IP業(yè)務(wù)多樣化和快速增長已成為一個不爭的事實。因此， IP QoS已成為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)研究的一個重點，也是未來IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要害技術(shù)，因為IP QoS 是IP網(wǎng)絡(luò)增加服務(wù)內(nèi)容、提高服務(wù)質(zhì)量的要害技術(shù)，也是未來網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商競爭的一個焦點。

　　IP QoS是指IP的服務(wù)質(zhì)量，也是指IP數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)時的性能。它的目的就是向用戶提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。它有一套度量指標(biāo)，包括業(yè)務(wù)可用性、延遲、可變延遲、吞吐量和丟包率。IP QoS在可猜測、可測量性方面比傳統(tǒng) IP有了很大的提高，基本解決了商業(yè)用戶的基本需求，因而勢必可以吸引更多的商業(yè)用戶，形成一個新的利潤增長點，帶來可增值的業(yè)務(wù)種類。另外，IP QoS還可提高帶寬的使用率。

VoIP中主要采用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)以及進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實時傳輸控制協(xié)議RTCP來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,保障通話質(zhì)量。

IP QoS——IP網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)

　　在過去的25年中，Internet從一個美國政府建立的研究性網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為今天全球性的商用網(wǎng)絡(luò)。Internet是第一個IP(Internet PRotocol)的大規(guī)模應(yīng)用。IP技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)話音 (WeBTone)世界的基礎(chǔ)平臺。人們普遍認(rèn)為，無論是在公用網(wǎng)絡(luò)還是專用網(wǎng)絡(luò)(如企業(yè) Intranet)的演進(jìn)過程中，IP技術(shù)都將發(fā)揮著舉足輕重的作用。 為什么需要IP QoS？

　　IP網(wǎng)絡(luò)上多媒體業(yè)務(wù)的出現(xiàn)對IP環(huán)境中的服務(wù)質(zhì)量 (QoS)提出了更高的要求。通過Intel和Microsoft等公司的努力，多媒體應(yīng)用已經(jīng)成為PC 結(jié)構(gòu)中的一個有機(jī)組成部分，推動了公用和專用網(wǎng)絡(luò)迅速地向多樣化的、更具挑戰(zhàn)性的業(yè)務(wù)組合發(fā)展。

　　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。所有這些實時多媒體應(yīng)用所需要的QoS遠(yuǎn)比目前Internet可以提供的盡力而為的服務(wù)等級保證要高。

　　目前，Internet 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能提供企業(yè)所需要的且已經(jīng)在其專用網(wǎng)絡(luò)中習(xí)慣的可靠性和性能。商業(yè)客戶在安全性、可猜測性、可測量性等方面得到保證之前，還不大可能把要害業(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。IP QoS 就是在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的。

　　IP QoS是指IP的服務(wù)質(zhì)量，是指IP數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)時的性能。它的目的就是向用戶的業(yè)務(wù)提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。它有一套度量指標(biāo)，包括業(yè)務(wù)可用性、延遲、可變延遲、吞吐量和丟包率。IP QoS在可猜測、可測量性方面比傳統(tǒng)IP有了很大提高，基本解決了商業(yè)用戶的需求，因而勢必可以吸引更多的商業(yè)用戶，形成一個新的利潤增長點，帶來可增值的業(yè)務(wù)種類。另外，IP QoS還帶來了更高效的帶寬使用率等。因此可以說IP QoS將是今后一段時間促進(jìn)IP網(wǎng)絡(luò)增長的要害技術(shù)。

　　有了IP QoS，服務(wù)提供商就可以通過吸引更多的商業(yè)用戶、更高價位的業(yè)務(wù)級別以及更高效的帶寬使用等來獲得更大的收益。它們還可以通過增強(qiáng)不同業(yè)務(wù)的區(qū)分能力、Better-than-best-effort (優(yōu)于盡力而為的傳輸) 的業(yè)務(wù)和客戶化解決方案來獲得更大競爭優(yōu)勢。

