寬帶通信網(wǎng)_ipqos_賀云

1、IP QoS 之 RSVP、DSCP、PHB賀云RSVPn 回顧 資源預(yù)約協(xié)議（RSVP）定位為綜合業(yè)務(wù)模型（IntServ）的信令協(xié)議，可以通過(guò)服務(wù)參數(shù)對(duì)應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量（QoS）進(jìn)行需求的滿足； RSVP是用于建立 Internet上資源預(yù)留的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議，它支持端系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信帶寬的預(yù)約，為實(shí)時(shí)傳輸業(yè)務(wù)保留所需要的帶寬。 RSVP是為保證服務(wù)質(zhì)量（QoS）而開(kāi)發(fā)的，主機(jī)使用 RSVP協(xié)議代表應(yīng)用數(shù)據(jù)流向網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求保留一個(gè)特定量的帶寬，路由器使用 RSVP協(xié)議向數(shù)據(jù)流沿途所有節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)帶寬請(qǐng)求，建立并且維護(hù)狀態(tài)以提供所申請(qǐng)的服務(wù)。 資源預(yù)留基于流，從接收端向發(fā)送端方向進(jìn)行。1RSVP協(xié)議的

2、框架結(jié)構(gòu)1 決策控制（Policy Control）用來(lái)判斷用戶(hù)是否擁有資源預(yù)留的許可權(quán)。2 接納控制（Admission Control）接納控制用來(lái)判斷可用資源是否滿足應(yīng)用的 需求。53 分類(lèi)控制（Classifier Control）分類(lèi)控制器用來(lái)決定數(shù)據(jù)分組的通信服務(wù)等 級(jí)，實(shí)現(xiàn)過(guò)濾器說(shuō)明(Filterspec)指定的分組過(guò)濾方式。124 分組調(diào)度器（Scheduler）分組調(diào)度器則根據(jù)服務(wù)等級(jí)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，實(shí)現(xiàn)由數(shù)據(jù)流說(shuō)明(Flowspec)指定的資源配置。5 RSVP處理模塊 當(dāng)決策控制或接納控制未能獲得許可時(shí)，RSVP處理模塊將產(chǎn)生預(yù)留的錯(cuò)誤消息并傳給收發(fā)端。否則，將由RSVP

3、處理模塊設(shè)定分類(lèi)與調(diào)度控制器所需的通信服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。342RSVP工作原理RSVP基本消息 路徑（Path）消息發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)之前沿著路由協(xié)議提供的路徑消息向接收方發(fā)送Path消息。其描述了發(fā)送源的 數(shù) 據(jù)格式、源地址、端和流量特性。Path消息會(huì)在路徑每一節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)路徑狀態(tài)（Path State）。 預(yù)留請(qǐng)求（Resv）消息接收方在收到Path消息并準(zhǔn)備為數(shù)據(jù)流進(jìn)行資源預(yù)留時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)Resv消息。Resv由流規(guī)范和過(guò)濾規(guī)范組成，流規(guī)范決定路由器的包調(diào)度算法，過(guò)濾規(guī)范則指示包過(guò)濾器應(yīng)當(dāng)利用數(shù)據(jù)流中的那些包。 拆除（Teardown）消息Teardown消息作用是立刻刪除預(yù)留的鏈路或狀態(tài)。

4、 差錯(cuò)（Errors）消息路徑差錯(cuò)預(yù)留請(qǐng)求差錯(cuò) 證實(shí)（ResvConf）消息用于確認(rèn)資源預(yù)留請(qǐng)求，它是個(gè)可選功能。3RSVP工作原理我的應(yīng)用需要2Mbit/s的帶寬發(fā)送方1將一個(gè)RSVP路徑消息（PATH）發(fā)給接收方1；接收方應(yīng)用接收到路徑消息（PATH）；接收方沿著RSVP消息過(guò)來(lái)時(shí)的相反方向預(yù)留資源（RESV）；路由器檢查路徑消息，看是否可以滿足要求；發(fā)送方1應(yīng)接收到一個(gè)資源預(yù)留的消息；發(fā)送方1開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)包。1.我的應(yīng)用需要2Mbit/s的帶寬沒(méi)問(wèn)題，我有足夠帶寬2.沒(méi)問(wèn)題，我有足夠帶寬RESVRESV發(fā)送方1接收方1DATARESV3.PATH路由器1路由器2PATHDATA4.PAT

