傳輸技術(shù)培訓(xùn)-第3章-IPQOS課件

傳輸技術(shù)

第3章IPQoS簡介培訓(xùn)人：黃曉光研發(fā)部硬件二室Huangxiaoguang@82029090-3346傳輸技術(shù)

第3章IPQoS簡介培訓(xùn)人：黃曉光IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性不同的業(yè)務(wù)類型對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笫遣煌?，有的要求大的帶寬，有的要求嚴格的延時保證，有的要求無錯誤的傳輸。為了實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)類型的傳輸需求，傳輸網(wǎng)必須能夠保證業(yè)務(wù)要求的傳輸質(zhì)量，也就是QoS。QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性不同的業(yè)務(wù)類型對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笫遣籕oS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性例如，對于傳輸語音數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)幀時延就是一個重要的參數(shù)，延遲超過一定量的數(shù)據(jù)幀，和丟失沒有什么區(qū)別；而對于數(shù)據(jù)文件的傳輸，數(shù)據(jù)的正確性占據(jù)最主要的地位，而時延和時延抖動就顯得不是十分重要了。QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性例如，對于傳輸語音數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為IP傳輸取得巨大成功的原因在于端到端的理念：網(wǎng)絡(luò)的智能處于邊緣節(jié)點，即源和目的主機，所有復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理過程都是在主機完成的；傳輸網(wǎng)絡(luò)中的路由器僅僅完成包轉(zhuǎn)發(fā)功能：根據(jù)IP包頭確定下一跳路由器并轉(zhuǎn)發(fā)。IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為IP傳輸取得巨大成功的原因在于端到端IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為以路由轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)的IP傳輸?shù)奶攸c路由表建立的依據(jù)是網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)“最短路徑”，并不考慮這個路徑的帶寬、轉(zhuǎn)發(fā)能力、負荷等參數(shù)路由器的入隊列對所有的IP包同等對待，IP包的排隊造成轉(zhuǎn)發(fā)時延和丟包同一個應(yīng)用的不同IP包可能通過不同的路徑到達目的地，造成其傳輸參數(shù)的不一致IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為以路由轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)的IP傳輸?shù)奶攸cIP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為總之，IP傳輸網(wǎng)從最初的設(shè)計就沒有考慮為包轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)質(zhì)量作出任何承諾，提供的是一種“盡力而為”的服務(wù)。IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為總之，IP傳輸網(wǎng)從最初的設(shè)計就沒有考IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義多媒體業(yè)務(wù)的出現(xiàn)對IP環(huán)境中的服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求

Internet上的分組話音和傳真業(yè)務(wù)極大地降低了成本，使通信產(chǎn)業(yè)發(fā)生了徹底的變化。這些實時應(yīng)用需要更高的QoS商業(yè)客戶在安全性、可預(yù)測性、可測量性等方面得到保證之前，還不大可能把關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)、話音和多媒體應(yīng)用放到公用IP網(wǎng)絡(luò)上通過提供不同等級的服務(wù)，運營商能夠?qū)崿F(xiàn)更加合理的收費政策在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義多媒體業(yè)務(wù)的出現(xiàn)對IP環(huán)境中IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性QoS描述參數(shù)時延參數(shù)IP包傳輸時延（Delay）IP包時延變化（Jitter）傳輸差錯率參數(shù)IP包誤差率（IPER）IP包丟失率（IPLR）虛假IP包率流量參數(shù)業(yè)務(wù)可用性QoS描述參數(shù)時延參數(shù)時延參數(shù)IP包傳輸時延（Delay）指源用戶發(fā)送數(shù)據(jù)包(t1)到目的用戶接收同一數(shù)據(jù)包(t2)的時間間隔，如果IP包被拆分，則t2指收到最后一個片斷的時間。平均時延指一個數(shù)據(jù)流中所有IP包傳輸時延的平均值IP包時延變化（Jitter）指用戶在同一個連接上的不同IP包傳輸時延的不確定性時延變化對于緩沖隊列的大小有著決定性的影響時延變化可以采用三種表示方法。