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1、IP网的服务质量网的服务质量提纲提纲IP QoS的的业务需求业务需求IP QoS 机制机制综合服务（综合服务（Integrated Services)区分服务（区分服务（Differentiated services)QoS路由路由（QoS Routing)多协议标记交换（多协议标记交换（MPLS）各种机制之间的关系各种机制之间的关系结论结论传统的传统的IP网络网络承载数据业务当前的当前的IP网络网络承载多种业务（VOIP、VPN、ERP）IP QoS的业务需求n 有效控制网络资源及其使用有效控制网络资源及其使用n 为在单一为在单一IP网络上提供多种业务提供了可能网络上提供多种业务提供了可能n
2、 使得网络在提供诸如使得网络在提供诸如VPN等新型业务奠定了重要等新型业务奠定了重要的基础的基础n 能够在现有网络上细分客户，针对不同的客户需能够在现有网络上细分客户，针对不同的客户需求提供差别业务求提供差别业务服务质量服务质量(Quality of Service)服务质量(QoS)=IP网络按照应用的要求成功传输IP数据包的能力端到端的QoS 是关心的重点 QoS 依赖于网络中瓶颈链路所能提供的质量IP QoS=成功的 IP包传输ApplicationIP networkUserServer/applicationEnd-to-end QoSIP包在网络传输中会包在网络传输中会遇到什么问题
3、遇到什么问题?2)IP packet is lost1)IP packet is delayedIP networkIP网的服务质量指标网的服务质量指标 IP服务质量的指标主要是：服务质量的指标主要是：丢包率丢包率IP包传送时延包传送时延IP包传送时延的变化包传送时延的变化网络提供的带宽网络提供的带宽传统传统Internet提供的服务质量提供的服务质量:尽力而为尽力而为（Best Effort)当前的当前的Internet只提供尽力而为的服务质量只提供尽力而为的服务质量 -网络只是尽最大努力发送网络只是尽最大努力发送IP包包对包丢失和延时指标没有保障对包丢失和延时指标没有保障在资源充分的情况下
4、能提供好的服务质量在资源充分的情况下能提供好的服务质量 在资源有限的情况下服务质量很差在资源有限的情况下服务质量很差无QoSBest Effort原始的原始的IP服务服务基于流的QoSIntServ/RSVP在在IP QoS的第一次尝试的第一次尝试基于类的QoSDiffServ/DSCP为寻求扩展性和简易性为寻求扩展性和简易性时间时间MPLS DS-Aware TE考虑端到端的考虑端到端的SLA及带宽优化及带宽优化199820021994基于聚合流的QoSQoS等级等级/服务模型服务模型IP QoS的发展历程怎样保证服务质量怎样保证服务质量?保证服务质量的第一步是使网络有较合理的设计保证服务质
5、量的第一步是使网络有较合理的设计和配置和配置.尽量避免瓶颈。尽量避免瓶颈。目前，用不断提高网络容量的方法来支持目前，用不断提高网络容量的方法来支持QoS是是不现实的。不现实的。两种方法可以用来缓解网络拥塞，提高服务质量：两种方法可以用来缓解网络拥塞，提高服务质量：1)为每个用户建立端到端的资源预留，当资源为每个用户建立端到端的资源预留，当资源不够时，不够时，禁止一些用户向网络发送禁止一些用户向网络发送IP包包 呼叫抑制呼叫抑制2)所有用户都可以向网络发送所有用户都可以向网络发送IP包包,但但当网络拥当网络拥塞时塞时,某些用户的某些用户的IP包有更好的机会来穿过网络包有更好的机会来穿过网络 设定
6、优先权设定优先权综合服务网络和区分服务网络综合服务网络和区分服务网络IntServ networkDiffServ network“呼叫抑制呼叫抑制”方法方法“设定优先设定优先权权”方法方法IP QoS机制之一机制之一综合服务综合服务(Integrated Services)IETF关于综合服务的建议关于综合服务的建议综合服务（综合服务（IntServ）/RSVP(最早由最早由MIT 93年提出年提出)IETF:Intserv:RFC1633;RSVP:RFC2205,RFC2211,RFC2212IETF 的综合服务网络的综合服务网络基本思想是为基本思想是为用户提供多种服务类型，按照用户提供
