Quality of Service 学习笔记

Quality of Service
• Best-Effort
• Intergrated service（guaranteed service）
• Differentiatd service
Qos: Quality of Service（服务质量）是指网络通信过程中，允许用户业务在丢包率、延迟、抖动和带宽等方面获得可预期的服务水平
我们称Best-Effort服务为尽力而为的服务。
尽力而为的服务只提供基本连接，对于数据包何时以及是否被传送到目的地没有任何保证，虽然只有当路由器输入/输出缓存队列耗光时分组才会被丢弃。
尽力而为的服务实际上并不属于QoS的范畴，因为在转发尽力而为的通信时，没有提供任何服务或者传输保证，这是当前internet提供的唯一的一种服务。
大多数数据应用（如文件传输协议FTP）使用尽力而为的服务就可以正确的工作，虽然性能会降低。为很好的运转，所有的应用都需要依据带宽，延迟，以及最小分组丢失率来获得一定的网络资源。
我们称Intergrated service（guaranteed service）为集成服务。
保证服务（集成服务）这种服务需要预留网络资源，确保网络能够满足通信流的特定服务要求。保证服务要求预先保留连接路径的网络资源。保证服务也被称为硬Qos，因为她要求网络提供严格的保证。
IETF （Internet工程任务组）在1994年成立了Intserv工作组。Intserv定义了两种服务：保证服务和控制负载服务。保证服务提供了确定的延迟保证，而控制负载服务提供的网络服务与负载较轻的情况下尽力而为网络提供的服务类似。建议使用资源保留协议（RSVP）作为信令协议来提供端到端的服务要求。
我们称Differentiaed service为区分服务
Differentiatd service
在区分服务中，根据服务要求对通信进行分类。网络根据配置好的Qos机制来区分每一类通信，并为之服务。这种提供Qos的方案通常称为CoS。对于带宽密集数据应用，这种Qos方案工作得很好。网络控制通信和其他数据通信被区分开来，从被优先处理机，以确保网络始终处于基本的连接状态。
1998年IETF成立了Diffserv工作组。注意：区分服务本身并不做提供服务保证，它只是区分通信。从而优先处理某种通信，因此这种服务也叫做软QoS。
文献：
IntServ是一种端到端基于流的QoS技术。使用IntServ，从某种程度上说，是采用了电路交换网络中面向连接的思想。业务的两端在通信前，需要根据业务类型向网络提出QoS要求，网络根据一定的接纳策略控制（Admission Policy Control），判断是否接纳该业务的请求；如果网络有足够的资源可以满足这个业务的要求，就接纳该业务流，同时必须负责保障该业务所申请的资源。通过带外的RSVP信令建立端到端的通信路径，沿途的每一个网络设备都需要记录每一个业务流的状态信息——“软状态”，并提供相应的资源预留，确保该业务的服务质量。
从技术角度讲，RSVP在目前的网络上是一种行之有效的QoS保障方法。但是，由于IP网络流量模型和业务模型的特点，使得Internet骨干网瞬间要为成千上万的业务流提供服务，因此粒度为单个流的路径预留的解决思路在Internet骨干网上无法扩展，这严重制约了IntServ在实际网络中的应用。当然还存在其他一些限制IntServ应用的因素，包括RSVP信令大规模的部署、不同厂商设备之间的互通以及基于业务的管理（认证、计费）等。另外，IntServ需要端到端的全网支持，由于RSVP技术的复杂性，可以说是目前最复杂的IP技术之一，让目前所有的网络硬件设备升级支持RSVP是不现实的。
同时，RSVP模型实际上是将电路交换业务的理念进行了IP化的翻译，很大程度上是颠覆了IP开放互联、逐跳转发的理念，在和其他IP业务及技术的融合方面存在很多未知的问题。总地来说，IntServ目前的实用性很低。
DiffServ是IETF组织在1998年推出的基于DSCP的QoS解决方案，这是一种基于类的QoS技术，主要用于骨干网。使用DiffServ，在网络入口处根据服务要求对业务进行分类、流量控制，同时设置报文的DSCP域；在网络中根据实施好的QoS机制来区分每一类通信（依据分组的DSCP值），并为之服务（包括资源分配、队列调度、分组丢弃策略等，统称为PHB），DiffServ域中的所有节点都将根据分组的DSCP字段来遵守PHB。DiffServ通过将业务定义为有限的类，可以很好地解决扩展性的问题，同时，由于DiffServ很好地沿袭了IP本身的技术理念。相对而言，很容易在现有的IP网络及产品中实现。因此，目前商用网络中的QoS实现总体上基本都是基于DiffServ模型的。
目前，有些人提出将IntServ及DiffServ结合使用，此外，还出现了其他一些QoS技术，如与MPLS技术相结合的MPLS QoS、流量工程（TE，Traffic Engineering）等。
吞吐量、传输时延、时延抖动和误包率是常用的QoS参数，不同的多媒体应用对网络性能有不同的要求，在通信初始，用户向网络提交的QoS参数实际上描述了应用对网络资源的需求，网络可以此作为对内部共享资源（如带宽、处理能力、缓存空间等）进行管理的依据。如果网络资源不能满足用户的QoS要求，或者接纳一个新的呼叫要侵犯预留给正在进行通信的线路的资源，从而降低这些通信的QoS时，网络将不接纳这个新的呼叫，这种机制通常称为连接接纳控制（CAC，Connection Admission Control）。
一旦网络接纳了用户的呼叫，它就有责任在整个会话过程中保障用户所提出的QoS要求。因此，网络要为这个呼叫预留资源，并在通信过程中进行性能监控，动态调整资源的分配，当资源不能保障用户的QoS要求时，通知有关的用户，直至终止相关的通信等。上述各种功能构成了网络的QoS保障机制，目前只有少数的网络实现了或部分地实现了这些功能。