一、qos概述

    在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)和任何人實(shí)現(xiàn)任何媒介信息的交流是人類在通信領(lǐng)域的永恒需求，在ip技術(shù)成熟以前，所有的網(wǎng)絡(luò)都是單一業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，如pstn只能開電話業(yè)務(wù)，有線電視網(wǎng)只能承載電視業(yè)務(wù)，x.25網(wǎng)只能承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。網(wǎng)絡(luò)的分離造成業(yè)務(wù)的分離，降低了溝通的效率。

    由于互聯(lián)網(wǎng)的流行，ip應(yīng)用日益廣泛，ip網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲入各種傳統(tǒng)的通信范圍，基于ip構(gòu)建一個多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)成為可能。但是，不同的業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求是不同的，如何在分組化的ip網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多種實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)成為一個重要話題，人們提出了qos（服務(wù)質(zhì)量，quality of service）的概念。

    ip qos是指ip網(wǎng)絡(luò)的一種能力，即在跨越多種底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（fr、atm、ethernet、sdh等）的ip網(wǎng)絡(luò)上，為特定的業(yè)務(wù)提供其所需要的服務(wù)。qos包括多個方面的內(nèi)容，如帶寬、時(shí)延、時(shí)延抖動等，每種業(yè)務(wù)都對qos有特定的要求，有些可能對其中的某些指標(biāo)要求高一些，有些則可能對另外一些指標(biāo)要求高些。衡量ip qos的技術(shù)指標(biāo)包括以下幾個。

    （1）可用帶寬：指網(wǎng)絡(luò)的兩個節(jié)點(diǎn)之間特定應(yīng)用業(yè)務(wù)流的平均速率，主要衡量用戶從網(wǎng)絡(luò)取得業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的能力，所有的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對帶寬都有一定的要求，如對于視頻業(yè)務(wù)，當(dāng)可用帶寬低于視頻源的編碼速率時(shí)，圖像質(zhì)量就無法保證。

    （2）時(shí)延：指數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)的兩個節(jié)點(diǎn)之間傳送的平均往返時(shí)間，所有實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)都對時(shí)延有一定要求，如voip業(yè)務(wù)，一般要求網(wǎng)絡(luò)時(shí)延小于200ms，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延大于400ms時(shí)，通話就會變得無法忍受。

    （3）丟包率：指在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中丟失報(bào)文的百分比，用來衡量網(wǎng)絡(luò)正確轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)的能力。不同業(yè)務(wù)對丟包的敏感性不同，在多媒體業(yè)務(wù)中，丟包是導(dǎo)致圖像質(zhì)量惡化的最根本原因，少量的丟包就可能使圖像出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象。

    （4）時(shí)延抖動：指時(shí)延的變化，有些業(yè)務(wù)，如流媒體業(yè)務(wù)，可以通過適當(dāng)?shù)木彺鎭頊p少時(shí)延抖動對業(yè)務(wù)的影響；而有些業(yè)務(wù)則對時(shí)延抖動非常敏感，如語音業(yè)務(wù)，稍許的時(shí)延抖動就會導(dǎo)致語音質(zhì)量迅速下降。

    （5）誤包率：指在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中報(bào)文出現(xiàn)錯誤的百分比。誤碼率對一些加密類的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)影響尤其大。

    此外，qos還可能包含其他一些指標(biāo)，如網(wǎng)絡(luò)可用性等。qos指標(biāo)實(shí)際上是業(yè)務(wù)質(zhì)量的技術(shù)化描述，對于不同的業(yè)務(wù)，qos缺乏保障時(shí)，所呈現(xiàn)出來的業(yè)務(wù)表象是不同的。

    目前qos主要有兩種解決模型：intserv和diffserv。

    intserv是一種端到端基于流的qos技術(shù)。使用intserv，從某種程度上說，是采用了電路交換網(wǎng)絡(luò)中面向連接的思想。業(yè)務(wù)的兩端在通信前，需要根據(jù)業(yè)務(wù)類型向網(wǎng)絡(luò)提出qos要求，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)一定的接納策略控制（admission policy control），判斷是否接納該業(yè)務(wù)的請求；如果網(wǎng)絡(luò)有足夠的資源可以滿足這個業(yè)務(wù)的要求，就接納該業(yè)務(wù)流，同時(shí)必須負(fù)責(zé)保障該業(yè)務(wù)所申請的資源。通過帶外的rsvp信令建立端到端的通信路徑，沿途的每一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都需要記錄每一個業(yè)務(wù)流的狀態(tài)信息——“軟狀態(tài)”，并提供相應(yīng)的資源預(yù)留，確保該業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。

    從技術(shù)角度講，rsvp在目前的網(wǎng)絡(luò)上是一種行之有效的qos保障方法。但是，由于ip網(wǎng)絡(luò)流量模型和業(yè)務(wù)模型的特點(diǎn)，使得internet骨干網(wǎng)瞬間要為成千上萬的業(yè)務(wù)流提供服務(wù)，因此粒度為單個流的路徑預(yù)留的解決思路在internet骨干網(wǎng)上無法擴(kuò)展，這嚴(yán)重制約了intserv在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。當(dāng)然還存在其他一些限制intserv應(yīng)用的因素，包括rsvp信令大規(guī)模的部署、不同廠商設(shè)備之間的互通以及基于業(yè)務(wù)的管理（認(rèn)證、計(jì)費(fèi)）等。另外，intserv需要端到端的全網(wǎng)支持，由于rsvp技術(shù)的復(fù)雜性，可以說是目前最復(fù)雜的ip技術(shù)之一，讓目前所有的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備升級支持rsvp是不現(xiàn)實(shí)的。

    同時(shí)，rsvp模型實(shí)際上是將電路交換業(yè)務(wù)的理念進(jìn)行了ip化的翻譯，很大程度上是顛覆了ip開放互聯(lián)、逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的理念，在和其他ip業(yè)務(wù)及技術(shù)的融合方面存在很多未知的問題。總地來說，intserv目前的實(shí)用性很低。

    diffserv是ietf組織在1998年推出的基于dscp的qos解決方案，這是一種基于類的qos技術(shù)，主要用于骨干網(wǎng)。使用diffserv，在網(wǎng)絡(luò)入口處根據(jù)服務(wù)要求對業(yè)務(wù)進(jìn)行分類、流量控制，同時(shí)設(shè)置報(bào)文的dscp域；在網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)實(shí)施好的qos機(jī)制來區(qū)分每一類通信（依據(jù)分組的dscp值），并為之服務(wù)（包括資源分配、隊(duì)列調(diào)度、分組丟棄策略等，統(tǒng)稱為phb），diffserv域中的所有節(jié)點(diǎn)都將根據(jù)分組的dscp字段來遵守phb。diffserv通過將業(yè)務(wù)定義為有限的類，