息的綜合傳輸網(wǎng)演化。Internet網(wǎng)絡(luò)必須為其所承載的每一類業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service, QoS） 網(wǎng)絡(luò)帶寬（Bandwidth ）RTAPC1RTBRTCPC22M

3、數(shù)據(jù)流BWmax=min(100M, 2M, 10M, 1000M)=2M10M1000M100M網(wǎng)絡(luò)帶寬用于衡量網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力，單位為bps。網(wǎng)絡(luò)帶寬的最大值為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑上最小鏈路的帶寬值。如果網(wǎng)絡(luò)上存在多個數(shù)據(jù)流，它們將互相競爭帶寬。網(wǎng)絡(luò)帶寬取決于物理鏈路的速率，通過QoS技術(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用效率。帶寬限制IP我要100M我要30M我要2M10M網(wǎng)絡(luò)延遲（Delay）RTAPC1RTBRTCPC2Delay=(T1+P1+S1)+(T2+P2+S2)+(T3+P3+S3)傳輸延遲T1調(diào)度延遲P1串行延遲S1傳輸延遲T2調(diào)度延遲P2串行延遲S2傳輸延遲T3調(diào)度延遲P3串行延遲S3數(shù)據(jù)

4、流網(wǎng)絡(luò)延遲用于衡量網(wǎng)絡(luò)傳輸時間長短，單位為ms。單個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的延遲包括傳輸延遲、調(diào)度延遲、串行延遲。網(wǎng)絡(luò)延遲為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑上所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備延遲的總和。實時應(yīng)用比較關(guān)注延遲大小，如語音、視頻等應(yīng)用。延時InternetAA發(fā)送的第一個bit接收的最后一個bit處理延時處理延時網(wǎng)絡(luò)傳輸延時端到端的延時時間t抖動（Jitter ）RTAPC1RTBRTCPC2Jitter=abs(T1-T2)數(shù)據(jù)包一數(shù)據(jù)包二時延T1時延T21212抖動用于衡量網(wǎng)絡(luò)時延的穩(wěn)定性，單位為ms。同一個數(shù)據(jù)流的不同數(shù)據(jù)包，在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)歷的延遲可能不同，從而產(chǎn)生抖動。抖動對實時應(yīng)用的影響較大（如語音、視頻等應(yīng)用），會造成失真。抖

5、動Internet132發(fā)送接收321D3D2D1D3=D2=D1網(wǎng)絡(luò)丟包（Packet Loss ）網(wǎng)絡(luò)丟包用于衡量網(wǎng)絡(luò)的可靠性，單位為pps或者百分比。網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的情況下，由于所有隊列被占滿，必然導(dǎo)致部分數(shù)據(jù)包被丟棄。通過擁塞管理技術(shù)可以實現(xiàn)區(qū)分式服務(wù)，保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)流優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。通過早期丟棄技術(shù)可以平滑網(wǎng)絡(luò)流量，防止網(wǎng)絡(luò)流量的全局同步問題。100M10M4FIFO Queue1234DropQueue Length=3丟包我啊三張是本地這么說 .我啊三是對方聽到的是 .？Internet為什么這些參數(shù)無法得到滿足呢？資源相對不足，擁塞 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所面臨的服務(wù)質(zhì)量問題，主要是由網(wǎng)絡(luò)擁塞引起的。

6、所謂擁塞，是指由于供給資源的相對不足而造成服務(wù)速率下降（引入了額外的延遲）的一種現(xiàn)象。傳統(tǒng)QoS也就是如何事先避免擁塞（擁塞避免 流量監(jiān)管），在擁塞發(fā)生時如何減少損失（擁塞管理）15各種應(yīng)用的QoS需求16本章內(nèi)容一、網(wǎng)絡(luò)中常見的問題二、 QOS基本概念三、集成服務(wù)與區(qū)分服務(wù)四、分組調(diào)度算法五、動態(tài)分組狀態(tài)六、MPLS多協(xié)議標簽交換七、 QOS的應(yīng)用設(shè)計八、結(jié)論和進一步的研究工作IP QoS的定義IP QoS的定義：是指IP網(wǎng)絡(luò)的一種能力，即在跨越多種底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（MP、FR、ATM、Ethernet、SDH、MPLS等）的IP網(wǎng)絡(luò)上,滿足其在丟包率、延遲、抖動和帶寬等方面的要求，為特定的業(yè)務(wù)

7、提供其所需要的服務(wù)。更簡單地說：QoS:針對各種不同需求，提供不同服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 IP QoS的目標避免并管理IP網(wǎng)絡(luò)擁塞減少IP報文的丟失率調(diào)控IP網(wǎng)絡(luò)的流量為特定用戶或特定業(yè)務(wù)提供專用帶寬支撐IP網(wǎng)絡(luò)上的實時業(yè)務(wù)IP QoS的內(nèi)涵帶寬/吞吐量: 網(wǎng)絡(luò)的兩個節(jié)點之間特定應(yīng)用業(yè)務(wù)流的平均速率時延: 數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)的兩個節(jié)點之間傳送的平均往返時間抖動: 時延的變化丟包率:在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中丟失報文的百分比，用來衡量網(wǎng)絡(luò)正確 轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)的能力可用性:網(wǎng)絡(luò)可以為用戶提供服務(wù)的時間的百分比Internet QoS的定義QoS的定義最初由CCITT(ITU-T)(國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組)E.8

8、00給出，它將QoS定義為一個衡量用戶對服務(wù)滿意程度的性能綜合指標。也就是說，QoS的最終目標就是保證終端用戶能得到某種特定應(yīng)用或服務(wù)的最佳體驗效果。從網(wǎng)絡(luò)的角度而言，可以將QoS看做一種進行業(yè)務(wù)差異性管理的機制；從用戶的角度而言，可以將QoS看做是一種衡量網(wǎng)絡(luò)為用戶和應(yīng)用提供相應(yīng)服務(wù)能力的標準。和提供盡力而為服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)相比，支持QoS的網(wǎng)絡(luò)可以更好地提供服務(wù)保證。服務(wù)保證的具體形式由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者（ISP）和客戶之間的服務(wù)級別協(xié)商（Service Level Agreement, SLA）機制決定。在互聯(lián)網(wǎng)上為用戶提供QoS保證需要解決QoS分類、流量控制和監(jiān)管、資源預(yù)約及資源調(diào)度和管理等問

