下一代互联网关键技术IP QoS

图1 RSVP建立传输路径以及预留资源的过程

　　因此，要实现IntServ的QoS保证是很困难的，它需要基于流的、复杂的资源预留、接纳控制、QoS路由和调度机制。在诸如互联网这种复杂的、大规模的网络中，链路状态是不确定的，有效地预留带宽资源非常困难。而且资源预留本身就与IP网络的最大特点"无连接"相冲突。更重要地问题就是IntServ面临地可扩展性（scalability）问题和鲁棒性（rubustness）问题，这主要是因为在分布式网络环境中，很难维持动态的、可复制的传输流状态一致性。

图3 区分服务体系结构示意图

分服务中的分类和调节机制

　　分类器根据数据包头部的某些域（如DSCP或MF五元组）对数据包进行分类。目前定义了两种类型的分类器：

区分服务中的逐跳行为
　　1997年，以Cisco公司为主的几家公司（包括Ipsilon、IBM、Cascade、Toshiba）提出了多协议标签交换（Multiprotocol Lable Switch，MPLS）技术。MPLS技术产生的初衷就是为了综合利用网络核心的交换技术和网络边缘的IP路由技术各自的优点而产生的其最初设计目标是将第二层的交换速度引入到第三层。基于标签的交换方式允许路由器在作转发决定的时候仅仅以简单的标签为基础，而不是基于目标IP地址作复杂的路由查找。现在，MPLS更成为流量工程（Traffic Engeering）和虚拟专用网（Virtual Private Network，VPN）方案的重要解决手段，并且日益成为扩大IP网络规模的重要标准。

　　标签的格式取决于分组封装所在的介质。例如，ATM封装的分组（信元）采用VPI和／或VCI数值作为标签，而帧中继PDU采用DLCI作为标签。对于那些没有内在标签结构的介质封装，则采用一个特殊的数值填充。图7给出4字节填充标签的格式，它包含一个20bits的标签值、一个3bits的CoS值、一个1bit的堆栈标识符和一个8bits的TTL值。此外．如果填充值被插入到一个PPP或以太网帧中，包含在各帧头中的一个协议ID（或以太网类型）表示一个帧或者一个 MPLS单播或组播帧。

图8 MPLS体系结构
　　由于数据包的发送过程必须经过发送端主机以及接收端主机的所有OSI协议层，甚至可能要经过中间某个网络的子网。这就涉及到一个问题：如何在子网内，即在数据链路层上保证高优先级的数据帧获得高级别的服务。某些链路层的技术已经可以支持QoS了，例如异步传输模式ATM。而其它更多的LAN技术（如以太网技术）最初并非为支持QoS设计的。以太网作为共享的广播媒介，在它的交换方式中，提供了一种类似与传统的尽力而为的IP服务。为此，IETF的ISSLL小组定义了上层QoS协议和服务与以太网之类的数据链路层技术之间的映射关系，并且提出了子网带宽管理（Subnet Bandwidth Management，SBM）的方案，它适用于802.1 LAN，如以太网、令牌环和FDDI等。SBM是数据链路层上的QoS，它通过将高层QoS映射到特定的数据链路层上实现在第二层上的快速交换。

　　SBM有两种形式的体系结构：集中式结构和分布式结构，它取决于BA所处的位置，如图9和图10所示。不管在哪种形式的结构中，RM都必须在需要请求资源的端系统中。APP表示需要使用RM的应用，它可以是用户应用程序，也可以是高层协议（如RSVP）。

　　在集中式结构中，只有单个的BA来实现整个子网的带宽管理与分配，每个端系统中包含一个RM，而网桥和交换机中则不需要RM。当端系统需要请求资源时，则由它的RM首先向BA发出请求通信。在这种结构中，BA需要知道整个子网的拓扑结构。

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