時延參數(shù)IP包傳輸時延（Delay）IP包時延變化表示方法IP包實際時延與參考IP包實際時延的差值在一個比較短的時間段內(nèi)，最大IP包傳輸時延和最小IP包傳輸時延的差值評估間隔內(nèi)99.9%IP包的時延最大值與時延最小值之間的差值IP包時延變化表示方法IP包實際時延與參考IP包實際時延的差傳輸差錯率參數(shù)IP包誤差率（IPER）：傳送成功的IP包數(shù)目與傳送成功加傳送錯誤的IP包數(shù)目和的比值IP包丟失率（IPLR）：丟失的IP包數(shù)目與所有IP包數(shù)目的比值虛假IP包率：測量點上每秒收到虛假IP包的數(shù)目傳輸差錯率參數(shù)IP包誤差率（IPER）：傳送成功的IP包數(shù)目流量參數(shù)流量參數(shù)用于描述一個連接的數(shù)據(jù)吞吐量，一般采用特定時間間隔內(nèi)成功傳輸?shù)腎P包數(shù)目或者字節(jié)數(shù)目來定義流量參數(shù)流量參數(shù)用于描述一個連接的數(shù)據(jù)吞吐量，一般采用特定時業(yè)務(wù)可用性當IP包丟失率上升到一定程度后，認為端到端的IP連接不可用業(yè)務(wù)可用性使用可用時間的百分比來描述業(yè)務(wù)可用性當IP包丟失率上升到一定程度后，認為端到端的IPIPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型其它IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性實現(xiàn)QoS的方法高考落榜找不到工作實現(xiàn)QoS的方法高考落榜找不到工作實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型其它實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型InterServ模型定義：InterServ是一種在IP傳輸網(wǎng)上為流提供QoS的體系結(jié)構(gòu)，他使用資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）作為請求帶寬和其它網(wǎng)絡(luò)資源的信令協(xié)議InterServ模型定義：InterServ模型IPQoS的綜合業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)(Int-Serv)定義了三種級別的業(yè)務(wù):有保證的業(yè)務(wù)(Guaranteed):保證帶寬,限制延遲,無丟包。控制負載的業(yè)務(wù)(ControlledLoad):沒有固定的時延保證， 但業(yè)務(wù)流要與在網(wǎng)絡(luò)輕載情況下的流質(zhì)量相當。用于比要求保證型業(yè)務(wù)更大靈活性的應(yīng)用盡力而為的業(yè)務(wù)(BestEffort):類似當前Internet在多種 負載環(huán)境下提供的盡力而為的業(yè)務(wù)。InterServ模型IPQoS的綜合業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)(Int-SInterServ模型－RSVP協(xié)議InterServ模型－RSVP協(xié)議InterServ模型－RSVP協(xié)議傳統(tǒng)RSVP協(xié)議的缺點軟狀態(tài)協(xié)議，PATH和RESV消息必須定時刷新，否則會造成超時失效。刷新過程消耗資源RSVP使用UDP傳輸，消息丟失會造成時延和穩(wěn)定性問題InterServ模型－RSVP協(xié)議傳統(tǒng)RSVP協(xié)議的缺點InterServ模型－RSVP協(xié)議RSVP－TE協(xié)議使用如下方法來解決上述問題消息合并技術(shù)：使用一個IP包承載多個RSVP消息，從而降低總消息數(shù)目MESSAGE－ID技術(shù)摘要刷新技術(shù)HELLO協(xié)議擴展技術(shù)InterServ模型－RSVP協(xié)議RSVP－TE協(xié)議使用如InterServ模型－優(yōu)點能夠提供絕對有保證的QoS。RSVP運行在從源端到目的端的每個路由器上，因此可以監(jiān)視每個流，以防止其消耗比它請求、預(yù)留和預(yù)先購買的要多的資源。RSVP在源和目的地間可以使用現(xiàn)有的路由協(xié)議決定流的通路。RSVP使用IP包承載，使用“軟狀態(tài)”的概念，通過周期性的重傳PATH和RESV消息，協(xié)議能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)拓撲的變化做出反映。正如PATH和RESV刷新用來更改該預(yù)留的流的通路那樣，沒有了這些消息時，RSVP協(xié)議釋放與之關(guān)聯(lián)的資源。RSVP協(xié)議能夠讓PATH消息識別多播流的所有端點，并發(fā)送PATH消息給它們。InterServ模型－優(yōu)點能夠提供絕對有保證的QoS。RSInterServ模型－缺點伸縮性不好。隨著流數(shù)目的增加，路由器需要維護的狀態(tài)信息的數(shù)量成比例上升，占用了大量的路由器存儲空間和處理開銷。對路由器的要求較高.由于需要進行端到端的資源預(yù)留，必須要求從發(fā)送者到接收者之間的所有路由器都支持所實施的信令協(xié)議。如果中間有不支持的節(jié)點／網(wǎng)絡(luò)存在，雖然信令可以透明通過，但無法實現(xiàn)真正意義上的資源預(yù)留。該模型不適合于短生存期的流.但因特網(wǎng)流量絕大多數(shù)是由短生存期的流構(gòu)成的。在短生存期的流需要一定程度的QoS保證時，綜合業(yè)務(wù)模型就顯得得不償失了。InterServ模型－缺點伸縮性不好。隨著流數(shù)目的增加，路InterServ模型－適用范圍由于InterServ模型的上述特點，他不適合在大型骨干網(wǎng)絡(luò)上使用，而更適合于嚴格需要QoS保證的業(yè)務(wù)、小型的ISP以及企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部使用InterServ模型－適用范圍由于InterServ模型的InterServ模型－標準RFC中對InterServ模型和RSVP協(xié)議提供了若干標準：RFC2205-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1FunctionalSpecificationRFC2206-RSVPManagementInformationBaseusingSMIv2RFC2207-RSVPExtensionsforIPSECDataFlowsRFC2208-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1ApplicabilityStatementSomeGuidelinesonDeploymentRFC2209-