传输技术培训_第3章_IPQOS

1大唐移动通信设备有限公司传输技术第3章IPQoS简介培训人：黄晓光研发部硬件二室[e-mail]82029090-33462大唐移动通信设备有限公司IPQoS简介•QoS在数据传输中的重要性•IP传输的特点•在IP传输网中提供QoS的意义•QoS描述参数•实现QoS的方法3大唐移动通信设备有限公司IPQoS简介•QoS在数据传输中的重要性•IP传输的特点•在IP传输网中提供QoS的意义•QoS描述参数•实现QoS的方法4大唐移动通信设备有限公司QoS在数据传输中的重要性•不同的业务类型对数据传输的要求是不同的，有的要求大的带宽，有的要求严格的延时保证，有的要求无错误的传输。为了实现不同业务类型的传输需求，传输网必须能够保证业务要求的传输质量，也就是QoS。5大唐移动通信设备有限公司QoS在数据传输中的重要性•例如，对于传输语音数据的网络，数据帧时延就是一个重要的参数，延迟超过一定量的数据帧，和丢失没有什么区别；而对于数据文件的传输，数据的正确性占据最主要的地位，而时延和时延抖动就显得不是十分重要了。6大唐移动通信设备有限公司IPQoS简介•QoS在数据传输中的重要性•IP传输的特点•在IP传输网中提供QoS的意义•QoS描述参数•实现QoS的方法7大唐移动通信设备有限公司IP传输的特点－尽力而为IP传输网源主机目的主机其它主机8大唐移动通信设备有限公司IP传输的特点－尽力而为•IP传输取得巨大成功的原因在于端到端的理念：•网络的智能处于边缘节点，即源和目的主机，所有复杂的数据处理过程都是在主机完成的；•传输网络中的路由器仅仅完成包转发功能：根据IP包头确定下一跳路由器并转发。9大唐移动通信设备有限公司IP传输的特点－尽力而为•以路由转发为基础的IP传输的特点•路由表建立的依据是网络拓扑结构，实现“最短路径”，并不考虑这个路径的带宽、转发能力、负荷等参数•路由器的入队列对所有的IP包同等对待，IP包的排队造成转发时延和丢包•同一个应用的不同IP包可能通过不同的路径到达目的地，造成其传输参数的不一致10大唐移动通信设备有限公司IP传输的特点－尽力而为•总之，IP传输网从最初的设计就没有考虑为包转发的服务质量作出任何承诺，提供的是一种“尽力而为”的服务。11大唐移动通信设备有限公司IPQoS简介•QoS在数据传输中的重要性•IP传输的特点•在IP传输网中提供QoS的意义•QoS描述参数•实现QoS的方法12大唐移动通信设备有限公司在IP传输网中提供QoS的意义•多媒体业务的出现对IP环境中的服务质量提出了更高的要求•Internet上的分组话音和传真业务极大地降低了成本，使通信产业发生了彻底的变化。这些实时应用需要更高的QoS•商业客户在安全性、可预测性、可测量性等方面得到保证之前，还不大可能把关键业务的数据、话音和多媒体应用放到公用IP网络上•通过提供不同等级的服务，运营商能够实现更加合理的收费政策13大唐移动通信设备有限公司IPQoS简介•QoS在数据传输中的重要性•IP传输的特点•在IP传输网中提供QoS的意义•QoS描述参数•实现QoS的方法14大唐移动通信设备有限公司QoS描述参数•时延参数•IP包传输时延（Delay）•IP包时延变化（Jitter）•传输差错率参数•IP包误差率（IPER）•IP包丢失率（IPLR）•虚假IP包率•流量参数•业务可用性15大唐移动通信设备有限公司时延参数•IP包传输时延（Delay）•指源用户发送数据包(t1)到目的用户接收同一数据包(t2)的时间间隔，如果IP包被拆分，则t2指收到最后一个片断的时间。•平均时延指一个数据流中所有IP包传输时延的平均值•IP包时延变化（Jitter）•指用户在同一个连接上的不同IP包传输时延的不确定性•时延变化对于缓冲队列的大小有着决定性的影响•时延变化可以采用三种表示方法。16大唐移动通信设备有限公司IP包时延变化表示方法•IP包实际时延与参考IP包实际时延的差值•在一个比较短的时间段内，最大IP包传输时延和最小IP包传输时延的差值•评估间隔内99.9%IP包的时延最大值与时延最小值之间的差值17大唐移动通信设备有限公司传输差错率参数•IP包误差率（IPER）：传送成功的IP包数目与传送成功加传送错误的IP包数目和的比值•IP包丢失率（IPLR）：丢失的IP包数目与所有IP包数目的比值•虚假IP包率：测量点上每秒收到虚假IP包的数目18大唐移动通信设备有限公司流量参数•流量参数用于描述一个连接的数据吞吐量，一般采用特定时间间隔内成功传输的IP包数目或者字节数目来定义19大唐移动通信设备有限公司业务可用性•当IP包丢失率上升到一定程度后，认为端到端的IP连接不可用•业务可用性使用可用时间的百分比来描述20大唐移动通信设备有限公司IPQoS简介•QoS在数据传输中的重要性•IP传输的特点•在IP传输网中提供QoS的意义•QoS描述参数•实现QoS的方法•InterServ模型•DiffServ模型•其它21大唐移动通信设备有限公司实现QoS的方法北京XX大学上海XX交通大学XX公司XX企业XXX成功学生高考落榜找不到工作22大唐移动通信设备有限公司实现QoS的方法•InterServ模型•DiffServ模型•其它23大唐移动通信设备有限公司InterServ模型•定义：•InterServ是一种在IP传输网上为流提供QoS的体系结构，他使用资源预留协议（RSVP）作为请求带宽和其它网络资源的信令协议24大唐移动通信设备有限公司InterServ模型•IPQoS的综合业务结构(Int-Serv)定义了三种级别的业务:•有保证的业务(Guaranteed):保证带宽,限制延迟,无丢包。•控制负载的业务(ControlledLoad):没有固定的时延保证，但业务流要与在网络轻载情况下的流质量相当。用于比要求保证型业务更大灵活性的应用•尽力而为的业务(BestEffort):类似当前Internet在多种负载环境下提供的尽力而为的业务。