第七章QoSv2_4787034.ppt

Internet服务质量控制 徐 恪 清华大学计算机系 主要内容 服务质量控制概述 集成服务模型 区分服务模型 分组调度 网络微积分简介 动态分组状态模型 主要内容 服务质量控制概述 集成服务模型 区分服务模型 分组调度 网络微积分简介 动态分组状态模型 服务质量(QoS)控制概述 广义的网络服务质量 包括网络性能、可用性、可靠性 和安全性等各种指标 本讲研究的服务质量控制都是为了提高网络保证性能 的能力 和性能相关的主要的QoS参数有带宽、延迟/延迟抖动和分组丢失率 等 服务质量控制概述 绝对的（确定性的）性能保证 一条在任意时刻都可以提供100Mbps带宽的网络链路 绝对的带宽保证 概率的（随机的）性能保证 保证95%的分组的延迟不大于100ms 概率的延迟保证 时间平均 的性能保证 保证一个月中的平均分组丢失率不高于10-5 平均的丢失率保证 服务质量控制概述－控制粒度 分组级（时间粒度大约为1到100微秒） 分组是互联网QoS控制机制的最小单位 流量调节机制（包括分组分类器、分组标记器和流量整形器等），分组调度机制 和主动队列管理机制 等 分组的往返时间（round trip time），大约为1到100毫秒 在这个粒度工作的是拥塞控制和流量控制 等基于反馈的控制机制 会话级的（以秒和分钟为单位），也就是用户会话持续的时间（会话可以采用各种方式定义） 在这个粒度工作的QoS机制包括准入控制和QoS路由 长期的QoS控制机制 主要包括流量工程，能力规划和服务定价 等 服务质量控制概述－控制信息 QoS控制机制使用的控制信息的粒度（granularity） 根据每流(per-flow)状态对每个用户流进行控制 一般来说，流采用IP源地址、目的地址、源端口号、目的端口号和协议域 这五元组进行标识 对流的聚集进行控制 流聚集也可以有各种方法，比如每台主机、每个网络前缀、每个服务类别等等 控制状态的携带者和控制本身的位置 控制状态的携带者可以是路由器，也可以是分组 控制的位置可以在用户主机、网络边缘路由器，或者是网络核心路由器 服务质量控制概述－QoS控制空间 主要内容 服务质量控制概述 集成服务模型 区分服务模型 分组调度 网络微积分简介 动态分组状态模型 问题 IP的限制 IP仅仅提供best effort服务 IP并不参加资源管理 不能根据每个流的状态提供服务保证 不能在流量聚集之间提供服务区分 早期的研究工作 Berkeley大学的Tenet研究组[2] ATM IETF的工作 集成服务框架 区分服务框架 那么，需要做哪些工作？ 流区分 简单的FIFO调度不能工作 流标识 准入控制 资源预留 Internet集成服务框架[3] 增强了IP的服务模型 原有模型：简单的best effort服务类型 新模型：多种服务类型，包括best effort和QoS类型 设计了支持新的服务模型的协议和算法 原有模型：在IP层次没有资源管理 新模型：在IP层次进行显式的 资源管理 关键的体系结构区别 原有模型：无状态 新模型：路由器维护每流状态 用于准入控制和调度 由信令协议建立 集成服务网络 集成服务实例 集成服务实例 集成服务实例 集成服务实例 集成服务实例：数据路径 集成服务实例：数据路径 每流缓冲管理 集成服务实例 功能部件如何协作 服务类型 服务可以看成是网络和通信客户之间的合约 端到端的服务 其他的服务也是可能的 三种常见的服务 best-effort (“elastic” applications) hard real-time (“real-time” applications) soft real-time (“tolerant” applications) Hard Real Time: Guaranteed Services[5] 服务合约 网络到客户： 对会话中的每个分组保证其确定性 的延迟上界 客户到网络：不会 发送超过 合约的数据量 算法支持 基于最坏情况分析的准入控制 路由器执行每流分类和调度 Soft Real Time: Controlled Load Service[6] 服务合约 网络到客户：提供和轻负载的best effort网络类似的性能 客户到网络：不会 发送超过 合约的数据流 算法支持 基于聚集测量的准入控制 对聚集的调度 RSVP[4] Resource ReSerVation Protocol 用于建立每流状态的信令 协议 携带从主机到路由器的资源请求 收集从路由器到主机的必要的信息 在每一跳 和准入控制模块以及策略模块交互 建立准入状态或者通知请求发起者需求不能满足 RSVP 面向IP组播 的设计 接收方 发起预留过程 不同的预留类型 Fixed Filter Style W