本文檔的狀況
本篇文檔具體說明為互聯網社團制定的互聯網標準跟蹤協議，希望得到討論和改進建議。假如想了解這個協議標準化的聲明和狀況，請參考最新版本的“互聯網官方協議標準”(STD1)。本文檔的分發不受限制。
版權聲明
版權屬于(C)the Internet Society(1999)。版權所有。
摘要
本文檔定義了一個常規的使用區分服務(DS)(參見[Blake])的稱之為保證轉發(AF)的每一跳行為（PHB）組。保證轉發PHB組為ip包的轉發提供4個獨立的前向保證轉發類。每一個保證轉發類中，一個IP包可以被分配到3個不同的丟包優先級。假如同一微流的IP包屬于一個保證轉發類，區分服務節點不對它們重新排序。
1．目的和綜述
在互聯網上存在提供保證轉發的需求。在一個典型應用中，某公司使用互聯網連接地理位置上分布的各個站點，當來自每個站點的流量聚集后不超過預定的信息速率特征描述(PRofile)，希望可以保證在這個內聯網內IP包可以以一個高優先級被轉發。超過的流量和在特征描述范圍內的流量不應該得到同樣的發送概率，在這個條件下，一個站點流量可以超過預定特征描述。屬于同一個微流(定義見[Nichols]）的包不應該在網絡中被重新排序，這一點也很重要，不論這些包是否在特征描述內。
保證轉發PHB組為提供方區分服務域提供一種方法，使它可以為來自客戶區分服務域的IP包提供不同等級的轉發保證。定義了4個保證轉發類，每一個區分服務節點為每一個保證轉發類分配一定數量的轉發資源（緩沖區空間和帶寬）。希望使用保證轉發PHB組所提供服務的IP包，根據客戶預定的服務，被區分服務域的提供者或者客戶分配到一個或者多個保證轉發類中。關于使用方法和性能的進一步的背景知識參閱[Clark]。
在每一個保證轉發類中，IP包被標記（由區分服務域的提供方或者客戶）為三種可能的丟棄優先值。在發生擁塞的時候，一個包的丟棄優先級決定這個包在這個保證轉發類中的相對重要性。發生擁塞的區分服務節點通過丟棄有較高丟棄優先級的包，盡量保護具有低的丟棄優先級的包不被丟掉，
在一個區分服務節點，一個包的轉發保證級別依靠于（1）分配給這個包所屬的保證轉發類的轉發資源的多少。(2)這個保證轉發類當前的負載，以及萬一這個類發生擁塞。（3）包的丟棄優先級。
例如,假如在提供方的區分服務入口節點處的流量控制動作可以保證區分服務節點的保證轉發類在包的丟棄優先級最低時處于適度負載，在包具有兩個最低的丟棄優先級時也沒有超負載，那么這個保證轉發類可以提供一個在預定特征描述（即：標記為最低丟棄優先值）范圍內的高水平的包轉發保證，并且可以為額外流量提供多余兩級的低轉發保證。
本文檔描述保證轉發PHB組。不同的區分服務兼容節點假如想被認為是區分服務兼容的，并不需要實現此PHB組，但是當一個區分服務兼容節點要實現保證轉發每一條行為組，它必須遵循本文檔的規范。
在本文檔中出現的要害詞“必須”，“禁止” ，“需要”，“會”，“不會”，“應該”，“不應該”，“被推薦的”，“可以”，“可選的”在[Bradner]中有解釋。
2．保證轉發PHB組
保證轉發PHB組提供在N個相互獨立的保證轉發類中的IP包轉發。在每一個保證轉發類中，每個IP包被分配給M個不同等級的丟棄優先級之一。一個屬于保證轉發類I且丟棄優先級為j的IP包被標記為保證轉發編碼點Afij，其中1 <= i <= N ，1 <= j <= M。定義4個類（N=4），每個類有3個丟棄優先級（M=3）是通常的用法。局部使用的時候可以定義更多的保證轉發類或者丟棄優先級。
一個區分服務節點應該實現4個通常使用的保證轉發類。一個保證轉發類的包必須和來自其他保證轉發類的包相互獨立的轉發出去。即，一個區分服務節點禁止匯集兩個或者更多的保證轉發類。
一個區分服務節點必須為每一個實現的保證轉發類分配一個可配置的，最小數量的轉發資源（緩沖空間和帶寬）。不論在短期還是長期，每一個類都應該獲得設定的服務速率（帶寬）。