9、題。端到端QoS需要三個部分來完成端到端的QoS： 網(wǎng)絡(luò)元件（交換機、路由器） 信令技術(shù)（協(xié)調(diào)端到端之間的網(wǎng)絡(luò)元件為報文提供QoS） 傳送管理（QoS控制和管理端到端之間的報文在一個網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)送）每個網(wǎng)絡(luò)元件提供如下功能： 報文分類（對不同類別的報文提供不同類別的處理） 隊列管理和調(diào)度（來滿足不同應(yīng)用要求的不同服務(wù)質(zhì)量） 流量監(jiān)管和整形（限制和調(diào)整報文輸出的速度）20QoS控制機制目前已經(jīng)提出了許多QoS控制機制：ISO/OSI提出的基于開放式分布處理（Open Distributed Processing, ODP）的QoS控制，IETF提出的集成服務(wù)（IntServ）和區(qū)分服務(wù)（DiffS

10、erv）體系結(jié)構(gòu)，分組調(diào)度和隊列管理算法，核心無狀態(tài)體系結(jié)構(gòu)SCORE(Stateless CORE)多協(xié)議標簽（Multi-Protocol Label Switching, MPLS）技術(shù)流量工程（Traffic Engineering）QoS路由（QoS-based Routing）網(wǎng)絡(luò)微積分（Network Calculus）等面向服務(wù)質(zhì)量控制的基礎(chǔ)理論也得到了長足的發(fā)。QoS兩大模型QoS的實現(xiàn)模型主要有IntServ（Integrated Service，集成服務(wù)）和DiffServ（Differentiated Service，區(qū)分服務(wù)）。盡力而為服務(wù)（Best-Effort S

11、ervice）IntServ模型是端到端的基于流的QoS技術(shù)，它通過信令向網(wǎng)絡(luò)申請?zhí)囟ǖ腝oS服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)在流量參數(shù)描述的范圍內(nèi)，預(yù)留資源以承諾滿足該請求。DiffServ模型是一種基于類的QoS技術(shù)，它在網(wǎng)絡(luò)邊界將數(shù)據(jù)流按QoS要求進行簡單分類，并根據(jù)業(yè)務(wù)的不同服務(wù)等級約定，有差別地進行流量控制和轉(zhuǎn)發(fā)來解決擁塞問題。22盡力而為服務(wù)（ Best-Effort ）最簡單，路由器的默認行為盡最大的可能性發(fā)送報文對時延可靠性等性能不提供保證 它通過先入先出（FIFO）隊列來實現(xiàn)。 不存在優(yōu)先處理的概念23QoS的基本框架1. 流量分類與標記2. 流量監(jiān)管與整形3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）為了

12、保證端到端應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量（最小時延、最大帶寬等），QoS首先需要進行流分類，即采用一定規(guī)則識別和區(qū)分不同特征的報文，然后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的狀況對流量進行不同的處理，具體的處理形式包括流量監(jiān)管、流量整形、擁塞管理及擁塞避免等。 采用令牌桶技術(shù)和WFQ（加權(quán)隊列公平）技術(shù)就可以保證最基本的端到端最小時延要求，當分組到達時，在入口經(jīng)過令牌捅緩沖，保證其流量到達符合約定的規(guī)范，然后通過出口的WFQ調(diào)度算法進行發(fā)送，保證端到端的帶寬和時延，實現(xiàn)端到端的QoS保證。1. 流量分類與標記QoS的基本框架網(wǎng)絡(luò)無論采用哪種技術(shù)手段實現(xiàn)QoS,都需要路由器能夠根據(jù)事先規(guī)定的規(guī)則對報文頭的某些字段進行分類識別，判斷其對應(yīng)的

13、流量規(guī)范，然后設(shè)置不同優(yōu)先級以便實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)發(fā)處理，這就是流分類和標記。流分類和標記是實現(xiàn)QoS服務(wù)的前提條件和基礎(chǔ)，其目的是將報文映射到不同的服務(wù)類，屬于同一類別、同一優(yōu)先級的報文應(yīng)該匹配事先規(guī)定的規(guī)則并以相同的方式進行標記和處理。這些事先規(guī)定的規(guī)則就稱為過濾規(guī)則，所有規(guī)則的集合則稱為分類器，其中每個規(guī)則對應(yīng)一個流類型/服務(wù)類，每個服務(wù)類則對應(yīng)一種特定的處理行為或方式，當一個報文成功匹配一個規(guī)則時，就按照對應(yīng)的行為對報文進行操作和處理。規(guī)則匹配的方式有3種：精確匹配、前綴匹配和范圍匹配流量分類問題的核心是查找算法，它需要滿足速度快、消耗資源小、易于更新等需求。QoS的基本框架2. 流量監(jiān)管與

14、整形如果不限制用戶發(fā)送的流量，網(wǎng)絡(luò)中可能出現(xiàn)大量的突發(fā)報文導(dǎo)致?lián)砣蛿?shù)據(jù)丟失，實施QoS策略可以改善這一情況：定義：QoS的流量監(jiān)管（Commit Access Rate, CAR）與流量整形（Generic Traffic Shaping, GTS）：QoS策略可以檢測或主動限制進入某一網(wǎng)絡(luò)的某一連接的流量，當某個連接的流量過大以至超過約定帶寬時，就可以根據(jù)報文的類別采取不同的方式進行處理，如丟棄或進行緩存等。衡量流量是否超過約定帶寬、進行QoS的流量監(jiān)管與整形需要使用令牌桶算法或漏桶算法。QoS的基本框架2. 流量監(jiān)管與整形令牌桶算法令牌桶算法是QoS進行流量監(jiān)管和流量整形的基本算法，它用

15、于控制網(wǎng)絡(luò)中的某類流量或?qū)崿F(xiàn)突發(fā)報文的發(fā)送。IETF定義了兩種令牌桶算法來對流量進行檢測，即單速率三色標記算法（srTCM）和雙速率三色標記算法（trTCM）。令牌桶算法有兩種工作模式：色盲模式（Color-Blind）和感色模式（Color-Aware）令牌桶算法需要依據(jù)一些參數(shù)來實現(xiàn)分組的轉(zhuǎn)發(fā)，這些參數(shù)包括：1）CIR(Committed Information Rate):承諾信息速率，即令牌發(fā)放的速率，表示為每秒的IP分組字節(jié)數(shù)。2）CBS(Committed Burst Size):承諾突發(fā)尺寸，即允許突發(fā)的最大流量尺寸，它等于令牌桶的容量。3）EBS(Excess Burst Si