　　盡管IP QoS的研究工作已經(jīng)進(jìn)行了一段時間，但是人們普遍認(rèn)為目前還未出現(xiàn)一個成熟的體系架構(gòu)、支持硬件以及相應(yīng)的操作技術(shù)。但無論怎樣，在IP網(wǎng)絡(luò)中保證QoS將會是一個重要的發(fā)展方向。

　　IP QoS的機(jī)遇

　　將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及IP的話音業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到公用IP網(wǎng)絡(luò)上是服務(wù)提供商最近幾年尋找到的一個賣點或業(yè)務(wù)突破口。隨著公網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，一些商業(yè)用戶已經(jīng)開始將其應(yīng)用逐漸地轉(zhuǎn)移到了公用IP網(wǎng)絡(luò)上來。吸引商業(yè)客戶的最重要的一個條件就是這些要害業(yè)務(wù)都提供基于IP的QoS。IP QoS給運(yùn)營商帶來了很多好處。首先運(yùn)營商通過IP QoS的引入，可以從性能上保證商業(yè)用戶要害應(yīng)用在運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量，以提供原來無法提供的要害性業(yè)務(wù)，獲得高額的利潤；其次，由于IP QoS的引入，網(wǎng)絡(luò)的帶寬將會得到更有效的使用，可以根據(jù)商業(yè)用戶的不同應(yīng)用要求提供不同的帶寬保證，使運(yùn)營成本進(jìn)一步降低。另外，假如從競爭的角度考慮，能夠根據(jù)用戶的需要來提供多種優(yōu)于盡力而為的業(yè)務(wù)級別，為用戶量體裁衣，提供個性化服務(wù)的運(yùn)營商無疑最有競爭力。

　　然而，要想實現(xiàn)上述幾點并非易事。IP QoS仍然是一個比較新的概念，不同廠商提供了多種不同的專有解決方案，而且標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一。因此，互連互通對運(yùn)營商是一個不得不考慮的問題。除此之外，在這種不確定的環(huán)境中，服務(wù)提供商在實施IP QoS解決方案時，應(yīng)該首先考慮以下幾個問題： 應(yīng)該為我的客戶提供什么樣的業(yè)務(wù)水平？ 如何提供端到端的IP QoS？如何經(jīng)濟(jì)高效地治理IP QoS？ 如何充分利用現(xiàn)有的IP或ATM基礎(chǔ)設(shè)施？ 如何將IP QoS與企業(yè)虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)結(jié)合？

　　這些問題都是運(yùn)營商在采用或?qū)嵤㊣P QoS之前必須充分考慮的問題。

　　IP QoS的定義

　　大多數(shù)的業(yè)內(nèi)專家都認(rèn)為，QoS是區(qū)分服務(wù)提供商的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。然而，與業(yè)務(wù)相關(guān)的一些重要概念和術(shù)語至今仍未達(dá)成普遍的一致，而這些概念和術(shù)語又恰恰是建立標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)的重要前提。例如，IP QoS本身經(jīng)常被誤用，即使是業(yè)內(nèi)的專家也不例外；所宣傳的IP QoS往往只是IP CoS（Class of Service，服務(wù)級別）。它只能簡單地將業(yè)務(wù)區(qū)分開來，而無法準(zhǔn)確完善地定義和保證每一個服務(wù)級別。在一般的通信用語中，CoS的含義很廣泛，它既包括一套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了的特性，也包括其他一些現(xiàn)在已經(jīng)有效但還沒有標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)或業(yè)務(wù)集。而QoS的含義則很明確，主要用于度量與某種業(yè)務(wù)相關(guān)的一整套性能特點。

