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网络IP的质量服务QoS和带宽管理随着互联网的迅猛发展，我们已经进入了信息时代的浪潮。
作为信息传输的基础，网络IP质量服务（Quality of Service，QoS）和带宽管理成为了保障网络流畅性和用户体验的重要手段。
本文将探讨QoS和带宽管理的概念、原理以及应用。
一、QoS的概念和原理QoS即质量服务（Quality of Service），是通过一系列的策略和技术手段来保证网络传输在带宽有限的情况下，能够按照一定的优先级进行传输和处理。
QoS的主要目标是提高网络的稳定性、可靠性以及服务质量，使网络能够满足不同应用和用户的需求。
QoS的实现主要依靠以下几个关键技术：1. 流量分类：将网络流量按照不同的服务类型进行分类，如视频流、语音流、数据流等。
通过对不同类型的流量进行分类，可以根据其优先级进行不同的处理和调度。
2. 流量调度：根据流量分类的结果，对流量进行调度和排队。
通过设置不同的调度算法和队列机制，可以保证高优先级的流量得到优先处理，避免网络拥塞和延迟问题。
3. 带宽保障：QoS不仅关注流量的调度，还需要保证每个流量类型能够得到足够的带宽资源。
通过设置带宽限制和优先级，可以在有限的带宽资源中合理分配带宽，避免带宽资源浪费和冲突。
二、带宽管理的概念和原理带宽管理是指对网络中的带宽资源进行有效利用和合理分配的过程。
通过带宽管理，可以对网络流量进行控制，提高网络的传输效率和资源利用率。
带宽管理主要包括流量控制、流量优化和流量调度等技术手段。
1. 流量控制：通过设置流量控制策略来限制网络中的流量大小。
流量控制可以针对不同的应用和用户进行限制，避免因为某个应用或用户占用过多的带宽资源而导致其他应用或用户无法正常使用网络。
2. 流量优化：通过优化网络流量的传输路径和方式，减少网络拥塞和延迟问题。
优化网络流量可以通过使用缓存技术、压缩技术和数据分段等手段来提高网络传输的效率和速度。
3. 流量调度：根据不同的流量类型和优先级，对网络流量进行调度和排队。
计算机世界第二十五期(7月3日) 产品与技术-专题报道出版日期: 20000703本期专题:IP网络上台阶的关键技术——IP QoSInternet在过去5年所取得的巨大成就和未来所蕴涵的巨大发展潜力几乎没有人怀疑。
当人们在思考未来Internet的发展时,如何在IP网络上保证用户信息传输的质量就成为一个不容忽视的重要问题。
为解决这一问题,IP QoS(服务质量)便应运而生。
IP业务多样化和快速增长已成为一个不争的事实。
因此,IP QoS已成为网络基础研究的一个重点,也是未来IP网络发展的关键技术,因为IP QoS是IP网络增加服务内容、提高服务质量的关键技术,也是未来网络运营商竞争的一个焦点。
IP QoS是指IP的服务质量,也是指IP数据流通过网络时的性能。
它的目的就是向用户提供端到端的服务质量保证。
它有一套度量指标,包括业务可用性、延迟、可变延迟、吞吐量和丢包率。
IP QoS在可预测、可测量性方面比传统IP 有了很大的提高,基本解决了商业用户的基本需求,因而势必可以吸引更多的商业用户,形成一个新的利润增长点,带来可增值的业务种类。
另外,IP QoS还可提高带宽的使用率。
本期专题的主旨并不期望涵盖IP QoS的所有方面,而是围绕着IP QoS的体系结构,阐述了IP QoS的机遇、发展现状、目前存在的问题以及对未来发展方向的展望。
希望对一些准备在其运营网络中使用IP QoS技术的运营商有所帮助。
主要包括如下几篇文章:1. IP QoS——IP网络的核心技术2. IP QoS的综合业务结构——Int-Serv3. IP QoS的业务区分结构——Diff-Serv4. IP QoS的流量管理5. IP QoS的实现1．IP QoS——IP网络的核心技术李晓东在过去的25年中,Internet从一个美国政府建立的研究性网络发展成为今天全球性的商用网络。
Internet是第一个IP(Internet Protocol)的大规模应用。
IP电信网的QoS技术摘要：目前的IP网络的服务模式是尽力而为的，不保证服务质量，因此组建IP电信网的一个关键技术难题就是如何保证服务质量。
文章介绍了目前业界所提出的一些为IP电信网提供服务质量的一些技术，包括InterServ、DiffServ、MPLS、LAN QoS等，并介绍了一种实用的QoS服务器结构。