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1MessageProcessingRulesRFC2210-TheUseofRSVPwithIETFIntegratedServicesRFC3209RSVP-TE:ExtensionstoRSVPforLSPTunnelsInterServ模型－標準RFC中對InterServ模型InterServ模型－標準RFC2211-SpecificationoftheControlled-LoadNetworkElementServiceRFC2212-SpecificationofGuaranteedQualityofServiceRFC2213-IntegratedServicesManagementInformationBaseusingSMIv2RFC2214-IntegratedServicesManagementInformationBaseGuaranteedServiceExtensionsusingSMIv2RFC2215-GeneralCharacterizationParametersforIntegratedServiceNetworkElementsRFC2216-NetworkElementServiceSpecificationTemplateInterServ模型－標準RFC2211-Speci實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型其它實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型DiffServ的目的是在IP傳輸網(wǎng)上為流量提供有區(qū)別的業(yè)務(wù)級別，他定義的是一個相對簡單而粒度粗一些的控制系統(tǒng)。DiffServ針對的是流聚合后的每一類QoS控制，而不是針對每一個流進行控制DiffServ通過對不同類流量的不同行為實現(xiàn)QoS，因此具有可擴展性，能夠在大型網(wǎng)絡(luò)上提供服務(wù)DiffServ模型DiffServ的目的是在IP傳輸網(wǎng)上為DiffServ模型－基本原理DiffServ使用IPv4頭中的ToS字段（重新標識為DS字段）或者IPv6頭中的業(yè)務(wù)類型字段，用于區(qū)分不同流的類型邊緣路由器對業(yè)務(wù)流進行流量檢查分類，并填寫DS字段核心路由器根據(jù)IP包中DS字段的值，按照對應(yīng)的逐跳行為(PHB)調(diào)度包的轉(zhuǎn)發(fā)DiffServ模型－基本原理DiffServ使用IPv4頭DiffServ模型－基本原理DiffServ模型－基本原理DiffServ模型－基本原理包分類器流量調(diào)整器調(diào)度器隊列管理DiffServ模型－基本原理包分類器包分類器Packetclassifiersselectpacketsinatrafficstreambasedonthecontentofsomeportionofthepacketheader.Wedefinetwotypesofclassifiers.TheBA(BehaviorAggregate)ClassifierclassifiespacketsbasedontheDScodepointonly.TheMF(Multi-Field)classifierselectspacketsbasedonthevalueofacombinationofoneormoreheaderfields,suchassourceaddress,destinationaddress,DSfield,protocolID,sourceportanddestinationportnumbers,andotherinformationsuchasincominginterface.一般來說，MF分類器用于邊緣路由器，易于擴展；BA分類器用于核心路由器，實現(xiàn)簡單包分類器Packetclassifiersselect流量調(diào)整器流量調(diào)整器用于確保某個流的行為遵循預(yù)先規(guī)定的一個性能，可以設(shè)置是否允許流的突發(fā)TrafficconditionersareusuallylocatedwithinDSingressandegressboundarynodes,butmayalsobelocatedinnodeswithintheinteriorofaDSdomain,orwithinanon-DS-capabledomain.Atrafficconditionermaycontainthefollowingelements:meter,marker,shaper,anddropper.流量調(diào)整器流量調(diào)整器用于確保某個流的行為遵循預(yù)先規(guī)定的一個性流量調(diào)整器Meter：用于將包的流量行為于規(guī)定的流量性能進行比較Marker：為一個包的DS字段設(shè)置特定的值，并加到特定的DS行為中。它可以改變原有的DS字段(remark)Shaper/Droper：延遲或者丟棄流中的某些包，從而使得流的行為符合預(yù)先設(shè)定的流量性能。整形個年個可以使用漏桶模型實現(xiàn)允許突發(fā)的可變速率業(yè)務(wù)流量調(diào)整器Meter：用于將包的流量行為于規(guī)定的流量性能進行調(diào)度器逐跳行為（Per-HopBehavior)：Aper-hopbehavior(PHB)isadescriptionoftheexternallyobservableforwardingbehaviorofaDSnodeappliedtoaparticularDSbehavioraggregate.調(diào)度器控制每種類型的隊列中包的傳輸順序，為它們提供符合各自PHB的QoS等級基于優(yōu)先級的調(diào)度：低優(yōu)先級類別可能等待很長時間共享帶寬調(diào)度：基于權(quán)重的輪詢調(diào)度，每個隊列都有被服務(wù)的機會，被服務(wù)的時間/字節(jié)數(shù)目與這個隊列的權(quán)重有關(guān)調(diào)度器逐跳行為（Per-HopBehavior)：Ape隊列管理隊列管理在發(fā)生擁塞是能夠真正的控制包（包括丟包）行為。