25大唐移动通信设备有限公司InterServ模型－RSVP协议RRRRR发送端接收端按照正常路由发送PATH消息申请预留资源申请资源成功，每个路由器为这个流分配带宽和缓冲区。数据流开始传输拒绝资源预留RSVP过程失败26大唐移动通信设备有限公司InterServ模型－RSVP协议•传统RSVP协议的缺点•软状态协议，PATH和RESV消息必须定时刷新，否则会造成超时失效。刷新过程消耗资源•RSVP使用UDP传输，消息丢失会造成时延和稳定性问题27大唐移动通信设备有限公司InterServ模型－RSVP协议•RSVP－TE协议使用如下方法来解决上述问题•消息合并技术：使用一个IP包承载多个RSVP消息，从而降低总消息数目•MESSAGE－ID技术•摘要刷新技术•HELLO协议扩展技术28大唐移动通信设备有限公司InterServ模型－优点•能够提供绝对有保证的QoS。RSVP运行在从源端到目的端的每个路由器上，因此可以监视每个流，以防止其消耗比它请求、预留和预先购买的要多的资源。•RSVP在源和目的地间可以使用现有的路由协议决定流的通路。RSVP使用IP包承载，使用“软状态”的概念，通过周期性的重传PATH和RESV消息，协议能够对网络拓扑的变化做出反映。正如PATH和RESV刷新用来更改该预留的流的通路那样，没有了这些消息时，RSVP协议释放与之关联的资源。•RSVP协议能够让PATH消息识别多播流的所有端点，并发送PATH消息给它们。29大唐移动通信设备有限公司InterServ模型－缺点•伸缩性不好。随着流数目的增加，路由器需要维护的状态信息的数量成比例上升，占用了大量的路由器存储空间和处理开销。•对路由器的要求较高.由于需要进行端到端的资源预留，必须要求从发送者到接收者之间的所有路由器都支持所实施的信令协议。如果中间有不支持的节点／网络存在，虽然信令可以透明通过，但无法实现真正意义上的资源预留。•该模型不适合于短生存期的流.但因特网流量绝大多数是由短生存期的流构成的。在短生存期的流需要一定程度的QoS保证时，综合业务模型就显得得不偿失了。30大唐移动通信设备有限公司InterServ模型－适用范围•由于InterServ模型的上述特点，他不适合在大型骨干网络上使用，而更适合于严格需要QoS保证的业务、小型的ISP以及企业网内部使用31大唐移动通信设备有限公司InterServ模型－标准•RFC中对InterServ模型和RSVP协议提供了若干标准：•RFC2205-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1FunctionalSpecification•RFC2206-RSVPManagementInformationBaseusingSMIv2•RFC2207-RSVPExtensionsforIPSECDataFlows•RFC2208-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1ApplicabilityStatementSomeGuidelinesonDeployment•RFC2209-ResourceReSerVationProtocol(RSVP)--Version1MessageProcessingRules•RFC2210-TheUseofRSVPwithIETFIntegratedServices•RFC3209RSVP-TE:ExtensionstoRSVPforLSPTunnels32大唐移动通信设备有限公司InterServ模型－标准•RFC2211-SpecificationoftheControlled-LoadNetworkElementService•RFC2212-SpecificationofGuaranteedQualityofService•RFC2213-IntegratedServicesManagementInformationBaseusingSMIv2•RFC2214-IntegratedServicesManagementInformationBaseGuaranteedServiceExtensionsusingSMIv2•RFC2215-GeneralCharacterizationParametersforIntegratedServiceNetworkElements•RFC2216-NetworkElementServiceSpecificationTemplate33大唐移动通信设备有限公司实现QoS的方法•InterServ模型•DiffServ模型•其它34大唐移动通信设备有限公司DiffServ模型•DiffServ的目的是在IP传输网上为流量提供有区别的业务级别，他定义的是一个相对简单而粒度粗一些的控制系统。•DiffServ针对的是流聚合后的每一类QoS控制，而不是针对每一个流进行控制•DiffServ通过对不同类流量的不同行为实现QoS，因此具有可扩展性，能够在大型网络上提供服务35大唐移动通信设备有限公司DiffServ模型－基本原理•DiffServ使用IPv4头中的ToS字段（重新标识为DS字段）或者IPv6头中的业务类型字段，用于区分不同流的类型•边缘路由器对业务流进行流量检查分类，并填写DS字段•核心路由器根据IP包中DS字段的值，按照对应的逐跳行为(PHB)调度包的转发36大唐移动通信设备有限公司DiffServ模型－基本原理分类器流量调整器转发队列ToS分类器转发队列分类调度器分类调度器ToS分类器转发队列分类调度器入口边缘路由器核心路由器出口边缘路由器IP流IP流DiffServ域37大唐移动通信设备有限公司DiffServ模型－基本原理•包分类器•流量调整器•调度器•队列管理38大唐移动通信设备有限公司包分类器•Packetclassifiersselectpacketsinatr