7、多种服务类型，按照客客户的质量要求提供不同的服务户的质量要求提供不同的服务,相应地收取费相应地收取费用用类似于传统的电路交换类似于传统的电路交换,给应用提供给应用提供QoS保障保障,除了除了Best-effort外外,还提供两种服务还提供两种服务:确保服务确保服务(GS):保证带宽和时延保证带宽和时延可控负载的服务可控负载的服务(CLS):提供可靠和改进的提供可靠和改进的Best-effort服务服务.相当于网络在轻负载下的相当于网络在轻负载下的Best-effort服服务质量务质量.确保服务确保服务(Guaranteed Service)类型类型IP网络中的网络中的“比特流管道比特流管道”:
8、需要信令需要信令,接纳控制和监接纳控制和监控控 IP network为用户提供可保障的时延和带宽，尤其可以保障端到端数据排队时为用户提供可保障的时延和带宽，尤其可以保障端到端数据排队时延的严格界限。延的严格界限。保障数据流在预定的时间内发送到接收端，也保障不会因为队列拥保障数据流在预定的时间内发送到接收端，也保障不会因为队列拥塞而丢弃分组。塞而丢弃分组。业务流的特性通过令牌桶参数描述，利用综合路由上所有业务元素业务流的特性通过令牌桶参数描述，利用综合路由上所有业务元素处理业务流时的各项参数处理业务流时的各项参数,可以计算出数据经过该路由时的最大时延。可以计算出数据经过该路由时的最大时延。可控负
9、载可控负载(Controlled Load)类型类型 相当于轻负载网络中尽力而为的服务质量，相当于轻负载网络中尽力而为的服务质量，但它必须采但它必须采用容量控制用容量控制（或称接纳控制）来确定当网络超载时能否接或称接纳控制）来确定当网络超载时能否接受这类业务。受这类业务。可控负载业务应具有以下两个基本特性：决大多数分组可控负载业务应具有以下两个基本特性：决大多数分组能够通过网络成功传送到接收端；决大多数分组的传送时能够通过网络成功传送到接收端；决大多数分组的传送时延不能过多的超过发送成功分组的最小时延。延不能过多的超过发送成功分组的最小时延。IP network综合服务类型IntServ模型模
10、型设置协议（设置协议（Setup protocol)使主机或路由器能够动态地保留网络资源，以便满足特殊业使主机或路由器能够动态地保留网络资源，以便满足特殊业务流的务流的QoS要求要求业务流规范（业务流规范（Flow specification)用于定义一个特定业务流的用于定义一个特定业务流的QoS业务流（业务流（flow)是指具有相同是指具有相同QoS的，从某个源到目的端的一的，从某个源到目的端的一个分组序列个分组序列流量控制流量控制接纳控制（接纳控制（Admission Control)确定设备是否能够支持特定业务流的确定设备是否能够支持特定业务流的QoS分类器（分类器（Classifier
11、)根据根据IP分组头中的特定字段鉴别和选择业务利用类型分组头中的特定字段鉴别和选择业务利用类型调度器（调度器（Scheduler)在设备的输出链路上提供所需的在设备的输出链路上提供所需的QoS服务服务IntServ模型（续）模型（续）应用分类器RSVP调度器RSVP接纳/策略控制分类器调度器路由协议/数据库主机主机路由器路由器数据IP流流预留设置消息预留设置消息分组调度器：运用队列和计时器等机制管理和控制对分组流的转发。分类器：将流入分组映射成某个类型的流。在集成服务模型中，分类(标识)仅仅在路由器本地有意义，不同路由器对相同分组可以采用不同分类。接纳控制：是一种决策算法的实现，根据该算法，路
12、由器或者主机确定能否在不影响“已接纳流”服务质量(保证服务)的情况下，答应“流入”分组流所请求的QoS。预留建立协议：在端系统和流所经过的路由器上建立和维持流特定状态的协议。通常这些状态涉及网络结点上资源的分配和调度，所以，也称为资源预留协议分组调度算法分组调度算法的作用是：按照对分组流通信量的规范要求，在每个分组转发结点采用相应的排队算法调度排队的分组流，满足该分组流要求的传输带宽和传输延迟指标，实现该分组流要求的确保服务和受控负载服务。分组算法包括:刻划分组流通信量特征的漏桶模型;实现保证服务和受控负载服务的排队算法接纳控制接纳控制算法基于假设流量模型的接纳控制算法（ON/OFF模型、自相