他使用優(yōu)先級丟棄機制區(qū)別業(yè)務(wù)，并為不同業(yè)務(wù)類型的包提供不同的丟包和延遲特性常見的隊列控制包括隨機早期探測（RED）公平RED穩(wěn)定RED自適應(yīng)REDRED將包丟棄行為隨機分布在不同的流中，改善了單獨流的質(zhì)量，將連續(xù)丟包率降到最小，適合在VoIP應(yīng)用中改善話音質(zhì)量隊列管理隊列管理在發(fā)生擁塞是能夠真正的控制包（包括丟包）行為DiffServ模型－逐跳行為DSPHB說明101110EF絕對QoS保證001XXXAF1保證轉(zhuǎn)發(fā)，QoS介于EF和BE之間，共4類12種優(yōu)先級010XXXAF2011XXXAF3100XXXAF4000000BE盡力而為業(yè)務(wù)DiffServ模型－逐跳行為DSPHB說明101110EFDiffServ模型－逐跳行為加速轉(zhuǎn)發(fā)（EF）：EFPHBcanbeusedtobuildalowloss,lowlatency,lowjitter,assuredandwidth,end-to-endservice.Suchaserviceappearstotheendpointslikeapoint-to-pointconnectionora"virtualleasedline".保證轉(zhuǎn)發(fā)（AF）：AssuredForwarding(AF)PHBgroupisameansforaproviderDSdomaintoofferdifferentlevelsofforwardingassurancesforIPpackets.ItprovidesforwardingofIPpacketsin4independentAFclassesand3differentlevelsofdropprecedenceinench.DiffServ模型－逐跳行為加速轉(zhuǎn)發(fā)（EF）：EFPHBDiffServ模型－優(yōu)點伸縮性較好。DS字段只是規(guī)定了有限數(shù)量的業(yè)務(wù)級別，狀態(tài)信息的數(shù)量正比于業(yè)務(wù)級別，而不是流的數(shù)量。便于實現(xiàn)。只在網(wǎng)絡(luò)的邊界上才需要復(fù)雜的分類、標記、管制和整形操作。ISP核心路由器只需要實現(xiàn)行為聚集（BA）的分類，因此實現(xiàn)和部署區(qū)別型業(yè)務(wù)都比較容易。DiffServ模型－優(yōu)點伸縮性較好。DS字段只是規(guī)定了有限D(zhuǎn)iffServ模型－缺點DiffServ無法依靠自己來提供端到端的QoS結(jié)構(gòu)。它需要大量網(wǎng)絡(luò)單元的協(xié)同動作，才能向用戶提供端到端的服務(wù)質(zhì)量。DiffServ的很對技術(shù)細節(jié)IETF還沒有給出具體明確的規(guī)定，例如業(yè)務(wù)類型的具體劃分、各類業(yè)務(wù)性能的量化描述、IP的業(yè)務(wù)類別于ATMQoS的映射等DiffServ模型－缺點DiffServ無法依靠自己來提供DiffServ模型－適用范圍Diff-Serv架構(gòu)比Int-Serv更具擴展性，因為它集中處理數(shù)據(jù)流，減少了信令工作，從而在每個節(jié)點上避免了基于每個流的軟狀態(tài)(Per-flowSoftState)的復(fù)雜性。Diff-Serv將在企業(yè)骨干網(wǎng)和服務(wù)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的使用。DiffServ模型－適用范圍Diff-Serv架構(gòu)比IntDiffServ模型－標準RFC2430.AProviderArchitectureforDifferentiatedServicesandTrafficEngineering(PASTE).RFC2474.DefinitionoftheDifferentiatedServicesField(DSField)intheIPv4andIPv6HeadersRFC2475.AnArchitectureforDifferentiatedServiceRFC2597.AssuredForwardingPHBGroupRFC2598.AnExpeditedForwardingPHBRFC3260.NewTerminologyandClarificationsforDiffservRFC3270Multi-ProtocolLabelSwitching(MPLS)SupportofDifferentiatedServicesDiffServ模型－標準RFC2430.AProvi實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型其它局域網(wǎng)QoS技術(shù)約束路由流量控制和擁塞控制MPLS實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型局域網(wǎng)QoS技術(shù)局域網(wǎng)QoS技術(shù)IEEE802.1D：最早對LAN上的QoS標準化所作的嘗試，他工作于MAC層，為橋和二層交換機定義了協(xié)議結(jié)構(gòu)。他適用于相同和不同MAC協(xié)議互聯(lián)的局域網(wǎng)。通過用戶優(yōu)先權(quán)、使用優(yōu)先權(quán)和流量類型的定義和使用實現(xiàn)不同流的QoS子帶寬管理協(xié)議：用于工作在IEEE802類型局域網(wǎng)上的，基于RSVP的許可控制信令協(xié)議。通過在802類型的局域網(wǎng)上提供類似InterServ業(yè)務(wù)來實現(xiàn)流的QoS局域網(wǎng)QoS技術(shù)局域網(wǎng)QoS技術(shù)約束路由InterServ方法和DiffServ方法中并沒有考慮路由選擇問題。路由的選擇還是基于原有網(wǎng)絡(luò)的方法。他關(guān)注的只是連通性問題，通過拓撲結(jié)構(gòu)的計算來尋找“最短路徑”。而“最短路徑”對于業(yè)務(wù)流要求的QoS可能并不適合。約束路由（ConstrainedBasedRouting）用來計算收到多種約束時的路由，由QoS路由（RFC2386)發(fā)展而來。約束路由InterServ方法和DiffServ方法中并沒有約束路由－目標選擇能夠滿足特定QoS需求的路由提高網(wǎng)絡(luò)的利用率約束路由－目標選擇能夠滿足特定QoS需求的路由流量控制和擁塞控制流量控制：在IP網(wǎng)絡(luò)上，以滿足協(xié)商好的性能指標以及避免出現(xiàn)擁塞為目標的全部網(wǎng)路行為擁塞控制：為最小化擁塞程度、范圍和持續(xù)時間進行的全部網(wǎng)絡(luò)行為主要目標是通過許可控制、網(wǎng)絡(luò)資源管理和流量參數(shù)控制等功能控制流量包，保護IP網(wǎng)絡(luò)和進入IP網(wǎng)絡(luò)的流量，以實現(xiàn)IP性能和承諾的QoS流量控制和擁塞控制流量控制：在IP網(wǎng)絡(luò)上，以滿足協(xié)商好的性能流量控制和擁塞控制通過使用不同方式的流量控制可擁塞控制，IP網(wǎng)絡(luò)可以提供多種傳送能力：專用帶寬IP傳送能力：用于支持具有嚴格時延要求的應(yīng)用。