　　QoS可以用一系列可度量的參數(shù)來描述： 業(yè)務(wù)可用性：用戶到Internet業(yè)務(wù)之間連接的可靠性。 延遲：也稱為時延(Latency)，指兩個參照點之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包的時間間隔。 可變延遲：也稱為抖動(Jitter)，指在同一條路由上發(fā)送的一組數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)包之間的時間差異。 吞吐量：網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率，可用平均速率或峰值速率表示。 丟包率：在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包時丟棄數(shù)據(jù)包的最高比率。數(shù)據(jù)包丟失一般是由網(wǎng)絡(luò)擁塞引起的。

　　IP QoS的體系結(jié)構(gòu)

　　IP QoS的概念應(yīng)該分為兩個部分，這兩部分的IP QoS 定義和側(cè)重點均有所不同。

　　局域網(wǎng)中的IP QoS主要是對第二層的以太網(wǎng)幀頭加入了優(yōu)先級字段，以區(qū)分不同的優(yōu)先級。嚴(yán)格地講，在局域網(wǎng)中只能簡單地區(qū)分業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，并不能像ATM QoS那樣有精確的定義和具體的參數(shù)指標(biāo)來衡量。

　　這種解決方案是根據(jù)對IEEE 802.1p/q協(xié)議字段的處理來區(qū)分不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的。IEEE 802.1p/q同屬于一個子集，它在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)幀頭中加入了4個字節(jié)，其中802.1p占3位。802.1p延伸了802.1d的協(xié)議，利用3位優(yōu)先級位可以最多提供8個優(yōu)先等級。而802.1q利用VI(VLAN Identifier，虛擬網(wǎng)標(biāo)識)位識別傳送的幀究竟屬于哪一個虛網(wǎng)。VI位共有12位，最大可以支持的虛網(wǎng)個數(shù)不會超過4096個。 802.1p/q的具體定義可以參見圖1。

　　在廣域網(wǎng)上，IETF(Internet Engineering Task Force)定義了兩種IP QoS結(jié)構(gòu)——綜合業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)（Int-Serv )和業(yè)務(wù)區(qū)分結(jié)構(gòu)（Diff-Serv）。兩種結(jié)構(gòu)各有其特點和優(yōu)勢，目前還無法互通。

　　Int-Serv 一般應(yīng)用在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的邊沿，如圖2所示，它使用一種類似ATM SVC的方法，在發(fā)送端和接收端之間用RSVP(資源預(yù)留協(xié)議)作為每個流(Flow)的信令。RSVP的信息跨越整個網(wǎng)絡(luò)，請求/預(yù)留資源。路徑沿途的各路由器(包括核心路由器)必須為每個要求服務(wù)質(zhì)量保證的數(shù)據(jù)流維護(hù)一個“軟狀態(tài)”。所謂的“軟狀態(tài)” 就是一種臨時性狀態(tài)，由資源預(yù)留定期失效來控制，因此無需申請拆除顯式路徑。軟狀態(tài)被定期的RSVP信息更新。通過RSVP信息的預(yù)留，各路由器可以判定是否有足夠的資源可以預(yù)留。只有所有的路由器都給RSVP提供了足夠的資源，“路徑”方可建立；否則，將返回并拒絕信息。

　　Diff-Serv比Int-Serv 更具可擴(kuò)展性，如圖3所示，它可用于企業(yè)的廣域網(wǎng)中，并在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要的作用，因為它可以根據(jù)應(yīng)用或業(yè)務(wù)類型排出不同的優(yōu)先級別。業(yè)務(wù)區(qū)分結(jié)構(gòu)使用IPv4報頭中的業(yè)務(wù)類型（ToS）字段，并將8 位ToS字段重新命名，作為DS字段，其中6位可供目前使用，剩余2位以備將來使用，如圖4所示。通過該字段的標(biāo)記，下行節(jié)點可以獲取足夠的服務(wù)質(zhì)量信息，以對到達(dá)該端口的數(shù)據(jù)包做出相應(yīng)的“處理”，將它們正確地轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳的路由器。這里需要注重， ToS字段和DS字段的定義是不同的。邊緣路由器可以將ToS字段映射到DS字段。