13、似模型）基于测量的接纳控制算法（以实时测得的网络负载为依据）接纳控制的条件网络结点有足够的资源,满足新请求的服务质量接纳新请求的分组流,不会影响已接纳分组流的服务质量资源预留协议资源预留协议(RSVP)在在Internet中实现中实现QoS的信令协议的信令协议利用现有的利用现有的Internet网络结构和路由协议网络结构和路由协议将业务流的将业务流的QoS状态传递给通路上的主机或状态传递给通路上的主机或与与路由器，协商进行资源预留路由器，协商进行资源预留终端主机终端主机:用用RSVP协议向网络申请资源，协议向网络申请资源，以提供应用数据流所需的服务质量；以提供应用数据流所需的服务质量；路由器路
14、由器(网络节点网络节点):用用RSVP协议建立和保协议建立和保持资源预留状态，并将资源预留请求转发给持资源预留状态，并将资源预留请求转发给数据流经过的其它路由器，最终实现资源预数据流经过的其它路由器，最终实现资源预留留支持组播业务支持组播业务RSVPRSVP的基本特征的基本特征接收方发起预留：为了适应多播环境下多播成员动态加入和退出模式，以及不同接收方异构的情况，RSVP采用接收方发起预留的特征。资源预留软状态：为了适应动态资源预留的需要，为了提供资源预留的坚固性，RSVP在路由器上建立了软状态，并且需要通过PATH和RESV报文动态建立和维护单向预留：只预留从发送者到接收者方向的资源独立于路
15、由协议：QoS的建立与路径建立相独立,RSVP适用于任何路由协议RSVPRSVP基本操作基本操作建立路径过程：发送方沿单播或者多播路由发送PATH报文，携带流规范，接收方沿PATH报文路径返回RESV报文，携带流规范和过滤器规范，并且在中间结点预留资源RSVP消息PATH：用于建立路径 包含源端业务流特性 路由器根据本地的QoS能力修改经过的PATH消息，并记录其处理的PATH消息的前一跳地址RESV：用于预留资源沿相应PATH消息的传送路径反向传送流规约（flowspec）定义所请求的QoS，用于配置路由器排队和调度策略 过滤器规约（filterspec）定义哪些分组集合可以获得流规约中描述
16、的QoSIntServ 网络RSVP 的资源预留建立过程的资源预留建立过程PATH（1）PATH（2）PATH（2）PATH（3）PATH（3）RESV（4/6）RESV（5）RESV（4）RESV（4）RESV（3）接收方1接收方2接收方3发送方RSVP 操作操作在每一个网络节点在每一个网络节点RSVP都询问都询问:是否有足够的资源支持这类业务质量是否有足够的资源支持这类业务质量?(接纳操接纳操作作)用户是否有权限请求这类业务质量用户是否有权限请求这类业务质量?(监控操作监控操作)如果如果RSVP请求成功请求成功:分类器分类器(Classifier)确定路由和能提供的业务质确定路由和能提供的
17、业务质量量 调度器调度器(Scheduler)确定转发策略确定转发策略RSVP的预留方式的预留方式WF（Wildcard-Filter）方式：方式：所有发送方共享预留的资源，适用于电话会所有发送方共享预留的资源，适用于电话会议议FF(Fixed-Filter)方式：方式：接收方选择特定发送方独占资源接收方选择特定发送方独占资源SE(Shared Explicit)方式：方式：接收方可以选择多个发送方共享预留的资源接收方可以选择多个发送方共享预留的资源IntServ的优缺点的优缺点优点优点提供多种服务类型提供多种服务类型基于每个流的端到端的服务质量保障基于每个流的端到端的服务质量保障缺点缺点控制
18、路径控制路径:传送每个流的信令和状态，开销太大，传送每个流的信令和状态，开销太大，可扩展性不够可扩展性不够面向连接的面向连接的QoS不能适用于所有的不能适用于所有的IP应用应用计费计费:如何对这些服务质量参数计费如何对这些服务质量参数计费?管理管理结果结果:专家们不再对专家们不再对IntServ在更广范围中的实现感兴趣在更广范围中的实现感兴趣IP QoS机制机制之二之二区分服务模型区分服务模型(Differentiated Services)IETF关于区分服务的建议关于区分服务的建议区分服务（区分服务（DiffServ）体系最早由体系最早由 Nichols 1997底提出底提出IETF 成立