关键词：IP 服务质量；综合业务模型；资源预留协议；差分业务模型；多协议标记交换Abstract:The service model provided by the Internet is thebest-effort model, without guaranteed Quality of Service (QoS). One of the key issues of constructing an IP telecom network is how to assure QoS. The article introduces some popular QoS mechanisms supposed by the industry, such as Integrated Service (InterServ), Differentiated Service, Multiple Protocol Label Switching (MPLS), LAN QoS, etc., as well as a pragmatic QoS server architecture.Key words:IP QoS; InterServ; RSVP; DiffServ; MPLS1 “尽力而为”的IP网因特网取得成功的一个重要理念是它所使用的IP协议的简单性。
IP的基本设计原理来自“端到端”的思想：把“智能”尽可能地放到网络的边缘节点(源和目的网络中的主机)中，留下“傻”的核心网络。
网络中间节点(路由器)除了把IP包的目的地址与路由转发表对照，确定它的下一跳并作转发外，几乎不需要做其它任何工作。
IP QOS技术概述接入网产品部李锐内容•技术背景•QoS的概念•IP QoS电信网络架构中的关键构件•QoS技术分类•现有QoS技术介绍•QoS需要实现的功能•配置实例一、技术背景•目前，多数运营商对于电信业务网的承载主要采用IP专网的方式，如专门的VoIP网和专门的视频会议网。
其主要思路是将IP专网直接架构在SDH或ATM网之上。
这是非常浪费资源的方式，还加大了运维成本，不利于新业务的推出。
另一种常用方法就是加大IP层之下SDH和ATM的传送能力，即“过带宽解决方式”。
这种方式也是以牺牲运营商巨大投资为代价的。
为此，电信运营商一直致力于采用IP网技术来作为下一代网络技术的统一平台，但随时间的推移，人们设想中的基于ＩＰ和ＭＰＬＳ的多业务网并未真正得以实施，ＱｏＳ和流量管理都没有得到很好解决，多播业务几乎没有应用，这些问题导致简单的将Internet技术用于电信网是行不通的。
其根本原因是，现有的因特网只适合传送非实时的数据类业务，如www、FTP、E-mail等。
而今，宽带接入的迅速增长已导致了运营商的IP网络架构得以膨胀式地扩张。
几年前，VoIP业务首先被引入到IP网络中来，但其服务质量未得到解决。
更进一步的是，运营商为增加赢利空间、拓展用户群，也正在尝试在此单一而庞大的IP网络上能够提供越来越多的新型增值服务，尤其是交互式的个人多媒体通信。
技术背景(续)•Internet正在向一个多业务数据网络演进，实现统一的支持QoS能力的电信级多业务IP网络是发展的趋势。
通过QoS，运营商或用户能够对网络上传输的视音频流等对实时性要求较高的数据提供优先服务，从而保证较低的延迟。
传统的IPv4缺乏对QoS足够的支持机制。
当前，IETF（Internet Engineering Task Force）建议了多种协议来实现QoS支持，包括综合服务、资源预留协议(RSVP)、区分服务(DiffServ)、多协议标签交换(MPLS)以及业务流量工程(Traffic Engineering)等，IPv6中也包含了QoS的支持特性。
浅论浅谈无线ＩＰ网络中ＱＯＳ网络结构(一)论文关键词:IP网络；通信网络；QOS；有线网络论文摘要:无线IP网络是通信网络的发展趋势，它能支持不同业务的服务质量的要求。
现有QOS的技术大都是针对有线网络的，要将他们应用到无线网络上必须要进行相应的改进。
一、引言移动通信和Internet的飞速发展，带来了在任何时间、任何地点都可以享用Internet业务的需求。
根据UKARCGroup预测，无线Internet业务的用户到2004年将达到7.5亿户，Internet 用户总数将达到10亿户。
无线Internet的用户将占Internet用户的大部分。
因此新一代无线通信和Internet的有机结合产生的无线IP网络是当前国际上的研究热点。
二、无线IP网络和QoS的概念无线IP网络一般是指无线终端接入IP网的网络，例如WLAN接入Internet或是以别的空中接口接入Internet，所以无线IP网络是一个集成无线蜂窝网络、无绳网络、无线局域网(WLAN),短距离应用的蓝牙等系统和固定的有线网络为一体的结构，各种类型的无线接入网都能无缝地接入基于IP的核心网。
它可以同时提供包括语音、数据和视频在内的多媒体业务。