　　IP QoS的未來

　　IP QoS將成為運(yùn)營商級IP聯(lián)網(wǎng)解決方案的基礎(chǔ)，這種解決方案既可以十分可靠地傳輸公共Internet等一般性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時又能傳輸要害業(yè)務(wù)應(yīng)用。分析家普遍認(rèn)為，在今后兩年中IP業(yè)務(wù)將迅速增長，并將成為大多數(shù)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的主導(dǎo)業(yè)務(wù)，而不僅僅是ISP。隨著IP業(yè)務(wù)的進(jìn)一步商業(yè)化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將發(fā)生較大變化。

　　目前還沒有一個路由協(xié)議可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)特點來計算最優(yōu)路徑。眾所周知，不同類型的業(yè)務(wù)，其特點不同。如視頻和話音業(yè)務(wù)雖然對傳輸時延和時延抖動都十分敏感，但對數(shù)據(jù)的丟失卻有一定的忍耐度；相反，一般的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雖然對時延和時延抖動都不十分在意，但對數(shù)據(jù)本身的丟失和差錯卻十分敏感。因此，不同的業(yè)務(wù)在通過運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)時對最優(yōu)路徑的理解是不同的。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，最短的路徑就是最優(yōu)的路徑；而對于實時業(yè)務(wù)來說卻未必如此。這些分歧是為純粹數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計的傳統(tǒng)路由協(xié)議很難彌補(bǔ)的。因此，與之相關(guān)的問題就會影響到IP網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)質(zhì)量，這是一個難以解決的問題。所幸的是，新的路由協(xié)議出現(xiàn)了，使得這一問題的解決指日可待。

　　新一代的IP產(chǎn)品還將提供不斷增多的隊列，以實現(xiàn)更精細(xì)的業(yè)務(wù)區(qū)分。將來，還可以實現(xiàn)為特定的數(shù)據(jù)流定義并分配隊列。

　　策略治理算法將完全符合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼捌渌h(huán)境因素，使網(wǎng)絡(luò)能夠使用尖端的高級策略、更有效地控制SLA、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的治理以及業(yè)務(wù)恢復(fù)。

　　IP業(yè)務(wù)模式定義將更為明確，IP的業(yè)務(wù)控制功能將進(jìn)一步增強(qiáng)，它們的結(jié)果就是服務(wù)的質(zhì)量和級別將迅速提高，使更多的用戶群可以享用到功能更為豐富的IP業(yè)務(wù)。

　　總之，盡管今天的IP QoS還有很多問題沒有解決，但就像今天的IP業(yè)務(wù)一樣，IP QoS將不可避免地成為運(yùn)營商IP 網(wǎng)絡(luò)中一項要害的核心技術(shù)。

IP QoS的流量治理

　　一、 為什么需要流量治理

　　用戶的各種業(yè)務(wù)在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)時，會受到各種因素的影響，如節(jié)點延遲、可變延遲以及丟包率等。IP QoS的宗旨就是解決這些問題，使網(wǎng)絡(luò)通過控制這些參數(shù)來保證業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中的性能。那么，對于那些高于盡力而為的業(yè)務(wù)，究竟保持什么樣的水平才是比較合適的？可以說這里沒有統(tǒng)一的規(guī)定，不同的業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求不一樣，不同的業(yè)務(wù)級別對指標(biāo)的要求也不一樣。因此，需要一個可以在用戶和運(yùn)營商之間達(dá)成一種默契的橋梁，用戶的業(yè)務(wù)可以定量地以節(jié)點延遲、可變延遲等指標(biāo)來描述；而對于運(yùn)營商，可以根據(jù)協(xié)議中所商定的這些量化指標(biāo)，保證用戶業(yè)務(wù)在運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中的性能。這個協(xié)議就是業(yè)務(wù)等級協(xié)議(SLA)。

