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QoS简介

来源:网络部撰稿人:网络部发布时间:2015-10-29 字体:[] [][关闭][打印]

  

  一、概述

  QoS(Quality of Service)即服务质量。对于网络业务,服务质量包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。在网络中可以通过保证传输的带宽、降低传送的时延、降低数据的丢包率以及时延抖动等措施来提高服务质量。网络资源总是有限的,只要存在抢夺网络资源的情况,就会出现服务质量的要求。服务质量是相对网络业务而言的,在保证某类业务的服务质量的同时,可能就是在损害其它业务的服务质量。例如,在网络总带宽固定的情况下,如果某类业务占用的带宽越多,那么其他业务能使用的带宽就越少,可能会影响其他业务的使用。因此,网络管理者需要根据各种业务的特点来对网络资源进行合理的规划和分配,从而使网络资源得到高效利用。

  二、QoS服务模型简介

  通常 QoS 提供以下三种服务模型:

   Best-Effort service(尽力而为服务模型)

  ‚ Integrated service(综合服务模型,简称Int-Serv

  ƒ Differentiated service(区分服务模型,简称Diff-Serv)

  1、Best-Effort 服务模型

  Best-Effort 是一个单一的服务模型,也是最简单的服务模型。对Best-Effort服务模型,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 服务模型是网络的缺省服务模型,通过FIFO 队列来实现。它适用于绝大多数网络应用,如FTP、E-Mail 等。

  2. Int-Serv 服务模型

  Int-Serv 是一个综合服务模型,它可以满足多种QoS 需求。该模型使用资源预留协议(RSVP),RSVP 运行在从源端到目的端的每个设备上,可以监视每个流,以防止其消耗资源过多。这种体系能够明确区分并保证每一个业务流的服务质量,为网络提供最细粒度化的服务质量区分。

  但是,Inter-Serv 模型对设备的要求很高,当网络中的数据流数量很大时,设备的存储和处理能力会遇到很大的压力。Inter-Serv 模型可扩展性很差,难以在Internet 核心网络实施。

  3. Diff-Serv 服务模型

  Diff-Serv 是一个多服务模型,它可以满足不同的QoS 需求。与Int-Serv 不同,它不需要通知网络为每个业务预留资源。区分服务实现简单,扩展性较好。

  三、QoS技术综述

  QoS 技术包括流分类、流量监管、流量整形、接口限速、拥塞管理、拥塞避免等。下面对常用的技术简单进行一下介绍。

  1. QoS 技术在网络中的位置

  图1 常用QoS技术在网络中的位置

  如上图所示,流分类、流量监管、流量整形、拥塞管理和拥塞避免主要完成如下功能:

  流分类:采用一定的规则识别符合某类特征的报文,它是对网络业务进行区分服务的前提和基础。

  流量监管:对进入或流出设备的特定流量进行监管。当流量超出设定值时,可以采取限制或惩罚措施,以保护网络资源不受损害。可以作用在接口入方向和出方向。

  流量整形:一种主动调整流的输出速率的流量控制措施,用来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,通常作用在接口出方向。

  拥塞管理:就是当拥塞发生时如何制定一个资源的调度策略,以决定报文转发的处理次序,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,通过调整队列长度来解除网络的过载,通常作用在接口出方向。

  2. QoS 技术在设备中的处理顺序

  图2 各QoS 技术在同一网络设备中的处理顺序

  上图简要描述了各种 QoS 技术在网络设备中的处理顺序。

  (1) 首先通过流分类对各种业务进行识别和区分,它是后续各种动作的基础;

  (2) 通过各种动作对特性的业务进行处理。这些动作需要和流分类关联起来才有意义。

  具体采取何种动作,与所处的阶段以及网络当前的负载状况有关。例如,当报文进入网络时进行流量监管;流出节点之前进行流量整形;拥塞时对队列进行拥塞管理;拥塞加剧时采取拥塞避免措施等。