論文:淺談基於IP網路的Qos策略研究

來源:才華庫 2.44W

Qos是網路的一種安全機制,是解決網路的有限頻寬、延遲、阻塞和丟包等問題的一種技術。它通過有效的保證傳輸的頻寬、降低傳送的時延及資料的丟包率等措施來提高服務質量。

論文:淺談基於IP網路的Qos策略研究

2服務模型(Service model)

2.1簡單服務模型

應用程式可在任何時候發出報文,網路儘可能來發送報文,但對於時延、可靠性等不提供任何保證措施。這種模型是現在Internet預設的服務模型。盡力傳輸服務模型是傳統路由器所提供的服務,它對服務質量無法做出保證,需要採用資源預留協議來實現路徑上的QoS,目前採用的是RSVP協議。

RSVP協議是整合服務的核心,它的分組以IP資料報的形式進行傳送,沒有搭載任何有效資料,它和ICMP, IGMP-樣是一個控制協議,它支援IPv6和多播業務。其本身沒有路由功能,必須依賴於現有的單播或多播路由協議。

在網路通訊技術中的兩個不同角色之間所建立的通訊路徑中,RSVP網路標準協議將通過資料來源端發出的訊號和資料接收端發出的訊號進行快速的動態QoS協商,並充分利用了兩個資料傳送和傳輸端的中間節點來傳送的預留相關資訊,來建立和維護多路傳輸路徑的分佈預留狀態,根據這些相關的資料傳輸途徑來實現數字資源的預約和釋放請求。

2.2網路資料傳輸的綜合服務模型

網路資料傳輸的綜合服務模型在傳送資料報文前,首先需要向網路來申請一個特殊的服務請求。這個請求是通過帶外信令完成的,網路資料傳輸的綜合服務模型中的每個路由器都支援RSVP控制協議,為資料傳輸的業務流保持原來的狀態資訊,在資料的傳輸過程中,如果任何一箇中間路由器不支援RSVP協議,那麼,這個資料傳輸的服務質量就不可能得到相就在的保障。目前網路資料傳輸的綜合服務模型共有以下兩種:

(1)端到端質量保證型。這個資料傳輸請求將提供延時、頻寬與丟包率等引數的基本保障。但是它不能控制固定的資料傳輸延遲,只能保證資料在傳輸過程中的排隊延遲大小,並採用加權排隊演算法。

(2)控制負荷型。它提供最少的傳輸延時,對排隊演算法不做特殊要求。在網路資料傳輸的綜合服務模型中的每個路由器都需支援RSVP協議,如果有任何一箇中間路由器對RSVP協議支援不好,服務質量就不能保證。

網路資料傳輸的綜合服務模型能夠實現兩端之間的服務質量保障,但這個網路資料傳輸的綜合服務模型還要求在每個轉發端上要有一個優先順序佇列和擁塞控制要素,並且還需要相關的信令支援,在業務兩端預先建立一條有質量保證的虛連線,各個網路節點還須具有資源的預留和資源控制手段。

2.3多服務模型

它採用分類聚合思想,由邊界路由器檢查業務合同,重新填寫IP包的DscP(TOS)欄位,核心路由器則根據代表業務分類的欄位提供相應的服務保證,比較適合於大型核心網路。

目前被推薦的區分服務(DiffServ)的型別有兩種:

(1)獎賞服務:為使用者提供低延遲、抖動、丟包率和保證頻寬足夠的端到端傳輸服務。

(2)確保服務:確保服務是在網路不暢通的情況下,保證使用者有一定的預約頻寬。它通常採用下列技術方法來實現。

首先,根據IP資料包的優先級別或QoS組進行分類、度量和監管,制定訪問速度;然後採用優先佇列、定製佇列、加權公平佇列、基於類的加權公平佇列等佇列技術來管理報文。將報文分為四類,按優先順序的高、低進行出隊。

3影響網路服務質量的因素(The influencingfactors on the quality of the network services)

影響網路服務質量的因素就是影響網路Qos的`因素。網路QoS技術是網路通訊技術領域中的一種非常有效和便捷的網路安全管理和資料傳輸機制,是用來解決網路資料傳輸延遲和阻塞等諸多問題的技術最好解決手段。一般在Web應用、E-mail設定等情況下,並不需要QoS。但是在多媒體資料傳輸應用中就顯得非常必要,而且也是解決這個問題的相關重要的手段,每當網路資料傳輸出現擁塞時,QoS就能夠確保這些流媒體資料傳輸的重要業務不受任何干擾,從而保證了網路資料傳輸的高效穩定流暢執行[Sao QoS機制本身並不能增加頻寬,它只是根據應用的不同需求來調整上傳下載的速率,利用網路的資料傳輸自適應功能來管理網路頻寬,從而節約了網路資源。

