宽带IP综合信息网QOS实现机制

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  随着技术的发展,宽带IP 综合信息网络上传输的业务越来越多,这些业务中除FTP、HTTP等业务外,越来越多地提供一些多媒体业务,如视频会议、远程教育、远程医疗、VOD点播等等,这些业务都有自己的应用系统,与一般业务不同之处在于其对服务质量的要求相对较高,这就要求网络不能仅仅提供简单的连通性,还需提供非常有效的QoS服务质量保证机制。
  QoS(服务质量)是一个比较广泛的概念,它是对各类用户或应用服务水平特征的描述。例如,视频会议一般要求最高的服务等级(first class),数据传输一般要求商业级服务水平(business class),Web服务器浏览要求最低,只要满足经济级服务(economy class)就可以了。用户在申请一个业务时,有权利向运营商提出其对服务质量的要求,网络运营商也应根据向用户提供的服务质量来向用户收取相应的费用。通常这些服务质量要求在网络运营商和用户签订的服务等级协定(SLA)中确定。
  SLA(Service Level Agreement)是用户与网络供应商之间签署的关于QoS的协议,它包括可用性、延时、可接受丢包率、服务等级、服务质量保证、计费等内容。
  对一般业务而言,QoS是对网络工作性能的描述。他的具体内容包括网络可用度、延时、延时变化、丢包率和总处理能力等。换言之,不同的QoS参数决定了不同的CoS。QoS是区别不同用户服务质量的重要标志。
  在宽带IP综合信息网的规划设计中,服务质量的支持是最重要的考虑因素之一,方案中所选用的网络系列设备,从网络的核心骨干到网络的边缘都应具有很好的QoS支持能力。
  网络的核心骨干应选用高性能线速路由交换机,采用ASIC芯片用硬件对每一个进入核心路由交换机的IP包进行分类和过滤。对IP流的划分类别准则可以有多种依据,网络设备应该可以根据以下准则对IP流进行分类:
  承载IP包的二层信息;
  TOS字段或DS字段携带的信息;
  源/目的端口号;
  源/目的IP地址;
  上层协议(UDP、TCP和ICMP等);
  VLAN ID;
  802.1P。
  核心路由交换机在用户接入的网络边缘对IP流分类后,根据预先定义的过滤准则,进行Drop、forwarding、policing、copy和Differentiate Forwarding等处理。
  在核心路由交换机的端口通过设置ACL(访问控制列表),将不希望访问本网络的用户进行Drop,也可通过端口的Policing功能将用户进入本端口的数据速率限制在双方签订的合同规定的速率访问内。
  当通过过滤判据判定对一个IP要进行转发时,需要根据各种不同类型的IP流进行不同的转发。
  核心路由交换机为不同类型的IP业务流分配不同的队列,按照Differentiate forwarding机制进行队列调度。核心路由交换机具有8个硬件队列,其中两个具有绝对优先级,另外6个优先级依次降低。对实时性要求较高的业务分配在绝对优先级的队列以保证其服务质量,其它业务分配在相应的队列中,这些队列采用WFQ来保证每一种队列得到相应的服务,同时保证高优先级的业务得到更有效的服务。如图所示:
  
  通过这种方式,对于IP业务流可以区分出8种不同的服务质量,并通过核心路由交换机先进的Differentiate forwarding机制可以使每种业务的服务质量得到保证。
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