19、了成立了DiffServ工作组，提出一系列建议工作组，提出一系列建议和草案和草案RFC 2474，2475（体系结构）体系结构）RFC 2597，2598（PHB定义）定义）RFC 2697，2698.（标记算法）标记算法）区分服务的基本思想区分服务的基本思想基本的假设在于不同的用户基本的假设在于不同的用户(或应用或应用)具有不同的具有不同的需求需求 将用户的业务流汇聚为少数几种业务类型，为不将用户的业务流汇聚为少数几种业务类型，为不同的业务类型提供相应的优先权同的业务类型提供相应的优先权只提供相对的质量保障只提供相对的质量保障在在IP包头设置了比特域（包头设置了比特域（DSCP）,用于标识汇
20、聚用于标识汇聚流的类型，并对应一定的转发方式（流的类型，并对应一定的转发方式（PHB）具有很好的扩展性具有很好的扩展性,因为网络内部路由器只需要知因为网络内部路由器只需要知道如何转发这些类型的业务流道如何转发这些类型的业务流区分服务基本概念区分服务基本概念Service Level Specification(SLS)DiffServ Edge RouterDiffServ Core RouterUserPer Hop Behavior(PHB)Class 1Class 2Class 1DiffServ Core RouterClass 2DiffServ Code Point(DSCP)DS
21、 Domain DiffServ网络结构图区分服务模型区分服务模型端到端区分服务端到端区分服务=Per-Domain服务服务+Inter-domain的服务等级协定（的服务等级协定（SLS）Per-Domain服务服务=边缘复杂的业务流调节边缘复杂的业务流调节(per-flow)+核心简单的区分转发核心简单的区分转发(aggregate flow)QoS策略策略/资源管理器资源管理器:QoS请求和带宽的静态请求和带宽的静态或动态分配或动态分配区分服务结构区分服务结构=策略策略/资源管理器资源管理器+边缘业务流边缘业务流调节调节+核心区分转发核心区分转发 n SLA（Service Level
22、Agreement）服务等级协定服务等级协定 签订双方：客户（*公司）运营商（中国电信）时间：2012/1/1 2012/12/30 POP位置：北京（*大厦）深圳（*大厦）带宽：10Mbps 时延：小于70毫秒 时延抖动：小于20毫秒 丢失率：小于0.1%可用性：大于99.9%判断标准：源IP地址-10.110.10.10目的IP地址-10.110.20.20 费用：20000元/月，按月付费服务等级说明服务等级说明Service Level Specification(SLS)由用户和业务提供者商定服务等级由用户和业务提供者商定服务等级当网络发生拥塞时，按照流量调节规定当网络发生拥塞时，按
23、照流量调节规定 （TCS-Traffic Conditioning Specification）来处理用户的业务流来处理用户的业务流区分服务网络执行区分服务网络执行SLS和和TCSIP ServiceProviderSLSDiffServ Code Point（DSCP）IPv4中的中的ToS域，域，IPv6中的中的Traffic Class域域CU：currently unusedDSCP占占6比特，可提供比特，可提供64种种PHB方式方式 D S C P C U0567VersionVersionLengthLengthLenLenIDIDOffsetOffset TTLTTL Proto
24、Proto FCSFCS IP-SAIP-SA IP-DAIP-DA DataDataToSToS1 Byte1 Byte07123456DSCP07123456IP Precedence目前未用目前未用ToSIPv4报文头报文头目前未用目前未用RFC1349RFC2474差分业务编码点-DSCPn DSCP的定义向前兼容的定义向前兼容IP Precedencen 支持支持IP Precedence和和DSCP之间的转换之间的转换n IP Precedence和和DSCP都有实际的应用都有实际的应用IP Precedence vs DSCPIETF 定义的定义的PHBs缺省转发缺省转发DE P
25、HB快速转发快速转发EF PHB确保转发确保转发AF PHB Differentiated ServicesBest Effort低丢失率低丢失率,低延时转发方式低延时转发方式4种独立的种独立的AF类型类型每种类型又包含每种类型又包含3种不同的丢失优先级种不同的丢失优先级快速转发快速转发PHBExpedited Forwarding(EF)PHB用于低丢失率、低时延、低抖动、保证带宽的端到用于低丢失率、低时延、低抖动、保证带宽的端到端业务端业务,用于实现虚拟租用线、用于实现虚拟租用线、VPNs等业务。称为等业务。称为优质服务优质服务EF 汇聚流定义了在核心路由器上的最低发送速率汇聚流定义了在核
