QoS---QoS服务模型、影响网络质量的因素
QoS服務(wù)模型
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在處理報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)時(shí),會(huì)依據(jù)先到達(dá)的報(bào)文優(yōu)先被轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制進(jìn)行處理,所以這樣就會(huì)導(dǎo)致當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí),一些關(guān)鍵業(yè)務(wù)的通信質(zhì)量就得不到保障(如語音延遲、視頻卡頓、關(guān)鍵業(yè)務(wù)無法通信等),進(jìn)而影響到客戶體驗(yàn)
QoS
在帶寬有限的情況,根據(jù)不同的流量,提供不同的優(yōu)先服務(wù)
一.影響通信質(zhì)量的因素
1.帶寬
- 網(wǎng)絡(luò)的最大帶寬是由傳輸路徑的最小帶寬決定的
- 網(wǎng)絡(luò)帶寬不一致,出現(xiàn)擁塞點(diǎn)
FIFO隊(duì)列:先進(jìn)先出
2.網(wǎng)絡(luò)時(shí)延:
發(fā)送端到接收端的路徑所有時(shí)延總和
時(shí)延超過50MS,認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不好
- 處理時(shí)延:網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部處理等待時(shí)延
- 傳輸時(shí)延:傳輸介質(zhì)和傳輸距離決定
- 隊(duì)列時(shí)延:網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)調(diào)度的等待時(shí)間
- 串行化時(shí)延:鏈路上第一個(gè)bit至發(fā)完最后一bit所需時(shí)間
3.抖動(dòng)
- 每個(gè)報(bào)文到達(dá)目的的時(shí)延不同所導(dǎo)致, 每個(gè)報(bào)文到達(dá)的最大時(shí)間差
- 一般抖動(dòng)不超過30MS
- 例如一個(gè)時(shí)延60ms,一個(gè)時(shí)延30s,那么抖動(dòng)就是60ms-30ms=30ms
4.丟包
- 丟包由很多因素導(dǎo)致
- 處理過程:CPU繁忙導(dǎo)致無法處理報(bào)文
- 排隊(duì)過程:在隊(duì)列時(shí),可能由于隊(duì)列被裝滿而導(dǎo)致丟包
- 傳輸過程:鏈路的種種原因
- 丟包率一般不能大于2%
二、服務(wù)模型
1.盡力而為模型(默認(rèn))
best-effort
- 通過增大網(wǎng)絡(luò)帶寬,硬件性能提升網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量
- 優(yōu)點(diǎn):效果顯著
- 缺點(diǎn):成本代價(jià)大,存在一定的中斷業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)(替換設(shè)備)
2.綜合服務(wù)模型
Integrated Services Model
應(yīng)用程序發(fā)送消息前需要先向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備申請(qǐng)帶寬和服務(wù),收到設(shè)備同意后,程序才會(huì)發(fā)出報(bào)文,通過RSVP協(xié)議
- 保障業(yè)務(wù)帶寬,延時(shí)
- 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜(運(yùn)行RSVP協(xié)議),空閑時(shí)獨(dú)占帶寬,使用率低
- 通過RSVP協(xié)議 ,申請(qǐng)預(yù)留帶寬資源
3.差分服務(wù)模型
分類、標(biāo)記不同流量,定義不同處理動(dòng)作,進(jìn)入隊(duì)列中按照調(diào)度機(jī)制實(shí)現(xiàn)差分服務(wù)
將網(wǎng)絡(luò)的流量分成多個(gè)類,形成多個(gè)隊(duì)列,每個(gè)類有不同的優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)、丟包率,時(shí)延等
- 差分時(shí)服務(wù)域
- 針對(duì)報(bào)文進(jìn)行區(qū)別服務(wù)的區(qū)域
- DS邊界
- DS域的網(wǎng)絡(luò)入口設(shè)備節(jié)點(diǎn)
- 負(fù)責(zé)流量的分類,標(biāo)記
- DS節(jié)點(diǎn)
- DS域中間設(shè)備,出口設(shè)備
- 根據(jù)報(bào)文標(biāo)記將外部優(yōu)先級(jí)(報(bào)文)映射成本地優(yōu)先級(jí)(設(shè)備內(nèi)部)
- 是否映射由設(shè)備決定,如果設(shè)備不信任該流量就不會(huì)映射轉(zhuǎn)換其優(yōu)先級(jí)
- 根據(jù)本地優(yōu)先級(jí)將報(bào)文放入不同的緩存隊(duì)列,利用調(diào)度技術(shù),使其優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)
- 每個(gè)DS節(jié)點(diǎn)獨(dú)立,對(duì)報(bào)文處理方式可以不一致 靈活性
- 缺點(diǎn)
- 需要在每臺(tái)設(shè)備部署,對(duì)人員技術(shù)要求高
實(shí)現(xiàn)差分服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù):
-
報(bào)文分類和標(biāo)記(報(bào)文優(yōu)先級(jí)字段,DSCP)
-
擁塞管理(隊(duì)列技術(shù))、擁塞避免(尾丟棄)
-
流量整形和流量監(jiān)管 (令牌桶)
| 盡力而為服務(wù)模型 | 實(shí)現(xiàn)機(jī)制簡單 | 對(duì)不同業(yè)務(wù)流不能進(jìn)行區(qū)分對(duì)待 |
| 綜合服務(wù)模型 | 可提供端到端QoS服務(wù),并保證帶寬、延遲 | 需要跟蹤和記錄每個(gè)數(shù)據(jù)流的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜,且擴(kuò)展性較差,帶寬利用率較低 |
| 區(qū)分服務(wù)模型 | 不需跟蹤每個(gè)數(shù)據(jù)流狀態(tài),資源占用少,擴(kuò)展性較強(qiáng); 且能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同業(yè)務(wù)流提供不同的服務(wù)質(zhì)量 | 需要在端到端每個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行手工部署,對(duì)人員能力要求較高 |
總結(jié)
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