无线IP网络主要包括IP核心网、移动站(MS)和基站((BS)，基站充当小区内各MS与有线Internet网络间的网关，使得各个MS可以无缝地接入核心网。
随着Internet的迅速发展，Internet已由单一的数据传输网向多业务承载网演进，以前那种以Email、文件传输等为主的单纯的数据传输业务已远远不能满足用户的需求，一些多媒体应用如视频点播、IP电话、远程教学不断涌现。
这些不同的应用需要有不同的服务质量要求。
QoS指网络对业务性能要求的支持能力。
这里的性能要求是特定于不同业务的，即不同的业务有不同的性能要求。
对于通信网中的QoS，上述性能要求可以用性能参数来描述，例如:业务可靠性、时延、抖动、吞吐量和数据丢失率等。
IP地址的网络QoS和服务质量保证在当今数字化的社会中，互联网已经成为人们生活的重要组成部分。
人们越来越依赖于互联网进行工作、学习、娱乐等各种活动。
而互联网的质量对于用户体验至关重要，其中IP地址的网络QoS和服务质量保证起着至关重要的作用。
网络QoS（Quality of Service）是一项为了提供更好的网络服务而进行的技术和策略，它可以保证在网络传输中的带宽、延迟、抖动和丢包率等关键指标。
而IP地址作为互联网通信的基础，对网络QoS具有重要影响。
首先，IP地址的设计和规划直接决定了网络的流量传输。
在IPv4的地址空间枯竭的情况下，IPv6地址的广泛应用成为了解决方案。
IPv6的特点是地址空间巨大，可以满足日益增长的互联网设备需求，并可以更好地支持网络QoS的要求。
其次，IP地址的路由选择对网络QoS有着重要影响。
路由器作为网络传输的关键节点，负责将数据包从源地址传输到目的地址，通过合理的路由选择不仅可以减少传输延迟，还可以减轻网络拥塞压力，提高网络传输效率。
因此，IP地址的网络拓扑设计和路由协议的选择对于保证网络QoS至关重要。
此外，IP地址的负载均衡也是保证网络QoS的重要因素之一。
通过将网络流量分发到多台服务器或设备上，可以避免单点故障和网络拥塞，提高网络服务的可靠性和稳定性。
负载均衡技术可以通过对IP地址的管理和配置来实现，确保网络中各个节点之间的负载平衡，提高网络的QoS。
除了网络QoS之外，IP地址还对服务质量保证起着重要作用。
服务质量（Quality of Service）是指网络应用程序能够在网络中按照用户需求提供所需的服务，其中包括对带宽、延迟、抖动和可靠性等方面的要求。
IP地址的服务质量保证可以通过各种技术手段来实现。
例如，通过IP地址的优先级设置和报文识别，可以对不同类型的网络流量进行分类和优先处理，确保关键业务的优先传输。
此外，基于IP地址的流量控制和拥塞控制技术可以帮助提供平滑的网络传输过程，避免网络拥塞和服务质量下降。
ＩＰ网络ＱｏＳ技术浅谈
【摘要】：传统IP网络所提供的尽力而为的服务不能满足当前网络中不同业务的QoS需求，文章综述了IP网络中保证业务QoS的两种策略，对这两种策略的共同基础、业务感知技术进行了分析，并对网络QoS技术的发展方向提出了自己的看法。
【关键词】：IP网络；QoS；业务感知
1．引言
随着IP网络的普及，网络和人们生活的关系愈加紧密。
传统IP网络是面向无连接的，其提供的是一种”尽力而为”的为用户转发信息的服务。
当用户有突发数据流量时，网络资源相对短缺，此时网络所提供的服务质量（QoS）下降很快，甚至部分业务服务无法满足。
影响业务服务质量（QoS）的关键参数包括：时延，包括业务建立时延和业务传输时延；抖动，单个数据包到达时间的变化；丢包率，包括传输中比特错误率以及数据包丢失率[1,2]。
当前，在互联网上传输的业务主要包括数据、语音、视频等，不同的业务对于网络的QoS要求各不相同。
一般而言，数据业务对网络传输的可靠性要求比较高，但可以容忍一定的时延；而语音和视频这类多媒体业务则具有流量大、延续性、实时性和高相关等特点，长时延会造成语音的变声和视频的马赛克效应，严重影响业务质量，因此其对传输时延和抖动要求非常严格。
随着网络的迅速发展，业内对下一代互联网提出了提供电信级服务质量的要求，即，IP网络必须提供一定的服务质量保证。
2．QoS策略
传统IP网络”尽力而为”服务模式下，网络中所有业务流平等地竞争网络资源，网络按照先来先服务的原则尽最大努力将IP包送达目的地。
为保证业务的QoS需求，一种直接的思路是按照服务水平的要求分配资源给每一个数据流。
即基于资源预留的QoS保证策略。
由于网络带宽是有限资源，研究者针对业务的不同QoS需要引入优先级，使得网络支持不同层次的QoS需求。
因此，IP QoS 可以分为不同类型[3,4]。
2.1 基于资源预留QoS保证