在網路資料的傳輸過程中,需要根據使用者傳輸資料的流量、請求的QoS和當前網路的實際執行狀況,來確定這個使用者是否能夠進行網路資料傳輸,並協商其QoS。為給使用者提供滿意的資料傳輸服務,需要對網路資料傳輸頻寬分割,留出一部分頻寬,以確保相應的資料傳輸頻寬不被其他使用者使用。資料在傳輸的過程中,需要進行分組處理和轉發資料,在這個過程中,就要給每個不同的分組提供不同的資料傳輸優先級別,還要限制每個應用不同的丟包率,確保所有的使用者都能得到其QoS的足夠資源。

另外,各個網路節點也要有一套相關的調節機制,以保證都能得到其足夠的QoS資源,同時還要提供一種合理的方法來分配空閒頻寬。擁塞產生的主要原因是網路資源不足或頻寬分配不合理造成的,一個好的排隊策略對於網路來說是非常重要的。QoS路由、約束路由和策略路由都是在某種條件下影響網路服務質量的重要因素。

4網路服務質量QoS控制策略(Network quality of service QoS control strategy)

通過對影響網路QoS的因素分析,我認為在網路中採用統一的策略,由策略伺服器集中統一定義策略,策略伺服器通過COPS協議向網路中相關裝置分發策略配置資訊;同時採用基於LDAP的策略儲存虛擬化目錄伺服器儲存策略資訊的統一制定策略、統一分發策略、統一儲存策略的全網統一管理方式,在一定程度上能夠有效地利用網路資源以實現網路的QoS保證。

4.1定義策略

網路管理員在策略伺服器的策略控制平臺上定義策略,使得滿足條件的資料流進人QoS網路,執行相應動作與整形機制,然後通過各種策略對網路中的QoS服務進行控制和管理。定義的策略是由時間計劃、動作、標記優先順序、整形和分流五個部分組成的。

4.2策略原則

在策略性網路中,網路的運作應該遵從以下四項策略規則,分別為服務質量、安全、監控和配置。

資料傳輸的服務質量原則,是在實現資料傳輸的過程中,根據每個資料傳輸的業務型別來分別設定各個不同業務的優先順序,然後再根據所預先設定好的優先順序進行資料流的處理,在這種情況下,優先級別較高的資料傳輸業務就要比級別低的傳輸業務更先一步得到資料傳輸的服務。

資料傳輸的安全原則是為了防止使用者在資料傳輸過程中受到安全威脅,在一般情況下,網路的管理者都是通過設定高強度的密碼、統一身份認證、安全防火牆和資料加密等多種方式來實現,根據不同的安全需要,有時使用其中一種方式,有時採取多種方式組合使用。

資料傳輸的監控原則就是在資料傳輸過程中,採取動態檢測網路裝置和鏈路的工作狀態是否正常,發現問題及時調整,保證網路暢通。

資料傳輸的配置原則就是設定網路工作方式,保證網路從上至下、端到端的Qos實現。

4.3策略分發

首先要將網路裝置按著對COPS協議是否支援進行分類:支援COPS協議的裝置,設定策略伺服器的IP地址,並且啟用策略控制;不支援COPS協議的裝置,在策略伺服器上建立對應的裝置,通過CLI, COPS等開放的介面,將QoS控制和流量管理資訊下發到每個網元,實現伺服器保證Qosmo

5結論(Conclusion)

根據以上的分析可以看出,無論是從資料傳輸業務的開展還是從計算機網路技術實施的角度出發,Qos服務質量保障都是網路資料傳輸技術中必須採用的一種手段,也是確保資料安全穩定高效傳輸的最重要因素之一,基於資料傳輸的網路必將進一步發展QoS。由於IP網路本身所特有的特徵,使得在IP網路中實現端到端的QoS變得非常困難,同時實現QoS也是最關鍵、最重要的課題。

要實現上述的QoS策略設計,還需要有一個統一的網路控制平臺,通過網路控制平臺完成網路狀態的檢測、QoS策略的制定、儲存等功能,因此搭建策略控制平臺也是QoS策略設計的關鍵。

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