第六--IP网络的QoS技术.pptVIP

* 支持QoS的调度技术 最大-最小公平-份额分配方案 按照不同用户对资源需求的不同，可以按照对资源的需求量从小到大的顺序对他们进行分类： 按需求量从小到大的顺序分配资源； 任何用户得到的资源份额都不会超过其需求的量； 需求未被满足的用户的资源份额相同。 可以按照公式计算公平分配： 公平分配=（资源总量-已经分配给用户的资源总量）/（还需要资源的用户数） 所有需求未被满足的用户将获得同样的分配份额； 扩展方案：每个用户指定一个权值，则用户的公平份额与其权值成正比。（加权最大-最小公平-份额分配方案） * 支持QOS的调度技术 广义处理器共享（GPS） 对权值相同的流提供最大-最小公平份额的理想机制； 将每个流都放在各自的逻辑队列中，依次为每个非空队列传输无穷小的数据量，每一轮都只传输无穷小的数据量，因此，对所有非空队列都是公平的； 如果为每个流都指定权重，则GPS每一轮传输的数据量都与其权重成正比，从而实现了加权最大-最小公平份额； 是一种理想的最大-最小公平份额模型，却无法实现，实际的调度算法是接近GPS的模型。 * 不同的分组调度/排队策略 FIFO FQ WFQ 基于序列号计算的WFQ 基于流的WFQ 基于类的WFQ 基于ToS/QoS组的DWFQ 优先级排队 定制排队 * 每一跳行为（PHB） 拥塞避免和分组丢弃策略 TCP慢启动和拥塞避免 随机早期侦测（RED） 加权随机早期侦测（WRED） 流WRED 显式拥塞通知（ECN） 选择性分组丢弃（SPD） * 拥塞避免和分组丢弃策略 TCP慢启动和拥塞避免 TCP使用拥塞窗口避免拥塞，拥塞窗口指出了发送方在收到确认前可以通过TCP会话传输的最大数据量； TCP源的慢启动算法以收到对方确认的速率将分组发送到网络，因此TCP是自同步的； TCP的分组丢失率是拥塞的预示，重传计数器超时未受到确认时，就认为发生了拥塞；这时，将拥塞窗口重置为1，重新启动慢启动算法，同时将慢启动阈值减少到需要重传时的拥塞窗口大小的一半，会话建立后，阈值设为对方声明接收窗口值。 如果分组丢失不是网络拥塞引起的，则等待会影响性能，快速重传和恢复算法避免了这种影响。 * 拥塞避免和分组丢弃策略 尾丢弃方案中的TCP通信行为的弊端 尾丢弃方案 一般来说，当队列达到最大长度时，到达队列的分组将被丢弃，丢弃行为一直持续到队列由于分组被传输而减小，这种技术称为尾丢弃； 丢弃分组告诉TCP源发生了拥塞，只有队列充满时才会丢弃，启动TCP的缓慢启动算法，源的流量减少； 尾丢弃方案导致的大量TCP会话的分组丢失，引发网络流量瞬时下降，当源持续增大窗口时，再次导致拥塞和分组丢弃；这种队列长度呈波浪形变化的恶性循环称为全局同步。 全局同步导致通信的延迟抖动非常大，降低了网络的总吞吐量。 * 拥塞避免和分组丢弃策略 RED（随机早期侦测） 尾丢弃引起的TCP源通信行为需要在队列充满之前发出拥塞通知，并控制队列长度，迅速降低排队延迟； Sally Floyd和Van Jacobson提出了RED，它是一种积极的队列管理技术，旨在降低队列长度，缩短排队延迟，提供比传统尾丢弃方式更好的性能； 采用预防拥塞的方法，当平均队列长度超过最小门限值后，则开始以非零的丢弃几率丢弃分组，而不是等队列充满时。这样，避免了全局同步； 丢弃分组向TCP发出缓慢信号，使TCP进入慢启动模式； 如果随机丢弃时，平均队列长度继续增大，则丢弃几率线性增大，以便控制平均队列长度，在队列长度从最小门限值增大到最大门限值的过程中，丢弃率线性增长，当平均队列长度超过最大门限值时，将丢弃所有到来的分组。 * 拥塞避免和分组丢弃策略 WRED 在RED基础上改进，引入了根据分组丢弃几率为分组提供服务等级的功能，允许使用基于IP优先级的选择性RED参数，即WRED会更多地丢弃特定优先级的分组； 默认情形下，所有优先级的最大门限值都相同，最小门限值随着分组的优先级而不同，因此低优先级的分组比高优先级的分组丢弃的可能性更大。对优先级为0的通信，默认最小门限值是最大门限值的一半； 可以使用基于通信类的WRED，允许每个通信类具有不同的RED参数； 可以基于硬件或软件实现。 * 拥塞避免和分组丢弃策略 显式拥塞通知（ECN） ECN为路由器提供了向TCP源发出拥塞信号的功能，通过标记分组报头实现； 需要IP报头的CE 位和支持ECN的传输协议支持： IP报头中ToS字节的第6、7位组成，称为ECT（ECN功能传输）和CE位（经历拥塞），TCP源设置ECT指示传输协议的端点支持ECN功能，路由器设置CE位，向端点指示发生了拥塞； 差分业务模型中，第6、7位未使用； TCP需要支持以下ECN功能： ECN功能协商：建立TCP连接时协商是否具备本功能； ECN回应标记：TCP