26、心路由器上的最低发送速率如果能够对汇聚流进行调节，使其在任何节点的到如果能够对汇聚流进行调节，使其在任何节点的到达速率总是小于该节点配置的最低发送速率，则保达速率总是小于该节点配置的最低发送速率，则保证该汇聚流的低分组丢失和低时延证该汇聚流的低分组丢失和低时延EF确保转发确保转发PHB组组Assured Forwarding(AF)PHB Group保证转发资源保证转发资源(缓存空间和带宽缓存空间和带宽)及低丢失的转发行及低丢失的转发行为为共有共有4类类AF业务，每一类又包括业务，每一类又包括3个丢失优先级个丢失优先级 用不同的排队方法使不同的类得到不同的网络资源用不同的排队方法使不同的类得到
27、不同的网络资源AF类之间的关系尚未确定类之间的关系尚未确定应用举例应用举例 根据应用分类根据应用分类 根据用户分类根据用户分类Class 1Class 2Class 3Class 4VideoVoiceInteractiveOthers(BE)PremiumBusinessExpert residentialBudget usersOperator 1 Operator 2DSCP与与PHB的对应的对应DiffServ 的边缘和内部路由器的边缘和内部路由器ClassifierMarkerPolicerMeterDiffServ 边缘边缘路由器路由器ExtractDSCPLocalconditi
28、onsPHBPHBPHBPHBSelect PHBPacket treatmentDiffServ 内部内部路由器路由器边缘路由器功能边缘路由器功能分类器分类器计量器计量器标记器标记器整形器整形器丢包器丢包器策略器策略器业务流调节器业务流调节器分类器分类器分类器功能：判断业务类型，确定采用哪种类分类器功能：判断业务类型，确定采用哪种类型的流量规范进行调节型的流量规范进行调节分类方式：分类方式：汇聚的转发方式分类器汇聚的转发方式分类器(Behavior Aggregate Classifier)：只根据DSCP值确定基本业务类型多域分类器多域分类器(Multi-Field Classifier)
29、：根据IP包头的多个域（如源地址，目的地址，源端口，目的端口等）来确定基本业务类型计量器和标记器计量器和标记器计量器：根据流量规范计量业务流的流量计量器：根据流量规范计量业务流的流量特性，判断是否一致。特性，判断是否一致。标记器：为数据包设置相应于其服务类型标记器：为数据包设置相应于其服务类型的的DSCP值，值，并将标识后的数据包归到特定的并将标识后的数据包归到特定的一种一种DS转发集合中。转发集合中。DiffServ标记器标记器IN/OUT(两色两色)标标记记三色标记三色标记标记器标记器=（计量（计量+标记）标记）按颜色分类按颜色分类按实现机制分类按实现机制分类基于基于令牌桶令牌桶基于基于速
30、率速率基于基于策略策略整形器整形器整形器：延时一个或多个数据包来调整整形器：延时一个或多个数据包来调整应用流，使之与流量规范一致应用流，使之与流量规范一致丢包器丢包器丢包器丢包器：整形器中的缓冲区通常为有限容量，如：整形器中的缓冲区通常为有限容量，如果延时的流量超过了缓冲区容量，丢包器将按果延时的流量超过了缓冲区容量，丢包器将按照一定策略丢弃一些数据包。一般来说，丢弃照一定策略丢弃一些数据包。一般来说，丢弃的多为与流量规范不一致的数据包的多为与流量规范不一致的数据包在业务流调节功能中，需要对流量规范，以及数据在业务流调节功能中，需要对流量规范，以及数据包的分类、标识，整形和丢包规则进行预先商定
31、。包的分类、标识，整形和丢包规则进行预先商定。这也是这也是SLS需要完成的功能需要完成的功能n 流量调节器流量调节器 流量调节器是网络边界所需的各种QoS功能，用于对用户的流量进行分类，并控制接入网络的用户流量与协定相符，同时设置DSCP CAR，承诺的接入速率 GTS，通用流量整形 ISPKeeper，智能流量控制流量调节器分类器标记器测量单元IP&MPLS 报文丢弃发送令牌桶令牌桶.CAR-流量监管分类器IP&MPLS 报文发送测量单元令牌桶令牌桶.队列GTS-流量整形n 拥塞管理拥塞管理 通常采用队列调度技术来解决拥塞问题，具体包括FIFO、PQ、CQ、WFQ、RTP实时队列、CBWFQ