16、ze):超額突發(fā)尺寸，EBS或CBS應(yīng)大于等于最大分組長度，且EBS應(yīng)大于CBS。4）PIR(Peak Information Rate):峰值信息速率，僅用于trTCM算法中。5）PBS(Peak Burst Size):峰值突發(fā)尺寸，僅用于trTCM算法中。 QoS的基本框架2. 流量監(jiān)管與整形令牌桶算法QoS的基本框架2. 流量監(jiān)管與整形漏桶算法漏桶算法也是用于流量整形的一種常用算法，它的主要目的是控制數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)的速率。漏桶算法將用戶進程中不均勻的分組數(shù)據(jù)流調(diào)整為均勻的數(shù)據(jù)流發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。漏桶算法與令牌桶算法都能限制數(shù)據(jù)的平均傳輸速率，不同的是漏桶算法的主要目的在于平滑突發(fā)流量，它對

17、于存在突發(fā)特性的流量來說缺乏效率。令牌桶算法則不同，它在限制數(shù)據(jù)的平均傳輸速率的同時還允許一定程度的流量突發(fā)，能夠滿足具有突發(fā)特性的流量。流量監(jiān)管QoS的基本框架2. 流量監(jiān)管與整形流量整形流量整形與流量監(jiān)管的使用方式和目的不同。首先，流量監(jiān)管可用于分組的入口和出口，多用于入口的流量控制；而流量整形則用于限制出口方向的流量速率。其次流量監(jiān)管的目的在于控制流量，而流量整形則用于調(diào)整分組傳輸?shù)钠骄俣?，讓?shù)據(jù)報按照傳輸規(guī)定的速率進行傳送，盡量避免流量因突發(fā)的特性而造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。流量監(jiān)管對超過流量限制的分組直接丟棄，而流量整形則是對超過限速的分組進行緩沖，以等待足夠的令牌后再進行發(fā)送。當然，如

18、果緩沖區(qū)隊列已經(jīng)飽和，多余的分組就會被丟棄。令牌以CIR=100Kb/s的速率放入令牌桶中：物理接口總速率限制 LR (Line Rate): 在一個物理接口上，限制接口發(fā)送報文（包括緊急報文）的總速率 LR采用了令牌桶進行流量控制, 所有經(jīng)由接口發(fā)送的報文首先要經(jīng)過LR的令牌桶進行處理利用QoS豐富的隊列來緩存報文 流分類令牌桶256Kbps128KbpsQoS隊列QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）隊列調(diào)度機制有助于QoS根據(jù)不同的優(yōu)先級進行數(shù)據(jù)的重新排序，這對于擁塞控制管理非常重要。當數(shù)據(jù)到達出口時，路由器可以根據(jù)分組的優(yōu)先級或基于分類決定數(shù)據(jù)包是否丟棄或分配到不同的隊列

19、進行緩沖，然后通過隊列調(diào)度機制進行傳輸。當接口發(fā)生擁堵時，通過隊列調(diào)度機制就可以保證實時性要求較高的分組的傳輸。常見的隊列調(diào)度機制如下，這些機制在分類方法、丟棄策略、調(diào)度方式和隊列長度等方面都存在差異。FIFOFQ(Fair Queuing)PQ(Priority Queuing)CQ(Custom Queuing)FFQ(Fluid Fair Queuing)：理想化的流量公平隊列WFQ(Weighted Fair Queuing)：加權(quán)公平隊列，基于流進行排隊CBWFQ(Class-based Weighted Fair Queuing)LLQ(Low Latency Queuing)IP

20、 RTP(The Real-time Transport Protocol)QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）擁塞管理與隊列調(diào)度目的：網(wǎng)絡(luò)擁塞時，保證不同優(yōu)先級的報文得到不同的QoS待遇。方式：將不同優(yōu)先級的報文入不同的隊列，不同隊列將得到不同的調(diào)度優(yōu)先級、概率或帶寬保證。算法FIFO（ First In First Out ）先入先出隊列PQ（ Priority Queue ）優(yōu)先權(quán)隊列CQ（ Custom Queue ）定制隊列WFQ（ Weighted Fair Queuing ）加權(quán)公平隊列CBWFQ（ Class Based Weighted Fair Queuin

21、g ）基于分類的加權(quán)公平隊列)LD輸出隊列優(yōu)先隊列金牌服務(wù)銀牌服務(wù)銅牌服務(wù)LU流分類丟包策略丟棄發(fā)送入隊出隊調(diào)度IP & MPLS 報文FIFO（First In First Out）先進先出隊列，報文入隊的順序和報文出隊的順序相同，算法簡單，轉(zhuǎn)發(fā)的速度快丟包策略可采用尾丟棄、RED和WRED（基于IP Pre或EXP）所有報文被等同處理，簡單、高效，沒有任何附加開銷Internet 的默認服務(wù)模式Best-Effort采用的隊列策略無QOSFIFO 先進先出隊列QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）優(yōu)先隊列，分為4個隊列，分別為high、middle、normal和bottom

22、根據(jù)報文的輸入接口、滿足ACL情況、IP Precedence、DSCP、EXP、Label等規(guī)則對報文進行分類，進相應(yīng)隊列PQ中每一個隊列的丟包策略可采用尾丟棄、RED和WRED為不同的業(yè)務(wù)定義不同的調(diào)度策略，由于涉及到復(fù)雜的流分類，系統(tǒng)資源存在一定的開銷數(shù)據(jù)包先按配置要求分類再按隊列優(yōu)先級發(fā)送丟包發(fā)送入隊出隊調(diào)度丟包丟包丟包分類器IP & MPLS 報文highmiddlenormalbottomPQ 優(yōu)先隊列QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）CQ (Custom queuing)：定制隊列，用戶可配置隊列占用的帶寬比例關(guān)系。CQ共分為17個隊列。根據(jù)報文的輸入接口、滿足

23、ACL情況、IP Precedence、DSCP、EXP、Label等規(guī)則對報文進行分類，進相應(yīng)隊列。CQ中每一個隊列的丟包策略可采用尾丟棄、RED和WRED?？蔀椴煌臉I(yè)務(wù)定義不同的調(diào)度策略，系統(tǒng)資源存在一定的開銷數(shù)據(jù)包先用戶定義分類再按優(yōu)先隊列等待發(fā)送丟包.入隊出隊調(diào)度丟包丟包分類器IP & MPLS 報文1216.發(fā)送CQ 定制隊列QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）WFQ (Weighted fair queuing)：公平隊列，根據(jù)源和目的IP地址、TCP或UDP的源和目的端口號、Label進行HASH，不同的數(shù)據(jù)流分入不同的隊列，自動完成。所有隊列的丟包策略可同時采