　　業(yè)務(wù)等級協(xié)議實質(zhì)上就是要分清用戶與運(yùn)營商之間的責(zé)、權(quán)、利。對于一般用戶而言，SLA可以是非常簡化的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以方便使用；而對于商業(yè)用戶來說，SLA可以是為其專門定制的多方位協(xié)議。當(dāng)然，假如一般用戶愿意為細(xì)化的服務(wù)而額外支付費(fèi)用，那么也可以為他們定制專門的協(xié)議。

　　一般地說，SLA定義了端到端的業(yè)務(wù)規(guī)程，它包括以下幾個方面的內(nèi)容：

　　可用性——有保證的正常運(yùn)行時間。 提供的業(yè)務(wù)——提供業(yè)務(wù)級別的規(guī)程。

　　服務(wù)保證——對每種級別，提供包括吞吐量、丟包率、延遲、延遲偏差以及對超額預(yù)定的處理等方面的保證。

　　責(zé)任——違反合同條款的后果。

　　定價——為每項具體的業(yè)務(wù)級別定制的價格。

　　業(yè)務(wù)等級協(xié)議的核心是運(yùn)營商可以給最終用戶提供的業(yè)務(wù)水平或級別。不同業(yè)務(wù)級別的業(yè)務(wù)可獲得不同級別的質(zhì)量保證。因此，SLA的一個重要內(nèi)容就是將業(yè)務(wù)映射到不同的業(yè)務(wù)等級上。例如，我們就可以將現(xiàn)在所碰到的業(yè)務(wù)大體分為三級，如下表所示。

　　有了這些量化的指標(biāo)，運(yùn)營商就可以根據(jù)這些指標(biāo)來實現(xiàn)對業(yè)務(wù)的保證，以達(dá)到業(yè)務(wù)等級協(xié)議的要求。當(dāng)然，如何實現(xiàn)這些指標(biāo)的要求，使業(yè)務(wù)能夠在保證性能的情況下通過網(wǎng)絡(luò)，必須滿足兩個最基本的條件：

　　首先，良好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計是達(dá)到SLA的前提之一。

　　其次，在實際網(wǎng)絡(luò)中有一個很好的流量治理機(jī)制。流量治理是保證實現(xiàn)SLA的要害。

　　二、 流量治理的過程

　　IP QoS的流量治理從一個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)到退出網(wǎng)絡(luò)，可以分為幾個過程，即業(yè)務(wù)的分類、業(yè)務(wù)的監(jiān)管、業(yè)務(wù)的調(diào)節(jié)以及業(yè)務(wù)的過濾。

　　1．業(yè)務(wù)的分類

　　對進(jìn)入DiffServ域的業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，以便在網(wǎng)絡(luò)中得到相應(yīng)的適當(dāng)處理。業(yè)務(wù)必須由客戶預(yù)先標(biāo)記或在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)一端與客戶最臨近的路由器上進(jìn)行標(biāo)記。

　　數(shù)據(jù)包進(jìn)入某一域時，可以有多種方法對它進(jìn)行分類，但并不是所有方法對于每一種業(yè)務(wù)都是必需的。我們可以根據(jù)SLA規(guī)定的一些策略給每個數(shù)據(jù)包加上DS字段標(biāo)記，從而對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類。

　　例如，客戶網(wǎng)絡(luò)到運(yùn)營商的路由器之間的連接是以太網(wǎng)而不是廣域網(wǎng)接口(ATM、FR等)時，客戶可使用以太網(wǎng)的802.1p優(yōu)先權(quán)方案在自己的局域網(wǎng)內(nèi)部對業(yè)務(wù)進(jìn)行分類；在進(jìn)入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)邊緣時，再根據(jù)SLA中的規(guī)定將優(yōu)先權(quán)映射到該數(shù)據(jù)包的DS字段中。

　　當(dāng)然，運(yùn)營商的邊緣路由器還可以根據(jù)其他多種手段對客戶業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，如IP數(shù)據(jù)包頭的ToS (業(yè)務(wù)類型)字段、ATM QoS等。