應(yīng)該與保證業(yè)務(wù)和加速轉(zhuǎn)發(fā)PHB的端到端業(yè)務(wù)相兼容統(tǒng)計帶寬IP傳送能力：支持沿著網(wǎng)絡(luò)中端到端的路徑有保證的傳送IP包。它應(yīng)該與受控負責(zé)和保證轉(zhuǎn)發(fā)PHB業(yè)務(wù)相兼容盡力而為傳送能力流量控制和擁塞控制通過使用不同方式的流量控制可擁塞控制，IP流量控制與流量工程流量控制與流量工程不同，流量控制是一個較短時間內(nèi)的行為，它有一個明確而自動的機制來控制進出網(wǎng)絡(luò)的流。流量工程通過自動優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源、實時負載平衡和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)等措施，滿足某些用戶的QoS需求。流量控制與流量工程流量控制與流量工程不同，流量控制是一個較短MPLSMPLSQOS實際是對于IPQOS中DiffServ模型的MPLS實現(xiàn)。主要是對于IPQOS的DSCP字段和MPLS中的標簽label進行映射，使得MPLS也可以支持QOSMPLSMPLSQOS實際是對于IPQOS中DiffSeMPLSMPLS支持的DiffServ能夠把具有不同DS標記的包映射到MPLS的一條或者多條LSP上。映射的方式主要有兩種E-LSP(EXP-Inferred-PSCLSP)：使用MPLS頭的EXP字段表示PHB。這種方法可以在一條LSP內(nèi)實現(xiàn)多個不同等級的逐跳行為L-LSP(Label-Only-Inferred-PSCLSP)：使用不同的LSP標記不同的業(yè)務(wù)類型。中間路由節(jié)點根據(jù)MPLS標記確定包的調(diào)度策略MPLSMPLS支持的DiffServ能夠把具有不同DS標記總結(jié)本課程講述了IP網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)QoS的意義和必要性，以及實現(xiàn)QoS的幾種方法。QoS的意義：IP網(wǎng)絡(luò)上多媒體業(yè)務(wù)的支持VoIP業(yè)務(wù)的支持商業(yè)用戶需要性能保證業(yè)務(wù)的支持區(qū)分服務(wù)，為不同的服務(wù)質(zhì)量制訂不同的收費標準總結(jié)本課程講述了IP網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)QoS的意義和必要性，以及實現(xiàn)總結(jié)實現(xiàn)QoS的幾種模型基于RSVP的InterServ模型基于PHB的DiffServ模型IEEE802.1D子帶寬管理約束路由流量控制與擁塞控制MPLS網(wǎng)絡(luò)中的QoS實現(xiàn)總結(jié)實現(xiàn)QoS的幾種模型謝謝！祝工作愉快謝謝！演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！傳輸技術(shù)

第3章IPQoS簡介培訓(xùn)人：黃曉光研發(fā)部硬件二室Huangxiaoguang@82029090-3346傳輸技術(shù)

第3章IPQoS簡介培訓(xùn)人：黃曉光IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性不同的業(yè)務(wù)類型對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笫遣煌?，有的要求大的帶寬，有的要求嚴格的延時保證，有的要求無錯誤的傳輸。為了實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)類型的傳輸需求，傳輸網(wǎng)必須能夠保證業(yè)務(wù)要求的傳輸質(zhì)量，也就是QoS。QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性不同的業(yè)務(wù)類型對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笫遣籕oS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性例如，對于傳輸語音數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)幀時延就是一個重要的參數(shù)，延遲超過一定量的數(shù)據(jù)幀，和丟失沒有什么區(qū)別；而對于數(shù)據(jù)文件的傳輸，數(shù)據(jù)的正確性占據(jù)最主要的地位，而時延和時延抖動就顯得不是十分重要了。QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性例如，對于傳輸語音數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為IP傳輸取得巨大成功的原因在于端到端的理念：網(wǎng)絡(luò)的智能處于邊緣節(jié)點，即源和目的主機，所有復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理過程都是在主機完成的；傳輸網(wǎng)絡(luò)中的路由器僅僅完成包轉(zhuǎn)發(fā)功能：根據(jù)IP包頭確定下一跳路由器并轉(zhuǎn)發(fā)。IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為IP傳輸取得巨大成功的原因在于端到端IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為以路由轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)的IP傳輸?shù)奶攸c路由表建立的依據(jù)是網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)“最短路徑”，并不考慮這個路徑的帶寬、轉(zhuǎn)發(fā)能力、負荷等參數(shù)路由器的入隊列對所有的IP包同等對待，IP包的排隊造成轉(zhuǎn)發(fā)時延和丟包同一個應(yīng)用的不同IP包可能通過不同的路徑到達目的地，造成其傳輸參數(shù)的不一致IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為以路由轉(zhuǎn)發(fā)為基礎(chǔ)的IP傳輸?shù)奶攸cIP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為總之，IP傳輸網(wǎng)從最初的設(shè)計就沒有考慮為包轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)質(zhì)量作出任何承諾，提供的是一種“盡力而為”的服務(wù)。IP傳輸?shù)奶攸c－盡力而為總之，IP傳輸網(wǎng)從最初的設(shè)計就沒有考IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義多媒體業(yè)務(wù)的出現(xiàn)對IP環(huán)境中的服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求

