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 支持QoS的下一代网络结构框架的研究 赵慧玲 一、概述下一代网络要求支持多业务，从高质量的交互式实时业务（如话音和实时性的视频业务）到因特网的尽力而为服务。同时提供低的操作和管理开销 二QoS标准动态 用户不同的应用有不同的需求。例如，对于远距离医学，传送的准确性比时延或抖动更加重要；而对于IP电话,抖动和时延是关键因素，必须将其降至最小。ITU做出了很多关于QoS的建议。ITU-T建议E.800中把QoS定义为“决定用户满意程度的服务性能的效果”。E.800考虑到了服务性能所有部分的支持能力、操作能力、业务能力和安全性，是对QoS的综合定义。ITU-T建议G.1000对E.800作了扩展，把服务性能（或服务质量）分成不同的功能部分，并将它们与相应的网络性能联系起来。G.1010对G.1000作了补充，提出了一种可满足以端用户为中心的应用要求（如交互性、容错能力）的结构框架。考虑到特定应用和功能参数，ITU-T建议M.1079定义了端到端的话音和数据质量以及对ITM-2000接入网的性能要求，而G.114则定义了跨接数据网的范围。class 0）要求为100ms，对第一类（class 1）考虑实时话音要求为400ms，对第二类（class 2）为100 ms，第三类为400 ms，第四类则放松到1秒。IP分组时延变化IPDV对class 0和class 1都规定为50ms，其余类别均为不规范。  Y.1541同时还规定了IP性能指标的分配、路由长度计算方法、IP分组时延变化IPDV参数规定的一般考虑、核实IP性能指标的参考路径、IP网络上端到端的用户之间的连接示意图、网络段示意图、路由器节点迟延分配值以及用于IP性能测量方法的相关信息等。 要交付所需的网络性能，需要在整个网络范围内的相应部分配置相应的机制。这些网络机制用来控制和传递多种网络业务响应，防止网络资源争用。IETF RFC 2990把可控制服务响应的可能特性为可提前确定可预测的达到或超过最低保证标准。为了避免网络资源争用业务响应，需要有差分的、公平的资源分配方案。上述的以及其他一些机制（如用来指示网络性能的信令方法）是支持QoS的结构框架的重点所在。 网络不仅要使在一次通话中所涉及的网络各元素满足端到端的QoS的要求，而且要合理设置参数，以使上层协议可以用来控制传输和接入层面的资源以保证QoS。QoS控制在电话系统和多媒体系统中是有差别的，因为后者不仅要进行综合处理，还要针对单个媒体流进行处理。同样，底层的QoS控制机制也分为两个部分，即连接上层和下层QoS机制的垂直协议和连接不同域或网络的下层QoS控制之间的水平协议。 下一代网络在解决端到端的QoS问题上应着重研究以下几点：●完成包括基于分组话音在内的电话系统的端到端的QoS等级定义●定义端到端的多媒体QoS等级和单个媒体流注册QoS等级的方式●指明在网内如何用低层的QoS机制获得高层的QoS●低层的域内QoS控制 三分组交换网中实现QoS的关键 PSTN的路由方式是基于电路的概念，即在整个话期间建立端到端的电路连接。这样，话中两个端用户之间的任何信息总是经过相同的物理通道。在这种路由方式下，一旦话建立，就可以直接保证所要求的特性 。这种从支持电话交换中产生的模式也被ITU-T用于数据通信标准的虚电路定义中。这个概念X.25中，后来又用于帧中继和ATM网络。 相比之下，IP路由方式避免了为建立和维持虚电路机制。IP的QoS主要处理可分配带宽、等待时间控制、抖动控制和包丢失。一直以来，IP网络都支持所谓的尽力而为的包传送这样，不同类型的业务没有被区别对待，并且信息包到达的次序及是否准确到达都得不到保证。不管端对端的QoS要求是什么，在网络层，信息包都是逐跳传送的（即从一个路由器传到另一个路由器）。每个路由器把新到达的包进行排队，然后，根据路由表把它们转发到与之相连的最适合的路由器或目的主机。大多数路由器采用先进先出的排队机制以保证对所有的包公平，也正是这个原因没法设置优先级。 1．公平排队和加权公平排队 总的来看，对于基于IP的话音和视频业务，无疑需要一个新的网络层模型。从二十世纪九十年代起，人们就一直在对这种模型进行研究和试点，提出了两种排队机制的新方法，即现在所谓的公平排队和加权公平排队。应用这两种机制的路由器不再需要对所有的包平等对待。流入的业务量被分定义明确的流（FTP连接就是这样的例子），每个流有它自己的队长。在公平排队策略下，信息包在环形路径上传送以保证每个流对容量的平等共享（在网络拥塞期间，一些大分组的流可能的不到保证）。加权公平策略为不同类型的流分配不同的带宽。2．综合业务和 RFC2210对于综合业务模型