24、用尾丟棄、RED和WRED（基于IP Pre或EXP），權(quán)值依賴于IP報文頭中攜帶的IP優(yōu)先級簡單、高效，沒有任何附加開銷數(shù)據(jù)包按流分類再按隊列優(yōu)先級等待發(fā)送優(yōu)先級數(shù)值越小，所得帶寬越少，反之，數(shù)值越大，帶寬越多。丟包.入隊出隊調(diào)度丟包丟包HASHIP & MPLS 報文122N.發(fā)送WFQ 公平隊列QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）WFQ 公平隊列QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）CBWFQ數(shù)據(jù)包兩次分類再按隊列等待發(fā)送分類，使不同類別報文進入不同隊列。對不匹配任何類別的報文，送入默認隊列，按WFQ進行處理。QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避

25、免）RTPQ實時隊列，單獨一個隊列，被絕對優(yōu)先調(diào)度；所有在指定UDP端口號范圍內(nèi)的RTP報文，通過測量器，如果滿足約定進入該隊列由于可以確保進入RTPQ實時隊列的報文速度（通過測量器后的）小于接口發(fā)包能力，RTPQ實時隊列只采用尾丟棄簡單、高效，確保語音包的服務(wù)質(zhì)量丟包入隊優(yōu)先出隊調(diào)度分類器IP & MPLS 報文發(fā)送RTP實時隊列RTP報文其他隊列機制，如：FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBQLLQ測量丟棄RTPQ實時隊列QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）IP & MPLS 報文發(fā)送入隊出隊調(diào)度分類器.丟包LLQ1 BQ63 BQ.丟包64 FIFO/WFQRTP實時隊列測

26、量丟包丟包測量測量測量系統(tǒng)會自動將BQ以及LLQ的部分資源預(yù)留給MPLS DS TECBQ/LLQQoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）二層協(xié)議隊列RTP實時隊列其他隊列機制，如：FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBQLLQ入隊分類器IP & MPLS 報文二層協(xié)議報文出隊調(diào)度發(fā)送隊列管理及擁塞避免模塊 二層協(xié)議隊列，用來緩存二層鏈路控制報文，如PPP協(xié)商及維護報文、HDLC的KEEPALIVE報文、ATM的OAM及FR的LMI等，最優(yōu)先發(fā)送，沒有帶寬限制 RTP實時隊列，用來緩存語音報文，有帶寬限制，次優(yōu)先發(fā)送 對于其他隊列機制，利用剩下的系統(tǒng)資源進行調(diào)度；對于CBQLLQ，LL

27、Q用來緩存EF業(yè)務(wù)報文，有帶寬限制，被優(yōu)先調(diào)度；對于BQ，按其所占用接口帶寬的權(quán)值進行調(diào)度各種隊列的相互配合QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）擁塞管理和隊列調(diào)度當報文到達網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口的速度大于接口的發(fā)送能力時，即將產(chǎn)生擁塞；擁塞發(fā)生時，一般采用隊列調(diào)度的技術(shù)來解決，每一種隊列調(diào)度技術(shù)都用來解決特定的問題，都會對網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生特定的影響；H3C系列設(shè)備目前提供的隊列調(diào)度技術(shù)包括FIFO、PQ、CQ、WFQ、RTP實時隊列、CBWFQ/LLQ擁塞管理和隊列調(diào)度QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）擁塞避免傳統(tǒng)的尾丟包在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時對報文全部丟棄，并不加以區(qū)分。TCP

28、慢啟動導(dǎo)致全局同步化。當TCP流遇到尾丟包時，所有與該流有關(guān)的發(fā)送者都會因此同時重新發(fā)送。這種重新發(fā)送的全局同步化，會在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生巨大破壞。解決途徑：進行擁塞避免，減少擁塞的發(fā)生以及避免TCP全局同步，在網(wǎng)絡(luò)沒有發(fā)生擁塞以前根據(jù)隊列狀態(tài)進行有選擇性的丟包。算法：RED、WREDQoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）尾丟棄:tail drop當隊列滿時，丟棄所有到達的報文在隊列丟包期間，來自于大量TCP連接的報文都將被丟棄，TCP的重傳機制將導(dǎo)致新的一輪的擁塞，這種現(xiàn)象稱為“全局同步”全局同步現(xiàn)象將嚴重影響網(wǎng)絡(luò)的性能及服務(wù)質(zhì)量隊列尾丟棄丟棄發(fā)送入隊出隊調(diào)度隊列是否滿IP & MPL

29、S 報文尾丟棄QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）當平均隊列長度為l-min時開始隨機丟包，平均隊列越長，丟包概率越大，當平均隊列長度等于l-max時，丟棄所有到達的報文由于隊列長度可能瞬間變化很大，因此需要對隊列長度進行低通濾波，得出平均隊列長度RED可以很好地解決全局同步問題隊列尾丟棄發(fā)送入隊出隊調(diào)度丟包概率平均隊列長度01l-minl-max平均隊列長度丟棄隊列長度0L時間t0t1平均隊列長度IP & MPLS 報文RED 隨機早期檢測QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免） WRED 加權(quán)隨機早期檢測（一）WRED 采用隨機丟棄的策略，避免了尾部丟棄的方式而

30、引起TCP全局同步根據(jù)當前隊列的深度來預(yù)測擁塞的情況根據(jù)優(yōu)先級定義不同的丟棄策略，定義上限閾值和下限閾值相同的優(yōu)先級不同的隊列，隊列長度越長丟棄概率越高drop流分類Queue 1Queue 1Queue 2Queue NN=16,322048,4096下限閥值 上限閥值 QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）WRED可以感知QoS帶內(nèi)信令，包括IP Precedence、DSCP或EXP，例如可根據(jù)實際組網(wǎng)需求分別設(shè)置l-min( IP Pre、DSCP或EXP)和l-max( IP Pre、DSCP或EXP)丟包概率平均隊列長度01l-minl-max丟包概率平均隊列長度01

31、l-minl-max丟包概率平均隊列長度01l-minl-maxIP Pre、DSCP或EXP為 XIP Pre、DSCP或EXP為 YIP Pre、DSCP或EXP為 ZWRED 加權(quán)隨機早期檢測（二）QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）RED與WREDRED和WRED通過隨機丟棄報文避免了TCP的全局同步現(xiàn)象在RED類算法中，為每個隊列都設(shè)定一對低限值和高限值，并做如下規(guī)定當隊列的長度小于低限值時，不丟棄任何報文 當隊列的長度超過高限值時，丟棄所有到來的報文 當隊列的長度在低限值和高限值之間時，采用WRED算法計算是否丟棄報文。WRED生成的隨機數(shù)基于IP優(yōu)先權(quán)，它考慮了高