Internet上的分組話音和傳真業(yè)務(wù)極大地降低了成本，使通信產(chǎn)業(yè)發(fā)生了徹底的變化。這些實時應(yīng)用需要更高的QoS商業(yè)客戶在安全性、可預(yù)測性、可測量性等方面得到保證之前，還不大可能把關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)、話音和多媒體應(yīng)用放到公用IP網(wǎng)絡(luò)上通過提供不同等級的服務(wù)，運營商能夠?qū)崿F(xiàn)更加合理的收費政策在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義多媒體業(yè)務(wù)的出現(xiàn)對IP環(huán)境中IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性QoS描述參數(shù)時延參數(shù)IP包傳輸時延（Delay）IP包時延變化（Jitter）傳輸差錯率參數(shù)IP包誤差率（IPER）IP包丟失率（IPLR）虛假IP包率流量參數(shù)業(yè)務(wù)可用性QoS描述參數(shù)時延參數(shù)時延參數(shù)IP包傳輸時延（Delay）指源用戶發(fā)送數(shù)據(jù)包(t1)到目的用戶接收同一數(shù)據(jù)包(t2)的時間間隔，如果IP包被拆分，則t2指收到最后一個片斷的時間。平均時延指一個數(shù)據(jù)流中所有IP包傳輸時延的平均值IP包時延變化（Jitter）指用戶在同一個連接上的不同IP包傳輸時延的不確定性時延變化對于緩沖隊列的大小有著決定性的影響時延變化可以采用三種表示方法。時延參數(shù)IP包傳輸時延（Delay）IP包時延變化表示方法IP包實際時延與參考IP包實際時延的差值在一個比較短的時間段內(nèi)，最大IP包傳輸時延和最小IP包傳輸時延的差值評估間隔內(nèi)99.9%IP包的時延最大值與時延最小值之間的差值IP包時延變化表示方法IP包實際時延與參考IP包實際時延的差傳輸差錯率參數(shù)IP包誤差率（IPER）：傳送成功的IP包數(shù)目與傳送成功加傳送錯誤的IP包數(shù)目和的比值IP包丟失率（IPLR）：丟失的IP包數(shù)目與所有IP包數(shù)目的比值虛假IP包率：測量點上每秒收到虛假IP包的數(shù)目傳輸差錯率參數(shù)IP包誤差率（IPER）：傳送成功的IP包數(shù)目流量參數(shù)流量參數(shù)用于描述一個連接的數(shù)據(jù)吞吐量，一般采用特定時間間隔內(nèi)成功傳輸?shù)腎P包數(shù)目或者字節(jié)數(shù)目來定義流量參數(shù)流量參數(shù)用于描述一個連接的數(shù)據(jù)吞吐量，一般采用特定時業(yè)務(wù)可用性當IP包丟失率上升到一定程度后，認為端到端的IP連接不可用業(yè)務(wù)可用性使用可用時間的百分比來描述業(yè)務(wù)可用性當IP包丟失率上升到一定程度后，認為端到端的IPIPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性IP傳輸?shù)奶攸c在IP傳輸網(wǎng)中提供QoS的意義QoS描述參數(shù)實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型其它IPQoS簡介QoS在數(shù)據(jù)傳輸中的重要性實現(xiàn)QoS的方法高考落榜找不到工作實現(xiàn)QoS的方法高考落榜找不到工作實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型其它實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型InterServ模型定義：InterServ是一種在IP傳輸網(wǎng)上為流提供QoS的體系結(jié)構(gòu)，他使用資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）作為請求帶寬和其它網(wǎng)絡(luò)資源的信令協(xié)議InterServ模型定義：InterServ模型IPQoS的綜合業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)(Int-Serv)定義了三種級別的業(yè)務(wù):有保證的業(yè)務(wù)(Guaranteed):保證帶寬,限制延遲,無丟包?？刂曝撦d的業(yè)務(wù)(ControlledLoad):沒有固定的時延保證， 但業(yè)務(wù)流要與在網(wǎng)絡(luò)輕載情況下的流質(zhì)量相當。用于比要求保證型業(yè)務(wù)更大靈活性的應(yīng)用盡力而為的業(yè)務(wù)(BestEffort):類似當前Internet在多種 負載環(huán)境下提供的盡力而為的業(yè)務(wù)。InterServ模型IPQoS的綜合業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)(Int-SInterServ模型－RSVP協(xié)議InterServ模型－RSVP協(xié)議InterServ模型－RSVP協(xié)議傳統(tǒng)RSVP協(xié)議的缺點軟狀態(tài)協(xié)議，PATH和RESV消息必須定時刷新，否則會造成超時失效。刷新過程消耗資源RSVP使用UDP傳輸，消息丟失會造成時延和穩(wěn)定性問題InterServ模型－RSVP協(xié)議傳統(tǒng)RSVP協(xié)議的缺點InterServ模型－RSVP協(xié)議RSVP－TE協(xié)議使用如下方法來解決上述問題消息合并技術(shù)：使用一個IP包承載多個RSVP消息，從而降低總消息數(shù)目MESSAGE－ID技術(shù)摘要刷新技術(shù)HELLO協(xié)議擴展技術(shù)InterServ模型－RSVP協(xié)議RSVP－TE協(xié)議使用如InterServ模型－優(yōu)點能夠提供絕對有保證的QoS。