QoS服務模型

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備在處理報文轉(zhuǎn)發(fā)時，會依據(jù)先到達的報文優(yōu)先被轉(zhuǎn)發(fā)的機制進行處理，所以這樣就會導致當網(wǎng)絡發(fā)生擁塞時，一些關鍵業(yè)務的通信質(zhì)量就得不到保障（如語音延遲、視頻卡頓、關鍵業(yè)務無法通信等），進而影響到客戶體驗

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

一.影響通信質(zhì)量的因素

1.帶寬

• 網(wǎng)絡的最大帶寬是由傳輸路徑的最小帶寬決定的
  • 網(wǎng)絡帶寬不一致，出現(xiàn)擁塞點

FIFO隊列：先進先出

2.網(wǎng)絡時延：

發(fā)送端到接收端的路徑所有時延總和

時延超過50MS，認為網(wǎng)絡質(zhì)量不好

• 處理時延：網(wǎng)絡設備內(nèi)部處理等待時延
• 傳輸時延：傳輸介質(zhì)和傳輸距離決定
• 隊列時延：網(wǎng)絡設備內(nèi)部數(shù)據(jù)調(diào)度的等待時間
• 串行化時延：鏈路上第一個bit至發(fā)完最后一bit所需時間

3.抖動

• 每個報文到達目的的時延不同所導致， 每個報文到達的最大時間差
• 一般抖動不超過30MS
  • 例如一個時延60ms，一個時延30s，那么抖動就是60ms-30ms=30ms

4.丟包

• 丟包由很多因素導致
  • 處理過程：CPU繁忙導致無法處理報文
  • 排隊過程：在隊列時，可能由于隊列被裝滿而導致丟包
  • 傳輸過程：鏈路的種種原因
• 丟包率一般不能大于2%

二、服務模型

1.盡力而為模型（默認）

best-effort

• 通過增大網(wǎng)絡帶寬，硬件性能提升網(wǎng)絡通信質(zhì)量
• 優(yōu)點：效果顯著
• 缺點：成本代價大，存在一定的中斷業(yè)務風險(替換設備)

2.綜合服務模型

Integrated Services Model

應用程序發(fā)送消息前需要先向網(wǎng)絡設備申請帶寬和服務，收到設備同意后，程序才會發(fā)出報文，通過RSVP協(xié)議

• 保障業(yè)務帶寬，延時
• 實現(xiàn)復雜(運行RSVP協(xié)議)，空閑時獨占帶寬，使用率低
  • 通過RSVP協(xié)議 ，申請預留帶寬資源

3.差分服務模型

分類、標記不同流量，定義不同處理動作，進入隊列中按照調(diào)度機制實現(xiàn)差分服務

將網(wǎng)絡的流量分成多個類，形成多個隊列，每個類有不同的優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)、丟包率，時延等

• 差分時服務域
  • 針對報文進行區(qū)別服務的區(qū)域
• DS邊界
  • DS域的網(wǎng)絡入口設備節(jié)點
  • 負責流量的分類，標記
• DS節(jié)點
  • DS域中間設備，出口設備
  • 根據(jù)報文標記將外部優(yōu)先級(報文)映射成本地優(yōu)先級(設備內(nèi)部)
    • 是否映射由設備決定，如果設備不信任該流量就不會映射轉(zhuǎn)換其優(yōu)先級
  • 根據(jù)本地優(yōu)先級將報文放入不同的緩存隊列，利用調(diào)度技術，使其優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)
• 每個DS節(jié)點獨立，對報文處理方式可以不一致 靈活性
• 缺點
  • 需要在每臺設備部署，對人員技術要求高

實現(xiàn)差分服務的關鍵技術：

• 報文分類和標記（報文優(yōu)先級字段，DSCP)

• 擁塞管理（隊列技術）、擁塞避免（尾丟棄）

• 流量整形和流量監(jiān)管 （令牌桶）

優(yōu)點缺點

盡力而為服務模型	實現(xiàn)機制簡單	對不同業(yè)務流不能進行區(qū)分對待
綜合服務模型	可提供端到端QoS服務，并保證帶寬、延遲	需要跟蹤和記錄每個數(shù)據(jù)流的狀態(tài)，實現(xiàn)較復雜，且擴展性較差，帶寬利用率較低
區(qū)分服務模型	不需跟蹤每個數(shù)據(jù)流狀態(tài)，資源占用少，擴展性較強； 且能實現(xiàn)對不同業(yè)務流提供不同的服務質(zhì)量	需要在端到端每個節(jié)點都進行手工部署，對人員能力要求較高

總結(jié)

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