32、優(yōu)先權(quán)報文的利益并使高優(yōu)先權(quán)報文被丟棄的概率相對減小。QoS的基本框架3. 隊列調(diào)度（擁塞管理及擁塞避免）一、網(wǎng)絡(luò)中常見的問題二、 QOS基本概念三、集成服務(wù)與區(qū)分服務(wù)四、分組調(diào)度算法五、動態(tài)分組狀態(tài)六、MPLS多協(xié)議標簽交換七、 QOS的應(yīng)用設(shè)計八、結(jié)論和進一步的研究工作本章內(nèi)容三、集成服務(wù)與區(qū)分服務(wù)服務(wù)質(zhì)量控制研究的目標是有效提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證，確保不同業(yè)務(wù)流的服務(wù)需求得到滿足。目前，根據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)流不同，QoS可以分為單數(shù)據(jù)流服務(wù)模式和聚集流服務(wù)模式兩種，前者為端用戶之間的每個單向的數(shù)據(jù)流提供服務(wù)保證，而后者為每組具有相同參數(shù)、標記或優(yōu)先級的多個流提供服務(wù)。IntServ（Inte

33、grated Services，集成服務(wù)）模型：是基于資源預(yù)留的、面向單個流的QoS服務(wù)模型。DiffServ（Differentiated Services，區(qū)分服務(wù)）模型：是基于優(yōu)先級的、面向聚合流的QoS服務(wù)模型。IntServ（Integrated Services，集成服務(wù)）模型主要由4個部分組成。1）資源預(yù)留協(xié)議RSVP（Resource Reservation Protocol），是IntServ模型的核心，它是一個基于IP的傳輸端到端QoS請求的信令協(xié)議。2）準入控制（Admission Control, 又稱接納控制）：根據(jù)本地和網(wǎng)絡(luò)可用資源的使用情況，確定是否支持請求的資源

34、預(yù)留。3）分類器：根據(jù)預(yù)先設(shè)置的規(guī)則對輸入的分組進行分類識別并將其映射到一定的QoS服務(wù)類，然后放入不同隊列等待服務(wù)。4）分組調(diào)度器：基于一定的隊列管理機制和調(diào)度算法對分類后的分組進行調(diào)度，以便將網(wǎng)絡(luò)資源分配給不同的流。52IntServ（Integrated Services，集成服務(wù)）模型表明IntServ工作過程：IntServ（Integrated Services，集成服務(wù)）模型QoS中的服務(wù)可以說是網(wǎng)絡(luò)與通信客戶之間制定的一個合約，根據(jù)合約不同，IntServ模型為應(yīng)用提供3種層次的服務(wù)：1）保證性服務(wù)（Guaranteed Service）：保證型服務(wù)為信息流提供確定性的帶寬、時

35、延和分組丟失率上界，是一種硬實時（Hard Real-Time）服務(wù)。2）可控負載型服務(wù)（Controlled-Load Service）：可控負載型服務(wù)能夠在網(wǎng)絡(luò)負荷較大的情況下提供一種近似的輕負載、大容量下的盡力而為的服務(wù)，是一種軟實時（Soft Real-Time）服務(wù)，它不保證確定的延遲、帶寬及丟失率，但能保證性能仍然在用戶可忍耐的范圍內(nèi)，本質(zhì)上是一種定性的服務(wù)。3）盡力而為的服務(wù)：與當前Internet提供的盡力而為的服務(wù)類似，遵循的是先來先服務(wù)的工作方式。RSVP工作原理（Resource Reservation Protocol）我要預(yù)留2Mbps帶寬OK！我要預(yù)留2Mbps帶寬

36、我要預(yù)留2Mbps帶寬我要預(yù)留2Mbps帶寬OK！OK！OK！開始通信55RSVP協(xié)議的基本架構(gòu)包括策略控制、準入控制、分類控制器、分組調(diào)度器及RSVP處理模塊等。流規(guī)格說明Tspec（b,r,R）:其中b表示桶的容量，R表示鏈路帶寬，r表示令牌桶的的速率 RSVP工作原理（Resource Reservation Protocol）RSVP協(xié)議支持的4種基本的消息類型資源預(yù)留請求消息（Reservation Request Messages）路徑消息（Path Message）錯誤和確定消息（Error and Confirmation Messages）拆鏈消息（Teardown Mess

37、ages）57RSVP的3種資源預(yù)留方式RSVP資源預(yù)留的方式和傳統(tǒng)連接建立的方式不同，它是由接收方發(fā)起的且預(yù)留過程與路由無關(guān)。RSVP使用Filter定義哪些發(fā)送方可以使用哪種資源預(yù)留方式。1). Wildcard Filter2). Fixed Filter3). Dynamic Filter(Shared-Explicit)RSVP的問題 要求端到端所有設(shè)備支持這一協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)單元為每個應(yīng)用保存狀態(tài)信息，可擴展性差 周期性同相鄰單元交換狀態(tài)信息，協(xié)議報文開銷大 不適合在大型網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用59可以提供端到端的細粒度的QoS服務(wù)是IntServ的最大優(yōu)點。其在小范圍或邊緣網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可能性較大。I

38、ntServ的最大缺點是可擴展性不好，可擴展性差是制約其發(fā)展的一個致命問題。路由器需要為每個資源預(yù)留維護一些必要的軟狀態(tài)（Soft State）信息；在與組播應(yīng)用相結(jié)合時，還要定期地向網(wǎng)絡(luò)發(fā)資源請求和路徑刷新信息，以支持組播成員的動態(tài)加入和退出。這些操作要耗費路由器較多的處理器和內(nèi)存資源。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大時，維護的開銷會大幅度增加，對路由器特別是核心路由器線速處理報文的性能造成不良影響，甚至于會使路由器無法承擔(dān)。IntServ面臨嚴重的魯棒性問題。IntServ的部署也存在問題。目前，只有少量的主機、路由和交換機支持RSVP信令，因此要在當前體系結(jié)構(gòu)之上實現(xiàn)IntServ相關(guān)的功能，需要大量的投