5、HDATADATAPATHRESV5.RESV接收方2預(yù)留2Mbit/s帶寬發(fā)送方2預(yù)留2Mbit/s帶寬6.4實(shí)例(多目標(biāo)實(shí)況廣播) 問(wèn)題描述有一場(chǎng)體育比賽要在因特網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)況轉(zhuǎn)播，多目標(biāo)廣播地址已經(jīng)在因特網(wǎng)上事先發(fā)布，并且假設(shè)從發(fā)送端到接收端的多目標(biāo)廣播樹(shù)已經(jīng)確立，如下圖所示。此外，每個(gè)接收端的數(shù)據(jù)接收速率也已在圖上表示出。（假設(shè)電視數(shù)據(jù)是按照接收端數(shù)據(jù)接收速率進(jìn)行分層編碼）分析：每個(gè)接收端逆向發(fā)送一個(gè)資源保留消息到多目標(biāo)廣播樹(shù)，保留消息到達(dá)一個(gè)路由器時(shí)，路由器就調(diào)整它的信息包調(diào)度程序來(lái)保留帶寬，然后把這個(gè)消息送到上游路由器。路由器D下面的接收端請(qǐng)求的最大速率為3 Mb/s。路由器D把保留

6、消息發(fā)送給路由器B，請(qǐng)求路由器B在這兩個(gè)路由器之間的鏈路上保留3 Mb/s的帶寬。（由于接收端3,4觀看同個(gè)節(jié)目，為此不需要6Mb/s帶寬，只需取最大）同理，路由器C請(qǐng)求路由器B在它們鏈路上保留100kb/s帶寬一旦路由器B接收到來(lái)自下面的路由器的保留消息之后就遞送給它的調(diào)度程序，然后把新的保留消息遞送給上一層的路由器A。這個(gè)消息要求在從路由器A到路由器B的鏈路上保留3 Mb/s的帶寬，這是接收端要求保留的最大帶寬。5DSCP&PHBn 回顧 為了克服IntServ難于在骨干網(wǎng)上大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)，IETF提出了區(qū)分/差分服務(wù)模型（DiffServ）。 DiffServ通過(guò)DiffServ標(biāo)記字段（

7、DS Field）中區(qū)分服務(wù)碼點(diǎn)（DSCP）的定義實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)匯聚流的標(biāo)記，同時(shí)還提出了逐跳行為（PHB）的概念用來(lái)描述DiffServ結(jié)點(diǎn)對(duì)外可觀察的轉(zhuǎn)發(fā)行為，通過(guò)DSCP與PHB的對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)匯聚流和轉(zhuǎn)發(fā)行為的關(guān)聯(lián)，從而為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供多種服務(wù)的可能。 DSCP處于IPv4中的ToS（Tpye of Service）域的前6個(gè)比特，在IPv6中的處于Traffic Class域。 在DiffServ網(wǎng)絡(luò)中，在網(wǎng)絡(luò)入口處根據(jù)服務(wù)要求對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類(lèi)、流量控制，同時(shí)設(shè)置IP報(bào)文的DSCP域，在路由轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，路由器根據(jù)DSCP值，選擇PHB(不同PHB決定資源分配、隊(duì)列調(diào)度、分組丟棄策略等)，根據(jù)所選

8、的PHB，為IP報(bào)文提供不同的QoS。每個(gè)DSCP值與PHB存在一對(duì)一，或多對(duì)一的關(guān)系。 DiffServ提供基于類(lèi)的QoS，具有良好的可擴(kuò)展性，但該服務(wù)模型缺乏有效的端到端的QoS控制機(jī)制。6DSCP&PHBIETF定義的PHB1 快速轉(zhuǎn)發(fā)PHB低丟失率、低時(shí)延、低抖動(dòng)、具有帶寬保證，其優(yōu)先級(jí)最高，但并不是DiffServ所必須。2 確保轉(zhuǎn)發(fā)PHB實(shí)際上為PHB組，包含業(yè)務(wù)流的多種類(lèi)型和多種優(yōu)先級(jí)。3 盡力而為PHB既是DiffServ結(jié)點(diǎn)必須支持的一種PHB也是體系中默認(rèn)的，推薦值為000000。4 類(lèi)選擇PHB保證DiffServ與互聯(lián)網(wǎng)的兼容性。7類(lèi)選擇CS PHB確保轉(zhuǎn)發(fā)AF PHB

9、快速轉(zhuǎn)發(fā)EF PHB盡力而為轉(zhuǎn)發(fā)BE PHBDifferentiatedServices（區(qū)分服務(wù)）DSCP&PHB注：PHB編碼的解釋:十進(jìn)制以AF11 (0010100)為例，前3個(gè)bit（1）由這兩位決定優(yōu)先級(jí)表示IP報(bào)文的優(yōu)先級(jí)，接下來(lái)的2個(gè)bit表示丟包優(yōu)先級(jí)，最后一個(gè)bit總是為0AF11 = 001-01-0（2）最后一位總是為0AF Class級(jí)別越高，其對(duì)應(yīng)的IP報(bào)文的優(yōu)先級(jí)越高， 相對(duì)來(lái)說(shuō)提高的QoS質(zhì)量也越較好。缺省的PHB編碼 000000 對(duì)應(yīng) Best-effort traffic.快速轉(zhuǎn)發(fā)（EF PHB）對(duì)應(yīng)的DSCP為: 101-11-0, 468AF1AF2AF3AF4低丟棄優(yōu)先級(jí)100101