當來自其他保證轉發類或者其他PHB組的額外資源是可以利用時，一個保證轉發類可以被配置為接收比最小數量多的轉發資源。本文檔沒有規定如何分配額外資源。但是實現必須說明所支持的算法和參數設置。
在每一個保證轉發類中，假如一個包的丟棄優先級為p時，區分服務節點轉發該包的概率決不能比該包的丟棄優先級為q的時候小，這里p < q。注重這個要求可以在不需要出列和丟棄已經排隊的包的情況下實現。
在每一個保證轉發類中，一個區分服務節點必須接收所有這3個丟棄優先級編碼點，它們也必須產生至少兩個不同級別的丟失概率。在某些網絡中，尤其在企業網中，短暫擁塞發生的很少且時間很短，一個區分服務節點對每一個保證轉發類只需要實現兩級不同的丟失概率可能是合理的。盡管這對于某些網絡可能是足夠的，但當區分服務域經常發生擁塞的時候，應該支持3個不同級別的丟失概率。
假如一個區分服務節點為保證轉發類x只實現兩個不同級別的丟失概率，編碼點AFx1必須產生較低的丟失概率，編碼點AFx2和AFx3必須產生較高的丟失概率。
當同一個微流的保證轉發包屬于同一個保證轉發類的時候，不論它們的丟棄優先級，區分服務節點禁止對它們重新排序。對于保證轉發包的轉發沒有一個可以計量的時間要求（時延或者差分時延）。
本文檔的第7節描述了保證轉發類和其他PHB組的關系。
保證轉發PHB組可以用來實現端到端和域邊界到域邊界的服務。
3．流量控制動作
一個區分服務域可以在域邊界控制以不同丟棄優先級進入或者離開該域的保證轉發流的數量。這種流量控制動作可以包含流量整形，丟包，增加或者減少包的丟棄優先級，將包重新分配到其它保證轉發類中。然而，流量控制動作禁止產生同一個微流的重排序。
4．隊列和丟包行為
本節具體說明保證轉發PHB組的隊列和丟包行為。PHB組的其他情況在第2節說明。
當答應由于突發行為產生的短期擁塞時，一個保證轉發的實現必須盡量使每一個類的長期擁塞最小化。這需要一個動態的隊列治理算法。這個算法的一個例子是隨機早期丟棄(RED)[Flord]。本文檔沒有說明一個特定算法的使用，但確實需要把握一些道具(properties)。
一個保證轉發實現必須能檢測每個類中發生的長期擁塞，并通過丟包對其作出反應，而通過包排隊處理短期擁塞（包的突發）。這暗示平衡和過濾函數的出現可以監控瞬時擁塞水平并計算一個平滑的擁塞水平。丟包算法使用平滑擁塞水平決定包什么時候被丟棄。
丟包算法必須做到對于使用保證轉發類的微流的短期流量特性不敏感。即，具有不同的短期突發外形但同樣長期的包速率流應該具有相同的包丟棄概率。實現這個目的的一種方法是使用丟包函數的隨機性。
丟包算法對待同一個類中具有相同優先級的包必須完全一樣。這說明對于每一個給定的平滑擁塞水平，一個在同一優先級內的特定微流的包的丟棄速率應該和這個流在通過該優先級的總流量的百分比成正比。
擁塞指示反饋給終端節點，這樣每個丟棄優先級的包的丟棄水平和擁塞相關聯。應該是逐漸的而不是忽然的使整個系統達到一個穩定的操作態。一種實現RED的方法是使用兩個（可配置）平滑擁塞水平閾值。當平滑擁塞水平超過第一個閾值，相應優先級的包不能被丟棄。當平滑擁塞水平在第一和第二個閾值之間，以線性增加的概率丟包，范圍從0到恰好比第二個閾值高的可配置的值。當平滑擁塞水平超過第二個閾值，以100％的概率丟棄相應優先級的包。
為答應保證轉發PHB組運用在許多不同的操作環境下，丟包算法控制參數必須為每一個丟包優先級和每一個保證轉發類獨立配置。
在上述限制下，本規范適用于一定范圍內的包丟棄行為。不一致的丟包行為導致不一致的端到端服務語義，并限制了在一個多賣方（multi-vendor）環境下保證轉發PHB可能的使用范圍。如同實驗中得到的，本文檔今后的版本可能更多的定義合適的行為規范。