39、資，并在網(wǎng)絡(luò)中引入繁重的軟件和硬件修改，實現(xiàn)難度大。嚴重妨礙了IntServ在大型網(wǎng)絡(luò)，特別是重負載網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。不適宜于在流量匯集的骨干網(wǎng)上大量應(yīng)用。Integrated Services模型IntServ的推動者締造了DiffServDiffServ的目標在于利用簡單有效的方式滿足實際應(yīng)用對服務(wù)質(zhì)量的要求。其初衷是避免IntServ的高復(fù)雜性，解決IntServ模型的弊端，提供一種具有良好可擴展性的QoS解決方案。它利用Domain，即在相同管理策略下的連通的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的概念區(qū)分邊界節(jié)點（邊界路由器）和核心節(jié)點（核心路由器）進而實現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量的管理。邊界路由器對每個流量聚集進行整形，并使用少量

40、的數(shù)據(jù)位進行分組標記；核心路由器則基于分組標記對分組進行分別處理DiffServ（Differentiated Services，區(qū)分服務(wù)）模型DiffServ從以下兩個方面簡化了網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點的服務(wù)功能1）簡化網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點的服務(wù)機制。核心節(jié)點只進行簡單的調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)，而流狀態(tài)信息的保存與流監(jiān)控機制的實現(xiàn)等只在邊界節(jié)點進行，核心節(jié)點是狀態(tài)無關(guān)的。2）簡化網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點的服務(wù)對象。DiffServ采用聚集傳輸控制，服務(wù)對象是流聚集（Flow Aggregate）而非單流，單流信息只在網(wǎng)絡(luò)邊界保存和處理。在DiffServ架構(gòu)中，邊界節(jié)點根據(jù)用戶的流規(guī)定（Profile）和資源預(yù)留信息將進入網(wǎng)絡(luò)的單流分類

41、、整形并聚合為不同的流聚集，這種聚集信息由每個IP包頭的DS（Differentiated Services）標記域來表示，稱為DS標記（ Differentiated Services Code Point, DSCP）；核心節(jié)點在調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)IP包時根據(jù)包頭的DSCP選擇提供特定的調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，其外特性稱為每跳行為（Per-Hop-Behavior, PHB）.DiffServ（Differentiated Services，區(qū)分服務(wù)）模型DiffServ（Differentiated Services，區(qū)分服務(wù)）模型DiffServ僅包含有限數(shù)量的服務(wù)類別，狀態(tài)信息數(shù)量少，實現(xiàn)較IntSer

42、v簡單且擴展性更好。除實現(xiàn)簡單外，區(qū)分服務(wù)體系還有以下特點：1）層次化結(jié)構(gòu)。DiffServ架構(gòu)分為DS域（DS Domain）與DS區(qū)（DS Region）兩級，多個連續(xù)的DS域可以形成DS區(qū)。2）總體集中控制策略（與IntServ分布式控制相對照）。網(wǎng)絡(luò)資源的分配由總體服務(wù)提供策略（Service Provisioning Policies）決定，包括在邊界如何分類聚合流，在內(nèi)部如何調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)流聚集。3）利用面向?qū)ο蟮哪K化思想與封裝思想，增強了靈活性與通用性。各邏輯模塊相對獨立，并有多種組合。DiffServ（Differentiated Services，區(qū)分服務(wù)）模型體系結(jié)構(gòu)區(qū)分服務(wù)簡

43、化了信令，對業(yè)務(wù)流的分類采用匯聚的方式，將需求相近的或?qū)傩韵嘟臉I(yè)務(wù)流看作一個大類，減少了調(diào)度算法及緩存的開銷。DiffServ的基本思想如下：1）定義一組服務(wù)類型和優(yōu)先級。每種服務(wù)類型都有一個相關(guān)的業(yè)務(wù)流特性描述文件。DiffServ基于流聚集進行操作，因此服務(wù)類型數(shù)量較少。2）DiffServ模型由邊界路由器劃分為一個個的DS域。邊界路由器中，入口路由器用于對流量進行整形、聚合，并設(shè)置DS域中的區(qū)分服務(wù)標記（DSCP）值；核心路由器基于分組中的DSCP值對分組進行處理，實現(xiàn)每種DSCP的逐跳行為。DiffServ模型體系結(jié)構(gòu)DiffServ網(wǎng)絡(luò)用戶網(wǎng)絡(luò)DiffServ網(wǎng)絡(luò)流量控制SLA/T

44、CA邊界節(jié)點內(nèi)部節(jié)點邊界節(jié)點邊界節(jié)點內(nèi)部節(jié)點邊界節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)邊緣進行業(yè)務(wù)分類和流量調(diào)整。- 業(yè)務(wù)分類 . 基于DS域 . 基于其他特征- 流量調(diào)整 . 計量 . 標記 . 整形 . 丟棄不同DS區(qū)域可有不同的PHB（Per-hop-behavior），以實現(xiàn)不同的服務(wù)提供策略，它們之間通過SLA（Service Level agreement）與TCA（Traffic Conditioning Agreement）協(xié)調(diào)提供跨區(qū)域服務(wù)：. SLA：服務(wù)級別協(xié)議，關(guān)于業(yè)務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)中傳遞時所應(yīng)當獲得的待遇。. TCA：傳輸調(diào)節(jié)協(xié)議，關(guān)于業(yè)務(wù)分類準則、業(yè)務(wù)模型及相應(yīng)處理的協(xié)定。用戶網(wǎng)絡(luò)DS區(qū)域的服務(wù)提供

45、策略由PHB決定。DS節(jié)點根據(jù)PHB屬性轉(zhuǎn)發(fā)。區(qū)分式QoS模型中定義的行為有兩大類（共5種行為）65DiffServ模型體系結(jié)構(gòu)DiffServ模型的服務(wù)報文分類和標記流量監(jiān)管流量整形擁塞管理擁塞避免區(qū)分式QoS模型中定義的行為有兩大類（共5種行為）（1）TCB：traffic classification and conditioning，流量的區(qū)分和調(diào)節(jié)（2）PHB：per-hop behavior，逐跳行為67DiffServ模型體系結(jié)構(gòu)組成部分：1）DS域與DS區(qū)DiffServ包括兩個工作層次：DS區(qū)和DS域。DS域是由一些相連的DS節(jié)點構(gòu)成的集合，它們遵循統(tǒng)一的服務(wù)提供策略并實現(xiàn)一

