QoS中的参数设置
QoS中主要的三个参数为延迟抖动、延迟和丢失。控制这三个参数,就能够提供较好的服务质量。
(1)延迟抖动指不同数据包间延迟时间的差别,抖动缓冲用来平均延迟时间。
(2)延迟指数据包到达目的地所用的时间,延迟包括固定延迟及可变延迟。
(3)丢失指丢包率,在高可用的网络中,包丢失率应尽可能小。
2.2 QoS的体系结构
QoS的概念应该分为两个部分,这两部分的QoS定义和侧重点均有所不同。
2.2.1 DSCP优先级
在广域网上,IETF(Internet Engineering Task Force)定义了两种IP QoS结构—业务Diff-Serv和Int-Serv[3]。两种结构各有其特点和优势,目前还无法互通。
Diff-Serv比Int-Serv更具可扩展性,它可用于企业的广域网中,并在运营商网络中发挥重要的作用,因为它可以根据业务类型或应用排出不同的优先级别。业务区分结构使用IPV4报头中的业务类型(ToS)字段,IP header的ToS字段有8个bit,其中前3个bit表示的就是IP优先级,取值范围是0-7;第3-6这4个bit表示的是ToS优先级,取值范围是0-15[4]。
Int-Serv 一般应用在企业网络的边沿,在发送端和接收端之间用RSVP(资源预留协议)作为每个流(Flow)的信令。RSVP的信息跨越整个网络,请求/预留资源[5]。路径沿途的各路由器(包括核心路由器)必须为每个要求服务质量保证的数据流文护一个临时性状态,由资源预留定期失效来控制,因此无需申请拆除显式路径。
2.3 QoS中两种服务类型的比较
QoS有两大服务类型:区分服务和集成服务类型[6]。
(1) 集成服务是指在整个网络中为某一业务流量保留一定的带宽,为业务提供一条边界到边界的通道。这种服务类型能对视频等业务应用提供完全的QoS保证,但是这种保留一定带宽策略会占据不多的广域网带宽。
(2) 区分服务网络上的每一个数据中继设备(交换机或路由器)通过检查每一个数据包的包头信息对流量进行分类整理,再根据调度策略来调整如何转发。区分服务的目的是制定一个可扩展性相对较强的方法来保证IP的QoS。相对于集成服务,区分服务的应用效率更高,更为灵活。
2.4 Diff-Serv中队列策略机制
在区分服务中,有拥塞管理和拥塞检测避免两种策略机制。
在一个接口没有发生拥塞的时候,报文在到接口后会立即就被发送出去;在报文到达的接口速度超过接口发送报文的速度时,就发生了拥塞。发生拥塞时,拥塞管理就会将报文分类,而队列调度对不同优先级的报文进行区别处理,优先级高的报文会得到优先处理。常用的队列有FIFO,PQ,WFQ。
(1) FIFO即先入先出队列。在高级的路由器的每个端口可以使用先进先出队列。队列的结构和处理机制是根据QoS信息设置的,QoS信息由相关的IP地址信息得到。队列的结构定义了队列的数量和层次结构,但队列结构是由QoS协议的结构决定的。在先进先出模型的模拟运行过程中可以看到,应用进程的响应时间有一个限制,这是因为当队列全部占用时到来的数据包都被丢弃了。一个到来的数据包的最大延迟时间是处理它之前到来的满队列数据包所产生的延迟不能保证服务质量[7]。
(2) PQ优先级队列。共4个优先级:High、Medium、Normal、Low。接口上按协议端口号、报文大小、协议类型等,划分为不同的优先级队列,高优先级队列中有报文时,低优先级队报文得不到转发[8]。优点是配置简单,保证高优先级用的带宽;缺点是不能保证除高优先级的服务得到合理带宽。
(3) WFQ加权公平队列。WFQ按照散列算法,将划分成不同的队列,按照权重配置,在保证高优先级业务的同时,将带宽公平地分给低优先级别的业务,在一定程度上保证低优先级业务得到转发[9]。WFQ的优点是对所有业务都能相对公平地提供服务质量,对于要求较高的业务可以通过设置权重保证优先级,能智能划分队列和调度;缺点是由于相对公平,对于QoS要求极高的应用,不能像PQ那样绝对保证
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