5．隧道
當一個保證轉發包進入隧道時，隧道包的PHB禁止減少進入隧道的包的轉發保證，也不答應出現同一個微流的保證轉發類的重排序。
6．推薦編碼點
下面給出4個通用保證轉發類的推薦編碼點。這些編碼點和其他通用的PHB組沒有重疊。
保證轉發編碼點的推薦取值為：AF11 = '001010', AF12 = '001100', AF13 = '001110', AF21 = '010010', AF22 = '010100', AF23 = '010110', AF31 = '011010', AF32 = '011100', AF33 = '011110', AF41 = '100010', AF42 = '100100', AF43 = '100110'。
下表總結了推薦的保證轉發編碼點的取值。
類 1 類 2 類 3 類 4
+----------+----------+----------+----------+
低丟棄優先級 001010 010010 011010 100010
中丟棄優先級 001100 010100 011100 100100
高丟棄優先級 001110 010110 011110 100110
+----------+----------+----------+----------+
7．與其他PHB組的互操作
上述推薦的保證轉發編碼點的映射和本地用戶空間以及在[Nichols]中推薦的類選擇編碼點互不干涉。因此類選擇編碼點選擇的PHB可以和保證轉發PHB組共存，并維持為它們定義的轉發行為和關系。非凡是，缺省的PHB編碼點‘000000'仍然可以為傳統的盡力而為流量所用。類似的，編碼點‘11x000'可以為網絡控制流量所用。
保證轉發PHB組結合邊界流量控制行為可以得到類選擇器PHB包含的所有行為，這里的邊界流量控制行為是限制每一個保證轉發類的流量數（通常是不同的）不超過類所分配資源的百分比范圍。在這種情況下，最好在一個區分范圍域內使用部分或者所有類選擇器編碼點作為保證轉發編碼點的別名。
在同一個區分服務域中，除了類選擇器PHB，任何其他的PHB組可以和保證轉發PHB組共存。然而，任何保證轉發PHB組的實現應該證實以下規則：
(a)假如存在其他PHB組，它們可以搶先占有非凡分配給每一個保證轉發PHB類的轉發資源。這種搶先占有禁止在普通的網絡運營中發生，但是在一些不平常的狀況下是可以的－例如， ‘11x000'編碼點可以搶先占有保證轉發的轉發資源，在需要的時候，給網絡控制流量一個意想不到的高優先級。
(b) “額外”的資源如何分配給保證轉發PHB組和其他已實現的PHB組。例如，一旦給每一保證轉發類分配最小的資源，任何剩余的資源可以在保證轉發類和缺省PHB中平均分配。一個可選擇的例子是，任何剩余資源可以被分配給轉發額外的保證轉發流量，只有當所有的保證轉發要求都滿足的時候，可以利用分配給缺省PHB的資源。
本文檔沒有說明任何保證轉發PHB組和其他已實現的PHB組的任何特定關系：這只需要選擇任何一個想要證實的關系。實現可能答應任一個或者所有可配置的關系。希望可以證實這種級別的配置靈活度對于許多網絡治理員是有價值的。
8．安全因素
為了保護自身不受拒絕服務的攻擊，一個提供方區分服務域應該將進入該域的流量限制在預定的特征描述內。同時，為了保護到客戶區分服務域的鏈路不受拒絕服務攻擊，提供方區分服務域應該答應客戶方區分服務域指定鏈路資源如何分配給一個保證轉發包。假如一種服務要求有保證轉發編碼點標記的流量，受到如源和目的地址這樣的屬性限制，網絡的入口節點有責任檢驗這些屬性的有效性。
其它安全考慮在[Blake]和[Nichols]已經涵蓋。
9．知識產權
本文檔中包含的部分或者全部規范的版權聲明已經通知IETF（互聯網工程任務小組）。想要知道更多信息，參考在線產權聲明列表。