　　2．業(yè)務(wù)的監(jiān)管

　　業(yè)務(wù)監(jiān)管(Traffic policing)是為了監(jiān)督用戶是否根據(jù)SLA中所賦予的權(quán)利來使用運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，一方面是保證運(yùn)營商自己的利益不受侵害，另一方面也從間接上保證了其他用戶在網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)利。

　　業(yè)務(wù)的監(jiān)管可以采用一個較為簡單的方法——令牌漏桶 (Token BUCket)算法，當(dāng)然也可以采用其他類似的機(jī)制來監(jiān)控每一個級別的輸入業(yè)務(wù)量。如下圖所示，每一種業(yè)務(wù)都有相應(yīng)數(shù)量的令牌(Token)，令牌按照SLA所規(guī)定的速率發(fā)出。假如用戶的業(yè)務(wù)到達(dá)的速度快于令牌發(fā)出的速度，則說明用戶沒有遵守SLA，因此就需要對用戶超出SLA的這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有一個策略。例如，可以將它們加上標(biāo)記，在網(wǎng)絡(luò)不擁塞的情況下答應(yīng)它們通過網(wǎng)絡(luò)，而在網(wǎng)絡(luò)擁塞時首先將它們丟棄。當(dāng)然，也可以在一開始就將這部分?jǐn)?shù)據(jù)丟棄，完全取決于運(yùn)營商和用戶之間所達(dá)成的協(xié)議和策略。

　　3．業(yè)務(wù)的調(diào)節(jié)

　　實際上，業(yè)務(wù)的分類和業(yè)務(wù)的監(jiān)管都發(fā)生在運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)的邊緣。而業(yè)務(wù)的調(diào)節(jié)階段則是完全的運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)行為。它的好壞直接決定了IP QoS能否實現(xiàn)的問題。

　　一般來說，業(yè)務(wù)調(diào)節(jié)主要有兩個手段，一個是預(yù)防擁塞的排隊和調(diào)節(jié)機(jī)制，另一個就是碰到擁塞時的丟棄機(jī)制。

　　去往輸出接口的業(yè)務(wù)都被分類并插入到相應(yīng)的輸出隊列中，每個隊列都具有可設(shè)置的調(diào)節(jié)程序，這些程序可以利用加權(quán)公平排隊(WFQ)、循環(huán)方式(RR：Round Robin)及嚴(yán)格優(yōu)先權(quán)等算法實現(xiàn)；同樣，每個隊列也有多種可選擇的丟棄算法，如隨機(jī)早期檢測(RED)或尾部丟棄(Tail-drop)，均可通過業(yè)務(wù)級別進(jìn)行配置。

　　(1) 排隊調(diào)節(jié)機(jī)制 嚴(yán)格的優(yōu)先級調(diào)節(jié)：某一級別的業(yè)務(wù)只有在當(dāng)隊列中沒有更高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)時才被發(fā)送。這一方法實施起來較為簡單；缺點是永遠(yuǎn)只傳輸一個級別(最高優(yōu)先權(quán)的)的業(yè)務(wù)。 公平排隊或循環(huán)方式：簡單地從多個隊列中進(jìn)行循環(huán)，這有助于使不同隊列公平地使用帶寬，但缺點是大量的數(shù)據(jù)流不得不需要更多的帶寬。 加權(quán)公平排隊：對公平排隊的一種改進(jìn)。在這種方案中，我們給每個隊列分配權(quán)限，該權(quán)限確定隊列中的哪些數(shù)據(jù)包優(yōu)先使用鏈路帶寬。 基于級別的排隊：可以分為幾個隊列，每個隊列與不同的業(yè)務(wù)級別相對應(yīng)(可能由PHB 定義)，可以使用不同方法發(fā)送或調(diào)節(jié)隊列。 分級的基于級別的排隊(CBQ)：業(yè)務(wù)被分成不同級別，每種級別又可細(xì)分成若干子級 (Sub-class)。這種分級形成一種樹狀結(jié)構(gòu)，若一個子級使用的鏈路帶寬超過它應(yīng)得的份額，那么它將首先向姊妹子集(Sister sub-class)借用帶寬，依此類推。在分級結(jié)構(gòu)中這一樹形結(jié)構(gòu)可以用來區(qū)分各種業(yè)務(wù)類型。