46、致的PHB，可以看做提供DiffServ業(yè)務(wù)的一個個子網(wǎng)。DS域有明確定義的邊界，邊界由邊界節(jié)點（Boundary Node）構(gòu)成。邊界節(jié)點連通DS域和非DS域（或其他DS域）。DiffServ模型體系結(jié)構(gòu)組成部分：2）區(qū)分服務(wù)標志域與區(qū)分服務(wù)標志IP包頭的區(qū)分服務(wù)標記域（DS Field）是DS域的邊界節(jié)點與內(nèi)部節(jié)點間傳遞流聚集信息的媒介，是連接邊界的傳輸分類和調(diào)節(jié)機制與內(nèi)部PHB的橋梁.DS標記域使用IPv4包頭的TOS（Type of Service）字節(jié)或IPv6包頭的流類型字節(jié)（Traffic Class Octet）的前6位，TOS字節(jié)的其余兩位用于其他用途，如ECN（顯式擁塞通知

47、）。DSCP是區(qū)分服務(wù)標記域中的具體值，用來標識數(shù)據(jù)包所屬的流聚集，供數(shù)據(jù)包經(jīng)過DS節(jié)點時選擇特定的PHB。DS節(jié)點中DSCP到PHB的映射在具體實現(xiàn)中必須是可配置的。DiffServ模型體系結(jié)構(gòu)組成部分：3）邊界節(jié)點的傳輸分類與調(diào)節(jié)機制邊界節(jié)點要根據(jù)傳輸調(diào)節(jié)協(xié)議TCA（Traffic Conditioning Agreement, TCA）對入域（或出域）流進行分類和調(diào)節(jié)，以保證輸入（或輸出）流滿足TCA中規(guī)定的規(guī)格，并將其歸入某個行為聚集和標記相應(yīng)的DSCP值。邏輯上分為分類器（Classifier）與調(diào)節(jié)器（Conditioner）兩個模塊。調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)技術(shù)比較成熟，只要用令牌桶（Tok

48、en Bucket）和漏桶（Leaky Bucket）等算法適當組合即可。通過合理設(shè)置參數(shù)，通用調(diào)節(jié)器可以實現(xiàn)獎賞服務(wù)（Premium Service,PS）和確保服務(wù)（Assured Service,AS）。DiffServ模型：每跳行為PHB、PHB組與PHB組簇每跳行為PHB是一個DS節(jié)點調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)特定流聚集這一行為的外特性描述。PHB本質(zhì)上描述的就是單個節(jié)點為特定流聚集分配資源的方式；DiffServ體系的整體資源分配策略也就是通過這樣一個個單節(jié)點資源分配實現(xiàn)的。多個PHB由于彼此關(guān)系密切而必須同時定義，則在實現(xiàn)時就構(gòu)成一個PHB組。PHB組是區(qū)分服務(wù)體系中的基本定義或?qū)崿F(xiàn)模塊，單個PH

49、B是特殊的PHB組。若干PHB組有相似構(gòu)造，因而這些PHB組可以同時定義，則稱其屬于同一PHB組簇。組簇與組的關(guān)系類似于面向?qū)ο笾蓄惻c類實例（對象）的關(guān)系，一個是抽象定義，一個是具體實例。目前已標準化的PHB有4種：1.默認型BE（Best Effort）、2.加速型EF（Expedited Forwarding）、3.確保型AF（Assured Forwarding）、4.兼容IP優(yōu)先級的類選擇型CS（Class Selector）。此外，研究者們討論的有：準盡量做好型LBE、允許丟失的加速型EFD以及協(xié)同PHB組PHB-I。DiffServ模型：典型服務(wù)與技術(shù)獎賞服務(wù)（Premium Se

50、rvice,PS）和確保服務(wù)（Assured Service,AS）。1.獎賞服務(wù)（Premium Service,PS）獎賞服務(wù)為用戶提供低延遲、低抖動、低丟失率、保證帶寬（“三低一保證”）的端到端或網(wǎng)絡(luò)邊界到邊界的傳輸服務(wù)，是目前所定義的服務(wù)級別最高的區(qū)分服務(wù)種類。2.確保服務(wù)（Assured Service,AS）與PS的相對成熟、穩(wěn)定相比，AS目前仍處于不斷改進和發(fā)展的階段。服務(wù)原則是：無論是否擁塞，均保證用戶占有預(yù)約的最低限量的帶寬；當網(wǎng)絡(luò)負載較輕而有空閑資源時，用戶也可以使用更多的帶寬。AS是一種大空間粒度的服務(wù)，它提供比盡力而為更低的分組丟失率，當出現(xiàn)擁塞時，節(jié)點將首先丟棄盡力而

51、為服務(wù)類別的分組。DiffServ模型：典型服務(wù)與技術(shù)3.兩位的區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)一種同時允許使用兩種服務(wù)類型的體系結(jié)構(gòu)框架，它使用兩位P-bit和A-bit來分別表示獎賞類流量和確保類流量。兩位的區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)使用流量調(diào)節(jié)器來對數(shù)據(jù)流進行測量、標記和整形，實現(xiàn)兩種服務(wù)類型的保證。4.其他服務(wù)類型IETF的標準化工作僅僅針對PHB，而服務(wù)類型則是完全開放的，由各ISP自行確定。如PHB確保型AF（Assured Forwarding）也可以用來實現(xiàn)優(yōu)先盡力而為服務(wù)（Better than Best-Effort Service, BBE）、定量確保的多媒體播放服務(wù)、奧林匹克服務(wù)和適應(yīng)無線移動網(wǎng)

52、絡(luò)中誤碼率高并可能出現(xiàn)移動交接中斷的特點的兩種新的服務(wù)類別移動獎賞服務(wù)（Mobile Premium Service）與低延遲盡力而為服務(wù)BELD.DiffServ模型的問題1.組播問題2.帶寬分配的公平性問題區(qū)分服務(wù)DiffServ與集成服務(wù)IntServ相結(jié)合的端到端QoS提供機制在支持IntServ的端到端網(wǎng)絡(luò)中央含有一個DiffServ區(qū)，它包含許多路由器，至少其中的一部分提供聚集傳輸控制。DiffServ區(qū)之外的域（非區(qū)分服務(wù)區(qū)）也包含許多路由器和與之相連的主機，至少其中的一部分支持IntServ體系結(jié)構(gòu)。支持端到端IntServ的DiffServ網(wǎng)絡(luò)區(qū)資源管理方案1）靜態(tài)資源管理方