10．IANA考慮
如第6節所列，本文檔分配12個編碼點，它們屬于[Nichols]中定義的編碼空間的1號池。
附錄：服務示例
例如，保證轉發PHB組可以用來實現所謂的Olympic服務，這包括3個服務類：銅，銀和金。包被分配到這3個類中，分配給金類的包比分配給銀類的包經受的負載輕（因此具有更高的及時轉發的概率）。在銀和銅類之間存在一定的關系。假如需要，每一類中的包可以再分為低，中，高丟棄優先級，得到進一步分離。
在網絡中的銅，銀，金服務類可以被映射到保證轉發類1，2，3。相似的，低，中，高丟棄優先級可以映射到保證轉發丟棄優先級的1，2，3。
可以分配包的丟棄優先級，例如，使用漏桶流量策略器，它具有速率和大小兩個參數，其中大小是承諾的突發大小和額外的突發大小兩個突發值的和。假如桶中的令牌數比額外突發大小大，包被分配一個低丟棄優先級，假如桶中的令牌數比0大，但至多為額外突發大小，分配中丟棄優先級，假如桶為空，分配高丟棄優先級。可能需要對來自一個客戶區分服務域具有高丟棄優先級流量的數目設置一個上限，以避免出現來自客戶區分服務域無法投遞的具有高丟棄優先級包的雪崩導致對來自其他域可投遞的具有高丟棄優先級包的拒絕服務的情況。
另一種給包分配丟棄優先級的方法可以將一個Olympic服務類的用戶流量限制在給定的峰值速率，并將它平均分配到每一種丟棄優先級。假設有高帶寬微流的用戶比低帶寬微流用戶預定一個更高的峰值速率，那么可以產生一個均衡的帶寬服務，在擁塞發生的時候平均分配有效容量。
假如在每個區分服務節點到達這個類的最大到達速率是先驗的，保證轉發PHB組也可以利用額外提供的保證轉發類來實現一種無時延和低時延服務。然而，必需的進入控制服務規范超出本文檔范圍。假如低丟失不太客觀，那么通過對每個保證轉發類的有效緩沖空間設置低的最大限制，無需額外規定，就可以實現低時延服務。
參考文獻
[Blake]Blake, S., Black, D., Carlson, M., Davies, E., Wang, Z. And W. Weiss, "An Architecture for Differentiated Services", RFC2475, December 1998.
[Bradner]Bradner, S., "Key Words for use in RFCs to Indicate Requirement Levels", BCP 14, RFC2119, March 1997.
[Clark]Clark, D. and Fang, W., EXPlicit Allocation of Best Effort Packet Delivery Service. IEEE/ACM Transactions on Networking, Volume 6, Number 4, August 1998, pp. 362-373.
[Floyd]Floyd, S., and Jacobson, V., Random Early Detection gateways for Congestion Avoidance. IEEE/ACM Transactions on Networking, Volume 1, Number 4, August 1993, pp. 397-413.
[Nichols] Nichols, K., Blake, S., Baker, F. and D. Black, "Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 and IPv6 Headers", RFC2474, December 1998.
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