NGN作为一个面向未来网络事务运用,依据分组渠道能够一起供给语音、数据、多媒体等归纳事务的体系,成为各大运营商以及设备供给商重视的焦点。 在影响NGN运营形式和运营收益的各种关键因素中,IPQoS特别是中心网的IPQoS,无疑是非常重要的一项。
IP网络的QoS研讨导致了两种不同体系结构的呈现:IntServ体系结构及其相应的信令协议RSVP和DiffServ体系结构。
IntServ由IETF的IntServ作业组于1994年提出。IntServ最明显的特色便是:依据衔接、资源预留。也便是说,IntServ需求穿过IP网络为每个需求质量确保的数据流树立一条具有资源确保的通道。这就要求每台路由器设备都要维护很多的衔接和资源预留信息。这将为路由设备形成极大的体系担负。一般来说,要求路由器一起处理如此多的衔接信息并做到线速的转发功用,完结的困难非常大。所以,IntServ完结QoS的本钱过高。可是,选用RSVP作为信令的MPLS流量工程将为IP网络的QoS问题供给非常大的协助。
IETF又提出了DiffServ体系结构,界说了一种施行IPQoS更简略、更具扩展性的办法。DiffServ最杰出的特色便是:状况无关、逐跳转发。DiffServ运用了IPv4分组头的ToS字段进行IP包优先级的界说。传统ToS字段只运用了其间的三个bit,用以标明8个优先级,而DiffServ中对别的3个bit也进行了界说,然后取得更多的界说空间(剩下2bit作为将来的备用)。
在DiffServ里,界说了DiffServ域的概念。所谓DiffServ域,便是指一个彻底支撑DiffServ优先级区别的IP子网。在NGN里,用于承载NGN事务的IP骨干网就应该是一个完好的DiffServ域。一个DiffServ域中的每台路由器都有必要能够支撑DiffServ标签的辨认和依照相应的优先级进行转发,而且对DiffServ标签有着相同的了解。假如某台路由器不能支撑DiffServ,那么它就成为这个网络中的“瓶颈”,整个链路的质量都将下降。
DiffServ的完结进程是:首要,依据源地址、意图地址、协议类型和二层接入网络优先级等信息对IP包进行优先级区别并打上相应的DiffServ标签。这个进程应该由上述DiffServ域的边际路由器完结。详细来说,边际路由器还应该完结的作业包含对事务流的分类、整形、符号、调度。然后依据现已打好的DiffServ标签采纳相应的转发战略。详细说,中心路由器需求具有的功用包含分类和调度。
之所以成为被看好的QoS处理办法,DiffServ有着如下特色:
首要,路由器无须维护每个衔接的信息,对体系资源要求低;
其次,对网络上的多种事务进行优先级归类并合并成有限的几个优先级类别,关于IP网络设备来讲,处理更简略;
再次,选用IP包中的ToS字段进行优先级标明,没有附加的标签,这种做法兼容性好,易于完结。
别的,跟着网络的扩展,优先级类别无须扩展。
可是,关于面向衔接的优先级确保例如IntServ来讲,网络规划的扩大将直接带来优先级处理的压力。
经过IP核心网络中的每个路由结点对DiffServ的支撑,使得信令、语音、视频、一般数据等依照不同的DiffServ标签进行不同优先级的转发。也便是说,在网络带宽资源够用的状况下,选用DiffServ的网络能够尽或许确保高优先级的数据包不被丢掉,并以最小的时延穿越网络。
当然,上述结论是有必定的条件的,详细包含一切的路由器有必要具有线速转发才能和供给杰出的路由规划。
所谓线速转发才能,便是指在到达端口最大速率的时分,例如,在一个千兆接口上的数据流量到达千兆时,路由器没有丢包。清楚明了,假如路由器不具备上述的线速转发才能,那么高优先级的IP包刚刚进入接口的Buffer,还没有来得及被路由器进行战略处理,就有或许被丢掉。所以,线速转发才能是确保DiffServ的重要条件。
路由规划决议了IP包在穿过IP核心网络的时分所挑选的途径。假如路由规划不合理,那么过多的跳数就会形成过多的时延,这样,即使每台路由器都能够依照DiffServ的优先级进行转发,可是过多的跳数使得端到端的时延依然不能到达NGN的要求。
可是,怎么避免网络带宽缺乏和网络拥塞的状况呢?这就需求结合MPLS与RSVP来完结。RSVP是一个信令协议,它供给了一种在信息传输之前,提早在IP网络中树立一个有带宽资源确保的通道的办法。
RSVP的作业原理是:RSVP从发送端发送一个资源恳求到意图地址,每一个支撑RSVP的路由器沿着下行路由树立一个“途径状况表”;为了取得资源预留,接纳端发送一个上行的RESV音讯,标明所要求的归纳服务类型,还告诉为分组预留的资源,如传输协议和端口号;当每个支撑RSVP的路由器沿着上行途径接纳RESV的音讯时,它选用输入操控进程证明恳求,而且装备所需的资源。假如这个恳求得不到满意,路由器向接纳端回来一个过错音讯,而假如这个音讯被承受,路由器就发送上行RESV到下一个路由器;当最终一个路由器接纳RESV,一起承受恳求的时分,它再发送一个证明音讯给接纳端。结合MPLS,上述进程实际上树立了一个从发送端到接纳端的MPLS途径,而这条途径上的路由器都为即将到来的信息传送预留了资源。
经过MPLS中选用扩展的RSVP信令,还能够对本次通讯的途径进行指定,进行流量工程,以对运营商的网络进行更高效的运用,避免某些路由被闲暇,而别的一些路由却产生拥塞。假如没有RSVP,在网络节点产生拥塞时,即使是高优先级的包,也有被丢掉的或许。DiffServ只能确保高优先级的包比低优先级的包更优先运用网络资源,可是网络资源毕竟是有限的,当拥塞产生时,高优先级的包也或许被丢掉。而RSVP供给了一种资源预留的机制,经过RSVP树立的途径将有确保的带宽和路由器体系资源供给给相应的流运用。施行RSVP之后,特定的流或许流类别将有特定的带宽确保。MPLS将经过RSVP信令树立起LSP(标签交流途径)进行独立于其他信息的传送。当网络产生拥塞时,受到影响的将是没有RSVP维护的信息,例如数据传输和初等级用户的信息,而高等级信息依然能够在RSVP树立的通道中正常传送。