QoS现状及相关技术

现在， IP网络如何提供服务质量QoS支持这一问题现已成为业界关注的焦点。对于由 QoS控制来实现QoS保证，国际上不同组织和团体提出了不同的控制机制和策略，比较著名的有：

1) ISO/OSI提出了基于ODP分布式环境的QoS控制，但至今仍只停留在只给出了用户层的QoS参数说明和变成接口阶段，具体实现QoS控制策略并未提出；

2) ATM论坛提出了QoS控制的策略和实现，ATM控制是“连接预定”型（connection and reservation），它的核心内容是在服务建立之前，通过接纳控制和资源预留来提供服务的QoS保证，而在服务交互的过程中，用户进程和网络要严格按照约定的QoS实现服务QoS保证；

3) IETF组织也已经提出了多种服务模型和机制来满足对QoS的需求，其中比较典型的有：RFC2115，RFC2117以及1998、1999年提出的 RFC26xx系列中的综合业务模型（Int-Serv）、差分业务模型(differentiated services)、多协议标签MPLS技术(Multi-Protocol Label Switching)、流量工程(traffic engineering)和QoS路由(QoS-based routing)等均用于解决Internet网络的QoS控制和管理。

以下就一些比较典型的模型作简单的介绍。

综合业务模型（Int-Serv）主要引入了一个重要的网络控制协议 RSVP（资源预留协议），它不是路由协议，但是需要与路由协议一起使用。RSVP的引入使得IP网络为应用提供所要求的端到端的QoS保证成为可能，但为了支持这种能力，数据包所经过的每个网络元素（子网和IP路由器）都必须能够支持RSVP控制服务质量的机制。RSVP资源预留方式与异步转移模式（ATM）中资源预留方式有两个不同之处：第一，RSVP是一种面向信宿端的协议，由信宿端来描述资源需求；而ATM是由信源端来要求资源预留。第二， RSVP中保留的是“软状态”，需要周期性的更新；而ATM保留的是“硬状态”，通信期间不改变。

综合业务模型的这种利用RSVP全程信令将原本面向无连接的IP网络改为面向连接的网络的方法存在着许多致命的缺陷，使得原本欲提供的端到端全程QoS保证，实际上是很难实现的，原因有二：

综合业务模型下的预留状态信息是与业务流的个数成正比的，这使得路由器的负担会随着网络的扩大、业务流的增多而加重，网络的扩展性不好。

综合业务模型中的每个路由器都要支持RSVP控制协议，为业务流保持状态信息，这对路由器的实现要求太高。如果有一个中间路由器不支持RSVP控制协议，虽然RSVP仍可透明通过，但服务质量仍不能保证。

针对这些确定，IETF组织指定了一个相对扩展性较强的方案，来保证IP网络的服务质量QoS，这就是差分业务模型。差分业务模型主要是重新利用了IP 数据包头中的服务类型（ToS）字段（改为DS域），使得对RSVP网络控制协议的使用仅局限在用户网络一侧，而将骨干传送网从RSVP中解脱出来。骨干网中的核心路由器只需检查数据包中的ToS字段判断业务的类别，再为不同的业务提供不同的QoS保证策略，这种模型并不提供从信源端道信宿端的全程QoS 保证，而将QoS限制再不同的域（Domain）范围内加以实现，不同域之间应有一定的约定和标识的翻译机制。

多协议标签交换（ MPLS）是时下最热门的技术之一，它将灵活的三层IP选路和高速的二层交换技术完美地结合起来，从而弥补了传统IP网络地许多缺陷。它引入了新的标签结构，对IP网络的改变较大，引入了“显式路由”机制，对QoS提供了更为可靠的保证。

对IP网络提供QoS支持的发展动向可作如下的总结：从“经历而为”走向“综合业务”；从“无状态”道“面向流的软状态”；从服务的“先进先出策略”道“多队列机制和面向业务的调度策略”；从数据转发的“软件交换”到“硬件交换”。