32、/LLQn 拥塞避免拥塞避免 通常采用丢包技术来实现拥塞避免，具体的丢包策略包括尾丢弃、RED、WRED拥塞避免和拥塞管理队列尾丢弃丢弃发送入队出队调度队列是否满IP&MPLS 报文尾丢弃队列尾丢弃发送入队出队调度丢包概率平均队列长度01l-minl-max平均队列长度丢弃队列长度0L时间t0t1平均队列长度IP&MPLS 报文RED-随机早期检测丢包策略丢弃发送入队出队调度IP&MPLS 报文FIFO-先进先出队列丢包发送入队出队调度丢包丢包丢包分类器IP&MPLS 报文highmediumnormallowPQ-优先队列丢包.入队出队调度丢包丢包分类器IP&MPLS 报文1216.发送CQ
33、-定制队列丢包.入队出队调度丢包丢包HASHIP&MPLS 报文122N.发送WFQ-公平队列丢包入队优先出队调度分类器IP&MPLS 报文发送RTP实时队列RTP报文其他队列机制，如：FIFO、PQ、CQ、WFQ、CBWFQLLQ测量丢弃RTP实时队列IP&MPLS 报文发送入队出队调度分类器.丢包LLQ1 BQ63 BQ.丢包64 FIFO/WFQRTP实时队列测量丢包丢包测量测量测量二层协议队列CBWFQLLQDiffServ的优缺点的优缺点优点优点:没有基于流的额外开销没有基于流的额外开销实现简单，可扩展性好实现简单，可扩展性好与其它服务质量保障技术相互兼容与其它服务质量保障技术相互兼
34、容不足不足:很难提供基于流的端到端很难提供基于流的端到端的质量保障的质量保障IntServ 和和 DiffServ的比较的比较 严格质量保证严格质量保证网络的核心复杂网络的核心复杂需要路由器之间的需要路由器之间的信令信令扩展性差扩展性差面向连接的面向连接的QoS相对质量保证相对质量保证网络的边缘复杂网络的边缘复杂不需要信令不需要信令扩展性好扩展性好面向分组的面向分组的QoS IntServ DiffServIP QoS机制之三QoS 选路(QoSR)QoS 路由问题的提出路由问题的提出尽尽力力而而为为传传送送是是无无连连接接的的，性性能能受受到到当当前前网网络络 共共 享享 资资 源源 状状
35、态态 的的 影影 响响。如如：现现 在在 的的Internet路路由由协协议议(OSPF,RIP)是是采采用用单单个个测测度度(如如跳跳数数、货货币币成成本本)计计算算最最短短路路由由，而而没没有考虑多个有考虑多个QoS参数的要求参数的要求QoS路路由由一一般般是是面面向向连连接接的的，通通过过资资源源预预留留，提提供供某某种种确确保保的的服服务务。它它的的目目标标是是要要尽尽量量满满足足每每个个连连接接的的QoS请请求求同同时时优优化化网网络络资资源源利利用率。用率。标准：标准：RFC 2386（框架建议）框架建议）QoS路由的特点路由的特点支持多种服务类型要求不同的路由度量参支持多种服务类
36、型要求不同的路由度量参数，如带宽、成本、每一跳开销、时延、数，如带宽、成本、每一跳开销、时延、可靠性等可靠性等支持可选路由（不一定是最优的或最短的支持可选路由（不一定是最优的或最短的路由）路由）避免路由抖动，防止业务流从一条路由跳避免路由抖动，防止业务流从一条路由跳转到另一条转到另一条“更好更好”的路由的路由QoS路由的功能组成路由的功能组成QoSR 由三个核心功能组成：由三个核心功能组成：链路状态信息的发布链路状态信息的发布:路由器需要拓扑和资路由器需要拓扑和资源信息以计算路由源信息以计算路由.何时更新何时更新?更新的内容更新的内容?路由计算（路由计算（复杂度依赖于度量参数）路由表存储（路由
37、表存储（依赖于度量参数和粒度，路由粒度包括基于源目的对，基于流或基于业务类型等，采用较粗的粒度可以减少存储空间）QoS路由的优缺点路由的优缺点优点优点 满足各类业务的满足各类业务的QoS要求要求提高的网络的利用率提高的网络的利用率缺点缺点增加开销增加开销:计算的开销和协议的开销计算的开销和协议的开销实现复杂实现复杂IP QoS机制之四机制之四MPLS QoSDiffServ Scalability via Aggregation1000s of flowsDiff-Serv:Aggregated Processing in CoreScheduling/Dropping(PHB)based o