　　(2) 丟棄機(jī)制 尾部丟棄：只有分配的緩沖器空間被全部占用時才丟棄到達(dá)的數(shù)據(jù)包。這種方法易于實施，但眾所周知，它會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的崩潰，因為它可觸發(fā)TCP全局同步。 隨機(jī)早期探測：防止TCP全局同步的有效方法。該方法主要是在隊列占用率（Queue occupancy）開始上升時（但又在真正發(fā)生擁塞之前）隨機(jī)丟棄到達(dá)的數(shù)據(jù)包，從而始終保持一個較小的隊列。但這只能在一定程度上通過降低TCP源擁塞的概率，緩解網(wǎng)絡(luò)的擁塞。一旦當(dāng)隊列的平均尺寸增大時，那么到達(dá)的數(shù)據(jù)包被丟棄的概率仍會隨著隊列的增大而增高。 加權(quán)RED（WRED）：是RED的一種變體，它可以更加合理地選擇將被丟棄的數(shù)據(jù)包。

　　4．業(yè)務(wù)的過濾

　　業(yè)務(wù)過濾一般用于退出一個域的行為，一方面是出于安全性考慮而進(jìn)行過濾，而另一方面也是防止低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)阻塞接入鏈路而進(jìn)行過濾。

　　例如，過濾策略可從其他站點分出業(yè)務(wù)終接容量，使要害的高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)可優(yōu)先于低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)被終接；同時，為防止非法業(yè)務(wù)進(jìn)入專用域，也有必要使用安全過濾功能。過濾必須在接入鏈路的運(yùn)營商一端進(jìn)行，否則心懷惡意的用戶有可能向網(wǎng)絡(luò)上輸送大量業(yè)務(wù)，使合法用戶的業(yè)務(wù)得不到傳輸。過濾是在運(yùn)營商一端的邊緣路由器上進(jìn)行的。

QoS術(shù)語說明


兩種主要的IP QoS服務(wù)模型

為滿足Internet上多種業(yè)務(wù)對QoS的需求，Internet工程任務(wù)組（IETF）先后制定了兩種QoS服務(wù)模型：集成服務(wù)（InterServ）/RSVP模型和區(qū)分服務(wù)（DiffServ）模型，用來在不同的場合提供相應(yīng)的質(zhì)量保證。

Type-of-service (ToS) 比特

在IP數(shù)據(jù)包頭的8位的空間，IP Precedence優(yōu)先級、DSCP（Differentiated Services Code Point）和ToS 域都使用這一字節(jié)。（雖然看上去中文的翻譯和英文都有些類似，都使用這個字段，都是0和1，但是有不同的標(biāo)準(zhǔn)對0和1的含義加以定義。

Differentiated Services Code Point (DSCP)

IETF 在RFC2472、RFC2475中提出DiffServ(Differentiated Services Architecture) 體系結(jié)構(gòu)，旨在定義一種實施IP QoS且更輕易擴(kuò)展的方式，以解決IntServ 擴(kuò)展性差的缺點。

DiffServ力圖通過對業(yè)務(wù)流的分類、整形、標(biāo)記、調(diào)度來實現(xiàn)對業(yè)務(wù)QoS一定程度上的保證。目前在DiffServ上主要提出了下面兩種業(yè)務(wù)：EXPedited Services(EF-RFC 2598) 提供類似于專線或租用線的服務(wù)。Assured Services(AF-RFC 2597)提供比Best-Effort盡量好的QoS。

DiffServ 利 用 了IPv4 數(shù)據(jù)包頭的ToS字段(或IPv6的COS字段)，作為DSCP(DiffServ 編 碼 點) 使用。DSCP使用了前面的6位。

DSCP面臨的一個問題是對這一協(xié)議支持的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備比較少，同時DSCP與早先的IP Precedence不兼容。.