RSVP運行在從源端到目的端的每個路由器上，因此可以監(jiān)視每個流，以防止其消耗比它請求、預(yù)留和預(yù)先購買的要多的資源。RSVP在源和目的地間可以使用現(xiàn)有的路由協(xié)議決定流的通路。RSVP使用IP包承載，使用“軟狀態(tài)”的概念，通過周期性的重傳PATH和RESV消息，協(xié)議能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)拓撲的變化做出反映。正如PATH和RESV刷新用來更改該預(yù)留的流的通路那樣，沒有了這些消息時，RSVP協(xié)議釋放與之關(guān)聯(lián)的資源。RSVP協(xié)議能夠讓PATH消息識別多播流的所有端點，并發(fā)送PATH消息給它們。InterServ模型－優(yōu)點能夠提供絕對有保證的QoS。RSInterServ模型－缺點伸縮性不好。隨著流數(shù)目的增加，路由器需要維護的狀態(tài)信息的數(shù)量成比例上升，占用了大量的路由器存儲空間和處理開銷。對路由器的要求較高.由于需要進行端到端的資源預(yù)留，必須要求從發(fā)送者到接收者之間的所有路由器都支持所實施的信令協(xié)議。如果中間有不支持的節(jié)點／網(wǎng)絡(luò)存在，雖然信令可以透明通過，但無法實現(xiàn)真正意義上的資源預(yù)留。該模型不適合于短生存期的流.但因特網(wǎng)流量絕大多數(shù)是由短生存期的流構(gòu)成的。在短生存期的流需要一定程度的QoS保證時，綜合業(yè)務(wù)模型就顯得得不償失了。InterServ模型－缺點伸縮性不好。隨著流數(shù)目的增加，路InterServ模型－適用范圍由于InterServ模型的上述特點，他不適合在大型骨干網(wǎng)絡(luò)上使用，而更適合于嚴格需要QoS保證的業(yè)務(wù)、小型的ISP以及企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部使用InterServ模型－適用范圍由于InterServ模型的InterServ模型－標準RFC中對InterServ模型和RSVP協(xié)議提供了若干標準：RFC2205-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1FunctionalSpecificationRFC2206-RSVPManagementInformationBaseusingSMIv2RFC2207-RSVPExtensionsforIPSECDataFlowsRFC2208-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1ApplicabilityStatementSomeGuidelinesonDeploymentRFC2209-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1MessageProcessingRulesRFC2210-TheUseofRSVPwithIETFIntegratedServicesRFC3209RSVP-TE:ExtensionstoRSVPforLSPTunnelsInterServ模型－標準RFC中對InterServ模型InterServ模型－標準RFC2211-SpecificationoftheControlled-LoadNetworkElementServiceRFC2212-SpecificationofGuaranteedQualityofServiceRFC2213-IntegratedServicesManagementInformationBaseusingSMIv2RFC2214-IntegratedServicesManagementInformationBaseGuaranteedServiceExtensionsusingSMIv2RFC2215-GeneralCharacterizationParametersforIntegratedServiceNetworkElementsRFC2216-NetworkElementServiceSpecificationTemplateInterServ模型－標準RFC2211-Speci實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型其它實現(xiàn)QoS的方法InterServ模型DiffServ模型DiffServ的目的是在IP傳輸網(wǎng)上為流量提供有區(qū)別的業(yè)務(wù)級別，他定義的是一個相對簡單而粒度粗一些的控制系統(tǒng)。DiffServ針對的是流聚合后的每一類QoS控制，而不是針對每一個流進行控制DiffServ通過對不同類流量的不同行為實現(xiàn)QoS，因此具有可擴展性，能夠在大型網(wǎng)絡(luò)上提供服務(wù)DiffServ模型DiffServ的目的是在IP傳輸網(wǎng)上為DiffServ模型－基本原理DiffServ使用IPv4頭中的ToS字段（重新標識為DS字段）或者IPv6頭中的業(yè)務(wù)類型字段，用于區(qū)分不同流的類型邊緣路由器對業(yè)務(wù)流進行流量檢查分類，并填寫DS字段核心路由器根據(jù)IP包中DS字段的值，按照對應(yīng)的逐跳行為(PHB)調(diào)度包的轉(zhuǎn)發(fā)DiffServ模型－基本原理DiffServ使用IPv4頭DiffServ模型－基本原理DiffServ模型－基本原理DiffServ模型－基本原理包分類器流量調(diào)整器調(diào)度器隊列管理DiffServ模型－基本原理包分類器包分類器Packetclassifiersselectpacketsinatrafficstreambasedonthecontentofsomeportionofthepacketheader.Wedefinetwotypesofclassifiers.TheBA(BehaviorAggregate)ClassifierclassifiespacketsbasedontheDScodepointonly.TheMF(Multi-Field)classifierselectspacketsbasedonthevalueofacombinationofoneormoreheaderfields,suchassourceaddress,destinationaddress,DSfield,protocolID,sourceportanddestinationportnumbers,andotherinformationsuchasincominginterface.