38、n DSCPDiff-Serv:Aggregation on EdgeMany flows associated with a Class(marked with DSCP)DiffServ scalability comes from:-aggregation of traffic on Edge-processing of Aggregate only in CoreMPLS Scalability via Aggregation1000s of flowsMPLS:Aggregated Processing in CoreForwarding based on labelMPLS:Agg
39、regation on EdgeMany flows associated with a Forwarding Equivalent Class(marked with label)MPLS scalability comes from:-aggregation of traffic on Edge-processing of Aggregate only in CoreMPLS&DiffServ-The Perfect Match!1000s of flowsMPLS:flows associated with FEC,mapped into one labelMPLS:Switching
40、based on LabelDS:Scheduling/Dropping based on DSCPDS:flows associated with Class,mapped to DSCPBecause of same scalability goals,both models do:-aggregation of traffic on Edge-processing of Aggregate only in CoreDSCP field is not directly visible to MPLS Label Switch Routers(they forward based on MP
41、LS Header)Information on DiffServ must be made visible to LSR in MPLS Header(using EXP field/Label)0 1 2 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|L
42、abel|EXP|S|TTL|DSCPIPv4 PacketMPLS HeaderNon-MPLS Diff-Serv DomainMPLS Diff-Serv DomainDSCPMPLS-So Whats New?The Shim Header!nMPLS与与DiffServ结合结合-MPLS CoSnMPLS为了支持差分服务，把LSP分给两大类：E-LSP（EXP-Inferred LSPs）L-LSP（Label-Only-Inferred LSPs）MPLS QoSn 通过EXP向LSR表示分组的QoS要求E-LSPLSREFAF1LERLERE-Infered-LSPn通过Labe
43、l和EXP向LSR表示分组的QoS要求L-LSPLSRLERLEREFAF1L-Infered-LSPE-LSP和L-LSP E-LSP(EXP-Inferred-PSC LSPs)：每个E-LSP共享某种预定的约束，通过EXP域，每个E-LSP可以支持多达8个BA。E-LSP方式下，EXP既表示PSC优先级又表示丢弃优先级 L-LSP(Label-Only-Inferred-PSC LSP)：每个L-LSP有各自预定的约束，支持一个BA，通过EXP域来区分丢弃优先级。L-LSP方式下，MPLS标签表示PSC优先级，EXP表示丢弃优先级。E-LSP和L-LSP的比较 采用L-LSP方案，为了在
44、入口LSR和出口LSR之间支持QoS，必须为每一种所支持的OA建立一条LSP。采用E-LSP方案，在入口LSR和出口LSR之间只需要一条LSP便可以支持多达8种PHB。E-LSP和L-LSP的比较（续）L-LSP入口的处理：Label可以用来表示PSC调度优先级，EXP表示Drop优先级。E-LSP和L-LSP的比较（续）E-LSP入口的处理：根据收到的报文的DSCP确定报文的BA，然后根据报文的BA标记EXP域。所以EXP域既用来表示PSC调度优先级也用来表示Drop的优先级。E-LSP和L-LSP的选择基于链路层的考虑：在PPP与LAN上，可以根据需要，选用E-LSP、L-LSP或者两者结