网络资源按照业务的QoS要求进行分配，且资源管理策略的制定也依照业务QoS需要。
综合服务（Integrated Services，IntServ）是基于该策略的。
该策略的思想类似于传统电信网络的面向连接的方法，通过资源预留协议RSVP来为每一个用户业务预留资源，从而实现保证业务QoS需求的目的。
为实现综合服务，业务进入网络之前必须首先申明其所需要的服务质量，以便使路由器能够确定网络中是否有足够的资源来满足该业务的需要。
从服务层
次上看，综合服务将网络中所传输的业务分为两大类：(1)有保证的服务，其对传输时延有一个严格的上限保证。
对于该类业务网络提供保证带宽、限制延迟、无丢包的服务。
(2)受控负载的服务，对于该类业务网络提供一种类似在负载较轻网络中实现的尽力而为业务的服务质量，使应用程序得到比传统IP网络更加可靠的服务。
综合服务包括四个组成部分：资源预留协议RSVP，用于资源请求信令；接纳控制，用来决定是否接纳某一业务的资源请求；分类器，将进入路由器的分组进行分类，并根据分类结果将不同类别的组放入对应的队列中；调度器，根据业务服务质量要求决定分组发送的先后顺序。
理论上而言，综合服务模型完全可以保证为IP网络提供QoS保证，但综合服务和资源预留协议要求网络中所有的路由器都支持RSVP，可扩展性差，实现相对复杂，很难在大规模网络中部署；并且，其定义的服务等级数量太少，整体不够灵活。
2.2 基于优先级的QoS保证
基于优先级的QoS保证策略力图不改变现有网络的基本结构，而在路由器中增加优先级功能。
其基本思路是：网络边缘节点对业务流进行分类、整形、标记；核心节点按照资源管理策略分配资源，对QoS要求高的业务进行优先处理。
区分服务（Differentiated Services，DiffServ）是基于该策略的，它将网络所提供的转发服务转化为单跳行为（Per-Hop Behavior PHB），区分服务主要依据IP数据包的区分服务字段DS得以实现。
路由器根据DS字段的值来处理分组的转发，最终实现业务的不同QoS需求。
而在使用DS字段之前，用户和因特网运营商需要签订一个服务等级协定[4]（Serve Level Agreement SLA），来指明所要传输业务的带宽、时延、丢包率以及抖动等相关参数。
和综合服务模型相比较，区分服务大大简化了信令的工作，把重点放在聚合数据流和单跳行为上。
区分服务网络定义了两类PHB：迅速转发（Expedited Forwarding）PHB和确保转发（Assured Forwarding）PHB。
其中迅速转发方式不用考虑其他流量是否分享其链路，适用于低时延、低丢失、低抖动、确保带宽的优先业务；确保转发又可细分为四个等级，每个等级又对应三个不同的丢弃优先级。
DiffServ模型是目前比较可行的一种方法，尤其适用于大型网络的核心网。
3．业务感知技术
综上，对于网络不管其采用基于综合服务的QoS保证策略还是基于区分服务的QoS保证策略，它们的一个共同点是：在业务进入网络之前，业务必须申明其所需要的服务质量。
因此，为实现业务的QoS，要求用户在使用网络之前一般需要和运营商签订一个服务等级协定（SLA）。
若用户和运营商之间没有签订SLA，要实现业务的区分服务，则业务的QoS无法得到保证。
下一代网络（NGN）是基于软交换、业务网与承载网分离的多业务融合网络，为实现网络的QoS，需要网络具有智能识别业务的QoS需求的能力，即业务感知能力。
业务感知可以区分网络中不同业务流，它是实施QoS策略和安全策略的基础，其基本过程是IP网络边缘设备根据业务流的特征触发特定业务的感知。
按所使用的方法，业
务感知可以分为静态感知和动态感知两类。
其中：静态感知是根据业务所使用的网络协议、源端口号、目的端口号进行业务感知，它是目前发展比较成熟的一种业务感知技术；而动态感知则包括特征匹配感知和协议解析感知两种类型。
一般采用以下步骤来智能感知业务的类型：
首先根据业务所使用的端口号，采用端口匹配的方法来识别固定端口的业务类型。
其次，如果端口匹配方法不能理想区分出业务类别，则采用进一步感知技术来分析业务所采用的协议类型。
对于数据业务一般是采用TCP协议进行传送；而对于语音、视频等多媒体信息，其一般采用RTP协议。
通过分析数据包中的协议字段可以较好的区分出数据业务和流媒体业务。
再次，采用深度业务感知技术[5,6]。
深度业务感知（Deep Packet Inspection, DPI）是以业务流的连接为对象，深入分析业务的高层协议内容，结合数据包的深度特征值检测和协议行为的分析，以达到应用层网络协议识别为目的的技术。
对于一些常见的业务，若其静荷特征已知，为感知业务的具体类型，可以进行业务的净荷深度特征检测，从而实现业务的感知。
