QOS技术白皮书.

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1、QoS技术白皮书QOS技术白皮书摘要本文对Internet的三种服务模型：Best-Effort、Intserv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，Intserv，Diffserv，拥塞管理，拥塞避免，队列技术，流量监管，流

2、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

3、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：Ÿ报文分类和着色Ÿ避免和管理网络拥塞Ÿ流量监管和流量整形第26页，共26页QoS技术白皮书ŸQoS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：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

4、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：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26页，共26页QoS技术白皮书控制资源。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

5、优先级。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。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。在一个网络中，需要以下的三个部分来完成端到端的QoS：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。信令技术来协调端到端之间的网络元件为报文提供QoS。QoS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：报文分类，对不同类别的报文提供不同的处理。队列管理和调度来满足不同应用要

6、求的不同服务质量。流量监管和流量整形限制和调整报文输出的速度。Admissioncontrol来确定是否允许用户信息流使用网络资源。1.1服务模型服务模型，是指一组端到端的QoS功能，通常QoS提供以下三种服务模型：Best-EffortserviceIntegratedservice（Intserv）Differentiatedservice（Diffserv）1.1.1Best-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

7、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，它适用于绝大多数网络应用，如FTP、EMAIL等，它通过先入先出（FIFO）队列来实现。1.1.2Integratedservice第26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（sig