IP Precedence 域

在IP數(shù)據(jù)包頭的ToS字節(jié)中，有三位被使用了，RFC 791對此進(jìn)行了定義（從RFC的編號上可以看出年代久遠(yuǎn)）。使用IP Precedence，網(wǎng)絡(luò)治理員可以將網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分為從0到7的八個優(yōu)先級，并進(jìn)行標(biāo)記，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以依次提供不同服務(wù)質(zhì)量的服務(wù)，現(xiàn)今很多應(yīng)用和路由器支持這一協(xié)議。

ToS 域

RFC1349對ToS字段又進(jìn)行了新的定義，一共定義了從0到15個優(yōu)先級的值（分為16種），根據(jù)這些值，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以對數(shù)據(jù)包進(jìn)行不同的操作，比如盡快轉(zhuǎn)發(fā)或者是最大的吞吐量。同上兩個標(biāo)準(zhǔn)一樣與DSCP不兼容。

Multi-protocol Label Switching (MPLS)

MPLS給數(shù)據(jù)包打上了標(biāo)記，用來做路由等處理，同樣也可以對數(shù)據(jù)包進(jìn)行區(qū)分和提供優(yōu)先級服務(wù)，RFC3031對這一技術(shù)進(jìn)行了定義。

IEEE 802.1p

一個支持IEEE 802.1Q協(xié)議的主機(jī)，在發(fā)送數(shù)據(jù)包時，都在原來的以太網(wǎng)幀頭中的源地址后增加了一個4字節(jié)的802.1Q幀頭。這4個字節(jié)的802.1Q標(biāo)簽頭包含了2個字節(jié)的標(biāo)簽協(xié)議標(biāo)識（TPID--Tag Protocol Identifier，它的值是8100），和兩個字節(jié)的標(biāo)簽控制信息（TCI--Tag Control Information），TPID是IEEE定義的新的類型，表明這是一個加了802.1Q標(biāo)簽的本文。

這其中，VLAN ID和Priority經(jīng)常被用到，解釋如下：

VLAN Identified( VLAN ID ): 這是一個12位的域，指明VLAN的ID，一共4096個，每個支持IEEE 802.1Q協(xié)議的主機(jī)發(fā)送出來的數(shù)據(jù)包都會包含這個域，以指明自己屬于哪一個VLAN。

Priority：這3 位指明幀的優(yōu)先級。一共有8種優(yōu)先級，主要用于當(dāng)交換機(jī)阻塞時，優(yōu)先發(fā)送哪個數(shù)據(jù)包。之所以稱之為IEEE 802.1p優(yōu)先級，是因為有關(guān)這些優(yōu)先級的應(yīng)用是在802.1p規(guī)范中被具體定義。

IEEE 802.1p優(yōu)先級位于二層報文頭部，適用于不需要分析三層報頭，而需要在二層環(huán)境下保證QoS的場合。

這一協(xié)議于IP Precedence非常類似，通常的情況下，以太網(wǎng)幀到達(dá)第一個路由器的時候會實現(xiàn)與IP Precedence或者DSCP的替換。

數(shù)據(jù)包丟失

當(dāng)一個隊列被布滿的時候，數(shù)據(jù)包丟失會出現(xiàn)。當(dāng)數(shù)據(jù)包丟失出現(xiàn)，面向連接的協(xié)議，比如TCP會降低他們的傳輸速率，讓隊列中的數(shù)據(jù)包被服務(wù)。

帶寬預(yù)留

把一部分的帶寬留給一些特定的應(yīng)用，不論是產(chǎn)生擁塞的時候，這部分帶寬也不會被其他的應(yīng)用所使用，在一些QoS的算法比如WFQ已經(jīng)啟用的時候，這一功能也不應(yīng)該受到影響。