一般來說，MF分類器用于邊緣路由器，易于擴展；BA分類器用于核心路由器，實現(xiàn)簡單包分類器Packetclassifiersselect流量調(diào)整器流量調(diào)整器用于確保某個流的行為遵循預(yù)先規(guī)定的一個性能，可以設(shè)置是否允許流的突發(fā)TrafficconditionersareusuallylocatedwithinDSingressandegressboundarynodes,butmayalsobelocatedinnodeswithintheinteriorofaDSdomain,orwithinanon-DS-capabledomain.Atrafficconditionermaycontainthefollowingelements:meter,marker,shaper,anddropper.流量調(diào)整器流量調(diào)整器用于確保某個流的行為遵循預(yù)先規(guī)定的一個性流量調(diào)整器Meter：用于將包的流量行為于規(guī)定的流量性能進行比較Marker：為一個包的DS字段設(shè)置特定的值，并加到特定的DS行為中。它可以改變原有的DS字段(remark)Shaper/Droper：延遲或者丟棄流中的某些包，從而使得流的行為符合預(yù)先設(shè)定的流量性能。整形個年個可以使用漏桶模型實現(xiàn)允許突發(fā)的可變速率業(yè)務(wù)流量調(diào)整器Meter：用于將包的流量行為于規(guī)定的流量性能進行調(diào)度器逐跳行為（Per-HopBehavior)：Aper-hopbehavior(PHB)isadescriptionoftheexternallyobservableforwardingbehaviorofaDSnodeappliedtoaparticularDSbehavioraggregate.調(diào)度器控制每種類型的隊列中包的傳輸順序，為它們提供符合各自PHB的QoS等級基于優(yōu)先級的調(diào)度：低優(yōu)先級類別可能等待很長時間共享帶寬調(diào)度：基于權(quán)重的輪詢調(diào)度，每個隊列都有被服務(wù)的機會，被服務(wù)的時間/字節(jié)數(shù)目與這個隊列的權(quán)重有關(guān)調(diào)度器逐跳行為（Per-HopBehavior)：Ape隊列管理隊列管理在發(fā)生擁塞是能夠真正的控制包（包括丟包）行為。他使用優(yōu)先級丟棄機制區(qū)別業(yè)務(wù)，并為不同業(yè)務(wù)類型的包提供不同的丟包和延遲特性常見的隊列控制包括隨機早期探測（RED）公平RED穩(wěn)定RED自適應(yīng)REDRED將包丟棄行為隨機分布在不同的流中，改善了單獨流的質(zhì)量，將連續(xù)丟包率降到最小，適合在VoIP應(yīng)用中改善話音質(zhì)量隊列管理隊列管理在發(fā)生擁塞是能夠真正的控制包（包括丟包）行為DiffServ模型－逐跳行為DSPHB說明101110EF絕對QoS保證001XXXAF1保證轉(zhuǎn)發(fā)，QoS介于EF和BE之間，共4類12種優(yōu)先級010XXXAF2011XXXAF3100XXXAF4000000BE盡力而為業(yè)務(wù)DiffServ模型－逐跳行為DSPHB說明101110EFDiffServ模型－逐跳行為加速轉(zhuǎn)發(fā)（EF）：EFPHBcanbeusedtobuildalowloss,lowlatency,lowjitter,assuredandwidth,end-to-endservice.Suchaserviceappearstotheendpointslikeapoint-to-pointconnectionora"virtualleasedline".保證轉(zhuǎn)發(fā)（AF）：AssuredForwarding(AF)PHBgroupisameansforaproviderDSdomaintoofferdifferentlevelsofforwardingassurancesforIPpackets.ItprovidesforwardingofIPpacketsin4independentAFclassesand3differentlevelsofdropprecedenceinench.DiffServ模型－逐跳行為加速轉(zhuǎn)發(fā)（EF）：EFPHBDiffServ模型－優(yōu)點伸縮性較好。DS字段只是規(guī)定了有限數(shù)量的業(yè)務(wù)級別，狀態(tài)信息的數(shù)量正比于業(yè)務(wù)級別，而不是流的數(shù)量。便于實現(xiàn)。只在網(wǎng)絡(luò)的邊界上才需要復(fù)雜的分類、標記、管制和整形操作。ISP核心路由器只需要實現(xiàn)行為聚集（BA）的分類，因此實現(xiàn)和部署區(qū)別型業(yè)務(wù)都比較容易。DiffServ模型－優(yōu)點伸縮性較好。DS字段只是規(guī)定了有限D(zhuǎn)iffServ模型－缺點DiffServ無法依靠自己來提供端到端的QoS結(jié)構(gòu)。它需要大量網(wǎng)絡(luò)單元的協(xié)同動作，才能向用戶提供端到端的服務(wù)質(zhì)量。DiffServ的很對技術(shù)細節(jié)IETF還沒有給出具體明確的規(guī)定，例如業(yè)務(wù)類型的具體劃分、各類業(yè)務(wù)性能的量化描述、IP的業(yè)務(wù)類別于ATMQoS的映射等DiffServ模型－缺點DiffServ無法依靠自己來提供DiffServ模型－適用范圍Diff-Serv架構(gòu)比Int-Serv更具擴展性，因為它集中處理數(shù)據(jù)流，減少了信令工作，從而在每個節(jié)點上避免了基于每個流的軟狀態(tài)(Per-flowSoftState)的復(fù)雜性。Diff-Serv將在企業(yè)骨干網(wǎng)和服務(wù)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的使用。DiffServ模型－適用范圍Diff-Serv架構(gòu)比IntDiffServ模型－標準RFC2430.AProviderArchitectureforDifferentiatedServicesandTrafficEngineering(PASTE).RFC2474.DefinitionoftheDifferentiatedServ