45、合起来使用。而在ATM网络上，由于EXP域不可见，只能够使用L-LSP。基于服务类型多少的考虑：仅仅使用E-LSP，最多只能够支持8 个PHB。如果需要支持多于8个的PHB，必须使用L-LSP，或者E-LSP与L-LSP混合使用。基于网络负荷的考虑：使用E-LSP，节省了LSP的数量、标签资源、信令的负荷；使用L-LSP，相对来说耗费资源。总之，一般目前网络上提供最多4种类型的服务，E-LSP就可以满足了。只有对于ATM路由器，或者有着大量的服务类型与丢弃优先级需求的QoS网络部署需求，才需要利用L-LSP。PacketsoutIS-IS/OSPF routing Link-statedata
46、basePacket-forwarding componentPacketsinSignalingcomponentLSP pathselectionIGP routeselectionLSPsetupInformationfloodingTraffic-engineeringdatabaseMPLS 流量工程拥塞链路MPLS TE隧道主路径备份路径用户设备用户设备用户设备用户设备运营商网络运营商网络LSRLERLERMPLS 流量工程隧道用户设备用户设备用户设备用户设备运营商网络运营商网络LSRLERLEREF资源AF资源 BE资源MPLS DiffServ-Aware TEPE/GWMPL
47、S 骨干网骨干网DS-TE隧道（隧道（EF类型）类型）MPLS/BGP VPNPE/GWPBXPBXPPP/ETH/ATM/FRPPP/ETH/ATM/FRDS-TE隧道隧道(AF类型类型)MPLS L2 VPNDS-TE的应用 Best Effort IP IntServ IP DiffServ MPLS IntServ MPLS DiffServ E-LSP MPLS DiffServ L-LSP MPLS TE MPLS DiffServ-Aware TEIP QoS发展历程的总结L 对于低档设备及链路使用对于低档设备及链路使用QoS技术技术仍无法满足仍无法满足业务质量业务质量L 随着宽
48、带技术的发展网络将无需随着宽带技术的发展网络将无需QoS管理管理L DiffServ只能提供不同业务间相对的服务质量只能提供不同业务间相对的服务质量L 现实情况下无法提供端到端的现实情况下无法提供端到端的QoS关于IP QoS的几种观点结论结论未来的未来的IP网络必须提供服务质量和带宽保网络必须提供服务质量和带宽保障障综合服务网络和区分服务网络从两种角度综合服务网络和区分服务网络从两种角度解决质量保障的问题，各有利弊解决质量保障的问题，各有利弊从新的角度看待交换和路由从新的角度看待交换和路由MPLS 和和 Diffserv 具有很好的发展前景具有很好的发展前景未来热点未来热点:QoS网络间的互
49、操作网络间的互操作未来的网络中会存在多种不同的未来的网络中会存在多种不同的IP QoS 区域区域 DiffServ 1DiffServ 2BestEffortIntServ问题问题:如何在不同如何在不同QoS机制间映射包的类型机制间映射包的类型?如何分摊费用如何分摊费用?DiffServ 3新一代新一代IP网的服务质量解决方法网的服务质量解决方法不久的将来，网络中会存在多种不久的将来，网络中会存在多种QoS机制机制 使用大带宽的尽力而为方式可能是某些运营者的使用大带宽的尽力而为方式可能是某些运营者的解决方案解决方案IntServ/RSVP 可能对某些特定的情况有用（例如可能对某些特定的情况有用（例如VPN)DiffServ 可以大规模应用可以大规模应用,但是由于其松散的框但是由于其松散的框架结构，会出现不同的实现方法和业务模型，从架结构，会出现不同的实现方法和业务模型，从而导致互操作问题而导致互操作问题不同的不同的 DiffServ 方法即将出现方法即将出现 采用不同采用不同DiffServ方法的网络之间的互操作（技术和方法的网络之间的互操作（技术和商业方面）成为关键问题，可能需要用信令来解决商业方面）成为关键问题，可能需要用信令来解决