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IP网的服务质量 北京邮电大学 程控交换与通信网国家重点实验室 提纲 IP QoS问题的提出和研究现状 IP QoS 机制 综合服务（Integrated Services) 区分服务（Differentiated services) QoS路由 （QoS Routing ) 多协议标记交换（MPLS） 各种机制之间的关系 结论和进一步研究课题 IP QoS问题的提出和研究现状 影响IP网发展的关键因素 地址空间 支持亿万新设备 WAP和GPRS即将耗尽 IPv4的地址空间 服务质量 支持话音和其它多媒体业务 安全性 移动电子商务，隐私和鉴权的 需求不断增加 移动管理和计费 用户在不同类型的网络之间漫游，需要交叉计费 带宽 支持大带宽需求，在接入网提供廉价带宽 服务质量(Quality of Service) 用户通过应用来评价所获得的服务质量(QoS) 端到端的质量是重点: QoS 依赖于网络中瓶颈链路所能提供的质量 IP QoS = 成功的 IP包传输 IP包在网络传输中会遇到什么问题? 2) IP packet is lost IP网的服务质量指标  IP服务质量的指标主要是： 丢包率 IP包传送时延 IP包传送时延的变化 网络提供的带宽 当前Internet提供的服务质量 : 尽力而为（Best Effort) 服务质量对应用的影响 TCP应用: - 丢包导致重传 - 需要更长的时间传送文件, 图象, 网页, …- 重传的包进一步加重拥塞 UDP 应用: - 对延时敏感的应用 - 长的传输时延使IP包超时而失效- 对丢包敏感的应用 - 导致应用层的重传或性能降低- 最坏情况下应用根本不能工作 提高服务质量有益于所有应用 某些应用在没有好的服务质量的网络中不可能实现，如视频/音频等多媒体业务需要明确的QoS保障 IP QoS的研究现状 IETF(互连网工程任务组)等标准化组织成立了研究组专门研究不同结构及其实现，大学和公司的研究机构都在探索、开发和试验新的机制，包括： 研究活跃的大学: MIT、UC BEKLEY、STANFORD、 TAXAS、COLUMBIA California etc. 公司: Cisco, Nortel, IBM, Bellcore etc. IP QoS研究机构 标准化组织: IETF, ANSI, ITU-T 其它组织和研究机构: 美国 NSF, DAPAR, 欧洲EC-ACTS AC310_Project 最大的研究项目: Internet2 Project Qbone Started in late 1998: 170 Universities, 40 Corporations, 30 other Organizations 怎样保证服务质量? 保证服务质量的第一步是使网络有较合理的设计和配置.尽量避免瓶颈。 目前，用不断提高网络容量的方法来支持QoS是不现实的。 两种方法可以用来缓解网络拥塞，提高服务质量：1)为每个用户建立端到端的资源预留，当资源不够时，禁止一些用户向网络发送IP包 呼叫抑制2) 所有用户都可以向网络发送IP包, 但但当网络拥塞时,某些用户的IP包有更好的机会来穿过网络 设定优先权 综合服务网络和区分服务网络 IP QoS机制之一综合服务(Integrated Services) IETF关于综合服务的建议 综合服务（IntServ）/RSVP(最早由MIT 93年提出) IETF: Intserv: RFC1633; RSVP: RFC2205, RFC2211,RFC2212 IETF 的综合服务网络 基本思想是为用户提供多种服务类型，按照客户的质量要求提供不同的服务, 相应地收取费用 类似于传统的电路交换, 给应用提供QoS保障, 除了Best-effort外,还提供两种服务: 确保服务(GS): 保证带宽和时延 可控负载的服务(CLS): 提供可靠和改进的Best-effort服务. 相当于网络在轻负载下的Best-effort服务质量. 确保服务( Guaranteed Service)类型 IP网络中的“比特流管道”: 需要信令, 接纳控制和监控 IntServ模型 设置协议（Setup protocol) 使主机或路由器能够动态地保留网络资源，以便满足特殊业务流的QoS要求 业务流说明（Flow specification) 用于定义一个特定业务流的QoS 业务流（flow)是指具有相同QoS的，从某个源到目的端的一个分组序