53、案。網(wǎng)絡(luò)中的DiffServ區(qū)以靜態(tài)方式提供內(nèi)部的資源管理，區(qū)內(nèi)不含有能夠識別RSVP的設(shè)備。2）使用RSVP的動態(tài)資源管理方案。網(wǎng)絡(luò)中的DiffServ區(qū)以動態(tài)方式提供內(nèi)部的資源管理， DiffServ區(qū)內(nèi)部某些選定的設(shè)備參加RSVP信令過程。3）使用其他方式的動態(tài)資源管理方案。DiffServ適合在網(wǎng)絡(luò)主干實現(xiàn)QoS,端到端的IP QoS則需要實現(xiàn)IntServ與DiffServ的有機結(jié)合。各種服務(wù)機制的簡單比較可以看出區(qū)分服務(wù)比集成服務(wù)的可擴展性更好，因為邊界路由器維護每個流聚集的狀態(tài)，核心路由器只維護少量的流量類別。但是，區(qū)分服務(wù)提供的服務(wù)比集成服務(wù)弱，因為它僅提供每個聚集的帶寬保證（

54、例如獎賞類服務(wù)），而集成服務(wù)提供每流的帶寬和延遲保證。Differentiated Services模型 與IntServ不一樣，采用DiffServ模型的應(yīng)用程序在發(fā)送報文前無須預(yù)先向網(wǎng)絡(luò)提出申請，它通過攜帶在IP報文頭部的QoS參數(shù)信息，來告知網(wǎng)絡(luò)結(jié)點它的QoS需求。這類標識QoS需求的信息猶如一種“帶內(nèi)”信令，報文傳播路徑上的各個路由器都可以通過對它的分析來獲知報文的服務(wù)需求類別。Diff-Serv在提供服務(wù)時，為屬于同一需求類別的分組提供同樣的服務(wù)策略。因此，如果報文已被正確標記了服務(wù)類別，下游的路由器只需對這些類別進行識別即可，一般無須進行復(fù)雜的流分類。具有良好的可擴展性，適宜于在骨

55、干網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。DiffServ（Differentiated Services，區(qū)分服務(wù)）模型入接口接收報文源地址目的地址 源端口 目的端口TOS分類RED WRED丟棄擁塞檢測/避免FIFOPQCQWFQCBWFQ入隊CARGTS出隊丟棄流量整形/監(jiān)管令牌桶令牌出接口報文分類隊列技術(shù)擁塞避免流量監(jiān)管與流量整形信令和資源預(yù)留ATM接口QOSFR QOSDiffServ服務(wù)模型79DiffServ的業(yè)務(wù)分類與調(diào)整業(yè)務(wù)分類(classifying)：通過業(yè)務(wù)分類可以使其獲得不同的服務(wù)。這種不同的服務(wù)通過對業(yè)務(wù)進行調(diào)整以及設(shè)置一定的DS值來實現(xiàn)業(yè)務(wù)調(diào)整(condition)包括：計量(meterin

56、g)、標記(marking)、丟棄(dropping)、整形(shaping)等機制。用以確保進入DS域的業(yè)務(wù)流符合TCA的規(guī)則業(yè)務(wù)的分類和調(diào)整一般只發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)邊緣。分類計量標記整形/丟棄數(shù)據(jù)包80分類（Classifying）/標記/整形/丟棄含義：在特定的規(guī)則下，根據(jù)包頭的某些內(nèi)容選擇分組。作用：QoS 執(zhí)行服務(wù)的基礎(chǔ)。分類有兩種方式BA（Behavior Aggregate）：基于IP包頭中的DS域。MF（Multi Field）：基于IP包頭中的某些域的集合，例如：源/地址、DS、協(xié)議號、源/目的端口號等等。81標記（Marking）設(shè)置報文的DS域。DS域的設(shè)置一般只發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)邊緣。

57、整形（Shaping）使業(yè)務(wù)流中的分組延時輸出以符合業(yè)務(wù)模型的規(guī)定。丟棄（Dropping）根據(jù)特定規(guī)則丟棄分組。分類（Classifying）/標記/整形/丟棄82封裝的報文格式二層頭IP頭數(shù)據(jù)802.1Q/p幀封裝的報文格式Preamble.Start FramedelimiterDASATYPETag4bytesPTDATAFCS3個bit用于802.1p優(yōu)先級IP包封裝的報文格式VersionTOSLenIDOffsetTTLProtoFCSIP-SAIP-DADATAIP優(yōu)先級或DSCP報文的封裝格式Pream.SFDDASATYPETag4bytesPTDATAFCS以太網(wǎng)幀PRI

58、CFIVLAN ID3個bit用于802.1p優(yōu)先級802.1Q/p的頭典型的應(yīng)用COS值76543210保留保留語音傳送視頻會議呼叫信令高優(yōu)先級數(shù)據(jù)中等優(yōu)先級數(shù)據(jù)普通傳送數(shù)據(jù)以太網(wǎng)中的優(yōu)先級 COS差分業(yè)務(wù)編碼點 - DSCP DSCP（DiffServ Code Point）- DiffServ的信令I(lǐng)ETF DiffServ工作組將IP報文頭ToS字節(jié)的6比特重新定義為DSCP，ToS字節(jié)改名為DS字節(jié)VersionLengthLenIDOffsetTTLProtoFCSIP-SAIP-DADataToS1 Byte07123456DSCP07123456IP Precedence目前未

59、用ToSIPv4報文頭目前未用RFC1349RFC2474DiffServ需要網(wǎng)絡(luò)根據(jù)分組報頭中的信息為分組提供服務(wù)，這個信息就是DiffServ解決方案中的帶內(nèi)信令。最初使用3比特的IP Precedence作為DiffServ的帶內(nèi)信令 現(xiàn)在IP Precedence和DSCP都可用來支撐DiffServ，DSCP的定義也向前兼容IP Precedence。 各廠家的IP QoS都同時支持IP Precedence、DSCP及相互之間的轉(zhuǎn)換。 目前IP Precedence和DSCP在現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中都有實際的應(yīng)用。IP Precedence vs DSCPCOS與DSCP的映射關(guān)系COS 到D

60、SCP的映射 DSCP 到COS的映射COS 0 = DSCP 0COS 1 = DSCP 8COS 2 = DSCP 16COS 3 = DSCP 24COS 4 = DSCP 32COS 5 = DSCP 40COS 6 = DSCP 48COS 7 = DSCP 56DSCP 0-7 = COS 0DSCP 8-15 = COS 1DSCP 16-23 = COS 2DSCP 24-31 = COS 3DSCP 32-39 = COS 4DSCP 40-47 = COS 5DSCP 48-55 = COS 6DSCP 56-63 = COS 7 PHB（Per-Hop Behaviors