EuQoS体系异构网络中QoS路由的解决方案100722.doc

EuQoS体系：异构网络中QoS路由的解决方案 赵尚飞 通信091501 200915030138 简介 目前，我们对互联网有了新的需求，希望能够在现有的网络上实现各种多媒体应用，如IPTV、视频点播、远程医疗、远程工程设计、远程教育等。这也就引发了我们相关的研究，即如何按照用户所需的业务质量为其提供服务，包括带宽、时延、抖动、丢包和可靠性等几项性能。而在现有技术中，除了快速路由有助于提供QoS保障外，其他很多因素都阻碍了QoS路由的大规模部署。其中，有两项因素至关重要。一方面，我们已知QoSR的多重约束条件是一个NP困难问题。这就意味着，即使我们能够提出海量的启发多项式，也无法得到一个确切的解决方案。另一方面，如果要通过各种接入网渠道向互联网用户提供端到端的QoS，这就需要我们对其他几个结构单元进行合理的设计和互连，而这对于研发和产业界来说仍是一个巨大的挑战。一些热门课题，像接入控制、信令协议、流量工程、流量控制、网络管理等，都需要进一步的研究，才能找到足够强有力的解决方案，挑战QoS中通常采用的过量提供策略。 EuQoS项目（这是IST第六项框架方案下的一个集成项目）将研究院、大学、电信运营商和咨询师都团结到了一起，共同致力于解决上述的QoS课题。EuQoS项目的主要目标是搭建一个网络模型框架（即EuQoS体系），并且将其投入实际应用。该网络模型能够在异构网络下提供端到端的QoS保障。EuQoS的用户不仅能够使用注册过的（即EuQoS使能的）应用程序，而且也能够使用未注册过的应用程序，进行有保障的、通过认证的QoS通信，而这就需要同时在应用程序和网络中引入QoS合作机制。 目前阶段，EuQoS团队已经设计和研发了首个EuQoS的原型模型（包括了主要的模块，诸如QoS路由算法，资源分配，呼叫接入控制，信令机制等）。该原型已经被部署到了试验网中，试验网结构如图1所示。该网络是以欧洲学术研究网和国家学术研究网为基础搭建的，其中欧洲学术研究网作为核心网络，而国家学术研究网则与各种不同类型的接入网相连，如xDSL，UMTS，WiFi和WLAN等。 在研发和评估这样一整张QoS异构网络结构的过程中，我们获得了大量的经验，并在本文中进行了总结。在这个过程中，我们特别注重对于网络的维护支撑，尤其关注QoS路由问题。 图1 接入网、NRENs、GEANT网络结构 本文的其余部分结构如下：在第二部分中，我们介绍了EuQoS的结构及其QoS模型；第三部分，我们详细介绍了EuQoS体系中实现QoS路由的方法；第四部分则展现了一种对于我们所提解决方案的评估方法；在最后一部分中，我们总结了全文的关键点，并对未来的工作进行了展望。 EuQoS结构及其QoS模型 EuQoS网络结构是按照如下几条严格的规则进行制定的：i)用户的应用程序能够针对每次的通信内容和质量进行协商；ii)网络管理员能够自由定义和使用任何现有的网络技术，而EuQoS体系能够部署在他们的网络上层；iii)我们所提供的功能应该体现为网络的增量，也就是说他们应该能与现有的互联网结构共存。 图2展示的是EuQoS网络的结构。在本部分的剩余内容中，我们将分别介绍图2中的主要模块，以及关键的信令机制和监测系统。QoS路由机制将在第三部分中做详细介绍。 主要模块 在EuQoS中，QoS资源分配是在每次握手时进行处理的。第一步，由远端的通信应用程序提交QoS需求。当本端应用程序同意了对方所提出的通信内容和质量要求，也就是说，要经过两端应用程序自协商之后，本步骤即告结束。在这个协商的过程中，两个终端用户之间需要信令协议的参与。在EuQoS框架中，这种应用信令被称为EQ-SIP，是SIP协议的一种扩展。EQ-SIP包括了QoS协商机制，采用了特定的参数（基于IETF的SDPng标准）。因此，EuQoS支持的功能包括： QoS控制模块，用于建立用户与网络之间的QoS需求连接。 应用信令（ASIG），在用户侧终端负责具体实施EQ-SDP和EQ-SIP协议。 扩展的QoS API，定义了不同QoS编码的需要。 广播转发协议，用一整套点对点的QoS连接将其与应用层的树状结构内部紧密联系起来。 一份加强的传送