QoS(服务质量)技术白皮书

本文对Internet的三种服务模型（Best-Effort、IntServ和DiffServ），以及服务模型的 发展历程进行了简单介绍，较为详细地介绍了H3C系列数据通信产品所支持的QoS技 术，内容包括：流量分类和标记、拥塞管理、拥塞避免、流量监管与流量整形、链路 效率机制以及MPLS网络相关QoS技术，并且简要描述了在实际应用中的QoS解决方 案。网络运营商及行业用户等通过对这些QoS技术的灵活运用，可以在Internet或任何 基于IP的网络上为客户提供有保证的区分服务。 ### QoS(服务质量)技术详解 #### 一、概述 ##### 1.1 产生背景 随着互联网技术的发展，各种在线应用如视频会议、在线教育、远程医疗等日益增多，这些应用对网络传输质量提出了更高的要求。传统的网络传输方式无法满足这种需求，特别是在网络拥塞的情况下，无法保证关键应用的服务质量。因此，QoS（Quality of Service，服务质量）技术应运而生，旨在优化网络传输，确保重要应用的数据传输质量和体验。 ##### 1.2 技术优点 QoS技术能够有效提高网络资源利用率，保障关键业务的服务质量。具体优点包括： - **提高用户体验**：确保视频流、语音通话等实时应用的流畅性。 - **优化资源分配**：合理分配带宽资源，减少网络拥塞。 - **增强网络可控性**：通过精细化管理，提升网络运维的可控性和可预测性。 ##### 1.3 QoS服务模型简介 QoS服务模型主要包括Best-Effort、IntServ和DiffServ三种。 ###### 1.3.1 Best-Effort服务模型 Best-Effort是最基本的服务模型，它不提供任何服务质量保证。在网络中，所有的数据包都平等对待，没有优先级之分，也没有流量控制机制。这种模型适用于非关键应用，如简单的Web浏览等。 ###### 1.3.2 IntServ服务模型 IntServ（Integrated Service，集成服务）模型是一种提供端到端服务质量保证的服务模型。它通过资源预留机制来确保特定类型的流量能够获得所需的网络资源。然而，该模型在大规模网络部署中存在扩展性问题。 ###### 1.3.3 DiffServ服务模型 DiffServ（Differentiated Service，区分服务）是一种更为实用的服务模型，它通过将网络划分为多个不同的服务等级来实现服务质量控制。每个服务等级对应一组特定的服务质量策略。相比于IntServ，DiffServ更加适用于大规模网络环境。 #### 二、IP QoS技术实现 H3C系列数据通信产品提供了丰富的QoS技术，涵盖了流量分类与标记、拥塞管理、拥塞避免、流量监管与整形等多个方面。 ##### 2.1 IP QoS功能总述 QoS技术主要涉及以下几个方面： - **流量分类和标记**：根据数据包的特征进行分类，并对其进行标记，以便后续处理。 - **拥塞管理**：当网络发生拥塞时，采用适当的策略来处理排队中的数据包。 - **拥塞避免**：通过预防性措施来避免网络拥塞的发生。 - **流量监管与整形**：限制网络流量的速度，确保符合预定义的服务级别协议(SLA)。 ##### 2.1.1 流量分类和标记 流量分类和标记是QoS的基础。通过识别不同类型的数据流，并打上相应的标记，为后续的拥塞管理和避免提供依据。 - **IPv4 QoS业务分类**：可以根据源地址、目的地址、端口号等字段进行分类。 - **IPv6 QoS业务分类**：除了IPv4的分类方式外，还可以利用IPv6头部中的流量类别字段进行更精细的分类。 - **以太网QoS业务分类**：可以利用VLAN ID、802.1p优先级等字段来进行分类。 ##### 2.2 拥塞管理 拥塞管理是指在网络发生拥塞时，如何有效地管理排队中的数据包，以确保关键业务的质量不受影响。 - **先进先出队列（FIFO）**：最简单的队列管理机制，按照数据包到达的先后顺序进行处理。 - **优先队列（PQ）**：为不同优先级的数据包分配不同的队列，高优先级的数据包会被优先处理。 - **定制队列（CQ）**：允许用户自定义队列的配置，提供更大的灵活性。 - **加权公平队列（WFQ）**：根据数据流的不同权重分配带宽，实现更公平的资源分配。 - **基于类的加权公平队列（CBWFQ）**：允许为不同类别的数据流设置不同的权重，提供更精细的控制。 - **RTP优先队列**：专门为实时传输协议(RTP)设计的队列，确保实时媒体流的高质量传输。 ##### 2.3 拥塞避免 拥塞避免技术旨在通过预防性措施来避免网络拥塞的发生，从而提高网络的整体性能。 - **传统的丢包策略**：当队列满时，简单地丢弃后续到达的数据包。 - **RED与WRED**：通过随机丢弃即将排队的数据包来平滑网络流量，避免突发流量导致的拥塞。 通过上述技术的应用，网络运营商和企业用户可以在Internet或任何基于IP的网络上提供有保证的服务质量，满足不同类型业务的需求，提高用户的满意度。